Oefentoets Biologie: Enzymen | VWO 4/VWO 5/VWO 6 | variant 4

Experiment met een enzymoplossing.
Zie figuur B 176 van de bijlage.

Voor een experiment werd een enzymoplossing gemaakt.
De helft van deze enzymoplossing werd direct na het maken gebruikt om het verband te bepalen tussen de hoeveelheid substraat die in 10 minuten wordt omgezet en de temperatuur. Het substraat is in overmaat aanwezig.
De resultaten zijn weergegeven in het diagram. De top van de grafiek wordt P genoemd.
De andere helft van de enzymoplossing wordt een paar uur bij temperatuur t bewaard. Daarna worden hiermee dezelfde bepalingen onder dezelfde omstandigheden gedaan als met de eerste helft van de enzymoplossing. Ook de resultaten hiervan worden in het diagram uitgezet.

Waar zal de top van de grafiek zich bij deze tweede serie bepalingen het meest waarschijnlijk bevinden?

Enzymreactie & temperatuur.
Zie figuur B 157 van de bijlage.

In het diagram is van een enzymreactie het verband aangegeven tussen de temperatuur en het aantal moleculen substraat dat in 10 minuten wordt omgezet. Het aantal moleculen substraat dat in 10 minuten wordt omgezet is bij t₁ en t₂ even groot.

Wat is de juiste verklaring hiervoor?

Enzymen en temperatuur.
Zie figuur B 53 van de bijlage.

Een leerlinge wil de activiteit van een bepaald type enzym in een oplossing meten bij verschillende temperaturen. Zij vult daartoe een serie buizen met P ml enzymoplossing en Q gram substraat. Elke buis plaatst zij bij een andere temperatuur. Na een half uur meet zij de hoeveelheid omgezet substraat. De resultaten van haar metingen zet zij uit in een diagram (zie de afbeelding). De ontstane grafiek heeft een sterk afgeplatte vorm, terwijl zij een optimumgrafiek had verwacht. Zij overweegt voor deze afplatting de volgende drie verklaringen:

1. bij temperaturen hoger dan t1 worden enzymmoleculen vernietigd;
2. door temperaturen hoger dan t1 wordt de activiteit per enzymmolecuul minder;
3. er is bij de proeven te weinig substraat toegevoegd.

Welke verklaring is of welke verklaringen zijn juist?

Enzymen en temperatuur.
Zie figuur B 1467 van de bijlage.

Met een bepaald enzym worden proeven gedaan. Het substraat is tijdens de proeven in overmaat aanwezig. In de eerste proef wordt een oplossing met een bepaalde concentratie van het enzym gebruikt. Daarmee wordt het verband bepaald tussen de temperatuur van de substraatoplossing en de hoeveelheid substraat die in een minuut wordt omgezet. De resultaten zijn in het diagram weergegeven (zie de afbeelding).
Vervolgens wordt een tweede proef gedaan met een hogere enzymconcentratie. De overige omstandigheden zijn gelijk aan die in de eerste proef. De resultaten van deze tweede proef (grafiek 2) worden weergegeven in een diagram waarin ter vergelijking ook de resultaten van de eerste proef (grafiek 1) zijn opgenomen.

Zie figuur B 1468 van de bijlage.

In welke van de diagrammen van afbeelding zijn de resultaten van de tweede proef juist weergegeven?

Temperatuur en de enzymactiviteit.
Zie figuur B 105 van de bijlage.

Een leerlinge bestudeert het effect van de temperatuur op de activiteit van een enzym. Zij maakt daarvoor gebruik van een computerprogramma waarmee simulaties van de enzymactiviteit kunnen worden uitgevoerd. Het programma levert haar een diagram met vier grafieken 1, 2, 3 en 4 (zie de afbeelding).

Deze vier grafieken zijn ontstaan doordat ze vier verschillende pre-incubatietijden heeft ingevoerd. De pre-incubatietijd is de tijd gedurende welke een enzymoplossing bij de reactietemperatuur verblijft voordat de enzymoplossing wordt gemengd met het substraat. Dit gebeurt bij elk van de temperaturen waarbij de omzettingssnelheid wordt bepaald.

Welke van deze grafieken is ontstaan door de kortste pre-incubatietijd in te voeren?

Een enzym & twee organische moleculen.
Zie figuur B 869 van de bijlage.

In het afgebeelde schema stelt K een enzym voor en zijn M en N twee organische moleculen.

Welke van de volgende uitspraken ten aanzien van dit schema is juist?

Modellen van de enzymwerking.
Zie figuur C 22 van de bijlage.

Welk(e) van de afgebeelde modellen geeft (geven) enzymwerking weer?

Enzymen & lichaamsprocessen.

Drie processen in het lichaam van de mens zijn:

1. een proces inzake overdracht van een reeks van impulsen in een synaps;
2. een proces inzake resorptie van glucose door de wand van een nierkanaaltje;
3. een proces inzake vorming van gal in de lever.

Bij het verloop van welk proces of welke processen spelen enzymen een rol?

Amylase.
Zie figuur B 1600 van de bijlage.

In een experiment wordt de omzetting van zetmeel in maltose door het enzym amylase onderzocht. Amylase is onder andere aanwezig in het speeksel. Een bepaalde hoeveelheid amylase (x mg) wordt bij 10° C gemengd met een bepaalde hoeveelheid water en 10 g zetmeel. Na een uur wordt gemeten hoeveel maltose is gevormd. Dit experiment wordt vervolgens op gelijke wijze herhaald bij temperaturen van respectievelijk 20°C, 30°C, 40°C, 50°C, 60°C en 70°C. De resultaten zijn weergegeven in het diagram van de afbeelding.
In volgende experimenten wil de onderzoeker de opbrengst aan maltose bij 30°C verhogen.
Hij voert de volgende experimenten uit bij 30°C:

1. eenzelfde hoeveelheid amylase (x mg) werkt twee uur in op 10 g zetmeel;
2. een dubbele hoeveelheid amylase (2x mg) werkt een uur in op 10 g zetmeel;
3. een dubbele hoeveelheid amylase (2x mg) werkt een uur in op 20 g zetmeel.

Bij welk of bij welke van deze experimenten verkrijgt hij een hogere opbrengst aan maltose dan bij zijn eerste experiment bij 30°C?


-

Zuurgraad (pH) en de activiteit van enzymen.
Zie figuur B 663 van de bijlage.

Afgebeeld diagram laat het verband zien tussen de zuurgraad (pH) en de activiteit van drie enzymen X, Y en Z.

Welke conclusie kun je dan trekken ten aanzien van de invloed van de zuurgraad op de activiteit van deze enzymen?

Enzymreactie bij vier verschillende temperaturen.
Zie figuur B 1674 van de bijlage.

In een experiment wordt de reactie van een bepaald enzym dat bij de mens voorkomt, bestudeerd bij vier verschillende temperaturen. Een oplossing met dit enzym wordt in gelijke hoeveelheden verdeeld over vier bekerglazen P, Q, R en S. Deze bekerglazen worden vervolgens op een bepaalde temperatuur gebracht en daar vanaf tijdstip O even lang op gehouden: bekerglas P 40°C, bekerglas Q op 50°C, bekerglas R op 60°C en bekerglas S op 70°C. Op tijdstip O wordt aan elk bekerglas een gelijke hoeveelheid substraat toegevoegd met dezelfde temperatuur als de oplossing in het bekerglas. Vervolgens wordt regelmatig de concentratie van het reactieproduct in de bekerglazen bepaald. De resultaten zijn weergegeven in het afgebeelde diagram.

De grafieken 1, 2, 3 en 4 geven de hoeveelheid reactieproduct weer die bij respectievelijk 50°C, 60°C, 40°C en 70°C in de loop van de proef is gevormd.

Bij welke van deze temperaturen is op tijdstip t de reactiesnelheid van de enzymoplossing in het bekerglas het grootst?

Reactiesnelheid in een bepaalde enzymoplossing.
Zie figuur A 883 van de bijlage.

De reactiesnelheid in een bepaalde enzymoplossing wordt bepaald op de tijdstippen t1, t2, t3 en t4, bij de temperaturen T1, T2, T3, T4, T5 en T6. De maat voor de reactiesnelheid is de hoeveelheid substraat die door de enzymoplossing binnen een vastgesteld tijdsinterval wordt omgezet. Voor de metingen bij een bepaalde temperatuur, op de verschillende tijdstippen, wordt steeds enzymoplossing gebruikt van een voorraad die gedurende de aangegeven tijd bij de desbetreffende temperatuur werd bewaard. De hoeveelheid
enzymoplossing is bij iedere meting gelijk en er is steeds een overmaat substraat aanwezig.
Het resultaat van de metingen is in het driedimensionale diagram in de afbeelding weergegeven.

De optimumtemperatuur voor de werking van de enzymoplossing wordt bestudeerd voor de perioden t1 tot en met t4.

Neemt de optimumtemperatuur in de periode t1- t4 af, blijft deze gelijk of neemt deze toe? Leg je antwoord uit. Betrek in je uitleg de moleculaire structuur van enzymen.

2/3 Penicilline.

Op grond van de bepaling in de andere buizen kan het resultaat van buis 5 nauwkeurig worden voorspeld.

Hoe kun je dit resultaat zo nauwkeurig mogelijk voorspellen? Laat zien welke methode je daarvoor gebruikt.
- Noteer de voorspelde waarde.

3/3 Penicilline.

Bereken in zes decimalen nauwkeurig het maximum aantal nanomol penicilline dat in dit experiment per minuut door 1 nanomol penicillinase kan worden omgezet.

1/4 Enzymen.
Zie figuur B 1138 van de bijlage.

Wat stellen de grijze figuurtjes uit het schema voor?

2/4 Enzymen.

Wat stelt de met A aangeduide figuur voor?

3/4 Enzymen.

Hoe heet het afgebeelde enzym?

4/4 Enzymen.

Wat is het doel van de afgebeelde reactie?

1/2 Enzymen.
Zie figuur B 1512 van de bijlage.

In een experiment wordt een oplossing gemaakt van een bepaalde organische verbinding P: oplossing P. Verder wordt een oplossing gemaakt van het enzym dat deze organische verbinding kan splitsen: oplossing Q. In elk van zes reageerbuizen wordt 5 ml van oplossing P gedaan. In elk van zes andere reageerbuizen wordt 5 ml van oplossing Q gedaan. Een buis met oplossing P en een buis met oplossing Q worden op 5 C gebracht en daarna worden de inhouden samengevoegd. Dezelfde procedure wordt gevolgd met de andere buizen bij 10°C, 15°C, 20°C, 25°C en 30°C. De mengsels worden gedurende tien minuten op de desbetreffende temperaturen gehouden.
Aan het eind van het experiment wordt in elke buis de resterende hoeveelheid van verbinding P gemeten. De resultaten zijn in het diagram van de afbeelding uitgezet.

Bij welke van de temperaturen 10°C, 20°C of 30°C zet een intact enzymmolecuul per minuut de grootste hoeveelheid van verbinding P om?