سوال ۳۷ · زیست‌شناسی
کنکور تجربی ۱۴۰۵ · سوال ۳۷ · کلید رسمی سازمان سنجش
زیست‌شناسی · زیست‌شناسی ۳ · فصل ۱: مولکول‌های اطلاعاتی
این سوال در دفترچه شکل دارد؛ این‌جا شکل به‌صورت متنی توصیف شده است.
نمودار تغییرات سرعت واکنش نسبت به غلظت پیش‌ماده با فرض ثابت بودن مقدار آنزیم، به‌صورت زیر نشان داده شده است. در ارتباط با این نمودار، کدام مورد را می‌توان به‌طور حتم بیان نمود؟
شکل: نمودار: محور افقی «غلظت پیش ماده» و محور عمودی «سرعت واکنش». منحنی از مبدأ شروع می‌شود، ابتدا با شیب زیاد صعود می‌کند و سپس به‌تدریج شیب آن کم شده و به حالت تقریباً افقی (فلات) می‌رسد. چهار نقطه روی منحنی: نقطهٔ a پایین‌ترین نقطه در ابتدای منحنی، نقطهٔ b بالاتر از a روی بخش پرشیب، نقطهٔ c در ناحیهٔ خمیدگی منحنی که شیب در حال کم شدن است، و نقطهٔ d در بخش تقریباً افقی (فلات) منحنی.
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
۱. ابتدا محورهای نمودار را تفسیر می‌کنیم. محور افقی غلظت پیش‌ماده و محور عمودی سرعت واکنش، یعنی میزان تولید فراورده در واحد زمان، را نشان می‌دهد؛ بنابراین این نمودار، روند واکنش برحسب زمان نیست.
۲. پیش‌ماده برای انجام واکنش در جایگاه فعال آنزیم قرار می‌گیرد (زیست‌شناسی ۳، صفحهٔ ۱۹). وقتی مقدار آنزیم ثابت باشد، افزایش غلظت پیش‌ماده می‌تواند سرعت واکنش را بالا ببرد، اما این افزایش نامحدود نیست. مطابق کتاب، پس از اشغال‌شدن همهٔ جایگاه‌های فعال با پیش‌ماده، افزایش بیشتر غلظت پیش‌ماده سرعت را افزایش نمی‌دهد (زیست‌شناسی ۳، صفحهٔ ۲۰).
۳. نقطهٔ در بخش تقریباً افقی منحنی قرار دارد. این بخش در الگوی کتاب درسی نشان‌دهندهٔ اشباع آنزیم‌ها از پیش‌ماده است؛ یعنی همهٔ جایگاه‌های فعال اشغال شده‌اند و مقدار ثابت آنزیم، ظرفیت واکنش را محدود می‌کند. پس عبارت گزینهٔ چهارم درست است.
۴. سایر عبارت‌ها از نمودار نتیجه نمی‌شوند: در نقطهٔ نمی‌توان بهینه‌بودن دما و را اثبات کرد، زیرا نمودار تغییرات سرعت برحسب این عوامل را نشان نمی‌دهد. همچنین در نقطهٔ سرعت واکنش مثبت است، پس فراورده تولید می‌شود؛ و چون نقطهٔ بالاتر از قرار دارد، میزان تولید فراورده در واحد زمان در بیشتر است، نه برابر با آن.
پاسخ: گزینهٔ ۴
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است افزایش سرعت واکنش تا نقطهٔ را نشانهٔ بهینه‌شدن شرایط فعالیت آنزیم بدانید؛ اما محور افقی غلظت پیش‌ماده است و نمودار اطلاعاتی دربارهٔ بهینه‌بودن یا دما نمی‌دهد.
- گزینهٔ ۲: ممکن است کم‌بودن سرعت در ابتدای منحنی را با شروع‌نشدن تولید فراورده اشتباه بگیرید؛ اما نقطهٔ سرعتی بیشتر از صفر دارد، پس تولید فراورده در آن انجام می‌شود.
- گزینهٔ ۳: ممکن است ثابت‌بودن مقدار آنزیم را به معنای ثابت‌بودن سرعت تولید فراورده بدانید؛ اما ارتفاع نقطهٔ از بیشتر است، پس میزان تولید فراورده در واحد زمان در این دو نقطه برابر نیست.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- بخش «غلظت آنزیم و پیش‌ماده» را مرور کنید: با ثابت‌بودن مقدار آنزیم، افزایش پیش‌ماده فقط تا حدی سرعت واکنش را افزایش می‌دهد.
- ارتفاع هر نقطه، سرعت واکنش را نشان می‌دهد؛ بخش تقریباً افقی یعنی افزودن پیش‌مادهٔ بیشتر دیگر افزایش محسوسی در سرعت ایجاد نمی‌کند.
- در بخش پایانی منحنی، پیش‌ماده به‌اندازهٔ کافی وجود دارد؛ بررسی کنید محدودبودن تعداد جایگاه‌های فعال چگونه می‌تواند مانع افزایش بیشتر سرعت شود.