Oto lista zadań maturalnych z danego działu biologii. Aby skorzystać z dodatkowych opcji, uniknąć duplikatów zadań lub wybrać zadania z pozostałych działów kliknij poniżej.
Podczas fazy fotosyntezy zależnej od światła ATP powstaje na drodze fosforylacji.
Na schemacie A przedstawiono fosforylację, której towarzyszy cykliczny transport elektronów,
a na schemacie B – fosforylację, której towarzyszy niecykliczny transport elektronów.
Na podstawie: http://www.tutorvista.com/content/biology/biology-iv/photosynthesis/photophosphorylation.php
a)
Na podstawie schematów uzupełnij tabelę, w której porównasz oba typy fosforylacji i transportu elektronów zachodzące podczas fotosyntezy.
Proces na schemacie A
Proces na schemacie B
Fotosystemy, które uczestniczą w tych procesach
Fotoliza wody (zachodzi / nie zachodzi)
Wszystkie produkty
b)
Wyjaśnij, dlaczego do zajścia fotosyntezy konieczny jest niecykliczny transport elektronów, a niewystarczający jest sam transport cykliczny. W odpowiedzi uwzględnij produkty fazy zależnej od światła i ich znaczenie w procesie fotosyntezy.
Podczas fazy fotosyntezy zależnej od światła ATP powstaje na drodze fosforylacji.
Na schemacie A przedstawiono fosforylację, której towarzyszy cykliczny transport elektronów,
a na schemacie B – fosforylację, której towarzyszy niecykliczny transport elektronów.
Na podstawie: http://www.tutorvista.com/content/biology/biology-iv/photosynthesis/photophosphorylation.php
2.1. (0–2)
Na podstawie schematów uzupełnij tabelę, w której porównasz oba typy fosforylacji
i transportu elektronów zachodzące podczas fotosyntezy.
Proces na schemacie A
Proces na schemacie B
Fotosystemy, które uczestniczą w tych procesach
Fotoliza wody (zachodzi / nie zachodzi)
Wszystkie produkty
2.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego do zajścia fotosyntezy konieczny jest niecykliczny transport
elektronów, a niewystarczający jest sam transport cykliczny. W odpowiedzi uwzględnij
produkty fazy zależnej od światła i ich znaczenie w procesie fotosyntezy.
2.3. (0–1)
Oceń, czy poniższe informacje dotyczące fazy fotosyntezy zależnej od światła są
prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Przenośniki elektronów występują w stromie chloroplastu, natomiast barwniki tworzące fotosystemy – w tylakoidach gran.
P
F
2.
W centrum reakcji fotosystemów znajdują się cząsteczki chlorofilu, z których są wybijane elektrony.
P
F
3.
W tylakoidy gran wbudowana jest syntaza ATP, która przenosi protony do wnętrza tylakoidu.
Na poniższym schemacie przedstawiono transport elektronów zachodzący podczas reakcji
świetlnych fotosyntezy u roślin.
a)
Na podstawie schematu opisz, na czym polega udział fotosystemu II w fotolizie wody.
b)
Na podstawie schematu i własnej wiedzy uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.
Kompleks cytochromów znajduje się w (zewnętrznej błonie otoczki chloroplastu /
błonie tylakoidu). Pompa protonowa transportuje protony (do wnętrza tylakoidu / na zewnętrz
tylakoidu). Powstaje gradient protonowy, dzięki któremu następuje (fotoliza wody /
synteza ATP / synteza NADPH + H+).
c)
Spośród poniższych odpowiedzi A–D wybierz i zaznacz tę, która zawiera poprawne informacje dotyczące fotosystemów uczestniczących w transporcie elektronów zachodzącym w sposób niecykliczny oraz produktów reakcji towarzyszących temu transportowi.
Na poniższym schemacie przedstawiono transport elektronów zachodzący podczas reakcji
świetlnych fotosyntezy u roślin.
4.1. (0–1)
Na podstawie schematu opisz, na czym polega udział fotosystemu II w fotolizie wody.
4.2. (0–1)
Na podstawie schematu i własnej wiedzy uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały
informacje prawdziwe. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.
Kompleks cytochromów znajduje się w (zewnętrznej błonie otoczki chloroplastu /
błonie tylakoidu). Pompa protonowa transportuje protony (do wnętrza tylakoidu / na zewnętrz
tylakoidu). Powstaje gradient protonowy, dzięki któremu następuje (fotoliza wody /
synteza ATP / synteza NADPH + H+).
4.3. (0–1)
Spośród poniższych odpowiedzi A–D wybierz i zaznacz tę, która zawiera poprawne
informacje dotyczące fotosystemów uczestniczących w transporcie elektronów
zachodzącym w sposób niecykliczny oraz produktów reakcji towarzyszących temu
transportowi.
Aparat szparkowy składa się z komórek przyszparkowych oraz komórek szparkowych
zawierających chloroplasty, pomiędzy którymi tworzy się szparka, łącząca środowisko
zewnętrzne rośliny z komorą podszparkową i dalej – z przestworami międzykomórkowymi.
W doświadczeniu badano wpływ DCMU na stopień otwarcia aparatów szparkowych.
DCMU to organiczny związek hamujący transport elektronów pomiędzy fotosystemem II
a fotosystemem I.
Na schematach przedstawiono kierunek dyfuzji cząsteczek dwutlenku węgla oraz stan
aparatów szparkowych skórki dolnej liścia w kolejnych próbach (A–C).
4.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji uzupełnij poniższe zdanie tak, aby powstał poprawny wniosek z tego eksperymentu. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.
Pod wpływem DCMU stężenie CO2 w komorze podszparkowej (wzrasta / maleje), w wyniku
czego aparaty szparkowe się (zamykają / otwierają).
4.2. (0–1)
Wyjaśnij, uwzględniając procesy metaboliczne zachodzące w komórkach roślin, dlaczego dodanie związku DCMU w próbie C wywołało zmianę stężenia CO2 w jamie podszparkowej.
Na schemacie A przedstawiono przebieg jednej z faz fotosyntezy – fazę niezależną od światła
(cykl Calvina-Bensona), w której zachodzi asymilacja dwutlenku węgla. W cyklu tym zostają
zużyte produkty fazy fotosyntezy zależnej od światła – ATP i NADPH + H+, tzw. siła
asymilacyjna. Poszczególne etapy cyklu Calvina-Bensona zaznaczono cyframi 1–3.
Na schemacie B przedstawiono wynik doświadczenia, w którym w komórkach glonu
z rodzaju Chlorella badano zmiany stężenia kwasu 3-fosfoglicerynowego (PGA) oraz
rybulozo-1,5-bisfosforanu (RuBP), jakie zachodzą podczas tego cyklu na świetle
i w ciemności.
a)
Podaj nazwy etapów cyklu Calvina-Bensona oznaczonych na schemacie A cyframi 1–3 oraz określ lokalizację tego cyklu w chloroplaście.
Etapy cyklu Calvina-Bensona:
Lokalizacja tego cyklu w chloroplaście:
b)
Na podstawie przedstawionych informacji wyjaśnij, dlaczego w ciemności ilość RuBP spada praktycznie do zera, a ilość PGA gwałtownie rośnie i utrzymuje się na wysokim poziomie.
Anabaena to rodzaj nitkowatych sinic. Większość komórek w nici tej sinicy przeprowadza
fotosyntezę. W skład nici wchodzą także wyspecjalizowane komórki o grubych ścianach
komórkowych, zwane heterocytami, asymilujące azot atmosferyczny. W heterocytach nie jest
aktywny fotosystem II. Biologiczne wiązanie N2 w heterocytach zachodzi przy udziale
złożonego układu enzymatycznego, w skład którego wchodzi nitrogenaza. Enzym ten
katalizuje w warunkach beztlenowych reakcję wiązania azotu atmosferycznego, którą
sumarycznie można przedstawić następująco:
N2 + 16ATP + 8e- + 8H+ → 2NH3 + H2 + 16ADP +16Pi
Międzykomórkowe połączenia między poszczególnymi komórkami nici pozwalają
heterocytom pozyskiwać węglowodany i transportować do sąsiednich komórek produkty
wiązania N2 w postaci glutaminy.
Na podstawie: Biologia, pod red. N.A. Campbella, Poznań 2012;
W.J.H. Kunicki-Goldfinger, Życie bakterii, Warszawa 2005.
5.1. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego w heterocytach sinicy Anabaena nie może być aktywny fotosystem II. W odpowiedzi uwzględnij funkcję heterocytów oraz proces zachodzący w fotosystemie II.
5.2. (0–1)
Określ, czy reakcja wiązania azotu atmosferycznego zachodząca w heterocytach sinicy Anabaena ma charakter anaboliczny, czy – kataboliczny. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do jednej z cech tej klasy reakcji.
5.3. (0–1)
Wyjaśnij znaczenie połączeń między komórkami fotosyntetyzującymi a heterocytami u sinic Anabaena dla efektywnego zachodzenia fotosyntezy. W odpowiedzi uwzględnij procesy zachodzące w obu rodzajach komórek.
Na uproszczonym schemacie przedstawiono przebieg fotosyntezy. Fazę jasną (zależną od
światła) i fazę ciemną (niezależną od światła – cykl Calvina-Bensona) oddzielono przerywaną
linią.
3.1. (0–1)
Oceń, czy poniższe informacje dotyczące procesu fotosyntezy są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Faza fotosyntezy zależna od światła dostarcza ATP i NADPH + H+, niezbędnych do przebiegu procesów cyklu Calvina-Bensona.
P
F
2.
Procesy fazy zależnej od światła zachodzą w tylakoidach i stromie chloroplastów, a procesy cyklu Calvina-Bensona – tylko w stromie.
P
F
3.
Zahamowanie procesów cyklu Calvina-Bensona skutkuje zahamowaniem fosforylacji niecyklicznej ze względu na gromadzenie się ATP i NADPH + H+.
P
F
3.2. (0–1)
Określ, jaką funkcję pełnią cząsteczki chlorofilu znajdujące się w centrum reakcji fotosystemów.
3.3. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
W fazie fotosyntezy zależnej od światła ATP może powstawać w drodze fotosyntetycznej
fosforylacji cyklicznej lub niecyklicznej. Rozkład cząsteczki wody zachodzi podczas
fosforylacji (cyklicznej / niecyklicznej). U roślin podczas fazy zależnej od światła mogą
zachodzić (tylko procesy fosforylacji niecyklicznej / oba rodzaje fosforylacji). W cyklu
Calvina-Bensona ATP nie jest zużywane podczas etapu (karboksylacji / regeneracji).
3.4. (0–1)
Podaj nazwę związku oznaczonego na schemacie literą X oraz określ jego rolę w fazie niezależnej od światła.
Nazwa związku X:
Rola w fazie niezależnej od światła:
3.5. (0–1)
Wyjaśnij, w jaki sposób stosowanie tzw. suchego lodu, czyli zestalonego dwutlenku węgla, przekłada się na zwiększony przyrost biomasy warzyw uprawianych w szklarniach. W odpowiedzi uwzględnij proces, w którym uczestniczy ten związek chemiczny.
Na schemacie przedstawiono wymianę substancji między cytozolem komórki i stromą
chloroplastu przez błonę wewnętrzną chloroplastu. (Schemat nie uwzględnia przepuszczalnej
zewnętrznej błony chloroplastu).
Spośród poniższych stwierdzeń wybierz i zaznacz dwa, które można sformułować na podstawie schematu.
Transport różnych substancji przez błonę wewnętrzną chloroplastu jest możliwy tylko
dzięki udziałowi przenośnika fosforanowego.
Transport produktu cyklu Calvina-Bensona ze stromy chloroplastu do cytozolu wymaga
udziału przenośnika fosforanowego.
Sprzężenie transportu jonów fosforanowych z transportem fosfotriozy pozwala uzupełniać
ubytek fosforu w stromie spowodowany eksportem fosfotrioz do cytozolu.
Sprzężenie transportu jonów fosforanowych z transportem fosfotriozy pozwala uzupełniać
ubytek jonów, które są potrzebne do syntezy sacharozy w cytozolu.
Transport fosfotriozy i transport jonów fosforanowych mogą być ze sobą sprzężone,
ponieważ odbywają się jednocześnie i w tym samym kierunku.
Poniżej przedstawiono trzy sumaryczne reakcje opisujące asymilację dwutlenku węgla przez różne grupy organizmów autotroficznych.
Podaj, która z powyższych reakcji jest charakterystyczna dla chemosyntezy, a która dla fotosyntezy przeprowadzonej przez niektóre bakterie siarkowe, np. purpurowe. W każdym przypadku uzasadnij swój wybór.
Chemosynteza , ponieważ
Fotosynteza u niektórych bakterii siarkowych , ponieważ
Na schemacie przedstawiono w uproszczeniu dwa etapy procesu fotosyntezy (I i II).
a)
Uzupełnij tabelę – wpisz nazwy I i II etapu fotosyntezy oraz lokalizację każdego z tych etapów w chloroplaście.
Etap fotosyntezy
Nazwa etapu
Lokalizacja w chloroplaście
I
II
b)
Na podstawie schematu uzasadnij, że II etap fotosyntezy ma charakter anaboliczny. W odpowiedzi uwzględnij nazwy lub symbole odpowiednich związków chemicznych.
c)
Przedstaw funkcję, jaką pełni woda w I etapie fotosyntezy.
Poniżej przedstawiono trzy sumaryczne reakcje opisujące asymilację dwutlenku węgla przez
różne grupy organizmów autotroficznych.
Podaj, która z powyższych reakcji jest charakterystyczna dla chemosyntezy, a która – dla fotosyntezy przeprowadzonej przez niektóre bakterie siarkowe, np. purpurowe. W każdym przypadku uzasadnij swój wybór.
Chemosynteza: , ponieważ
Fotosynteza u niektórych bakterii siarkowych: , ponieważ
W komórkach roślinnych organellami, w których wytwarzane jest ATP, są chloroplasty
i mitochondria. W procesach życiowych roślina wykorzystuje energię z obydwu źródeł –
powstającą podczas fotosyntezy i w procesie oddychania tlenowego.
Wyjaśnij, dlaczego ATP, które jest wytwarzane w chloroplastach, nie jest wykorzystywane w wymagających nakładu energii procesach przebiegających w cytoplazmie komórki roślinnej.
Na schemacie przedstawiono udział przenośnika fosforanowego w transporcie fosfotrioz
i fosforanu. Pominięto zewnętrzną błonę chloroplastu i przestrzeń międzybłonową.
Na podstawie analizy schematu wyjaśnij, uwzględniając kierunki transportu, jakie znaczenie dla efektywnego przebiegu procesu fotosyntezy ma sprzężenie transportu fosfotrioz i fosforanu.
Sinice, podobnie jak rośliny, mają zdolność fotosyntezy. Ich podstawowym barwnikiem
fotosyntetycznym jest chlorofil a, wspomagany przez karoten i fikobiliny. Donorem wodoru
w procesie fotosyntezy u sinic jest woda.
Zaznacz poniżej właściwe określenie fotosyntezy przeprowadzanej przez sinice. Odpowiedź uzasadnij.
A. Fotosynteza oksygeniczna (z wytworzeniem tlenu).
B. Fotosynteza anoksygeniczna (bez wytworzenia tlenu).
W fazie fotosyntezy zależnej od światła dochodzi do syntezy składników siły asymilacyjnej,
która jest niezbędna do przebiegu fazy niezależnej od światła.
Poniżej zapisano niepełne równanie reakcji fazy fotosyntezy zależnej od światła.
Wpisz w wyznaczonym miejscu substraty tej reakcji oraz podkreśl wśród jej produktów składniki siły asymilacyjnej.
Informacje do zadania 8.
W tabeli przedstawiono wyniki doświadczenia, w którym przy wysokim stężeniu CO2 badano
wpływ natężenia światła na intensywność fotosyntezy w dwóch różnych temperaturach.
Natężenie światła (jednostki umowne)
Intensywność fotosyntezy (mm3 CO2/cm2h)
20°C
30°C
0
0
0
2
110
145
4
160
225
6
200
270
Na podstawie: A. Szweykowska, Fizjologia roślin, Wyd. Naukowe UAM, Poznań, 1998.
a)
Na podstawie danych w tabeli narysuj wykresy liniowe ilustrujące wpływ natężenia światła na intensywność procesu fotosyntezy w temperaturze 20 °C i 30 °C, przy wysokim stężeniu CO2. Zastosuj jeden układ współrzędnych.
b)
Na podstawie wykresu sformułuj wniosek dotyczący wpływu natężenia światła na intensywność fotosyntezy, przy wysokim stężeniu CO2, w zależności od temperatury.
