Biologia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 22.

Kategoria: Grzyby Enzymy Układ pokarmowy i żywienie Typ: Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

Kropidlak czarny (Aspergillus niger) wydziela zewnątrzkomórkowo enzymy, m.in. glukoamylazę, która hydrolizuje skrobię do glukozy. Glukoamylazy nie występują ani u zwierząt, ani u roślin. Pozyskany z grzyba enzym wykorzystuje się w piekarnictwie, przemyśle cukierniczym, owocowo-warzywnym, mleczarskim, farmaceutycznym i fermentacyjnym. Obecnie glukoamylazę pozyskuje się głównie z transgenicznych szczepów Aspergillus niger. Otrzymany z nich enzym cechuje się dużą odpornością na zmiany pH i temperatury.
Na wykresach przedstawiono wpływ temperatury (I) i wartości pH (II) na aktywność glukoamylazy zawartej w jednym z preparatów stosowanych w przemyśle fermentacyjnym.

Na podstawie: http://pl.wikipedia.org/wiki/Aspergillus, http://www.krolsan.com.pl/index4.php?page=glucamyl;
http://agrobiol.sggw.waw.pl/biochemia/media/Enzymologia/Enzymologia%20p%20dzik/ Glukoamylaza_06_11_2012.pdf [dostęp: 11.11.2014].

a)	Wyjaśnij, jakie znaczenie adaptacyjne dla kropidlaka ma zdolność wydzielania enzymu poza komórkę w naturalnym środowisku życia tego grzyba.

b)	Wypełnij tabelę – podaj nazwy dwóch enzymów, należących do amylaz, wytwarzanych przez człowieka oraz nazwy narządów, w świetle których te enzymy działają i nazwy produktów reakcji katalizowanych przez te enzymy.

Nazwa enzymu	Miejsce działania (narząd)	Produkt reakcji

c)	Na podstawie obu wykresów określ warunki, w jakich preparat z glukoamylazą jest najbardziej wydajny.

d)	Podaj po jednym przykładzie (innym niż opisane w tekście) wykorzystywania grzybów w biotechnologii tradycyjnej i nowoczesnej.

Rozwiązanie

Przykłady poprawnych odpowiedzi

(0-1)

Enzym wydzielany do środowiska przez kropidlaka umożliwia mu odżywianie się wielocukrami zawartymi w martwej materii organicznej, które wymagają rozłożenia na cukry proste, aby grzyb mógł je wchłonąć.
Kropidlak wydziela enzym do środowiska, aby rozłożyć wielocukry (cukry złożone / polisacharydy) do cukrów prostych, które może wchłonąć.

(0-1)

Nazwa enzymu	Miejsce działania (narząd)	Produkt reakcji
amylaza ślinowa	jama ustna	maltoza (dekstryny)
amylaza trzustkowa	dwunastnica	maltoza (dekstryny)

(0-1)

Preparat jest najbardziej wydajny w temperaturze 65°C i pH 4.

(0-1)

Biotechnologia tradycyjna: spulchnianie ciasta, wyrób piwa, wina, serów. Biotechnologia nowoczesna: produkcja antybiotyków, witamin, enzymów,organicznych, insuliny. kwasów

Wskazówki

Grzyby są heterotrofami, tak jak zwierzęta, ale w przeciwieństwie do zwierząt nie mają przestrzeni (przewodu pokarmowego), w której mogłyby trawić złożone związki organiczne. Wyjaśniając znaczenie adaptacyjne zdolności wydzielania enzymów na zewnątrz komórki, trzeba się odnieść do sposobu saprofitycznego odżywiania się grzyba i trawienia zewnętrznego.

Prawidłowe wypełnienie tabeli wymaga znajomości przebiegu trawienia cukrów (polisacharydów) w przewodzie pokarmowym człowieka. Uważaj, by nie pomylić miejsca trawienia z miejscem wytwarzania enzymu.

Wydajność preparatu jest największa w optymalnych dla enzymu warunkach temperatury i pH, więc wystarczy prawidłowo odczytać z wykresów wartości temperatury i pH (na osiach X) odpowiadające maksymalnej aktywności glukoamylazy.

Biotechnologia tradycyjna jest stosowana od wieków i z pewnością znajdziesz przykłady jej zastosowania w codziennym życiu, np. w kuchni. Biotechnologia nowoczesna jest związana z użyciem genetycznie zmodyfikowanych organizmów do produkcji, np. insuliny lub antybiotyków. Biotechnologia nowoczesna uzyskuje także transgeniczne zwierzęta i transgeniczne rośliny.