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 19.

Kategoria: Enzymy Typ: Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Amylaza jest enzymem, który hydrolizuje skrobię do cukrów niskocząsteczkowych. Przeprowadzono doświadczenie, w którym badano wpływ temperatury na aktywność amylazy. W tym celu dokonywano pomiarów szybkości wytwarzania cukru redukującego (niskocząsteczkowego) powstającego w wyniku enzymatycznej hydrolizy skrobi. Otrzymane wyniki przedstawiono w tabeli.

Temperatura (°C) Szybkość wytwarzania cukru redukującego (niskocząsteczkowego) (g/min)
0 0,0
10 0,5
20 0,7
30 0,9
40 1,1
50 0,4
70 0,0
Na podstawie: http://www.pharmainfo.net/articles/production-%CE%B1-amylase-agricultural-byproducts humicola- lanuginosa-solid-state-fermentation;
www.pg.gda.pl/chem/.../Instrukcja_amylaza.doc [dostęp: 09.12.2014].
a)Na podstawie danych w tabeli narysuj wykres liniowy ilustrujący zależność aktywności amylazy od temperatury, mierzoną jako szybkość wytwarzania cukru redukującego w reakcji enzymatycznej hydrolizy skrobi.

b)Na podstawie danych z tabeli podaj optymalną temperaturę dla reakcji enzymatycznej hydrolizy skrobi. Uzasadnij odpowiedź.
c)Wyjaśnij, dlaczego w temperaturze 70°C nie zachodzi reakcja enzymatycznej hydrolizy skrobi.

Rozwiązanie

Przykłady poprawnych odpowiedzi

a)
(0-2)

b)
(0-1)

Temperatura optymalna to 40°C.
Uzasadnienie: W tej temperaturze jest najszybszy przyrost cukru redukującego, tzn. że enzymatyczna hydroliza skrobi zachodzi najszybciej (amylaza jest najbardziej aktywna w tej temperaturze).

c)
(0-1)

W temperaturze 70°C nie zachodzi hydroliza enzymatyczna skrobi, ponieważ amylaza jest białkiem, które w tej temperaturze ulega denaturacji (zniszczone zostają jego struktury II i III rzędowa) i amylaza staje się nieaktywna.

Wskazówki

a)
Wyniki zawarte w tabeli przedstaw w formie wykresu liniowego. Narysuj wykres pamiętając, że wartości zmiennej zależnej (w tym przypadku jest to szybkość produkcji cukru) zapisuje się na osi Y, a wartości zmiennej niezależnej (w tym przypadku jest to temperatura) zapisuje się na osi X. Przy nanoszeniu wartości na osiach zachowaj właściwą skalę, a osie opisz czytelnie z zachowaniem prawidłowych jednostek (tak jak w tabeli).

b)
Temperaturę optymalną odczytaj z tabeli i jest to ta temperatura, w której cukier redukujący jest najszybciej produkowany, czyli temperatura 40°C. Posługując się tą wiedzą sformułuj wniosek, że świadczy to o tym, iż aktywność katalityczna amylazy jest w tej temperaturze największa. Aktywność enzymu rośnie od temperatury 0°C aż do 40°C, gdyż wzrost temperatury ułatwia zderzenia cząsteczek enzymu i substratu, ale powyżej tej wartości aktywność enzymu spada, gdyż zaczyna się proces jego denaturacji termicznej.

c)
Realizując polecenie, posłuż się wiedzą dotyczącą cech enzymów. Enzymy są białkami i dlatego te czynniki (w tym przypadku wysoka temperatura), które powodują denaturację białka (zniszczenie struktur wyższego rzędu) powodują, że enzym staje się nieaktywny.