Proteinler Özgün Kurgu PDF İndir

Sorular

1. 1.

   Geleceğin kapalı yaşam destek ünitesinde havadaki karbondioksiti bağlayan enzimatik bir biyofiltrenin optimum koşullarını araştıran bir öğrenci grubu; ortam hacmi, enzim miktarı ve substrat derişimini sabit tuttukları düzeneklerle iki aşamalı bir deney yürütür. Birinci aşamada pH 7,5'te sabit tutulup sıcaklık 10 °C, 25 °C, 40 °C ve 60 °C olarak uygulandığında birim zamanda en fazla ürünün 40 °C'de oluştuğu, 60 °C'de ise tepkimenin tamamen durduğu kaydedilir. İkinci aşamada sıcaklık 40 °C'de sabit tutulup ortam pH'si 4,0; 6,0; 7,5 ve 9,5 olarak ayarlandığında tepkimenin en hızlı pH 7,5'te gerçekleştiği, pH 4,0'te hiç ürün oluşmadığı, pH 9,5'te ise ürün oluşumunun belirgin şekilde yavaşladığı belirlenir. Buna göre öğrenci grubunun kontrollü deney tasarımı ve elde ettiği verilerle ilgili aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi doğrudur?

   • A) Deneyde enzim miktarı ve substrat derişimi bağımsız değişken olup tepkime hızının değişmesinde bu faktörler belirleyici olmuştur.
   • B) Deneyde pH ve sıcaklık araştırmacılar tarafından değiştirilen bağımsız değişkenler, birim zamandaki ürün miktarı ise bağımlı değişkendir.
   • C) Sıcaklığın 10 °C'den 40 °C'ye çıkarılması ile pH'nin 4,0'ten 7,5'e çıkarılması durumunda tepkimenin hızlanması, her iki faktörün de enzimlerin protein yapısını bozarak aktif bölgeyi genişletmesinden kaynaklanır.
   • D) 60 °C'de ürün oluşmamasının temel nedeni ortamdaki substratın tükenmesi, pH 4,0'te tepkime gerçekleşmemesinin nedeni ise ortamın nötrleşmesidir.
   • E) İkinci aşamada pH değerinin 7,5'ten 9,5'e çıkarılmasıyla ürün oluşum hızının azalması, ortamdaki serbest enzim molekülü sayısının azalmasından kaynaklanır.
2. 2.

   Biyomühendislik atölyesinde bitkisel lifleri dönüştüren selülaz enziminin çalışma sınırlarını araştıran bir öğrenci ekibi; düşük sıcaklığın enzimin yapısını bozmadan kinetik enerjiyi düşürdüğü, yüksek sıcaklık ile aşırı asidik ortamın ise enzimin üç boyutlu protein yapısını kalıcı olarak bozduğu (denatüre ettiği) hipotezini test etmek istemektedir. Ekip; eşit miktarda enzim ve substrat içeren özdeş tüpleri birinci aşamada farklı sıcaklık ve pH değerlerinde tutmuş, ardından ikinci aşamada tüm tüpleri enzimin optimum çalışma koşulu olan 35 °C ve pH 6 ortamına getirerek ürün oluşumunu takip etmiştir. Buna göre öğrenci ekibinin kurduğu hipotezin doğrulanabilmesi için deney aşamalarında elde etmesi gereken gözlem sonuçları aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?

   • A) 1. aşamada 5 °C ve pH 6'da bekletilen tüpte ürün oluşmazken 2. aşamada bu tüpte ürün oluşumunun başlaması; 75 °C ve pH 6 ile 35 °C ve pH 2 koşullarında tutulan tüplerde ise 2. aşamada da ürün oluşumunun gerçekleşmemesi
   • B) 1. aşamada 75 °C ve pH 6'da bekletilen tüpte ürün oluşmazken 2. aşamada bu tüpte ürün oluşumunun başlaması; 5 °C ve pH 6 ile 35 °C ve pH 2 koşullarında tutulan tüplerde ise 2. aşamada reaksiyonun kalıcı olarak durması
   • C) 1. aşamada 35 °C ve pH 2'de bekletilen tüpte ürün oluşumu dururken 2. aşamada bu tüpte reaksiyonun yeniden başlaması; 5 °C ve pH 6 ile 75 °C ve pH 6 koşullarında tutulan tüplerde ise 2. aşamada ürün oluşmaması
   • D) 1. aşamada farklı ortamlarda bekletilen tüm tüplerde reaksiyonun durması; 2. aşamada tüm tüpler optimum koşullara taşındığı için hepsinde aynı hızda ürün oluşumunun yeniden başlaması
   • E) 1. aşamada 5 °C ve pH 6 ile 75 °C ve pH 6'da bekletilen tüplerin her ikisinde de ürün oluşumunun kalıcı durması; 35 °C ve pH 2 koşulundaki tüpte ise 2. aşamada reaksiyonun başlangıç hızına dönmesi
3. 3.

   Yapay zekâ destekli bir uzay serasında amilaz enziminin nişastayı parçalama hızına sıcaklığın etkisini araştıran bir öğrenci ekibi, pH değeri 7 olan özdeş tüplerde nişasta ve amilazı oda sıcaklığında (22 °C) karıştırdıktan sonra tüpleri 0 °C, 35 °C ve 80 °C'lik su banyolarına yerleştirir. Ancak 80 °C'lik banyoya konulan tüpte, enzimin yüksek sıcaklıkta hemen işlevsiz kalması beklenirken deneyin başında bir miktar glikoz oluştuğunu ve bunun ölçüm güvenirliğini bozduğunu belirlerler. Buna göre ekibin bu deneydeki hata kaynağını gidererek sıcaklığın enzim etkinliğine doğrudan etkisini güvenilir biçimde ölçebilmesi için yapması gereken en uygun uygulama aşağıdakilerden hangisidir?

   • A) Ortamın pH değerini 7 yerine kuvvetli asidik bir tampon çözeltiyle sabitleyerek deneyi tekrarlamak
   • B) Enzim ve nişasta çözeltilerini tüplerde birleştirmeden önce ayrı kaplarda hedeflenen sıcaklıklara ulaştırıp ardından karıştırmak
   • C) 80 °C'lik su banyosundaki tüpe deney süresince düzenli aralıklarla soğuk nişasta çözeltisi eklemek
   • D) Tüm deney tüplerini su banyolarına yerleştirmeden önce oda sıcaklığında daha uzun süre bekletmek
   • E) 80 °C'de bekletilen tüpü deneyin sonunda hızla 35 °C'ye soğutarak tepkimenin devam etmesini sağlamak
4. 4.

   Biyosfer araştırma üssünde yapay fotosentez ürünlerini ayrıştıran bir enzimin çalışma dinamiklerini inceleyen bir araştırmacı; eşit miktarda enzim ve substrat içeren üç özdeş reaktörden I. reaktörü 35 °C ve pH 7, II. reaktörü 15 °C ve pH 7, III. reaktörü ise 35 °C ve pH 2 koşullarında çalıştırır. Beşinci dakikada yapılan ilk ölçümde I. reaktörde 40 mg, II. reaktörde 10 mg ürün oluştuğu, III. reaktörde ise hiç ürün oluşmadığı kaydedilir. Altmışıncı dakikada ise substratın tükendiği I ve II. reaktörlerin her ikisinde de toplam ürün miktarının 50 mg'a ulaştığı, III. reaktörde ise ürün miktarının sıfırda kaldığı saptanır. Bu deney verilerine ve enzimlerin çalışma ilkelerine göre yapılan aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi doğrudur?

   • A) Altmışıncı dakikada I ve II. reaktörlerdeki ürün miktarlarının eşitlenmesi, sıcaklığın enzim aktivitesi üzerinde belirleyici bir etkisinin olmadığını gösterir.
   • B) İkinci reaktörde ilk beş dakikadaki ürün miktarının azlığı, 15 °C sıcaklığın enzimin yapısını III. reaktördeki asidik ortam gibi kalıcı olarak bozmasından kaynaklanır.
   • C) Üçüncü reaktörde altmış dakika boyunca ürün oluşmaması, asidik ortamın tepkimeyi durdurmayıp yalnızca tamamlanma süresini uzattığını kanıtlar.
   • D) Sıcaklık birim zamandaki ürün oluşum hızını (enzim aktivitesini) değiştirmiş, sınırlı ve eşit miktardaki substrat ise I ve II. reaktörlerde oluşan nihai ürün miktarını belirlemiştir.
   • E) Birinci reaktördeki enzimin optimum sıcaklıkta bulunması, substrat miktarları aynı olsa dahi altmışıncı dakikada II. reaktöre göre daha fazla toplam ürün oluşturmasını gerektirir.
5. 5.

   Geleceğin biyomedikal araştırma kapsülünde öğrenciler, beslenme alışkanlıklarının sindirim enzimleri üzerindeki etkisini incelemek amacıyla eşit miktarda protein ve mide proteazı içeren üç özdeş deney tüpü hazırlar. 37 °C ve pH 2 koşullarındaki 1. tüpte proteinler hızla parçalanırken; 37 °C ve pH 7'ye ayarlanan (antiasit taklidi) 2. tüpte tepkimenin durduğu, ancak ortam yeniden pH 2'ye getirildiğinde protein parçalanmasının tekrar başladığı gözlemlenir. Aşırı sıcak içecek tüketimini taklit etmek için 75 °C ve pH 2 koşullarında tutulan 3. tüpte ise tepkime tamamen durmuş ve tüp 37 °C'ye soğutulsa dahi bir daha ürün oluşmamıştır. Bu kontrollü deney gözlemlerine ve enzimlerin çalışma ilkelerine dayanılarak yapılan aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi doğrudur?

   • A) Ortam pH'sinin nötrleşmesi enzimin yapısını geri dönüşümsüz olarak yıkarken, yüksek sıcaklık enzimin sadece geçici olarak duraksamasına yol açar.
   • B) Yüksek sıcaklık enzimin üç boyutlu protein yapısını kalıcı olarak bozarken, ortam pH'sinin nötrleşmesi enzimin yapısını tamamen tahrip etmemiş ve koşullar uygunlaştığında katalitik etkinliğin sürmesini sağlamıştır.
   • C) 2. tüpte tepkimenin durmasının asıl nedeni substratın tükenmesi, 3. tüpte ise enzimlerin substrata bağlanma yüzeyinin aşırı artmasıdır.
   • D) 75 °C sıcaklık enzimin kinetik enerjisini sıfırlayarak substratla çarpışmasını engellemiş, bu yüzden ortam soğutulduğunda enzim substrat kompleksini yeniden kuramamıştır.
   • E) Mide proteazının en yüksek hızda çalışabilmesi için ortamın nötr pH değerinde bulunması ve sıcaklığın 75 °C'ye ulaştırılması gerekir.
6. 6.

   Geleceğin kapalı ekosistem araştırma merkezinde besin solüsyonlarının sindirimini çalışan bir öğrenci ekibi, amilaz enziminin nişastayı hidroliz etme hızına pH ve sıcaklığın etkisini incelemek için kontrollü bir deney yürütür. Eşit miktarda nişasta ve amilaz içeren özdeş tüplerde nişastanın tükendiğini gösteren mavi-mor rengin kaybolma süresi kronometreyle kaydedilir. Yapılan ölçümlerde 37 °C sabit sıcaklıkta mavi rengin kaybolması pH 7'de 40 saniye, pH 5'te 180 saniye sürerken; pH 7'de sabit tutulan diğer tüplerde bu süre 20 °C'de 130 saniye olarak belirlenmiş, 75 °C'deki tüpte ise mavi-mor renk hiçbir zaman kaybolmamıştır. Bu deney verilerine ve enzimlerin çalışma prensiplerine göre aşağıdaki çıkarımlardan hangisi doğrudur?

   • A) Enzim aktivitesinin en yüksek olduğu ortam, tepkime tamamlanma süresinin en uzun ölçüldüğü pH 5 ve 37 °C koşuludur.
   • B) Tepkimenin tamamlanma süresi enzim aktivitesiyle ters orantılı olduğundan, amilaz enziminin katalitik etkinliği pH 7 ve 37 °C koşullarında en yüksek seviyededir.
   • C) 75 °C'deki tüpte mavi rengin kaybolmaması, aşırı sıcaklığın nişasta moleküllerini parçalayarak enzimle tepkimeye girmesini engellemesinden kaynaklanır.
   • D) 20 °C'deki tüpte tepkimenin 130 saniye sürmesi, düşük sıcaklığın ortam pH'sini asidik yönde değiştirerek enzimin etkinliğini kısıtladığını gösterir.
   • E) pH 5 ortamında reaksiyonun 180 saniyede tamamlanması, hafif asidik koşulların amilaz enziminin yapısını kalıcı olarak bozduğunu kanıtlar.
7. 7.

   Biyomühendislik kulübündeki öğrenciler, hidrojen yakıtı üreten fotobakterilerin metabolizmasında görevli hidrojenaz enziminin çalışma sınırlarını belirlemek için kontrollü bir deney yürütür. Eşit miktarda enzim ve substrat içeren tüplerde pH 7'de yapılan ölçümlerde enzimin 35 °C'de saniyede 120 birim gaz çıkışı sağladığı, 4 °C'de bu hızın 5 birime kadar düştüğü, 80 °C'de ise gaz çıkışının tamamen durduğu kaydedilir. Sıcaklığın 35 °C'de sabit tutulduğu ikinci aşamada ise nötr ortamda (pH 7) süren tepkimenin, ortama kuvvetli asit (pH 2) veya kuvvetli baz (pH 12) eklendiğinde derhâl sonlandığı gözlemlenir. Deneyin son adımında 4 °C'deki karışım 35 °C'ye ısıtıldığında gaz çıkışı yeniden 120 birim seviyesine ulaşırken, 80 °C'ye veya aşırı pH değerlerine maruz kalan tüpler optimum koşullara (35 °C ve pH 7) getirilse dahi gaz çıkışı başlamaz. Öğrencilerin gerçekleştirdiği bu deney ve gözlem sonuçlarına göre aşağıdaki yargılardan hangisi doğrudur?

   • A) Enzimler yalnızca optimum sıcaklıkta tepkime gerçekleştirebildiğinden, sıcaklığın 4 °C'ye düşürülmesi hidrojenazın aktif merkezini kalıcı olarak tahrip etmiştir.
   • B) Düşük sıcaklık enzimlerin protein yapısını bozmayıp kinetik enerjiyi azalttığı için etkisi geri döndürülebilirken, yüksek sıcaklık ve aşırı pH değişimleri yapıyı geri dönüşümsüz olarak bozar.
   • C) Enzimin ortam pH'sindeki değişimlere karşı duyarlılığı sıcaklığa göre daha az olduğundan, pH 2'de bekletilen enzimin yapısı bozulmadan korunmuştur.
   • D) Hidrojenaz enziminin substratına bağlanabilmesi için ortamın mutlaka asidik olması gerektiğinden nötr ortamda ürün oluşum hızı en alt düzeye inmiştir.
   • E) 80 °C'ye ısıtılan tüpte tepkimenin durmasının temel nedeni enzim yapısının bozulması değil, reaksiyona giren substratların tamamen tükenmiş olmasıdır.
8. 8.

   Akıllı tekstil teknolojileri geliştiren bir laboratuvarda araştırmacılar, giysilerdeki protein kökenli lekeleri düşük enerjiyle temizleyebilen özel bir proteaz enziminin çalışma koşullarını belirlemek için kontrollü bir deney yürütür. Eşit miktarda leke içeren özdeş kumaş parçaları ve eşit derişimde enzim kullanılan deneyde; enzimin optimum olarak 60 °C sıcaklık ve pH 9 ortamında lekeyi birkaç dakikada tamamen temizlediği saptanır. Buna karşılık 5 °C sıcaklıktaki ortamda temizleme gerçekleşmezken bu ortam 60 °C'ye getirildiğinde lekenin hızla çıktığı; 95 °C'ye ısıtılan veya pH değeri 2'ye düşürülen ortamlarda ise lekenin hiç temizlenmediği ve bu karışımlar yeniden optimum koşullara (60 °C ve pH 9) getirilse dahi enzimin bir daha işlev göstermediği gözlemlenir. Bu deney sonuçlarına ve enzimlerin çalışma ilkelerine dayanılarak yapılan aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi doğrudur?

   • A) Enzimler yüksek sıcaklıkta substratlarına çok daha güçlü bağlandığı için tepkime hızı sıfırlanmış ve bu durum ürün oluşumunu geçici olarak durdurmuştur.
   • B) Düşük sıcaklık enzimin üç boyutlu yapısını bozmayıp yalnızca kinetik enerjiyi azalttığı için süreç tersinirken, yüksek sıcaklık ve aşırı asidik pH enzimin yapısında kalıcı bozulmaya yol açmıştır.
   • C) 5 °C'de lekenin çıkmaması enzim yapısının geri dönüşümsüz olarak parçalandığını, pH 2'de bekletilen enzimin ise yapısını koruyarak sadece pasifleştiğini gösterir.
   • D) Deneydeki sıcaklık ve pH değişimleri yalnızca lekeli kumaştaki proteinlerin kimyasal bağlarını etkilemiş, enzim moleküllerinin yapısında herhangi bir değişime neden olmamıştır.
   • E) Enzimin en yüksek aktiviteyi pH 9'da göstermesi, biyolojik kökenli tüm enzimlerin asidik ortamlara kıyasla bazik ortamlarda her zaman daha kararlı çalıştığını kanıtlar.
9. 9.

   Geleceğin Mars yerleşkesinde topraksız tarım atıklarını arıtmak amacıyla geliştirilen sentetik bir enzimin çalışma sınırlarını belirlemek isteyen araştırma ekibi kontrollü bir deney yürütür. Ekip, enzimin en yüksek katalitik hıza 35 °C sıcaklık ve pH 7 ortamında ulaştığını belirledikten sonra reaktör koşullarını değiştirerek gözlemler yapar. Reaktör pH 7'de sabit tutulup sıcaklık 0 °C'ye düşürüldüğünde tepkimenin durduğu ancak sıcaklık yeniden 35 °C'ye çıkarıldığında atık parçalanmasının başlangıç hızına döndüğü; buna karşın sıcaklık 80 °C'ye çıkarıldığında ya da ortam pH'si 3'e düşürüldüğünde aktivitenin tamamen durduğu ve bu ortamlar tekrar 35 °C ve pH 7'ye getirilse bile tepkimenin bir daha başlamadığı tespit edilir. Buna göre araştırma ekibinin gerçekleştirdiği kontrollü deney sonuçları ve enzimlerin çalışma ilkeleriyle ilgili aşağıdaki çıkarımlardan hangisi doğrudur?

   • A) Yüksek sıcaklık ve kuvvetli asidik ortam enzimlerin aktivasyon enerjisini düşürme yeteneğini artırarak substratla bağ kurmalarını kalıcı olarak engellemiştir.
   • B) Düşük sıcaklık enzimin yapısını bozmadan kinetik enerjiyi azalttığı için tepkime tersinir durmuş, yüksek sıcaklık ve aşırı asitlik ise proteini denatüre ederek aktiviteyi kalıcı olarak sonlandırmıştır.
   • C) Enzimlerin pH değişimlerine duyarlılığı sıcaklığa göre daha düşük olduğundan, asidik ortamda bozulan yapı ortam nötrleştirildiğinde kendiliğinden eski işlevini kazanmıştır.
   • D) 0 °C'de enzimin üç boyutlu protein yapısı tamamen parçalandığı için sistem 35 °C'ye ısıtıldığında tepkime enzim olmaksızın kendiliğinden tamamlanmıştır.
   • E) 80 °C'de ve pH 3 koşullarında reaksiyonun durmasının temel sebebi enzim yapısının bozulması değil, reaktördeki substrat moleküllerinin tükenmiş olmasıdır.
10. 10.

    Geleceğin derin uzay istasyonunda astronotların sindirim fizyolojisini incelemek amacıyla mide ve ince bağırsak ortamlarını taklit eden iki hazneli bir biyoreaktörde kontrollü bir deney yürütülür. Araştırmacılar, 37 °C sabit sıcaklıkta birinci haznedeki asidik proteazın pH 2'de en yüksek hızda çalıştığını ve pH 8'e çıkarıldığında tepkimenin durduğunu; ikinci haznedeki bazik proteazın ise pH 8'de en yüksek verimle çalışıp pH 2'ye düşürüldüğünde işlevsiz kaldığını belirler. Deneyin ikinci aşamasında her iki haznedeki enzimler optimum pH değerlerinde tutulup sıcaklık 70 °C'ye çıkarıldığında ise her iki enzimin de aktivitesini tamamen ve kalıcı olarak kaybettiği gözlemlenir. Bu deney verilerine ve enzimlerin çalışma ilkelerine göre aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi doğrudur?

    • A) İnsan vücudundaki tüm hidroliz enzimleri yalnızca nötr pH aralığında çalışacak şekilde özelleştiğinden pH değişimleri enzimlerin yapısını etkilemezken sıcaklık artışı tepkime hızını sürekli artırır.
    • B) Enzimlerin en yüksek verimle çalıştığı optimum pH değerleri enzimin türüne göre değişiklik gösterirken aşırı yüksek sıcaklık, ortam pH'si uygun olsa dahi enzimlerin üç boyutlu yapısını bozarak etkinliğini kalıcı olarak durdurur.
    • C) Yüksek sıcaklık yalnızca substrat moleküllerinin kimyasal yapısını bozarak reaksiyonu durdururken ortam pH'sindeki aşırı sapmalar enzimin aktif merkezinde hiçbir yapısal değişikliğe yol açmaz.
    • D) Sıcaklığın 37 °C'de sabit tutulması enzimatik tepkimenin gerçekleşmesi için tek başına yeterli bir koşul olduğundan ortam pH'sinin değişmesi tepkime verimini hiçbir şekilde etkilemez.
    • E) Asidik ortamda çalışan enzimler yüksek sıcaklıklara karşı tam dayanıklılık göstererek 70 °C'de de aktif kalırken bazik ortamda çalışan enzimler düşük sıcaklıklarda kalıcı olarak denatüre olur.
11. 11.

    Geleceğin ekolojik mutfak atölyesinde öğrenciler, taze elma dilimlerinin kararmasına neden olan polifenol oksidaz enziminin aktivitesine pH ve sıcaklığın etkisini araştırmak için kontrollü bir deney tasarlar. Öğrenciler; 25 °C ve pH 6 ortamındaki elma dilimlerinin hızla karardığını, 90 °C'deki kaynar suda kısa süre bekletilen veya üzerine taze limon suyu (pH 2,2) sıkılan elmalarda ise 25 °C'de saatlerce bekletilseler dahi kararma olmadığını gözlemler. Buna karşılık 2 °C'lik soğutucuda tutulan elma dilimlerinde kararma görülmezken bu dilimler 25 °C'ye çıkarıldığında yüzeyde esmerleşmenin kademeli olarak başladığı tespit edilir. Bu deney bulgularına ve enzimlerin çalışma prensiplerine göre aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi doğrudur?

    • A) Elmanın 2 °C'de kararmamasının nedeni, enzimin aktif merkezinin üç boyutlu yapısının düşük sıcaklıkta tıpkı 90 °C'de olduğu gibi geri dönüşümsüz olarak bozulmasıdır.
    • B) Limon suyunun kararmayı engellemesi, asidik ortamın enzimin yapısını etkilemeksizin yalnızca elmadaki substrat moleküllerini parçalayarak yok etmesinden kaynaklanır.
    • C) Kaynar suda bekletilen elmalarda kararmamanın nedeni, 90 °C'de enzim-substrat çarpışma hızının aşırı artarak tepkimenin ölçülemeyecek kadar anlık tamamlanmasıdır.
    • D) Düşük sıcaklık enzimin yapısını bozmayıp kinetik enerjisini düşürerek etkinliğini geçici durdururken yüksek sıcaklık ve kuvvetli asidik pH enzimin işlevsel yapısını bozmuştur.
    • E) Deneydeki bağımsız değişken elmanın kararma hızı iken bağımlı değişkenler araştırmacılar tarafından değiştirilen farklı pH ve sıcaklık koşullarıdır.
12. 12.

    Geleceğin Ay araştırma istasyonunda organik atıkları parçalamak için tasarlanan biyokatalitik arıtma ünitesinde bir araştırmacı, kullandığı enzimin çalışma sınırlarını belirlemek amacıyla kontrollü bir deney planlar. Araştırmacı hazırladığı üç deney tüpünde substrat ve enzim miktarlarını eşit tutarak 1. tüpü 10 °C ve pH 4, 2. tüpü 35 °C ve pH 7, 3. tüpü ise 65 °C ve pH 9 koşullarında tutar ve yalnızca 2. tüpte ürün oluştuğunu gözlemler. İstasyon sorumlusu ise deneyde birden fazla değişkenin aynı anda değiştirilmesinin bir yöntem hatası olduğunu ve 2. tüpteki reaksiyonun sıcaklıktan mı yoksa pH değerinden mi kaynaklandığının bu düzenekle kanıtlanamayacağını belirtir. Buna göre araştırmacının pH ve sıcaklığın enzim etkinliğine etkisini bilimsel hata kaynaklarından arındırılmış biçimde ayrı ayrı kanıtlayabilmesi için deney protokolünde yapması gereken en uygun düzenleme aşağıdakilerden hangisidir?

    • A) Deneydeki enzim miktarını kademeli olarak artırırken substrat miktarını azaltmalı ve tüm tüpleri 35 °C ile pH 7 koşulunda sabitleyerek yalnızca ürün miktarını ölçmelidir.
    • B) Yüksek sıcaklığın etkisini dengelemek için 65 °C'de tutulan 3. tüpe kuvvetli asit ekleyerek pH değerini 2'ye düşürmeli ve reaksiyonun yeniden başlamasını beklemelidir.
    • C) Kontrol grubu olarak yalnızca 2. tüpteki koşulları (35 °C ve pH 7) sürdürmeli, diğer tüpleri eleyerek tek bir optimum nokta üzerinden sonuca ulaşmalıdır.
    • D) Değişkenleri eşitlemek amacıyla 1. ve 3. tüplerin içeriklerini birbirine karıştırıp ortalama sıcaklık ve pH değerinde tek bir deney düzeneği oluşturmalıdır.
    • E) Sıcaklığın etkisini belirlemek için pH'yi sabit tutarak farklı sıcaklık serileri, pH'nin etkisini belirlemek için ise sıcaklığı sabit tutarak farklı pH serileri kurmalı ve diğer tüm faktörleri kontrol altında tutmalıdır.
13. 13.

    Yapay zekâ kontrollü bir biyosfer kubbesinde su arıtma reaktörlerini yöneten bir genç araştırmacı, zararlı biyopolimerleri parçalayan bir enzimin çalışma sınırlarını test etmek amacıyla kontrollü bir deney yürütür. Araştırmacı; pH 7 ve 37 °C'de en yüksek verimle çalışan enzimin, sıcaklık 4 °C'ye düşürüldüğünde etkinliğini kaybettiğini ancak sıcaklık tekrar 37 °C'ye çıkarıldığında tepkimenin başlangıç hızına ulaştığını; buna karşılık sıcaklık 75 °C'ye çıkarıldığında veya ortam pH'si 2'ye düşürüldüğünde etkinliğin tamamen durduğunu ve koşullar normale döndürülse dahi tepkimenin yeniden başlamadığını kaydeder. Buna göre araştırmacının elde ettiği deney sonuçları ve bu sonuçların günlük yaşamdaki biyolojik süreçlerle ilişkisine dair aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi doğrudur?

    • A) Enzimlerin yapısı aşırı pH değişimlerine karşı tamamen dirençli olduğundan, pH 2'ye düşürülen reaktörde ürün oluşumunun yeniden başlamaması enzimlerin değil ortamdaki substratların tükenmesinden kaynaklanır.
    • B) Düşük sıcaklık enzimin yapısını bozmadan kinetik enerjiyi azaltarak tepkimeyi geçici olarak durdururken, yüksek sıcaklık ve aşırı pH enzimin üç boyutlu yapısını kalıcı olarak bozduğundan gıdaların dondurularak ya da sirke gibi asidik ortamlarda saklanması enzimatik bozulmayı engeller.
    • C) Düşük sıcaklıkta ürün oluşumunun durması enzimin aktif merkezinin geri dönüşümsüz biçimde yıkıma uğramasından kaynaklanır; nitekim dondurucudan çıkarılan besinlerin oda sıcaklığında çözünürken bozulması da bu durumla açıklanır.
    • D) Sıcaklık ve pH değişimleri tepkime ortamında yalnızca substrat moleküllerinin kararlılığını etkilediğinden, enzimin optimum koşullara geri döndüğünde çalışmaması ortama yeterli aktivasyon enerjisi sağlanmamasından ileri gelir.
    • E) Yüksek sıcaklıkta enzimlerin üç boyutlu yapısı değişmediği için 75 °C'ye ısıtılan çözeltiye ilave enzim eklenmeden sadece ortam soğutulup pH dengelendiğinde kimyasal tepkimenin eski hızında devam etmesi beklenir.
14. 14.

    Geleceğin kapalı ekosistem araştırma üssünde gıdaları enzimatik bozulmaya karşı koruma yöntemlerini araştıran bir öğrenci, organik molekülleri parçalayan bir hidrolaz enzimini kullanarak eşit miktarda enzim ve substrat içeren dört özdeş deney kabı hazırlar. Öğrenci; 1. kabı 4 °C ve pH 7, 2. kabı 35 °C ve pH 7, 3. kabı 35 °C ve pH 2, 4. kabı ise 85 °C ve pH 7 koşullarında tuttuğunda yalnızca 2. kapta hızlı ürün oluşumu gözlemlerken 1. kapta tepkimenin durma noktasına kadar yavaşladığını, 3 ve 4. kaplarda ise hiç ürün oluşmadığını belirler. Deneyin devamında 1, 3 ve 4. kaplar enzimin optimum koşulu olan 35 °C ve pH 7 ortamına taşındığında ise yalnızca 1. kapta ürün oluşumunun yeniden başladığı ve hızlandığı tespit edilir. Buna göre öğrencinin gerçekleştirdiği kontrollü deney ve gözlem sonuçlarıyla ilgili aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi doğrudur?

    • A) 4. kaptaki enzimin yüksek sıcaklıkta işlev görmemesi substrat yetersizliğinden kaynaklandığı için ortama substrat eklenmesi tepkimeyi yeniden başlatır.
    • B) Soğuk ortamda bekletilen 1. kapta enzim yapısı bozulmadığından ortam ısındığında tepkimenin yeniden başlaması, gıdaların dondurularak saklanabilmesinin biyolojik temelini açıklar.
    • C) 3. kaptaki asidik ortam enzimlerin çalışması için daima elverişsiz olduğundan insan sindirim sistemindeki hiçbir organda pH 2 düzeyinde enzim etkinliği görülemez.
    • D) Sıcaklık ve pH değişimlerinin enzimler üzerindeki tüm etkileri tersinir olduğundan uygun koşullar sağlandığında incelenen bütün kaplarda tepkimenin devam etmesi beklenir.
    • E) 1 ve 4. kaplardaki tepkime hızlarının farklı olması, uygulanan sıcaklık değerlerinin doğrudan substratın kimyasal yapısını bozmasıyla açıklanır.
15. 15.

    Geleceğin dikey tarım kulelerinde organik atıkları hızla parçalamak amacıyla geliştirilen enzimatik bir kompost reaktöründe selüloz ayrıştırıcı bir enzimin etkinliği araştırılmaktadır. Araştırma ekibi; enzim ve substrat miktarını tüm özdeş tüplerde sabit tutarak sıcaklık ve pH faktörlerinin tepkime hızına etkisini kontrollü bir deneyle kanıtlamak istemektedir. Buna göre araştırmacıların sıcaklığın ve pH'nin enzim aktivitesi üzerindeki etkilerini bilimsel yöntem ilkelerine uygun şekilde bağımsız olarak belirleyebilmeleri için izlemeleri gereken deney tasarımıyla ilgili aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi doğrudur?

    • A) Sıcaklığın etkisini ölçmek için pH değeri her tüpte farklı tutulurken, sıcaklık değeri tüm tüplerde sabitlenmelidir.
    • B) pH'nin etkisini belirlemek için farklı pH değerlerindeki tüpler aynı anda hem sıfırın altındaki hem de kaynama noktasındaki sıcaklıklara maruz bırakılmalıdır.
    • C) Her iki değişkenin etkisini aynı anda gözlemleyebilmek amacıyla tek bir deney tüpünde sıcaklık artırılırken eş zamanlı olarak pH kademeli olarak düşürülmelidir.
    • D) Sıcaklığın etkisi araştırılırken pH sabit bir optimum değerde tutulup farklı sıcaklıklar denenmeli; pH'nin etkisi araştırılırken ise sıcaklık sabit tutulup farklı pH değerleri uygulanmalıdır.
    • E) Enzimin her iki faktöre duyarlılığını test etmek için deney tüplerine eklenen substrat derişimi her aşamada bağımsız değişken olarak artırılmalıdır.
16. 16.

    Kapalı bir uzay araştırma serasında astronotların taze peynir ihtiyacını karşılamak amacıyla bitkisel sütü pıhtılaştıran özel bir enzimin etkinliği araştırılmaktadır. Araştırmacı; eşit miktarda süt ve enzim ilave ettiği dört özdeş deney kabını I. kapta 37 °C ve pH 6,5; II. kapta 37 °C ve pH 2,0; III. kapta 4 °C ve pH 6,5; IV. kapta ise 70 °C ve pH 6,5 koşullarında tutmuştur. Gözlem sonucunda I. kapta sütün 5 dakikada pıhtılaştığı, II ve IV. kaplarda pıhtılaşmanın hiç gerçekleşmediği, III. kapta ise pıhtılaşmanın ancak 120 dakika sonra tamamlandığı kaydedilmiştir. Buna göre araştırmacının elde ettiği deney verileri ve günlük yaşam uygulamalarıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

    • A) Düşük sıcaklık enzimin üç boyutlu yapısını kalıcı olarak bozduğu için III. kapta tepkime I. kaba göre çok daha yavaş tamamlanmıştır.
    • B) Sıcaklığın enzim etkinliğine olan bağımsız etkisini kanıtlamak için I ve II. kaplardaki pıhtılaşma süreleri karşılaştırılmalıdır.
    • C) II. kapta ortamın aşırı asidik olması enzimin yapısını etkilememiş, yalnızca sütün kimyasal özelliklerini değiştirmiştir.
    • D) Gıdaların buzdolabında uzun süre bozulmadan saklanabilmesi III. kaptaki durumla, sütün kaynatılarak mikroorganizma enzimlerinin etkisizleştirilmesi ise IV. kaptaki durumla benzer bir biyolojik temele dayanır.
    • E) I ve IV. kaplar incelendiğinde sıcaklık artışının enzim aktivitesini her koşulda artırdığı ve tepkime hızını sürekli katladığı sonucuna varılır.
17. 17.

    Kapalı bir uzay serasında organik atıkları dönüştürmek amacıyla amilaz enziminin nişastayı parçalama hızını araştıran bir öğrenci, eşit miktarda nişasta ve amilaz içeren üç özdeş reaktör hazırlar. Öğrenci; 1. reaktörü 35 °C ve pH 7, 2. reaktörü 35 °C ve pH 2, 3. reaktörü ise 70 °C ve pH 7 koşullarında tutarak nişastanın parçalanma durumunu gözlemler. Yapılan ölçümlerde 1. reaktörde nişastanın birkaç dakikada tamamen sindirildiği, 2 ve 3. reaktörlerde ise tepkimenin hiç gerçekleşmediği tespit edilir. Buna göre öğrencinin kurduğu kontrollü deney ve elde ettiği sonuçlarla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

    • A) Deneyde nişastanın parçalanma durumu bağımsız değişken, reaktörlerdeki sıcaklık ve pH değerleri ise bağımlı değişkendir.
    • B) 1 ve 3. reaktörlerin kıyaslanmasıyla sıcaklığın, 1 ve 2. reaktörlerin kıyaslanmasıyla da pH değişiminin enzim etkinliğine etkisi bağımsız olarak test edilmiştir.
    • C) 2 ve 3. reaktörlerin birbiriyle doğrudan kıyaslanması, enzim etkinliğini hangi faktörün daha fazla sınırlandırdığını belirlemek için yeterlidir.
    • D) 2 ve 3. reaktörlerde nişastanın parçalanamaması, amilaz enziminin etki ettiği substrata olan özgüllüğünü yitirmesinden kaynaklanır.
    • E) 3. reaktörde tepkimenin gerçekleşmemesi, yüksek sıcaklığın ortamdaki nişasta moleküllerini tamamen parçalamış olmasıyla açıklanır.
18. 18.

    Geleceğin kapalı ekosistem biyosferinde biyolojik arıtma amacıyla üretilen bir katalaz enziminin aktivite sınırlarını belirlemek isteyen araştırmacılar, eşit miktarda enzim ve hidrojen peroksit içeren deney tüpleri hazırlar. Araştırmacılar, pH değerini 7'de sabit tutarak tüpleri 10 °C, 35 °C ve 65 °C sıcaklıklara maruz bıraktıklarında en hızlı gaz çıkışının 35 °C'de gerçekleştiğini kaydeder. Sıcaklığı 35 °C'de sabit tutup ortamı pH 3, 7 ve 10 yaptıklarında ise yalnızca pH 7 olan tüpte gaz çıkışı tespit edilir. Yapılan bu kontrollü deney ve elde edilen verilere göre aşağıdaki yargılardan hangisi doğrudur?

    • A) Enzim aktivitesinin pH'ye bağlı değişimini test ederken sıcaklık bağımsız değişken, pH ise kontrol edilen değişken olarak kullanılmıştır.
    • B) Deneyde birim zamanda açığa çıkan oksijen gazı miktarı bağımsız değişken olup sıcaklık ve pH bu değişkene bağlı olarak ayarlanmıştır.
    • C) Deneyde pH ve sıcaklığın etkileri ayrı basamaklarda kontrol edilen değişkenler yardımıyla izole edilmiş, enzimin en yüksek etkinliği nötr pH ve ılıman sıcaklıkta gösterdiği belirlenmiştir.
    • D) Yüksek sıcaklık ve aşırı bazik ortam enzim aktivitesini hızlandırdığından gaz çıkışının en yoğun olması gereken tüp 65 °C ve pH 10 düzeneğidir.
    • E) Tepkime ortamının pH değerinin değiştirilmesi enzim moleküllerinin yapısını hiçbir zaman etkilemediğinden sıcaklık tek belirleyici etken olmuştur.
19. 19.

    Bir biyoteknoloji projesinde öğrenciler, kutup alglerinden izole edilen ve nişastayı sindiren bir enzimin çalışma sınırlarını belirlemek amacıyla sabit enzim ve substrat miktarlarıyla kontrollü bir deney tasarlar. İlk aşamada pH değeri 7'de sabit tutularak tüpler 0 °C, 20 °C ve 80 °C sıcaklıklarda bekletildiğinde, en hızlı ürün oluşumu 20 °C'de gözlenirken 0 °C ve 80 °C'de ürün oluşmadığı tespit edilir. İkinci aşamada 0 °C ve 80 °C'deki tüpler enzimin optimum sıcaklığı olan 20 °C'ye getirildiğinde yalnızca 0 °C'den getirilen tüpte ürün oluşumunun yeniden başladığı, ayrıca 20 °C'de tutulup ortam pH'si 2'ye düşürülen tüpte ise tepkimenin kalıcı olarak durduğu kaydedilir. Bu deney verilerine göre öğrencilerin ulaştığı aşağıdaki sonuçlardan hangisi doğrudur?

    • A) Düşük ve yüksek sıcaklıklar enzimin protein yapısını aynı mekanizmayla bozarak aktif merkezini geri dönüşümsüz tahrip eder.
    • B) Aşırı asidik pH değeri substrat moleküllerini parçaladığı için enzimin substratına bağlanmasını engellemiştir.
    • C) 0 °C'de ürün oluşmamasının temel nedeni, düşük sıcaklığın enzimin birincil (primer) amino asit dizilimini kalıcı olarak çözmesidir.
    • D) Düşük sıcaklık enzimin üç boyutlu yapısını bozmayıp moleküler hareketi yavaşlatırken, yüksek sıcaklık ve uygun olmayan pH enzimin yapısını denatüre etmiştir.
    • E) Enzim aktivitesinin yeniden başlaması, ortam sıcaklığının optimuma getirilmesinin tüm olumsuz çevre koşullarını tersine çevirebildiğini kanıtlar.