البروتينات ذات النشاط الانزيمي لها البنية الفراغها بنية متميزة تضمن لها وظيفيا عاليا .
I- لاظهار العلاقة بين البنية الفراغية للانزيم ومادة التفاعل ندرس نشاط انزيم الكريوكسي بييبتداز (احد الانزيمات الهاضمة ).
تظهر الوثيقة (1) البنية الفراغية لهذا الانزيم , حيث : يمثل الشكل (أ) الانزيم في غياب مادة لتفاعل ويمثل الشكل (ب) الانزيم في وجود مادة التفاعل .
ملاحظة : الارقام الموضحة في شكل (أ) تشير الى الاحماض الامينية المشكلة للموقع الفعال
- هل كل الاحماض الامينية الداخلة في تركيب الانزيم تحدد تأثيره النوعي ؟ علل اجابتك
- قارن بين الشكلين (أ) و (ب) من الوثيقة (1) ثم وضح كيفية تشكل المعقد [انزيم - مادة التفاعل ] ماذا تستنتج ؟ .
II - لدراسة تاثير النشاط الانزيمي بتغير شروط الوسط قيس نشاط انزيم الكربوكسي بيبتيداز بلالة تغير كل من درجة الحموضة (PH) ودرجة الحرارة النتائج مبينة في الوثيقتين 2 (أ) و2 (ب) .
1-أ ارسم منحنى تغيرات النشاط الانزيمي بدلالة درجة الحموضة (PH) ماذا تستنتج ؟ .
ب- حلل النتائج الممثلة في الوثيقة 2 (ب) .ماذا تستنتج ؟ .
2. كيف تفسر النشاط الانزيمي عند القيم التالية :
أ - عند 8= PH وعند القيم الاخرى للPH
ب - عند درجة حرارة 35 ° م وعند القيم الاخرى لدرجة الحرارة .
III - اثناء دراسة تدخل الوسائط الحيوية في الظواهر البيولوجية للعضوية امكن تحديد مادة التفاعل (الركيزة S) ونوع التفاعل لمجموعة من الانزيمات كما يوضحه جدول الوثيقة (3)
- ماهي المعلومات المستخرجة من معطيات جدول الوثيقة (3) ؟
- لخص مفهوم النوعية الانزيمية .
I - 1- لا : ليس كل الاحماض الامنية الداخلي في تركيب الانزيم تحدد تأثيره النوعي
التعليل : لان الوثيقة (1) تظهر الموقع الفعال الانزيم ببنية فراغية تتكامل مع مادة التفاعل وهو جزء صغير من الانزيم يتكون من عدد محدد من الاحماض الامنية تنتمي الى نفس السلسلة البيتيدية وهي :
His69.GLU72.Arg145. His196 .Tyr248. GLU270
2- توضيح كيفية تشكل المعقد (انزيم - مادة التفاعل ) انطلاقا من المقارنة : المقارنة :
الشكل ب | الشكل أ |
- في وجود مادة التفاعل تأخذ الأحماض الأمينية المشكلة للموقع الفعال وضعية فراغية نحو مادة التفاعل . | - في غياب مادة التفاعل تأخذ الأحماض الامينية المشكلة للموقع الفعال وضعية فراغية متباعدة |
- التوضيح : تشكل المعقد (انزيم - مادة التفاعل ) يتم نتيجة تكامل بنيوي بين الموقع الفعال للأنزيم ومادة التفاعل حيث تنشأ اثناء حدوثه رابطة انتقالية بين جزء من مادة التفاعل وبعض الأحماض الأمينية المشكلة للموقع الفعال .
- الاستنتاج : يحدد التكامل بين الموقع الفعال للانزيم ومادة التفاعل عند اقترابها تحفز الانزيم لتغيير شكله الفراغي فيصبح مكملا لشكل مادة التفاعل مما يسمح بحدوث التفاعل : انه التكامل المحفز
II - 1- أ رسم تغيرات النشاط الأنزيمي بدلالة درجة الحموضة (PH) :
الاستنتاج : يتغير النشاط الأنزيمي بتغير ال PH ويكون اعظميا عند درجة ال PH المثلى .
ب- تحليل نتائج الوثيقة 2 ب :
- عند درجة حرارة 35 ° م يكون النشاط الأنزيمي أعظميا .
- يقل النشاط الأنزيمي عند حرارة 20 ° م
- يقل النشاط الانزيمي عند حرارة 00° م او 60 ° م
الاستنتاج : يتغير النشاط الأنزيمي بتغير درجة الحرارة ويكون أعظميا عند درجة الحرارة الثلى (35°م ).
2- التفسير
أ - عند 8= PH وعند القيم الاخرى للPH
عند 8= PH :
تكون البية الفراعية للانزيم مستقرة تسمح بحدوث التكامل البنيوي للموقع الفعال مع مادة التفاعل حيث تتشكل روابط كيميائية ضعيفة بين بعض المجموعات الكيميائية الحرة للاحماض الامينية للموقع الفعال وجزء من المادة التفاعل فتصبح المجموعات الكيميائية الضرورية لحدوث التفاعل في الموقع المناسب للتأثير على مادة التفاعل لذلك يكون النشاط الانزيمي اعظمها .
عند القيم الاخرى للPH :
يتناقص النشاط الانزيمي كلما ابتعدنا عن القيمة المثلى 8= PH فيفقد الموقع الفعال شكله المميز بتغير حالته الايونية حيث :
- عند القيم 8> PH تصبح الشحنة الكهربائية الاجمالية للموقع الفعال موجبة .
- عند القيم 8< PH تصبح الشحنة الكهربائية الاجمالية للموقع الفعال سالبة .
وهذا يعيق تثبيت التفاعل وباتالي يمنع حدوث التفاعل .
ب- عند درجة 35° م وعند التقيم الاخرى لدرجة الحرارة :
- عند درجة 35° م : تكون البنية الفراغية للانزيم مستقر تسمح بحدوث التكامل البنيوي للموقع الفعال مع مادة التفاعل فتصبح المجموعات الكيميائية الضرورية لحدوث التفاعل في الموقع المناسب للتأثير على مادة التفاعل لذلك يكون النشاط الانزيمي أعظميا .
- عند التقيم الاخرى لدرجة الحرارة : عند درجة الحرارة منخفضة 20° م تقل حركة الجزئيات مما يقلل من النشاط الانزيمي عند درجة حرارة 00° تنعدم حركة الجزئيات فيتوقف النشاط الانزيمي اما عند درجة الحرارة المرتفعة 60° تتخرب بنية الانزيم بسبب تفكك الرواب غير التكافؤية فيفقد الانزيم بنيته الفراغية نهائيا وبالتالي يفقد الوظيفة التحفيزية .
III -
1- المعلومات المستخرجة :
- الأنزيمات تثؤثر على نوع واحد من مادة التفاعل فقط
- الانزيمات تحفز نوعا واحدا من التفاعلات فقط
- الانزيمات التي لها نفس مادة التفاعل تختلف في موقع تأثيرها على الركيزة .
2. مفهوم النوعية الانزيمية : للانزيم تأثير نوعي مزدوج :
- تأثير نوعي بالنسبة لنوع الركيزة
- تأثير نوعي بالنسبة لنوع التفاعل .
تساهم العصبونات بتدخل بروتيناتها الغشائية في استقبال وارسال الاشارات الكهروكيميائية التي تضمن وظائف الاتصال و التنظيم في العضوية .
I - اجريت سلسلة تجارب تعتمد على تسجيل استجابة المحور الاسطواني لليف عصبي لحيوان مائي اثر تنبيه فعال.
تمثل الوثيقة 1(أ) الشروط التجريبة بينما توضح الوثيقة 1 (ب) النتائج المتحصل عليها :
- اعد رسم المنحنى (أ) مبرزا على اجزائه عدد وحالة القنوات الغشائية المتأثرة بتغيرة الكمون الغشائي (انفتاح او انغلاق )
- ماهي المعلومات التي يمكن استخراجها من تحليلك للمنحنيات (ب, ج,د) في الوثيقة (ب) ؟
II - تمثل الوثيقة 2 (أ) جسما خلويا لعصبون بعد مشبكي محرك يستقبل تأثيرات من النهايات العصبية قبل مشبكية (C.B.A) وسجلت الاستجابة على العصبون المحرك المعطيات والنتائج موضحة في الوثيقة 2 (ب) [ شدة التنبهات على النهايات العصبية (C.B.A) ثابتتة ويرمز لها ب (S) يعبر السهم عن لحظة احداث التنبيه العصبونات المنبهة مشار اليها ضمن قوسين ]
- فسر التسجيلات المبينة في الوثيقة 2 (ب).
- استنتج اثر كل من العصبونات (C.B.A) على العصبون المحرك .
- III- ارسم التسجيلات التي تتوقع الحصول عليها باعادة نفس التنبيهات بعد حقن الاستيل كولين استيراز في المشبك (3.2.1) ( المشبكان 1 و3 يعملان بالاستيل كولين والمشبك 2 يعمل بال GABA ).
I -
1- اعادة رسم المنحنى (أ) وابراز عدد وحالة القنوات الغشائية :
2- المعلومات التي يمكن استخراجها من تحليل منحنيات (ب - ج -د) الوثيقة 1 (ب) :
- تحليل التسجيل ب : سمة كمون العمال تنخفض ب 30 mV عندما ينخفض تركيز شوارد الصديوم في الوسط الخارجي 50% .
المعلومة : زوال الاستقطاب مرتبط يتدقق داخلي للشوارد الصوديوم (*N a) نتيجة انفتاح قنوات الصديوم المرتبطة باللنطية .
- تحليل التسجيل : بوجود المادة المانعة (بروناز) الانغلاق قنوات (*N a) تتأخر عودة الاستقطاب
- المعلومة : عودة الاستقطاب مرتبطة بانغلاق قنوات الصديوم بالفلوطية لمنع دخول (+N a)
- تحليل التسجيل : بوجود المادة الانعة (TEA) لانفتاح قنوات *K تتأخر عودة الاستقطاب
- المعلومة : عودة الاستقطاب مرتبطة بانفتحقنوات البوتاسيوم المرتبطة بالفولطبة لخروج *K .
-التسجيل الممكن الحصول عليه يكون كما يلي :
- التعليل بوجود البرونازو TEA مما يبقي زوال استقطاب مستمر :
- نتيجة الدخول المكلف لشوارد +N a بسبب عدم انغلاق قنوات الصديوم من جهة وعدم خروج شوارد *K بسبب عدم انفتاح قنوات البوتاسيوم من جهة ثانية .
II -
1- تفسير التسجيلات الممثلة على الوثيقة 2 (ب) :
- التسجيل 1 : التنبيهات المتباعدان (S ) على مستوى النهاية (A) احدث كل منها زوال استقطاب دون العتبة ( PPSE) لانهما متباعدان زمنيا لم يتم نعجهما .
- التسجيل 2 : التنبيهات المتباعدان (S ) على مستوى النهاية (A) احدث كمون عمل قابل للانتشار سعته تفوق العتبة لانهما متقاربان زمنيا تم دمجهما بتجميع زمني .
- التسجيل 3 : التنبيه المعزول المتابعد (S ) على مستوى النهاية (B ) أحدث زوال استقطاب ( PPSE) دون العتبة . بينما التنبيهات ( S) على مستوى النهاية (A) ومستوى النهاية (B )في ان واحد احدثا كمون عمل سعته تفوق العتبة قابل للانشار بعد تجميع فضائي
- التسجيل 4 : التنبيه المعزول المتباعد ( S) على مستوى النهاية ( A) ومستوى النهاية ( B) ومستوى النهاية ( C) في أن واحد أحدثت زوال استقطاب سعته دون العتبة بعد تجميع فضائي غير قابل للانتشار
2- استنتاج اثر العصبونات قبل مشبكية (A. B. A ) على العصبون المحرك :
- العصبون قبل مشبكي ( A) والعصبون قبل مشبكي ( B) عصبونات منبهات للعصبون المحرك
- العصبون قبل مشبكي ( C) عصبون منبط للعصبون المحرك .
III- رسم التسجيلات :
- ملاحظة : للتوضيح فقط (حقن انزيم الاستيل كولين استبراز في المشبكين (1) و (3) يفكك الاستيل كولين ولا يؤثر ال GABA في المشبك (2) لذلك يبقى قرط استقطاب في التسجيل (4) ولا نسجل اي زوال الاستقطاب .
الخلايا اليخاف موضوعة ضورية بتعضيها الخاص كائنات ذات التغذية وقادرة على تحويل الطاقة .
I - الصانعات الخضراء عضيات سيتوبلازمية متخصصة تحول الطاقة الضوئية الى طاقة كيميائية حجيري.
II - قصد التعرف على بعض اليات التركيب الضوئي انجزت خطوات تجريبية المدعم بالحاسوب (EXAO ) على معلق صانعات خضراء مفتوحة الغلاف ضمن مفاعل حيوي خال من CO2 ومصدر اشعاعات ضوئية مختلفة وكاشف هيل ( HILL) وهو محلول مؤكسد يحتوي على شوارد الحديد +Fe3 .
الشروط و النتائج التجريبية مبينة في الوثيقة (1) :
أ - 1. حلل النتائج الممثلة في الوثيقة (1) ؟ .
ب - استنتج الشروط التجريبية اللازمة لحدوث تفاعلات المرحلة الكيموضوئية في الكييس ( التيلاكوييد
ج - وضح تسلسل اليات هذه المرحلة في الحالة الطبيعية .
2. اكتب المعادلة الاجمالية للمرحلة الكيموضوئية في الحالة الطبيعية
3. مااهمية هذه التجرية بخصوص اظهار مايلي :
أ - علاقة اكسيد الماء بتثبيت CO2 .
ب- مصدر الاكسجين المنطلق اثناء عملية التركيب الضوئي
ج- مراحل التركيب الضوئي .
III - يزود معلق اشنات خضراء ب CO2 االمشع خلال الفترة الزمنية [ أ-ب] الموضحة في الوثيقة (2) ويقاس تغير نسبة الاشعاع بدلالة الزمن لثلاث أنواع من المركبات العضوية هي :
TP.HP.APG .
النتائج ممثلة في الوثيقة (2)
- ماهي المعلومات الاساسية المستخرجة من نتائج الوثيقة (2) ؟ ماذا تستخلص ؟
- مما سبق ومن معلوماتك المكتسبة في القسم بين بمخطط التفاعلات الاساسية للمرحلة الكيموحيوية .
I - رسم تخطيطي يبرز أن الصانعة الخضراء ذات بنية ونشاط بيوكيميائي حجيري :
II -
1- أ تحليل نتائج الوثيقة (1) :
- من 0 الى 5 د : في الظلام وفي غياب او بوجود كاشف هيل (مؤكسد يحتوي +Fe3 يبقى تركيز ثنائي الاكسجين (O2 ) معدومة في الوسط .
- من 5الى 7 د : في وجود الضوء الابيض وكاشف هيل يتزايد ال O2 في الوسط ليصل الى قيمة ( µmole )
0.3.
- من 7الى 8 د : في الظلام وبوجود كاشف هييل يبقى تركيز ال O2 ثابتا عند µmole
0.3
- من 8 الى 10 د :في وجود الضوء احمر و بنفسجي وكاشف هيل يتزايد ال O2 ليصل الى قيمة ( µmole )
0.65.
- من 10 الى 11 د :في وجود الضوء اخضر و كاشف هيل يتزايد ال O2 ثابثا عند قيمة ( µmole )
0.65 .
الاستنتاج : الشروط التجريبية : اللازمة لحدوث تفاعلات المرحلة الكيموضوئية
- توفر الضوء الابيض الاشعاعات الحمراء او البنفسجي
- وجود مستقبل للالكترونات الاصطناعى التجريبي ( +F e 3) في الوسط
ج - توضيح تسلسل الاليات في الحالة الطبيعية : عند العرض الصانعات الخضراء للضوء الابيض ( الفوثونات ) ويوجد المستقبل النهائي الطبيعي الفزيولوجي للاكلتروني ( *NAPP ) تحدث تفاعلات أكسدة وارجاع على مستوى الكيس (الغشاء) حيث تتأكسد الانظمة الصوتية مسببة اكسدة الماء فيحرر ال O2 و البروتونات (* H ) و الاكتونات (* E ) التي تستقبل في نهاية السلسة التركيبية الضوئية بواسطة المستقبل النهائي *NAPP حاالة تؤكسدة الذي يرجع الى * NADPH.H حالة مرجعة .
3. اهمية هذه التجربة بخصوص اظهار ما يلي .:
أ- علاقة أكسدة الماء بتثبيت CO2 : التجربة تبين ان أكسدة الماء تتوقف على وجود الضوء أكسدة الماء تمت في غياب CO2 فهي غير مرتبطة مباشرة بتثبيت CO2
ب- مصدر الاكسجين المنطلق أثناء عملية التركيب الضوئي : التجربة تبين انه في غياب CO2 ينطلق O2 لذلك فمصدر O2 المنطلق أثناء عملية التركيب الضوئي ينتج عن أكسدة الماء
ج - مراحل التركيب الضوئي : التجربة تبين ان عملية التركيب الضوئي تتم في مرحلتين منفصلتين
- مرحلة كيموضوئية حدثت فيها اكسيد الماء وارجاع المستقبل (كاشف هيل )
- ومرحلة كيمو حيوية لم تحدث لغياب CO2.
III-
1- المعلومات الاساسية المستخرجة
- جزئيات ال APG هي اول جزئية عضوية تتركب بعد تثبيت CO2 في الجزئيات العضوية
- جزئيات ال APG تتحول الى جزئيات TP
- جزئيات ال TP تتحول الى جزئيات HP
- الاستخلاص : أثناء المرحلة الكيموحيوية يثبت CO2 خلال مركبات ايضية وسيطية لتركيب المادة العضوية حيث تتكون جزئيات APG كاول مركب عضوي ثم يحول الى TP الذي يشكل HP .
2- مخطط التفاعلات الاساسية للمرحلة الكيموحيوية (حقنة كالفن )