سوال ۲۰ · زیست‌شناسی
کنکور تجربی ۱۴۰۴ نوبت دوم · سوال ۲۰ · کلید رسمی سازمان سنجش
زیست‌شناسی · زیست‌شناسی ۳ · فصل ۱: مولکول‌های اطلاعاتی
مقدار مشخصی پپسین از بدن موجود زنده استخراج شده و به صورت خالص درآمده و فعالیت آن در محیط آزمایشگاه مورد بررسی‌های مکرر قرار گرفته است. کدام مورد، دربارهٔ این آنزیم درست است؟
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۱ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
ابتدا باید توجه کنیم که «پیش‌ماده» در این سؤال، مولکولی است که پپسین بر آن اثر می‌گذارد؛ منظور، شکل غیرفعالِ سازندهٔ پپسین نیست. کتاب نیز پیش‌ماده را ترکیبی معرفی می‌کند که در جایگاه فعال آنزیم قرار می‌گیرد و تحت تأثیر آن قرار می‌گیرد (زیست‌شناسی ۳، صفحهٔ ۱۹).
۱. بررسی گزینهٔ اول: پپسین از آنزیم‌های گوارش پروتئین‌هاست؛ بنابراین پیش‌ماده‌های آن می‌توانند پروتئین‌های گوناگون باشند. واحدهای سازندهٔ پروتئین‌ها آمینواسیدها هستند و پروتئین‌های مختلف می‌توانند از نظر نوع، ترتیب و تعداد آمینواسیدها تفاوت داشته باشند. اختصاصی بودن عملکرد آنزیم با این موضوع تعارضی ندارد؛ زیرا برای اثرگذاری آنزیم، مکمل بودن جایگاه فعال با پیش‌ماده یا بخشی از آن مطرح است، نه یکسان بودن تمام ساختار پیش‌ماده‌ها. کتاب نیز تصریح می‌کند که یک آنزیم ممکن است بر چند پیش‌مادهٔ خاص مؤثر باشد (زیست‌شناسی ۳، صفحهٔ ۱۹–۲۰). پس گزینهٔ اول درست است.
۲. بررسی گزینهٔ دوم: خالص بودن و ثابت بودن مقدار پپسین، اثر شرایط محیطی را حذف نمی‌کند. دما و می‌توانند شکل و فعالیت آنزیم را تغییر دهند؛ بنابراین حداکثر سرعت واکنش در همهٔ شرایط یکسان نیست. ثابت شدن سرعت در اثر اشغال همهٔ جایگاه‌های فعال نیز مربوط به شرایط معین آزمایش است، نه هر شرایطی (زیست‌شناسی ۳، صفحهٔ ۲۰).
۳. بررسی گزینهٔ سوم: آنزیم با کاهش انرژی فعال‌سازی، سرعت واکنش‌های انجام‌شدنی را افزایش می‌دهد. این ویژگی به معنای امکان‌پذیر کردن واکنش‌های انجام‌نشدنی نیست؛ پس واژهٔ «انجام‌نشدنی» این گزینه را نادرست می‌کند (زیست‌شناسی ۳، صفحهٔ ۱۸).
۴. بررسی گزینهٔ چهارم: بهینهٔ پپسین حدود است؛ یعنی این آنزیم در محیط اسیدی بیشترین فعالیت را دارد، نه در محیط قلیایی (زیست‌شناسی ۳، صفحهٔ ۲۰).
پاسخ: گزینهٔ ۱
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۲: ممکن است ثابت بودن مقدار آنزیم را به معنای ثابت بودن حداکثر سرعت واکنش بدانید؛ اما دما و بر فعالیت آنزیم اثر دارند و حتی می‌توانند آن را غیرفعال کنند، پس عبارت «تحت هر شرایط» نادرست است.
- گزینهٔ ۳: این گزینه بخش درستِ «کاهش انرژی فعال‌سازی» را با ادعایی نادرست ترکیب کرده است. آنزیم واکنش انجام‌شدنی را سریع‌تر می‌کند، نه اینکه واکنش انجام‌نشدنی را امکان‌پذیر کند.
- گزینهٔ ۴: ممکن است محیط بهینهٔ آنزیم‌های ورودی از لوزالمعده به رودهٔ باریک را با محیط بهینهٔ پپسین اشتباه بگیرید؛ پپسین در محیط اسیدی با حدود بهترین فعالیت را دارد، نه در محیط قلیایی.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- مفهوم «عمل اختصاصی آنزیم‌ها» را مرور کنید: آیا اختصاصی بودن الزاماً یعنی آنزیم فقط بر یک نوع مولکول اثر می‌گذارد؟
- پپسین در گوارش پروتئین‌ها نقش دارد. برای اتصال پیش‌ماده، مکمل بودن جایگاه فعال با بخشی از مولکول کافی است؛ لازم نیست تمام ساختار پیش‌ماده‌ها یکسان باشد.
- پروتئین‌های غذایی را با یکدیگر مقایسه کنید: آیا همگی زنجیره‌های آمینواسیدی یکسانی دارند؟ سپس این تفاوت را با توانایی پپسین در اثرگذاری بر پروتئین‌های گوناگون ارتباط دهید.