1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z biologii
  3. Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)

Biologia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 31.

Kategoria: Enzymy Układ pokarmowy i żywienie Fizjologia roślin Typ: Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

W organizmach oligosacharydy i polisacharydy pod wpływem działania enzymów mogą ulegać hydrolizie. Na rysunku przedstawiono katalizowaną przez enzym hydrolizę sacharozy, której etapy oznaczono literami (A–D), oraz obok – wykres zależności szybkości reakcji enzymatycznej od stężenia substratu.

Na podstawie: N.A. Campbell, J.A. Urry, M.L. Cain, S.A. Wasserman, P.V. Minorsky, R.B. Jackson, Biologia, Poznań 2012, s. 78;
B.D. Hames, N.M. Hooper, Biochemia, Krótkie wykłady, Warszawa 2002, s. 83, 96–99;
M. Barbor, M. Boyle, M. Cassidy, K. Senior, Biology, London 1999, s. 73.

a)
Do każdego etapu hydrolizy (A–D) przyporządkuj jego prawidłowy opis wybrany spośród podanych (1–5).
  1. Odłączenie produktów od enzymu.
  2. Przekształcanie substratu w produkty.
  3. Przyłączenie cząsteczki wody do wolnego substratu.
  4. Enzym z centrum aktywnym gotowy do przyłączenia substratu.
  5. Przyłączenie substratu do enzymu, powstanie kompleksu enzym-substrat (ES).

b)Korzystając z wykresu wyjaśnij, dlaczego przy wysokim stężeniu substratu jego dalszy wzrost nie wpływa już na zwiększenie szybkości reakcji enzymatycznej.
c)Wiedząc, że w przedstawionym enzymie centrum aktywne jest miejscem, do którego może przyłączać się inhibitor, określ jaki typ inhibicji enzymu może zachodzić w przypadku tej reakcji i wyjaśnij, na czym ona polega.
d)Wiedząc, że sacharoza jest w organizmach roślinnych główną formą transportu węglowodanów, przedstaw drogę jej przemieszczania (od miejsca powstania do miejsca rozładunku) oraz podaj nazwę tkanki, w której ten transport odbywa się.
e)Podaj nazwę enzymu katalizującego reakcję hydrolizy sacharozy w przewodzie pokarmowym człowieka oraz miejsce jego wytwarzania i działania.

Rozwiązanie

a)
(0-1)

A. 4. B. 5. C. 2 D. 1.

Przykłady poprawnych odpowiedzi

b)
(0-1)

Jeżeli stężenie substratu jest wystarczająco wysokie, to cząsteczki enzymu są nim wysycone (nie ma w roztworze cząsteczek wolnych enzymów), a reakcja osiąga maksymalną szybkość i dalsze zwiększanie stężenia substratu nie może spowodować wzrostu szybkości reakcji.

c)
(0-1)
  • W tej reakcji może zachodzić inhibicja kompetycyjna enzymu, podczas której inhibitor (podobny strukturalnie do substratu) łączy się z centrum aktywnym enzymu i uniemożliwia przyłączenie się do niego substratu.
  • W tej reakcji może zachodzić inhibicja kompetycyjna, która polega na tym, że inhibitor, podobny do substratu, znajdujący się w pobliżu centrum aktywnego, konkuruje z substratem o miejsce aktywne i może je chwilowo blokować.

d)
(0-1)

Sacharoza powstaje głównie w liściach i tkanką przewodzącą – floemem (tkanką sitową) jest transportowana do korzeni i innych organów rośliny, nieuczestniczących w procesie fotosyntezy.

e)
(0-1)

Enzymem katalizującym hydrolizę sacharozy w przewodzie pokarmowym człowieka jest sacharaza, powstaje w komórkach (nabłonkowych) jelita cienkiego i działa w jelicie cienkim.

Wskazówki

a)
Przeanalizuj uważnie rysunek, zauważ, że w reakcji hydrolizy (katalizowanej przez enzym) można wyróżnić kilka etapów. Odczytaj ich opisy, wybierz poprawne i właściwie przyporządkuj je do poszczególnych etapów.

b)
Przypomnij sobie, że na szybkość i przebieg reakcji enzymatycznych wpływają różne czynniki, np. odczyn środowiska reakcji, temperatura, a także stężenie enzymu oraz substratu. Odczytując wykres możesz zauważyć, że szybkość reakcji zależy od stężenia substratu tylko do pewnej wartości stężenia substratu. Korzystając z rysunku, możesz wyobrazić sobie sytuację, w której w roztworze jest wprawdzie wiele cząsteczek enzymów, ale znacznie więcej od nich znajduje się cząsteczek substratów, dla których nie ma już „wolnych” miejsc aktywnych w cząsteczkach enzymów, do których mogłyby się przyłączyć.

c)
Aby rozwiązać zadanie, skorzystaj ze swojej wiedzy (lub sprawdź w dostępnych źródłach) na temat sposobu regulacji aktywności enzymów. Zwróć uwagę, że są 2 rodzaje odwracalnej inhibicji (hamowania) – kompetycyjna i niekompetycyjna. Jedna polega na przyłączaniu inhibitora (o podobnej budowie jak substrat) do centrum aktywnego enzymu, a druga – na przyłączeniu inhibitora do innego miejsca enzymu niż centrum aktywne, co powoduje zmianę kształtu centrum aktywnego – w tym przypadku budowa przestrzenna inhibitora różni się od budowy substratu.

d)
Aby udzielić odpowiedzi, upewnij się w jakim organie powstaje sacharoza (jest to na pewno organ przeprowadzający fotosyntezę) i zastanów, którędy jest transportowana do innych organów nieprzeprowadzających fotosyntezy. Tkanka przewodząca w roślinie to naczynia (ksylem) i sita (floem).

e)
Zauważ, że węglowodany trawione są (oprócz jamy ustnej) w dwunastnicy, a powstające w niej disacharydy są przesuwane do dalszego odcinka jelita cienkiego i są w nim rozkładane podczas hydrolizy na monosacharydy. Zastanów się, gdzie powstają enzymy katalizujące te reakcje, jeśli żaden zewnętrzny gruczoł wytwarzający enzymy nie uchodzi do jelita cienkiego. Przypomnij sobie również, w jaki sposób tworzymy nazwy większości enzymów (dodanie przyrostka -aza do nazwy substratu).