Skip to main content
Global

6.E: מטבוליזם (תרגילים)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    205647

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    6.1: אנרגיה ומטבוליזם

    בחירה מרובה

    אנרגיה מאוחסנת לטווח ארוך בקשרים של _____ ומשמשת לטווח קצר לביצוע עבודה ממולקולה (n) _____.

    1. ATP: גלוקוז
    2. מולקולה אנבולית: מולקולה קטבולית
    3. גלוקוז: ATP
    4. מולקולה קטבולית: מולקולה אנבולית
    תשובה

    ג

    שכפול ה- DNA כולל פירוק שני גדילים של DNA אב, העתקת כל גדיל לסינתזה של גדילים משלימים ושחרור ה- DNA של ההורה והבת. איזה מהבאים מתאר במדויק את התהליך הזה?

    1. זהו תהליך אנאבולי
    2. זהו תהליך קטבולי
    3. זה גם אנבוליים וגם קטבוליים
    4. זהו תהליך מטבולי אך אינו אנבולי ואינו קטבולי
    תשובה

    א

    תגובה חופשית

    האם פעילות גופנית כרוכה בתהליכים אנבוליים ו/או קטבוליים? תן עדות לתשובתך.

    תשובה

    פעילות גופנית כוללת תהליכים אנבוליים וקטבוליים כאחד. תאי גוף מפרקים סוכרים כדי לספק ATP לביצוע העבודה הדרושה לפעילות גופנית, כמו התכווצויות שרירים. זה קטבוליזם. תאי שריר חייבים גם לתקן רקמת שריר שנפגעה כתוצאה מפעילות גופנית על ידי בניית שריר חדש. זה אנאבוליזם.

    ציין שתי פונקציות סלולריות שונות הדורשות אנרגיה המקבילה לתפקודים הדורשים אנרגיה אנושית.

    תשובה

    אנרגיה נדרשת לתנועה תאית, באמצעות מכות של ריסים או דגלים, כמו גם תנועה אנושית, המיוצרת על ידי התכווצות שרירים. תאים זקוקים גם לאנרגיה כדי לבצע עיכול, מכיוון שבני אדם דורשים אנרגיה לעיכול המזון.

    6.2: אנרגיה פוטנציאלית, קינטית, חופשית והפעלה

    סקירת שאלות

    שקול מטוטלת מתנדנדת. איזה סוג (ים) של אנרגיה משויך/קשורים למטוטלת במקרים הבאים: i. הרגע בו הוא משלים מחזור אחד, רגע לפני שהוא מתחיל ליפול לאחור לכיוון הקצה השני, ii. הרגע שהוא נמצא באמצע בין שני הקצוות, iii. רגע לפני שהוא מגיע לסוף מחזור אחד (רגע לפני רגע i.).

    1. פוטנציאל וקינטי, ii. פוטנציאל וקינטי, iii. קינטי
    2. פוטנציאל, ii. פוטנציאל וקינטי, iiii. פוטנציאל וקינטי
    3. פוטנציאל, ii. קינטי, iii. פוטנציאל וקינטי
    4. פוטנציאל וקינטי, ii. קינטי iiii. קינטי
    תשובה

    ג

    איזו מההשוואות או הניגודים הבאים בין תגובות אנדרגוניות לאקסרגוניות היא שקרית?

    1. לתגובות אנדרגוניות יש ∆G חיובי ולתגובות אקסטרגוניות יש ∆G שלילי
    2. תגובות אנדרגוניות צורכות אנרגיה ותגובות אקסטרגוניות משחררות אנרגיה
    3. הן תגובות אנדרגוניות והן תגובות אקסרגוניות דורשות כמות קטנה של אנרגיה כדי להתגבר על מחסום הפעלה
    4. תגובות אנדרגוניות מתרחשות לאט ותגובות אקסטרגוניות מתרחשות במהירות
    תשובה

    ד

    איזו מהבאים היא הדרך הטובה ביותר לשפוט את אנרגיות ההפעלה היחסיות בין שתי תגובות כימיות נתונות?

    1. השווה את ערכי ∆G בין שתי התגובות
    2. השווה את שיעורי התגובה שלהם
    3. השווה את התנאים הסביבתיים האידיאליים שלהם
    4. השווה את הספונטניות בין שתי התגובות
    תשובה

    ב

    תגובה חופשית

    הסבירו במילים שלכם את ההבדל בין תגובה ספונטנית לתגובה המתרחשת באופן מיידי, ומה גורם להבדל זה.

    תשובה

    תגובה ספונטנית היא תגובה שיש לה ∆G שלילי ובכך משחררת אנרגיה. עם זאת, תגובה ספונטנית לא צריכה להתרחש במהירות או בפתאומיות כמו תגובה מיידית. זה עלול להתרחש לאורך תקופות ארוכות עקב אנרגיה גדולה של הפעלה, המונעת מהתגובה להתרחש במהירות.

    תאר את מיקומו של מצב המעבר בסולם אנרגיה אנכי, מנמוך לגבוה, ביחס למיקום המגיבים והתוצרים, הן לתגובות אנדרגוניות והן לתגובות אקסטרגוניות.

    תשובה

    מצב המעבר תמיד גבוה יותר באנרגיה מהמגיבים ותוצרי התגובה (לכן למעלה), ללא קשר לשאלה אם התגובה היא אנדרגונית או אקסטרגונית.

    6.3: חוקי התרמודינמיקה

    סקירת שאלות

    איזה מהבאים אינו דוגמה לשינוי אנרגיה?

    1. הפעלת מתג אור
    2. פאנלים סולאריים בעבודה
    3. גיבוש חשמל סטטי
    4. אף אחד מהאמור לעיל
    תשובה

    א

    תייג כל אחת מהמערכות הבאות כאנטרופיה גבוהה או נמוכה: כלומר ברגע שמרססים בקבוק בושם לעומת 30 שניות מאוחר יותר, כלומר. מכונית ישנה משנות החמישים בהשוואה למכונית חדשה לגמרי, ו- iii. תא חי בהשוואה לתא מת.

    1. נמוך, 2. גבוה, III. נמוך
    2. נמוך, 2. גבוה, 3. גבוה
    3. גבוה, 2. נמוך, 3. גבוה
    4. i. גבוה, ii. נמוך, iii. נמוך
    תשובה

    א

    תגובה חופשית

    תארו לעצמכם חוות נמלים משוכללת עם מנהרות ומעברים דרך החול שבה נמלים חיות בקהילה גדולה. עכשיו דמיין שרעידת אדמה הרעידה את האדמה והרסה את חוות הנמלים. באיזה משני התרחישים הללו, לפני או אחרי רעידת האדמה, הייתה מערכת חוות הנמלים במצב של אנטרופיה גבוהה או נמוכה יותר?

    תשובה

    לחוות הנמלים הייתה אנטרופיה נמוכה יותר לפני רעידת האדמה מכיוון שזו הייתה מערכת מסודרת מאוד. לאחר רעידת האדמה, המערכת נעשתה הרבה יותר מופרעת והייתה לה אנטרופיה גבוהה יותר.

    העברות אנרגיה מתרחשות כל הזמן בפעילויות יומיומיות. חשבו על שני תרחישים: בישול על כיריים ונהיגה. הסבר כיצד החוק השני של התרמודינמיקה חל על שני התרחישים הללו.

    תשובה

    בזמן הבישול האוכל מתחמם על הכיריים, אך לא כל החום עובר לבישול האוכל, חלקו הולך לאיבוד כאנרגיית חום לאוויר שמסביב, מה שמגביר את האנטרופיה. בזמן הנהיגה מכוניות שורפות בנזין כדי להפעיל את המנוע ולהזיז את המכונית. תגובה זו אינה יעילה לחלוטין, מכיוון שאנרגיה מסוימת בתהליך זה הולכת לאיבוד כאנרגיית חום, וזו הסיבה שמכסה המנוע והרכיבים שמתחתיו מתחממים בזמן שהמנוע מופעל. הצמיגים מתחממים גם בגלל חיכוך עם המדרכה, שהיא אובדן אנרגיה נוסף. העברת אנרגיה זו, כמו כל האחרים, מגבירה גם את האנטרופיה.

    6.4: ATP: אדנוסין טריפוספט

    סקירת שאלות

    האנרגיה המשתחררת על ידי הידרוליזה של ATP היא

    1. מאוחסן בעיקר בין פוספטים אלפא ובטא
    2. שווה ל -57 קק"ל/מול
    3. רתום כאנרגיית חום על ידי התא לביצוע עבודה
    4. מתן אנרגיה לתגובות משולבות
    תשובה

    ד

    לאיזו מהמולקולות הבאות יש את האנרגיה הפוטנציאלית ביותר?

    1. סוכרוז
    2. ATP
    3. גלוקוזה
    4. ADP
    תשובה

    א

    תגובה חופשית

    האם אתה חושב שה- E A להידרוליזה של ATP נמוך או גבוה יחסית? הסבר את ההיגיון שלך.

    תשובה

    אנרגיית ההפעלה להידרוליזה נמוכה מאוד. לא רק שהידרוליזה של ATP היא תהליך אקסרגוני עם −∆G גדול, אלא ש-ATP היא גם מולקולה מאוד לא יציבה שמתפרקת במהירות ל-ADP+ P i אם לא מנוצלת במהירות. זה מצביע על E A נמוך מאוד מכיוון שהוא מבצע הידרוליזה כל כך מהר.

    6.5: אנזימים

    סקירת שאלות

    איזה מהבאים אינו נכון לגבי אנזימים:

    1. הם מגבירים ∆G של תגובות
    2. הם עשויים בדרך כלל מחומצות אמינו
    3. הם מורידים את אנרגיית ההפעלה של תגובות כימיות
    4. כל אחד מהם ספציפי למצע (ים) המסוים שאליו הוא נקשר
    תשובה

    א

    מעכב אלוסטרי עושה איזה מהבאים?

    1. נקשר לאנזים הרחק מהאתר הפעיל ומשנה את הקונפורמציה של האתר הפעיל, ומגביר את זיקתו לקשירת המצע
    2. נקשר לאתר הפעיל וחוסם אותו ממצע מחייב
    3. נקשר לאנזים הרחק מהאתר הפעיל ומשנה את הקונפורמציה של האתר הפעיל, ומפחית את זיקתו למצע
    4. נקשר ישירות לאתר הפעיל ומחקה את המצע
    תשובה

    ג

    איזו מהאנלוגיות הבאות מתארות בצורה הטובה ביותר את מודל ההתאמה המושרה של קישור אנזים-מצע?

    1. חיבוק בין שני אנשים
    2. מפתח שמתאים למנעול
    3. יתד מרובע שמתאים דרך החור המרובע ויתד עגול שמתאים דרך החור העגול של צעצוע לילדים
    4. ההתאמה יחד של שני חלקי פאזל.
    תשובה

    א

    תגובה חופשית

    לגבי אנזימים, מדוע ויטמינים נחוצים לבריאות טובה? תן דוגמאות.

    תשובה

    רוב הוויטמינים והמינרלים פועלים כקו-אנזימים וקו-פקטורים לפעולת האנזים. אנזימים רבים דורשים קישור של קופקטורים או קו-אנזימים מסוימים כדי להיות מסוגלים לזרז את תגובותיהם. מכיוון שאנזימים מזרזים תגובות חשובות רבות, חשוב להשיג מספיק ויטמינים ומינרלים מהתזונה ומתוספי מזון. ויטמין C (חומצה אסקורבית) הוא קואנזים הכרחי לפעולה של אנזימים הבונים קולגן, מרכיב חלבון חשוב של רקמת חיבור בכל הגוף. יון מגנזיום (Mg++) הוא קופקטור חשוב הדרוש לאנזים פירובאט דהידרוגנאז כדי לזרז חלק מהמסלול המפרק סוכר לייצור אנרגיה. לא ניתן לייצר ויטמינים בגוף האדם ולכן יש להשיג אותם בתזונה.

    הסבר במילים שלך כיצד עיכוב משוב אנזים מועיל לתא.

    תשובה

    עיכוב משוב מאפשר לתאים לשלוט בכמויות המוצרים המטבוליים המיוצרים. אם יש יותר מדי ממוצר מסוים ביחס למה שהתא צריך, עיכוב משוב גורם למעשה לתא להפחית את הייצור של אותו מוצר מסוים. באופן כללי, זה מפחית את הייצור של מוצרים מיותרים ושומר על אנרגיה, למקסם את יעילות האנרגיה.