Oefentoets Biologie: Enzymen | VWO 4/VWO 5/VWO 6 | variant 3

Het eiwitverterende enzym trypsine.

In de twaalfvingerige darm bevindt zich het eiwitverterende enzym trypsine.
Dit enzym bevordert ook de omzetting van de door de alvleesklier geproduceerde onwerkzame stof trypsinogeen in trypsine.

Is dit verschijnsel een voorbeeld van antagonisme, homeostase, negatieve terugkoppeling of positieve terugkoppeling?

Remming van enzymen.
Zie figuur B 295 van de bijlage.

De werking van bepaalde enzymen kan worden geremd door stoffen die veel op het substraat lijken.
Enzym P bevordert de omzetting van stof 1 in stof 2.
Enzym Q bevordert de omzetting van stof 2 in stof 3.
Stof 3 wordt niet verder omgezet.
De moleculen van stof 3 lijken zoveel op die van stof 1, dat ze de werking van enzym P remmen.
Op tijdstip O worden aan een oplossing van stof 1 de enzymen P en Q toegevoegd.

In welk diagram kan de totale hoeveelheid van stof 3 op een juiste wijze tegen de tijd zijn uitgezet?

Enzymen.
Zie figuur B 1364 van de bijlage.

Er bestaat een vorm van enzymremming waarbij het eindproduct van een reactieketen werkt als remmer van de activiteit van een van de enzymen die aan de reactieketen deelnemen. De remmende stof bindt zich aan dat enzym waardoor het enzym tijdelijk onwerkzaam wordt. De reactie tussen remstof en enzym is een evenwichtsreactie.
In de afbeelding is een schema van een reactieketen weergegeven waarin E1, E2 en E3 enzymen zijn en P1, P2 en P3 reactieproducten zijn.
P3 remt E1.
Vier situaties in de cel, die invloed hebben op de hoeveelheid P3 die per tijdseenheid wordt geproduceerd, zijn:

1. het verwijderen van P3 uit de cel,
2. omzetting van P3 in een andere stof, die geen remstof van E1 is,
3. afname van de concentratie van substraat S,
4. toename van de concentratie van substraat S.

In welke van deze situaties zal de productie van P3 per tijdseenheid hoger worden?


-

Enzymwerking.
Zie figuur B 1321 van de bijlage.

In een experiment wordt de werking van een enzym in een temperatuurgebied tussen t₁ en t₂ onderzocht. Het verband wordt bepaald tussen een variabele en de temperatuur. De resultaten zijn afgebeeld in het diagram van de afbeelding.
Vier variabelen zijn:

1. de tijd waarin een bepaalde hoeveelheid substraat volledig wordt omgezet,
2. het aantal substraatmoleculen dat per intact enzymmolecuul per tijdseenheid wordt omgezet,
3. de hoeveelheid substraat die overblijft nadat een bepaalde hoeveelheid enzym gedurende een bepaalde tijd heeft ingewerkt,
4. de activiteit van alle intacte enzymmoleculen gezamenlijk.

Twee van deze variabelen kunnen langs de verticale as zijn uitgezet.

Welke twee variabelen kunnen langs de verticale as zijn uitgezet?

Een enzym.
Zie de figuren B 2046 en C 128 van de bijlage.

Isocitroenzuur-dehydrogenase is een enzym van de citroenzuurcyclus. In diagram 1 van de afbeelding is bij een bepaalde temperatuur het verband weergegeven tussen de activiteit van dit enzym en de isocitroenzuurconcentratie onder twee verschillende omstandigheden.
Grafiek p in diagram 1 van de afbeelding geeft de activiteit van het enzym weer in een reactiemengsel waarin 0,35 mmol ADP per liter aanwezig is, grafiek q in een reactiemengsel zonder ADP.
In diagram 2 van de afbeelding is het verband weergegeven tussen de activiteit (V) van de oplossing van dit enzym en de temperatuur (T) bij een isocitroenzuurconcentratie van 2 mmol/l. In het reactiemengsel ontbreekt ADP.

Zie figuur C 128 van de bijlage.

In de afbeelding zijn vier diagrammen A, B, C en D getekend. De grafiek uit diagram 2 is in deze diagrammen getekend met een onderbroken lijn. Met een getrokken lijn zijn grafieken getekend die een mogelijk verband weergeven tussen de activiteit van het enzym en de
temperatuur bij een isocitroenzuurconcentratie van 2 mmol/l en een ADP-concentratie van 0,35 mmol/l.

Welk diagram geeft dit verband juist weer?

Enzymen bij vier verschillende temperaturen.
Zie figuur B 1336 van de bijlage.

In een experiment wordt bij vier verschillende temperaturen de snelheid (mmol/I) gemeten waarmee enzym Z substraat S omzet. Vier reageerbuizen worden gevuld met gelijke hoeveelheden van een oplossing van enzym Z en gelijke hoeveelheden van substraat S. Deze buizen staan vervolgens gedurende een periode t bij verschillende temperaturen. Gedurende periode t wordt voortdurend de totale hoeveelheid reactieproduct die in de buizen aanwezig is, gemeten. De resultaten zijn uitgezet in het diagram van de afbeelding.

Kan uit het diagram worden afgeleid of buis 4 bij een temperatuur lager dan 40°C lager dan 50°C of hoger dan 60°C werd gehouden?

Enzymwerking.
Zie de figuren B 2384 en B 2385 van de bijlage.

Tijdens een experiment wordt in een reageerbuis vet afgebroken door een enzym in aanwezigheid van gal. In het diagram (zie de afbeelding B 2384) is het verband weergegeven tussen de tijd dat het experiment duurt en de hoeveelheid overgebleven vet.
Een tweede experiment wordt op dezelfde wijze uitgevoerd zonder toevoeging van gal. In de afbeelding B 2385 zijn vier diagrammen getekend.

In welk van deze diagrammen kan het resultaat van het tweede experiment juist zijn weergegeven?

Het verloren gaan van enzymmoleculen.

Voortdurend gaan werkzame enzymmoleculen bij de mens verloren. Dit verlies wordt gecompenseerd door aanmaak van enzymmoleculen in lichaamscellen. Vier mogelijkheden voor het verloren gaan van enzymmoleculen worden genoemd:

1. enzymmoleculen worden door de nieren uitgescheiden;
2. enzymmoleculen worden met de gal uitgescheiden;
3. enzymmoleculen worden in het spijsverteringskanaal verteerd;
4. bij de in het lichaam heersende temperatuur kan de structuur van enzymmoleculen slechts gedurende een beperkte tijd in stand blijven.

Welke van deze mogelijkheden zijn inderdaad oorzaak van het verloren gaan van werkzame enzymmoleculen?

Afbraak van de middenlamel.

Rijpende vruchten worden zachter doordat de middenlamel tussen de cellen wordt afgebroken.

Deze afbraak wordt veroorzaakt door de werking van het enzym

Enzymen, die vetten verteren.

Hoe heten, op grond van hun werking, de enzymen die de vertering van vetten bewerkstelligen?

Losse cellen met celwanden.

Voor een onderzoek zijn losse cellen met celwanden uit aardappelknollen nodig.
Daartoe worden schijfjes aardappel in een oplossing gebracht, die een van de volgende enzymen bevat: amylase, cellulase, pectinase, proteïnase.

Welk enzym moet in deze oplossing voorkomen?

Enzym en substraat.
Zie figuur B 113 van de bijlage.

Een enzym zet een substraat om in een product. Een oplossing van een bepaald enzym wordt in gelijke hoeveelheden over zes reageerbuizen verdeeld. Elke buis wordt daarna op een bepaalde temperatuur gebracht en gehouden, waarna aan elke buis 0,4 gram substraat wordt toegevoegd. Een half uur later wordt gemeten hoeveel substraat er nog in elk van de buizen over is. De resultaten zijn uitgezet in het diagram. Uit het diagram kan niet afgeleid worden dat de hoeveelheid substraat die door een bepaalde hoeveelheid van het enzym per minuut wordt omgezet bij 40°C even groot is als bij 50°C. Op een van de onderstaande vier manieren kan onderzocht worden of dat zo is:

manier 1: de proef herhalen en na afloop in plaats van de hoeveelheid substraat de hoeveelheid product meten;
manier 2: de proef herhalen en na afloop in plaats van de hoeveelheid substraat de hoeveelheid overgebleven enzym meten;
manier 3: de proef herhalen, maar in plaats van na 30 minuten, na 10 minuten de overgebleven hoeveelheid substraat meten;
manier 4. in de buizen die bij 40°C en bij 50°C hebben gestaan opnieuw 0,4 gram substraat doen, beide een half uur bij 45°C laten staan en dan de overgebleven hoeveelheid substraat meten.

Op welke manier bestaat er kans op een antwoord op de vraag of de hoeveelheid substraat die per minuut omgezet wordt bij 40°C even groot is als bij 50°C?

Enzymen en temperatuur.
Zie figuur B 133 van de bijlage.

Enzym E zet stof S om in stof P. De optimumtemperatuur van enzym E is 30°C. In elk van de reageerbuizen K, L en M wordt 1 ml van een oplossing van enzym E gepipetteerd en in reageerbuis N 1 ml water. Daarna wordt buis K een half uur bij 100°C bewaard, buis L een half uur bij 0°C en de buizen M en N een half uur bij 30°C. Vervolgens worden de buizen K en L ook op 30°C gebracht en wordt aan de inhoud van elke buis 3 ml van een oplossing van stof S toegevoegd. Tien minuten later wordt gemeten hoeveel van stof P zich in elke buis bevindt.

Zie figuur B 133 van de bijlage.

In welk diagram kan de hoeveelheid van stof P in de vier buizen juist zijn uitgezet?

Enzymen en temperatuur.
Zie figuur B 122 van de bijlage.

In elk van drie reageerbuizen K, L en M wordt 0,5 ml van een oplossing van enzym Q gepipetteerd. Daarna worden de buizen bewaard bij 45°C; buis K 10 minuten, buis L 20 minuten en buis M 30 minuten. Vervolgens wordt aan elke buis 3 ml substraatoplossing toegevoegd, waarna elke buis 30 minuten op 35°C wordt gehouden. Daarna wordt de hoeveelheid substraat in elk van de buizen gemeten. De optimumtemperatuur van enzym Q is 35°C. Een van de staafdiagrammen geeft de resultaten van de metingen juist weer.

Zie figuur B 122 van de bijlage.

Welk diagram is dat?

Enzymen en temperatuur.
Zie figuur B 241 van de bijlage.

In figuur 1 wordt het verband weergegeven tussen de temperatuur en de snelheid van een reactie die door een enzym wordt beïnvloed.
In figuur 2 wordt met grafiek S het verband weergegeven tussen de pH en de reactiesnelheid bij temperatuur Q.

Hoe kan het verband tussen pH en reactiesnelheid eruit zien als deze bepaald wordt bij temperatuur P?

Het verband tussen pH en reactiesnelheid bij temperatuur P kan worden weergegeven door grafiek

Enzymen en temperatuur.
Zie figuur B 281 van de bijlage.

Bij verschillende temperaturen wordt de hoeveelheid product bepaald die gedurende een bepaalde tijd wordt gevormd bij een enzymatische reactie. Het resultaat is in het diagram weergegeven.

Hoe komt het dat de hoeveelheid product, gevormd bij p, gelijk is aan die bij q?

Enzymatische omzettingen.
Zie figuur B 1268 van de bijlage.

Enzym Q zet stof S om in stof P. Enzym Q splitst geen eiwitten en heeft een temperatuuroptimum van 25°C.
Een onderzoeker heeft drie reageerbuizen K, L en M. In de reageerbuizen K en L wordt 1 ml van een oplossing van enzym Q gepipetteerd: in buis M 1 ml water. Daarna wordt buis K gedurende 10 minuten bij 4°C gehouden: de buizen L en M blijven ieder op 25°C. Na afloop van de 10 minuten wordt buis K opgewarmd tot 25°C.
In iedere buis wordt vervolgens 3 ml uit een oplossing van stof S gebracht.
Weer 10 minuten later wordt er gemeten hoeveel van stof S zich nog in elke buis bevindt.
In de afbeelding zijn vier diagrammen 1, 2, 3 en 4 getekend.

In welk van deze diagrammen kan de hoeveelheid van stof S in de buizen K, L en M aan het eind van de proef juist zijn weergegeven?