מדינת ישראל משרד החינוך דגם תשובות לשאלון תהליכים א`, סמל 842101, קיץ
Transcription
מדינת ישראל משרד החינוך דגם תשובות לשאלון תהליכים א`, סמל 842101, קיץ
-1- מדינת ישראל משרד החינוך דגם תשובות לשאלון תהליכים א' ,סמל ,842101קיץ תשס"ט השאלה ניקוד בנק' 2.5 1 ב 2 2.5 ד 3 2.5 ג 4 2.5 א 5 2.5 ג 6 2.5 ג 7 2.5 ד 8 2.5 א 9 2.5 ב 10 2.5 ב 11 2.5 א 12 2.5 ד פתרון ניקוד ב־% הנחיות להערכה -2- מדינת ישראל משרד החינוך דגם תשובות לשאלון תהליכים א' ,סמל ,842101קיץ תשס"ט השאלה ניקוד בנק' 30 13 פתרון א .מטרתה העיקרית של תרבית המזרע היא ל"החיות" תרבית מאוחסנת של מיקרואוורגניזמים לקבלת אוכלוסייה של מיקרואורגניזמים בשלה להתרבות .שלב זה חוסך את שלב ההמתנה שבו ישנה "התרגלות" לתנאי הסביבה וכן מאפשר התחלת עבודה עם כמות גדולה של מיקרואורגניזמים מוכנים לחלוקה. ב .הוספת מקורות הפחמן בהדרגה (פרמנטור )IIהביאה לעלייה גדולה בייצור השמרים בכל שלבי הגידול .לעומת זאת ,אספקת מקורות הפחמן בריכוז התחלתי של 1 גר'\ליטר (פרמנטור )Iרק בהתחלת הגידול יצרה מצב שהפחמן נוצל בתחילת הגידול ולאחר 15שעות הדלדל מקור הפחמן וקצב הגידול קטן עד שנעצר .לעומת זאת, בפרמנטור IIשמרו כל העת על ריכוז קבוע של 1גר'\ליטר פחמן והגדילה המשיכה באופן לינארי וייצור הביומסה היה יעיל יותר. ניקוד ב־% הנחיות להערכה (הגורם המגביל של הגידול בפרמנטור Iהיה כמות הפחמן במצע). ג. יעילות יצרנית = כמות התוצר ליח' נפח\זמן פרמנטציה (כולל הכנות) עבור השמרים ,היעילות היצרנית = = 5/75 0.06מיקרוגרם אנזים/שעות·ליטר עבור החיידקים ,היעילות היצרנית = 0.2 = 4/20 מיקרוגרם אנזים/שעות·ליטר. הערה :גם אם לא ציין לליטר ביחידות יקבל ניקוד ד .ניתן לשפר את היעילות היצרנית של השמרים/החיידקים על ידי: על התלמיד לכתוב גורם אחד. • שינוי זן המיקרואורגניזמים לזן המייצר יותר אנזים לנפח תרבית. • שינוי הרכב המצע באופן כזה שיגביר את קצב ייצור הביומסה או לחילופין את קצב ייצור האנזים. • בקרה מדוייקת של תנאי הסביבה ( , pHטמפרטורה, אוורור) במהלך הגידול. • מניפולציה גנטית על זן השמרים/החיידקים שתגרום לייצור יתר של האנזים הרצוי. • קיצור הזמן הדרוש להכנות. -3- מדינת ישראל משרד החינוך דגם תשובות לשאלון תהליכים א' ,סמל ,842101קיץ תשס"ט השאלה ניקוד בנק' 14 פתרון 30 א .חומר Xהינו מטבוליט ראשוני. מטבוליט ראשוני הנוצר במהלך חילוף חומרים הדרוש לתהליך הגידול והריבוי של המיקרואורגניזם ,בשלב הלוריתמי .מטבוליט שניוני נוצר בתנאי עקה בשלב העמידה ומאפשר את המשך גידול החיידקים בשלב זה. ב .חומר Xהוא תוצר תוך תאי. השלב הראשון בהפקתו מהתרבית הוא הפרדה של תאי השמרים מהנוזל באמצעות סרכוז/סינון .במהלך הסרכוז בצנטריפוגה מתקבלים משקע של תאים ונוזל עליון. השלב השני בהפקה הוא שיחרורו של חומר Xמתוך תאי השמרים על–ידי שבירתם בשיטות פיסיקליות ,כימיות או ביולוגיות. ג. ד .האנזימים העשויים להיות פגומים בזן מוטנטי ( )IIשל השמרים הם E2 :או E3או . E5כל אחד מהאנזימים המצוינים מעורב במסלול יצירתו של חומר : T האנזים E2מזרז את ההפיכה של Bל– , Cהאנזים E3 מזרז את ההפיכה ל Cל– Dואנזים E5מזרז את ההפיכה של חומר Dלחומר .T האנזימים E1ו– E4אמנם משתתפים במסלול יצירתו של חומר ,Tאך הם אינם יכולים להיות פגומים מכיוון שייצורו של חומר Xתקין. הזן המוטנטי ( )Iשל השמרים הינו יצרן יתר של החומר .X בזן המוטנטי — האנזים E1אינו מושפע מנוכחותם של חומר Xוחומר , Tייצורו של חומר Xאינו מעוכב על–ידי ריכוזים גבוהים של החומרים Xו– Tולכן יכול זן זה לייצר כמויות מוגברות של חומר .Xולכן הוא מתאים לייצור מוגבר של החומר .X ניקוד ב־% הנחיות להערכה -4- מדינת ישראל משרד החינוך דגם תשובות לשאלון תהליכים א' ,סמל ,842101קיץ תשס"ט השאלה ניקוד בנק' 15 פתרון ניקוד ב־% הנחיות להערכה 30 א .שיטות לקיבוע אנזימים: ספיחה התהליך מבוסס על קיום מטען חשמלי מנוגד בין האנזים לחלקיקים אליו מעוניינים לספוח את האנזים. על–ידי שימוש בבופר ב– pHמתאים ניתן לשנות את מטענו החשמלי של האנזים ותתרחש ספיחה (בדומה למחליף יונים). קשירה כימית מבוססת על יצירת קשר קוולנטי בין האנזים לחלקיק .תחילה קושרים קבוצות כימיות מתאימות לנשא ,אליהן מוסיפים זרועות קישור ואליהן מצמידים את האנזים. כליאה בג'ל/בקופסית בתהליך מערבבים את תמיסת האנזים בחומר העובר פולימריזציה ,במהלך הפילמור האנזים נכלא בג'ל היוצר רשת תלת מימדית. ב .שימוש באנזים אצטילאז מנוצל לטובת ייצור אנטיביוטיקות סמי–סינטטיות מפניצילין .האנזים ליפאז יכול לשמש בייצור מוצרי חלב דלי שומן או בפירוק של שומנים במים או בכביסה המוכתמת בכתמי שומן. ג. ד .האנזים ליפאז החופשי מסיס בשומנים ועל כן נמצא בשכבה השומנית בחלקו העליון של הביוראקטור בקרבת הסובסטרט שלו ואינו מתערבב עם שאר המרכיבים בביוראקטור ואינו נשטף לכן אין יתרון לקיבוע ביחס לאנזים החופשי. בתהליך המתואר האנזים הלא מקובע נשטף ואילו האנזים המקובע מאפשר פעילות חוזרת ונשנית של האנזים ולכן היעילות של האנזים המקובע גבוהה מזו של האנזים המומס. שיטה אחת מספיקה -5- מדינת ישראל משרד החינוך דגם תשובות לשאלון תהליכים א' ,סמל ,842101קיץ תשס"ט השאלה ניקוד בנק' 16 ניקוד ב־% פתרון 15 בהתאם לסיור שנבחר א .מפעל "טמפו" נתניה. ב .בירה. ג. תסיסה לתת שעורה הפרדה שמרים שמרים בירה ד .הייתי מציע/ה לבנות את החלק התחתון של הפרמנטור עם חיישן שמודד את משקל הביומסה של השמרים ומאפשרהוצאת השמרים אוטומטית בזמן המתאים. ה .המבנה הקוני בצורת משפך בקצה הפרמנטור מאפשר הוצאת השמרים בקלות מהפרמנטור. זכות היוצרים שמורה למדינת ישראל. אין להעתיק או לפרסם אלא ברשות משרד החינוך. הנחיות להערכה