Oto lista zadań maturalnych z danego działu biologii. Aby skorzystać z dodatkowych opcji, uniknąć duplikatów zadań lub wybrać zadania z pozostałych działów kliknij poniżej.
Enzymy mogą być regulowane za pośrednictwem efektorów, które przyłączają się do enzymu
w innym miejscu niż centrum aktywne – w tzw. centrum allosterycznym. Ta regulacja może
polegać na hamowaniu lub aktywowaniu enzymów. W szlaku metabolicznym aktywność enzymów
allosterycznych jest często regulowana przez końcowe produkty tego szlaku.
Na schemacie przedstawiono sposób regulacji allosterycznej enzymu katalizującego pierwszy etap
szlaku metabolicznego, składającego się łącznie z trzech różnych reakcji enzymatycznych.
Końcowy produkt jest efektorem pierwszego enzymu szlaku.
a)
Określ, czy efektor, którego działanie zilustrowano na schemacie, ma charakter aktywatora, czy – inhibitora. Odpowiedź uzasadnij, uwzględniając zmiany struktury przestrzennej tego enzymu.
b)
Wyjaśnij, w jaki sposób nadmiar produktu końcowego wpłynie w opisanym przypadku na łańcuch katalizowanych reakcji.
Na schemacie przedstawiono fragment cząsteczki białka o strukturze III-rzędowej oraz
warunkujące tę strukturę różne oddziaływania występujące pomiędzy łańcuchami bocznymi
aminokwasów: wiązania chemiczne oparte na przyciąganiu elektrostatycznym (1), wiązania
kowalencyjne (2), interakcje hydrofobowe (3) i oddziaływania jonowe (4).
1.1. (0–1)
Podaj nazwy wiązań chemicznych stabilizujących III-rzędową strukturę białka, oznaczonych na schemacie numerami 1. i 2.
1.2. (0–1)
Na przykładzie enzymów białkowych wyjaśnij, w jaki sposób struktura przestrzenna białka warunkuje jego funkcję katalityczną. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm działania enzymów.
Enzym ureaza, który występuje m.in. w nasionach dyni, przeprowadza następującą reakcję:
H2N-CO-NH2 + H2O : 2 NH3 + CO2
Powstający w ten sposób amoniak powoduje alkalizację (wzrost zasadowości) środowiska
reakcji. Ureaza podana dożylnie jest śmiertelna dla człowieka nawet w niskich dawkach,
ale nasiona dyni można jeść bezpiecznie.
Przeprowadzono doświadczenie, w którym przesącz z nasion dyni rozgniecionych w wodzie
rozdzielono w równych ilościach do trzech probówek (I–III) i do każdej z nich dodano tak
sam ilość mocznika. Stopień alkalizacji roztworu w probówkach mierzono za pomocą
fenoloftaleiny, która w środowisku zasadowym przyjmuje barwę różową – tym
intensywniejszą, im wyższe jest pH roztworu. Każdą probówkę inkubowano w innej
temperaturze: I – 10°C, II – 35°C, III – 70°C.
Po kilku minutach zaobserwowano zmian zabarwienia roztworów w I i II probówce,
natomiast w probówce III roztwór się nie zabarwił.
Na podstawie: www.biocen.edu.pl/volvox/Protocols/PDFs/Urease_pl
3.1. (0–1)
Sformułuj problem badawczy do tego doświadczenia.
3.2. (0–1)
Podaj przyczynę, która sprawiła, że w probówce III roztwór się nie zabarwił.
3.3. (0–1)
Zaznacz poniżej klasę enzymów (AFD), do której należy ureaza.
liazy
ligazy
hydrolazy
oksydoreduktazy
3.4. (0–2)
Wyjaśnij, dlaczego wprowadzenie ureazy bezpośrednio do krwioobiegu człowieka
stanowi dla niego śmiertelne zagrożenie, ale ureaza zawarta w nasionach dyni nie jest
dla człowieka szkodliwa po ich zjedzeniu. W odpowiedzi uwzględnij oba miejsca
działania tego enzymu.
W tabeli przedstawiono niektóre klasy enzymów oraz ich funkcje.
Symbol
Nazwa klasy
Funkcja enzymu
A.
hydrolazy
rozkład wiązań chemicznych z udziałem wody
B.
liazy
rozkład wiązań chemicznych na drodze innej niż hydroliza czy utlenianie
C.
izomerazy
przenoszenie grup w obrębie cząsteczki
Uzupełnij poniższe schematy przemian węglowodanów. Wpisz w prostokąty nad strzałkami litery (A–C) oznaczające klasy enzymów katalizujących ich przebieg.
Zatrucie metanolem jest dla organizmu człowieka bardzo groźne, ponieważ produkty jego
utleniania (aldehyd mrówkowy i kwas mrówkowy) są silnie toksyczne. Utlenianie metanolu
katalizuje dehydrogenaza alkoholowa. Enzym ten katalizuje również proces utleniania
etanolu, ale produktem tej reakcji jest aldehyd octowy, który jest znacznie mniej toksyczny
dla organizmu człowieka. Pierwsza pomoc osobom, u których podejrzewa się zatrucie
metanolem, polega na jak najszybszym podaniu około 100 ml alkoholu etylowego.
3.1. (0–1)
Zaznacz rodzaj hamowania aktywności (inhibicji) dehydrogenazy alkoholowej, który występuje po podaniu etanolu osobom zatrutym metanolem. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do mechanizmu tego procesu.
inhibicja kompetycyjna
inhibicja niekompetycyjna
Uzasadnienie:
3.2. (0–1)
Wyjaśnij, w jaki sposób wprowadzenie etanolu do organizmu osoby, która wypiła metanol, zmniejsza groźne skutki działania metanolu.
Obrane surowe ziemniaki ciemnieją w kontakcie z powietrzem. Proces ten związany jest
z działaniem obecnej w bulwach ziemniaka oksydazy polifenolowej – enzymu, który
katalizuje reakcje utleniania zawartych w bulwach związków polifenolowych.
Wyjaśnij, dlaczego ugotowane ziemniaki nie ciemnieją w kontakcie z powietrzem.
Informacja do zadań 9. i 10.
W tabeli przedstawiono wyniki badania zależności aktywności kinazy pirogronianowej
(kluczowego enzymu w procesie glikolizy) od pH w komórkach mięśni szkieletowych oraz
ściany żołądka pewnego kręgowca.
Informacja do zadań 9. i 10.
W tabeli przedstawiono wyniki badania zależności aktywności kinazy pirogronianowej
(kluczowego enzymu w procesie glikolizy) od pH w komórkach mięśni szkieletowych oraz
ściany żołądka pewnego kręgowca.
Na podstawie danych z tabeli wykonaj w jednym układzie współrzędnych wykres liniowy dla każdej z tkanek przedstawiający zależność aktywności kinazy pirogronianowej od pH.
W peroksysomach znajdują się enzymy, które biorą udział w reakcjach utleniania związków
organicznych tlenem cząsteczkowym. Produktem wielu z tych reakcji jest szkodliwy dla
komórki, bardzo reaktywny nadtlenek wodoru (H2O2). Zabezpieczeniem przed H2O2 jest
obecność w peroksysomach enzymu katalazy, który rozkłada nadtlenek wodoru
na wodę i tlen cząsteczkowy.
Uczniowie postanowili sprawdzić, czy w tkankach roślinnych występuje enzym katalaza.
W tym celu w dwóch probówkach A i B umieścili równe objętości soku ze startego surowego
ziemniaka. Sok w probówce A zagotowali i ostudzili, a następnie do obydwu probówek
dodali taką samą ilość roztworu H2O2 (wody utlenionej).
a)
W której z probówek (A czy B) zajdzie reakcja rozkładu H2O2 i jakie zmiany będą widoczne w tej probówce?
b)
Wyjaśnij, w jakim celu zagotowano sok w probówce A.
Regulacja metabolizmu związana jest m.in. z regulacją działania enzymów – ich aktywacją lub hamowaniem. Wiele enzymów, aby pełnić funkcje katalityczne, wymaga przyłączenia cząsteczek, zwanych kofaktorami. Mogą nimi być małe jednostki niebiałkowe, np. jony metali, lub złożone niebiałkowe cząsteczki organiczne, nazwane koenzymami, np. NAD+ czy FAD. Na schematach przedstawiono różne sposoby (A–D) hamowania (inhibicji) pracy enzymu.
Podaj oznaczenia literowe dwóch mechanizmów hamowania pracy enzymu, innych niż blokada centrum aktywnego. Opisz, na czym polega każdy z wybranych mechanizmów.
