แบบทดสอบ Matabolism, ATP and Enzyme

กระบวนการใดต่อไปนี้เป็นตัวอย่างของวิถีแคแทบอลิซึม (Catabolic pathway) ที่เกิดขึ้นในเซลล์

• การย่อยสลายโมเลกุลกลูโคสเพื่อสร้าง ATP ในระหว่างการหายใจระดับเซลล์

• การสร้างไกลโคเจนเพื่อเก็บสะสมในตับและกล้ามเนื้อ

• การสังเคราะห์โปรตีนจากกรดอะมิโนในไรโบโซม

• การจำลองตัวเองของ DNA ในนิวเคลียสก่อนการแบ่งเซลล์

ปฏิกิริยาเคมีหนึ่งมีค่า ΔG (พลังงานอิสระกิ๊บส์) เท่ากับ +15 kcal/mol ข้อใดสรุปเกี่ยวกับปฏิกิริยานี้ได้ถูกต้องที่สุด

• เป็นปฏิกิริยาคายพลังงานและสามารถเกิดขึ้นได้เอง

• เป็นปฏิกิริยาดูดพลังงานและต้องอาศัยพลังงานจากภายนอกเพื่อขับเคลื่อน

• ปฏิกิริยาได้เข้าสู่สภาวะสมดุลแล้ว

• เอนไซม์สามารถเปลี่ยนค่า ΔG ให้เป็นลบเพื่อให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้

เซลล์ใช้การสลาย ATP (hydrolysis) เพื่อขับเคลื่อนปฏิกิริยาดูดพลังงาน (endergonic reaction) ได้อย่างไร

• โดยการเปลี่ยนค่า pH ของเซลล์ให้เหมาะสมกับปฏิกิริยาดูดพลังงาน

• โดยการเพิ่มความเข้มข้นของน้ำในเซลล์ ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการสลาย ATP

• โดยการถ่ายโอนหมู่ฟอสเฟตจาก ATP ไปยังสารตั้งต้น ทำให้เกิดสารมัธยันตร์ (intermediate) ที่มีพลังงานสูงขึ้น

• โดยการใช้ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการสลาย ATP เพื่อเพิ่มอุณหภูมิให้ปฏิกิริยา

หน้าที่หลักของเอนไซม์ในวิถีเมแทบอลิซึมคืออะไร

• เพิ่มพลังงานให้กับสารตั้งต้นเพื่อให้เกิดปฏิกิริยา

• เป็นแหล่งพลังงานสำรองให้กับเซลล์เมื่อ ATP หมด

• ลดพลังงานก่อกัมมันต์ (activation energy) ของปฏิกิริยา

• ทำให้ปฏิกิริยาดูดพลังงาน (endergonic) กลายเป็นปฏิกิริยาคายพลังงาน (exergonic)

ยาชนิดใหม่สามารถจับกับเอนไซม์ที่ตำแหน่งอื่นที่ไม่ใช่บริเวณเร่ง (active site) การจับนี้ทำให้รูปร่างของบริเวณเร่งเปลี่ยนไปจนไม่สามารถจับกับสารตั้งต้นได้ ยาชนิดนี้จัดเป็นตัวยับยั้งประเภทใด

• ตัวกระตุ้นแอลโลสเตอริก (Allosteric activator)

• ตัวยับยั้งแบบแข่งขัน (Competitive inhibitor)

• ตัวยับยั้งแบบไม่แข่งขัน (Noncompetitive inhibitor)

• โคแฟกเตอร์ (Cofactor)

เหตุใดเซลล์ของสิ่งมีชีวิตจึงต้องรักษาสภาพที่ 'ไม่สมดุล' ทางเมแทบอลิซึมไว้เสมอ

• เพื่อรักษาระดับอุณหภูมิของเซลล์ให้คงที่

• เพื่อป้องกันไม่ให้เอนไซม์ทำงานหนักจนเกินไป

• เพื่อให้มีพลังงานอิสระ (free energy) ไหลผ่านระบบอย่างต่อเนื่องเพื่อใช้ในการทำงาน

• เพื่อลดการสร้างของเสียที่ไม่จำเป็นออกจากเซลล์

ข้อใดอธิบายแบบจำลอง Induced Fit ของการทำงานของเอนไซม์ได้ดีที่สุด

• เอนไซม์จะเปลี่ยนรูปร่างของสารตั้งต้นก่อนที่จะเข้ามาจับที่บริเวณเร่ง

• การจับของสารตั้งต้นจะเหนี่ยวนำให้บริเวณเร่งของเอนไซม์ปรับเปลี่ยนรูปร่างเพื่อให้โอบรัดได้พอดีขึ้น

• สารตั้งต้นหลายชนิดสามารถเหนี่ยวนำให้เอนไซม์ตัวเดียวกันเปลี่ยนรูปร่างเพื่อจับกับพวกมันได้

• บริเวณเร่งของเอนไซม์มีรูปร่างพอดีกับสารตั้งต้นเหมือนแม่กุญแจกับลูกกุญแ

กลไกการยับยั้งแบบป้อนกลับ (Feedback inhibition) มีประโยชน์ต่อเซลล์อย่างไร

• ช่วยเร่งการผลิตผลิตภัณฑ์สุดท้ายให้เร็วขึ้นเมื่อเซลล์ต้องการ

• ป้องกันไม่ให้เซลล์สร้างผลิตภัณฑ์บางอย่างมากเกินความจำเป็นและสิ้นเปลืองพลังงาน

• ช่วยให้เอนไซม์สามารถทำงานกับสารตั้งต้นได้หลากหลายชนิดมากขึ้น

• เป็นการกำจัดตัวยับยั้งที่เป็นพิษออกจากวิถีเมแทบอลิซึม

หากนำเอนไซม์เปปซิน (pepsin) ซึ่งทำงานได้ดีที่สุดในกระเพาะอาหาร (pH ~2) ไปไว้ในลำไส้เล็กซึ่งมีสภาวะเป็นกลาง (pH ~7) จะเกิดอะไรขึ้นกับอัตราการเกิดปฏิกิริยา

• อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะลดลงอย่างมากหรือหยุดไปเลย

• อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

• อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะไม่เปลี่ยนแปลง เพราะเอนไซม์ไม่ขึ้นกับค่า pH

• เอนไซม์จะปรับตัวให้ทำงานได้ดีที่สุดที่ pH 7 แทน

ข้อใดเป็นจริงเกี่ยวกับกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ในระบบชีวภาพ

• สิ่งมีชีวิตดำรงความเป็นระเบียบไว้ได้โดยการปลดปล่อยความร้อนและของเสียออกสู่สิ่งแวดล้อม

• การเปลี่ยนรูปพลังงานในเซลล์มีประสิทธิภาพ 100% โดยไม่มีการสูญเสีย

• สิ่งมีชีวิตสามารถลดค่าเอนโทรปีโดยรวมของจักรวาลได้

• กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ไม่มีผลบังคับใช้กับระบบเปิดอย่างสิ่งมีชีวิต