Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

7.E: Мікробна біохімія (вправи)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    3969

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    7.1: Органічні молекули

    Біохімія - це дисципліна, яка вивчає хімію життя, і її метою є пояснення форми та функції на основі хімічних принципів. Органічна хімія - дисципліна, присвячена вивченню хімії на основі вуглецю, яка є основою для вивчення біомолекул і дисципліни біохімії. І біохімія, і органічна хімія засновані на поняттях загальної хімії.

    Множинний вибір

    Який з цих елементів не є мікроелементом?

    1. C
    2. Ca
    3. Co
    4. Cu
    Відповідь

    A

    Яке з перерахованого нижче називається молекули, структури яких є неналежними дзеркальними відображеннями?

    1. структурні ізомери
    2. мономерами
    3. полімери
    4. енантіомери
    Відповідь

    D

    Істина/Неправда

    Альдегіди, аміди, карбонові кислоти, ефіри та кетони містять карбонільні групи.

    Відповідь

    Правда

    Дві молекули, що містять однакові типи та номери атомів, але різні послідовності зв'язку, називаються енантіомерами.

    Відповідь

    Помилковий

    Коротка відповідь

    Чому вуглець, азот, кисень і водень є найбільш поширеними елементами в живій речовині і, отже, вважаються макроелементами?

    Визначте функціональну групу в кожній із зображених структурних формул.

    Малюнок A має C, прив'язаний до OH. Малюнок B має C подвійний пов'язаний з O, а також одинарний пов'язаний OH і R. Рисунок C має N, пов'язаний з R і двома Hs.

    Критичне мислення

    Представлена структурна формула відповідає пеніциліну G, антибіотику вузького спектру дії, який призначається внутрішньовенно або внутрішньом'язово для лікування кількох бактеріальних захворювань. Антибіотик виробляється грибами роду Penicillium. (a) Визначте три основні функціональні групи в цій молекулі, кожна з яких складається з двох простіших функціональних груп. (b) Назвіть дві простіші функціональні групи, що складають кожну з основних функціональних груп, визначених у (а).

    Складна хімічна фігура починається з кільця Cs; кожен С подвійно з'єднаний один з одним C. Off це кільце є CH2, потім C з подвійним зв'язаним O, потім NH, потім C в квадраті. Цей квадрат має Cs у 3 кутах і N у четвертому. Верхній лівий C прикріплений до попередніх компонентів, розглянутих тут, нижній лівий C подвійно пов'язаний з O. Верхній правий C пов'язаний з S, який пов'язаний з C, який пов'язаний з CH, який пов'язаний з N в квадраті. Повернутися до C, який приєднаний до S - цей C пов'язаний з двома CH3. C, приєднаний до N, пов'язаний з C, який подвійно пов'язаний з O і пов'язаний з OH.

    7.2: Вуглеводи

    Найбільш поширені біомолекули на землі - вуглеводи. З хімічної точки зору вуглеводи - це перш за все поєднання вуглецю і води, і багато хто з них мають емпіричну формулу (CH 2 O) n, де n - кількість повторюваних одиниць. Ця точка зору представляє ці молекули просто як «гідратовані» ланцюги атомів вуглецю, в яких молекули води приєднуються до кожного атома вуглецю, що призводить до терміну «вуглеводи».

    Множинний вибір

    За визначенням, вуглеводи містять які елементи?

    1. вуглець і водень
    2. вуглець, водень та азот
    3. вуглець, водень та кисень
    4. вуглець і кисень
    Відповідь

    C

    Моносахариди можуть зв'язуватися разом, утворюючи полісахариди, утворюючи який тип зв'язку?

    1. водню
    2. пептид
    3. іонний
    4. глікозидних
    Відповідь

    D

    Відповідність

    Зіставте кожен полісахарид з його описом.

    ___хітин A. накопичення енергії полімеру в установках
    ___глікоген Б. структурний полімер, виявлений у заводах
    ___крохмаль С. структурний полімер, виявлений в клітинних стінках грибів і екзоскелетах деяких тварин
    ___целюлоза D. полімер для зберігання енергії, виявлений у клітині тварин та бактеріях
    Відповідь

    С, Д, А, Б

    Коротка відповідь

    Що таке моносахариди, дисахариди та полісахариди?

    Критичне мислення

    На малюнку зображені структурні формули глюкози, галактози та фруктози. (а) Обведіть функціональні групи, які класифікують цукри або альдозу, або кетозу, і ідентифікують кожен цукор як той чи інший. (б) Хімічна формула цих сполук однакова, хоча структурна формула відрізняється. Як називаються такі сполуки?

    Галактоза має 6 вуглеців з подвійним зв'язаним O при вуглецевому 1; всі інші вуглеці мають один OH. Різниця між глюкозою і галактозою полягає в напрямку OH груп. Фруктоза має вуглець 6 з подвійним зв'язаним O на вуглеці 2; всі інші вуглеці мають один OH.

    Наведено структурні схеми лінійної та циклічної форм моносахариду. (а) Яка молекулярна формула цього моносахариду? (Підрахуйте атоми C, H і O в кожному, щоб підтвердити, що ці дві молекули мають однакову формулу, і повідомте про цю формулу.) (b) Визначте, яка гідроксильна група в лінійній структурі зазнає кільцеутворюючу реакцію з карбонільною групою.

    Ланцюг з 5 вуглецю. Вуглець 1 має подвійний зв'язаний O і H. Вуглець 2, 3 і 4, кожен має OH над ланцюгом і H нижче. Вуглець 5 має OH і 2 Hs. Друге зображення - п'ятикутник. Верхня точка є O. Переміщення за годинниковою стрілкою, кожна з наступних 3 точок прикріплена до OH і H. Остання точка прикріплена до H і CH2OH.

    Термін «декстроза» зазвичай використовується в медичних умовах при посиланні на біологічно відповідний ізомер моносахариду глюкози. Поясніть логіку цього альтернативного імені.

    7.3: Ліпіди

    Хоча вони складаються переважно з вуглецю та водню, молекули ліпідів також можуть містити кисень, азот, сірку та фосфор. Ліпіди служать численним і різноманітним цілям в будові і функціях організмів. Вони можуть бути джерелом поживних речовин, формою для зберігання вуглецю, молекул накопичення енергії або структурними компонентами мембран і гормонів. Ліпіди складають широкий клас багатьох хімічно відмінних сполук, найбільш поширені з яких розглядаються в цьому розділі.

    Множинний вибір

    Що з перерахованого нижче описує ліпіди?

    1. джерело поживних речовин для організмів
    2. молекули накопичення енергії
    3. молекули, що мають структурну роль в мембранах
    4. молекули, що входять до складу гормонів і пігментів
    5. все вищесказане
    Відповідь

    Е

    Молекули, що несуть як полярні, так і неполярні групи, як кажуть, які з наступних?

    1. гідрофільний
    2. амфіпатичних
    3. гідрофобних
    4. поліфункціональний
    Відповідь

    Б

    Істина/Неправда

    Ліпіди - це природна група речовин, які не розчиняються у воді, але вільно розчиняються в органічних розчинниках.

    Відповідь

    Помилковий

    Жирні кислоти, що не мають подвійних зв'язків, називаються «ненасиченими».

    Відповідь

    Помилковий

    Тригліцерид утворюється шляхом приєднання трьох молекул гліцерину до кісткової жирної кислоти в реакції зневоднення.

    Відповідь

    Помилковий

    Заповніть бланк

    Воски містять складні ефіри, утворені з довголанцюгових __________ і насичених __________, а також можуть містити заміщені вуглеводні.

    Відповідь

    спирти; жирні кислоти

    Холестерин - найпоширеніший член групи __________, зустрічається в тканині тварин; він має тетрациклічну вуглецеву кільцеву систему з __________ зв'язком в одному з кілець і одним вільним __________групою.

    Відповідь

    стероїд; подвійний; гідроксильний

    Критичне мислення

    Мікроорганізми можуть процвітати в різних умовах, включаючи високотемпературні середовища, такі як гарячі джерела. Щоб нормально функціонувати, клітинні мембрани повинні перебувати в рідкому стані. Як ви очікуєте, що вміст жирних кислот (насичених порівняно з ненасиченими) бактерій, що живуть у високотемпературних середовищах, може порівнюватися з вмістом бактерій, що живуть у більш помірних температурах?

    Коротка відповідь

    Опишіть будову типового фосфоліпідного. Ці молекули полярні або неполярні?

    7.4: Білки

    Амінокислоти здатні склеюватися між собою практично в будь-якій кількості, даючи молекули практично будь-якого розміру, які володіють широким спектром фізико-хімічних властивостей і виконують численні функції, життєво важливі для всіх організмів. Молекули, отримані з амінокислот, можуть функціонувати як структурні компоненти клітин та субклітинних утворень, як джерела поживних речовин, як резервуари для зберігання атомів та енергії, а також як функціональні види, такі як гормони, ферменти, рецептори та транспортні молекули.

    Множинний вибір

    Яка з перерахованих нижче груп різниться між різними амінокислотами?

    1. атом водню
    2. карбоксильна група
    3. R група
    4. аміногрупа
    Відповідь

    C

    Амінокислоти, присутні в білках, відрізняються в чому з наступних?

    1. розмір
    2. форма
    3. бічні групи
    4. все вищесказане
    Відповідь

    D

    Які з перерахованих нижче зв'язків не беруть участі в третинній структурі?

    1. пептидні зв'язки
    2. іонні зв'язки
    3. гідрофобні взаємодії
    4. водневі зв'язки
    Відповідь

    A

    Заповніть бланк

    Послідовність амінокислот в білку називається його __________.

    Відповідь

    первинна структура

    Денатурація має на увазі втрату __________ і __________ структур без втрати __________ структури.

    Відповідь

    вторинний, третинний, первинний

    Істина/Неправда

    Зміна однієї амінокислоти в білковій послідовності завжди призводить до втрати функції.

    Відповідь

    Помилковий

    Критичне мислення

    Нагрівання білка в достатній мірі може призвести до його денатурації. Розглядаючи визначення денатурації, що говорить це твердження про сильні сторони пептидних зв'язків в порівнянні з водневими зв'язками?

    Наведене зображення являє собою тетрапептид. (а) Скільки пептидних зв'язків знаходиться в цій молекулі? (b) Визначте бічні групи чотирьох амінокислот, що складають цей пептид.

    Зелений ланцюг 5-C, пов'язаний з NH, пов'язаний з чорним ланцюгом 2 C, пов'язаним з NH, пов'язаним з чорним ланцюгом 2 C, пов'язаним з NH, пов'язаним з синім ланцюгом 5 С.

    7.5: Використання біохімії для ідентифікації мікроорганізмів

    Точна ідентифікація бактерій має важливе значення в клінічній лабораторії для діагностики та лікування епідемій, пандемій та харчових отруєнь, спричинених бактеріальними спалахами. У цьому розділі ми обговоримо кілька методів, які використовують біохімічні характеристики для ідентифікації мікроорганізмів.

    Множинний вибір

    Які з наведених нижче характеристик/сполук не вважаються фенотипічною біохімічною характеристикою, яка використовується для мікробної ідентифікації?

    1. полі-β-гідроксибутират
    2. ген рРНК малої субодиниці (16S)
    3. утилізація вуглецю
    4. ліпідний склад
    Відповідь

    Б

    Протеомний аналіз - це методологія, яка займається яким з наступних?

    1. аналіз білків, що функціонують як ферменти всередині клітини
    2. аналіз транспортних білків в клітині
    3. аналіз інтегральних білків клітинної мембрани
    4. вивчення всіх накопичених білків організму
    Відповідь

    D

    Який метод передбачає генерацію іонів газової фази з інтактних мікроорганізмів?

    1. СЛАВИ
    2. ПЛОФА
    3. МАЛЬДІ-ТОФ
    4. Тестування групи Лансфілда
    Відповідь

    C

    Який метод передбачає аналіз мембранозв'язаних вуглеводів?

    1. СЛАВИ
    2. ПЛОФА
    3. МАЛЬДІ-ТОФ
    4. Тестування групи Лансфілда
    Відповідь

    D

    Який метод включає перетворення ліпідів мікроба в летючі сполуки для аналізу за допомогою газової хроматографії?

    1. СЛАВИ
    2. протеомний аналіз
    3. МАЛЬДІ-ТОФ
    4. Тестування групи Лансфілда
    Відповідь

    A

    Заповніть бланк

    Аналіз FAME передбачає перетворення _______ в більш мінливий _____ для аналізу з використанням ____________.

    Відповідь

    жирні кислоти, метилові ефіри, газова хроматографія

    Істина/Неправда

    MALDI-TOF спирається на отримання унікального масового спектру для випробуваних бактерій, а потім перевірки придбаного масового спектру проти баз даних спектра, зареєстрованих в програмному забезпеченні для аналізу для ідентифікації мікроорганізму.

    Відповідь

    Правда

    Групові тести Лансфілда можуть ідентифікувати мікроби за допомогою антитіл, які спеціально зв'язують білки поверхні клітин.

    Відповідь

    Помилковий

    Коротка відповідь

    Порівняйте MALDI-TOF, FAME та PLFA та поясніть, як кожна методика буде використовуватися для ідентифікації патогенів.