Skip to main content
Global

7.E: ביוכימיה מיקרוביאלית (תרגילים)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    208998

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

    7.1: מולקולות אורגניות

    ביוכימיה היא התחום החוקר את הכימיה של החיים, ומטרתה להסביר צורה ותפקוד על בסיס עקרונות כימיים. כימיה אורגנית היא הדיסציפלינה המוקדשת לחקר כימיה מבוססת פחמן, המהווה את הבסיס לחקר ביומולקולות ולדיסציפלינה של ביוכימיה. גם ביוכימיה וגם כימיה אורגנית מבוססים על מושגי הכימיה הכללית.

    בחירה מרובה

    איזה מהיסודות הללו אינו מיקרו-נוטריינט?

    1. ג
    2. Ca
    3. ושות
    4. Cu
    תשובה

    א

    איזה מהבאים הוא השם למולקולות שהמבנים שלהן הם תמונות מראה שאינן ניתנות להעלאה?

    1. איזומרים מבניים
    2. מונומרים
    3. פולימרים
    4. אננטיומרים
    תשובה

    ד

    נכון/שקר

    אלדהידים, אמידים, חומצות קרבוקסיליות, אסטרים וקטונים מכילים כולם קבוצות קרבוניל.

    תשובה

    אמת

    שתי מולקולות המכילות את אותם סוגים ומספרים של אטומים אך רצפי קשר שונים נקראות אננטיומרים.

    תשובה

    שקר

    תשובה קצרה

    מדוע פחמן, חנקן, חמצן ומימן הם היסודות הנפוצים ביותר בחומר חי, ולכן נחשבים למקרו-נוטריינטים?

    זהה את הקבוצה הפונקציונלית בכל אחת מהנוסחאות המבניות המתוארות.

    באיור A יש C הקשור ל- OH. באיור B יש קשר כפול C ל- O, כמו גם ל- OH ו- R. באיור C יש N קשור ל- R ושני Hs.

    חשיבה ביקורתית

    הנוסחה המבנית המוצגת תואמת פניצילין G, אנטיביוטיקה בעלת ספקטרום צר הניתנת תוך ורידי או תוך שרירי כטיפול במספר מחלות חיידקיות. האנטיביוטיקה מיוצרת על ידי פטריות מהסוג פניציליום. (א) זהה שלוש קבוצות פונקציונליות עיקריות במולקולה זו שכל אחת מהן מורכבת משתי קבוצות פונקציונליות פשוטות יותר. (ב) ציין את שתי הקבוצות הפונקציונליות הפשוטות יותר המרכיבות כל אחת מהקבוצות הפונקציונליות העיקריות שזוהו ב- (א).

    דמות כימית מורכבת מתחילה בטבעת של Cs; כל C קשור כפול זה לזה C. מחוץ לטבעת זו יש CH2, ואז C עם O כפול מלוכד, ואז NH, ואז C בריבוע. בריבוע זה יש Cs בשלוש פינות ו- N ברביעי. C השמאלי העליון מחובר לרכיבים הקודמים שנדונו כאן, השמאלית התחתונה C קשורה כפולה ל- O. הימני העליון C קשור ל- S, הקשור ל- C, הקשור ל- CH, הקשור ל- N בריבוע. בחזרה ל-C המחובר ל-S — C זה קשור לשני CH3s. ה- C המחובר ל- N קשור ל- C המחובר כפול ל- O ומחובר ל- OH.

    7.2: פחמימות

    הביומולקולות הנפוצות ביותר על פני כדור הארץ הן פחמימות. מנקודת מבט כימית, פחמימות הן בעיקר שילוב של פחמן ומים, ולרבות מהן יש את הנוסחה האמפירית (CH 2 O) n, כאשר n הוא מספר היחידות החוזרות. השקפה זו מייצגת את המולקולות הללו פשוט כשרשראות אטומי פחמן "לחות" שבהן מולקולות מים מתחברות לכל אטום פחמן, מה שמוביל למונח "פחמימות".

    בחירה מרובה

    בהגדרה, פחמימות מכילות אילו אלמנטים?

    1. פחמן ומימן
    2. פחמן, מימן וחנקן
    3. פחמן, מימן וחמצן
    4. פחמן וחמצן
    תשובה

    ג

    חד סוכרים עשויים להתחבר יחד ליצירת פוליסכרידים על ידי יצירת איזה סוג של קשר?

    1. מימן
    2. פפטיד
    3. יונית
    4. גליקוזידי
    תשובה

    ד

    התאמה

    התאם כל פוליסכריד לתיאור שלו.

    ___כיטין א. פולימר לאחסון אנרגיה במפעלים
    ___גליקוגן ב. פולימר מבני המצוי בצמחים
    ___עמילן ג פולימר מבני המצוי בדפנות התא של פטריות ושלדים חיצוניים של כמה בעלי חיים
    ___צלולוזה ד. פולימר לאחסון אנרגיה המצוי בתאי בעלי חיים ובחיידקים
    תשובה

    ג, ד, א, ב

    תשובה קצרה

    מהם חד סוכרים, דו סוכרים ופוליסכרידים?

    חשיבה ביקורתית

    האיור מתאר את הנוסחאות המבניות של גלוקוז, גלקטוז ופרוקטוז. (א) הקף את הקבוצות הפונקציונליות המסווגות את הסוכרים אלדוז או קטוז, ומזהה כל סוכר כאחד או אחר. (ב) הנוסחה הכימית של תרכובות אלה זהה, אם כי הנוסחה המבנית שונה. איך קוראים לתרכובות כאלה?

    לגלקטוז יש 6 פחמנים עם O קשור כפול בפחמן 1; לכל שאר הפחמנים יש OH אחד. ההבדל בין גלוקוז לגלקטוז הוא הכיוון של קבוצות OH. לפרוקטוז יש 6 פחמנים עם O קשור כפול בפחמן 2; לכל שאר הפחמנים יש OH אחד.

    מוצגות דיאגרמות מבניות לצורות הליניאריות והמחזוריות של חד סוכר. (א) מהי הנוסחה המולקולרית למונוסכריד זה? (ספרו את אטומי C, H ו- O בכל אחד מהם כדי לאשר שלשתי המולקולות הללו יש אותה נוסחה, ודווחו על נוסחה זו.) (ב) זהה איזו קבוצת הידרוקסיל במבנה הליניארי עוברת את התגובה היוצרת טבעת עם קבוצת הקרבוניל.

    שרשרת של 5 פחמנים. לפחמן 1 יש O מלוכד כפול ו-H. פחמנים 2, 3 ו-4, לכל אחד מהם יש OH מעל השרשרת ו-H מתחת. לפחמן 5 יש OH ו -2 Hs. התמונה השנייה היא מחומש. הנקודה העליונה היא O. נע בכיוון השעון, כל אחת משלוש הנקודות הבאות מחוברות ל- OH ו- H. הנקודה האחרונה מחוברת ל- H ו- CH2OH.

    המונח "דקסטרוז" משמש בדרך כלל במסגרות רפואיות כאשר מתייחסים לאיזומר הרלוונטי מבחינה ביולוגית של הגלוקוז החד-סוכר. הסבר את ההיגיון של שם חלופי זה.

    7.3: ליפידים

    למרות שהם מורכבים בעיקר מפחמן ומימן, מולקולות שומנים עשויות להכיל גם חמצן, חנקן, גופרית וזרחן. ליפידים משרתים מטרות רבות ומגוונות במבנה ובתפקודים של אורגניזמים. הם יכולים להוות מקור לחומרים מזינים, צורת אחסון לפחמן, מולקולות אגירת אנרגיה או רכיבים מבניים של ממברנות והורמונים. ליפידים מהווים מחלקה רחבה של תרכובות רבות שונות מבחינה כימית, שהנפוצות שבהן נדונות בחלק זה.

    בחירה מרובה

    איזה מהבאים מתאר שומנים?

    1. מקור של חומרים מזינים לאורגניזמים
    2. מולקולות אגירת אנרגיה
    3. מולקולות בעלות תפקיד מבני בממברנות
    4. מולקולות שהן חלק מהורמונים ופיגמנטים
    5. כל האמור לעיל
    תשובה

    ה

    אומרים שמולקולות הנושאות קבוצות קוטביות וגם לא קוטביות הן אילו מהבאים?

    1. הידרופילי
    2. אמפיפתי
    3. הידרופובי
    4. רב-פונקציונלי
    תשובה

    ב

    נכון/שקר

    ליפידים הם קבוצה טבעית של חומרים שאינם מסיסים במים אך מסיסים בחופשיות בממסים אורגניים.

    תשובה

    שקר

    חומצות שומן ללא קשרים כפולים נקראות "בלתי רוויות".

    תשובה

    שקר

    טריגליצריד נוצר על ידי חיבור שלוש מולקולות גליצרול לעמוד השדרה של חומצת שומן בתגובת התייבשות.

    תשובה

    שקר

    מלא את הריק

    שעווה מכילה אסטרים הנוצרים מ __________ שרשרת ארוכה ו __________ רווי, והם עשויים להכיל גם פחמימנים מוחלפים.

    תשובה

    אלכוהולים; חומצות שומן

    כולסטרול הוא החבר הנפוץ ביותר בקבוצת __________, המצוי ברקמות בעלי חיים; יש לו מערכת טבעת פחמן טטרציקלית עם קשר __________ באחת הטבעות וקבוצת __________ חופשית אחת.

    תשובה

    סטרואידים; כפול; הידרוקסיל

    חשיבה ביקורתית

    מיקרואורגניזמים יכולים לשגשג בתנאים רבים ושונים, כולל סביבות בטמפרטורה גבוהה כגון מעיינות חמים. כדי לתפקד כראוי, קרומי התא צריכים להיות במצב נוזלי. איך אתה מצפה שתכולת חומצת השומן (רוויה לעומת בלתי רוויה) של חיידקים החיים בסביבות בטמפרטורה גבוהה עשויה להשוות לזו של חיידקים החיים בטמפרטורות מתונות יותר?

    תשובה קצרה

    תאר את המבנה של פוספוליפיד טיפוסי. האם מולקולות אלה קוטביות או לא קוטביות?

    7.4: חלבונים

    חומצות אמינו מסוגלות להתחבר יחד בעצם בכל מספר, ולהניב מולקולות בכל גודל בעצם בעלות מגוון רחב של תכונות פיזיקליות וכימיות ומבצעות פונקציות רבות החיוניות לכל האורגניזמים. המולקולות שמקורן בחומצות אמינו יכולות לתפקד כמרכיבים מבניים של תאים וישויות תת-תאיות, כמקורות לחומרים מזינים, כמאגרי אגירת אטומים ואנרגיה, וכמינים פונקציונליים כגון הורמונים, אנזימים, קולטנים ומולקולות הובלה.

    בחירה מרובה

    איזו מהקבוצות הבאות משתנה בין חומצות אמינו שונות?

    1. אטום מימן
    2. קבוצת קרבוקסיל
    3. קבוצת R
    4. קבוצת אמינו
    תשובה

    ג

    חומצות האמינו הקיימות בחלבונים שונות באיזה מהבאים?

    1. גודל
    2. צורה
    3. קבוצות צד
    4. כל האמור לעיל
    תשובה

    ד

    אילו מהקשרים הבאים אינם מעורבים במבנה שלישוני?

    1. קשרי פפטיד
    2. קשרים יוניים
    3. אינטראקציות הידרופוביות
    4. קשרי מימן
    תשובה

    א

    מלא את הריק

    רצף חומצות האמינו בחלבון נקרא __________ שלו.

    תשובה

    מבנה ראשוני

    דנטורציה מרמזת על אובדן המבנים __________ ו- __________ ללא אובדן המבנה __________.

    תשובה

    משני, שלישוני, ראשוני

    נכון/שקר

    שינוי בחומצת אמינו אחת ברצף חלבונים גורם תמיד לאובדן תפקוד.

    תשובה

    שקר

    חשיבה ביקורתית

    חימום מספיק של חלבון עלול לגרום לו לדנטורציה. בהתחשב בהגדרה של דנטורציה, מה אומרת אמירה זו על נקודות החוזק של קשרי פפטיד בהשוואה לקשרי מימן?

    התמונה המוצגת מייצגת טטרפפטיד. (א) כמה קשרי פפטיד יש במולקולה זו? (ב) זהה את קבוצות הצד של ארבע חומצות האמינו המרכיבות פפטיד זה.

    שרשרת 5-C ירוקה המקושרת ל- NH המקושרת לשרשרת 2 C שחורה המקושרת ל- NH המקושרת לשרשרת 2 C שחורה המקושרת ל- NH המקושרת לשרשרת כחולה של 5 C.

    7.5: שימוש בביוכימיה לזיהוי מיקרואורגניזמים

    זיהוי מדויק של חיידקים חיוני במעבדה קלינית לאבחון וניהול של מגיפות, מגיפות והרעלת מזון הנגרמת כתוצאה מהתפרצויות חיידקים. בחלק זה, אנו דנים בכמה שיטות המשתמשות במאפיינים ביוכימיים לזיהוי מיקרואורגניזמים.

    בחירה מרובה

    איזה מהמאפיינים/התרכובות הבאים אינו נחשב למאפיין ביוכימי פנוטיפי המשמש לזיהוי מיקרוביאלי?

    1. פולי-β-הידרוקסיבוטיראט
    2. גן rRNA של יחידת משנה קטנה (16S)
    3. ניצול פחמן
    4. הרכב שומנים
    תשובה

    ב

    ניתוח פרוטאומי הוא מתודולוגיה העוסקת באיזה מהבאים?

    1. ניתוח החלבונים המתפקדים כאנזימים בתוך התא
    2. ניתוח חלבוני הובלה בתא
    3. ניתוח חלבונים אינטגרליים של קרום התא
    4. המחקר של כל החלבונים המצטברים של האורגניזם
    תשובה

    ד

    איזו שיטה כוללת יצירת יוני שלב גז ממיקרואורגניזמים שלמים?

    1. תהילה
    2. PLFA
    3. מלדי-טוף
    4. בדיקות קבוצת לאנספילד
    תשובה

    ג

    איזו שיטה כוללת ניתוח של פחמימות הקשורות לממברנה?

    1. תהילה
    2. PLFA
    3. מלדי-טוף
    4. בדיקות קבוצת לאנספילד
    תשובה

    ד

    איזו שיטה כוללת המרה של שומנים של חיידק לתרכובות נדיפות לניתוח על ידי כרומטוגרפיית גז?

    1. תהילה
    2. ניתוח פרוטאומי
    3. מלדי-טוף
    4. בדיקות קבוצת לאנספילד
    תשובה

    א

    מלא את הריק

    ניתוח FAME כולל המרה של _______ ל _____ נדיף יותר לניתוח באמצעות ____________.

    תשובה

    חומצות שומן, אסטרים מתיל, כרומטוגרפיה גז

    נכון/שקר

    MALDI-TOF מסתמך על השגת ספקטרום מסה ייחודי לחיידקים שנבדקו ולאחר מכן בדיקת ספקטרום המסה הנרכש מול מאגרי הספקטרום הרשומים בתוכנת הניתוח לזיהוי המיקרואורגניזם.

    תשובה

    אמת

    בדיקות קבוצת לאנספילד יכולות לזהות חיידקים באמצעות נוגדנים הקושרים באופן ספציפי חלבונים על פני התא.

    תשובה

    שקר

    תשובה קצרה

    השווה MALDI-TOF, FAME ו- PLFA, והסבר כיצד כל טכניקה תשמש לזיהוי פתוגנים.