Oto lista zadań maturalnych z danego działu biologii. Aby skorzystać z dodatkowych opcji, uniknąć duplikatów zadań lub wybrać zadania z pozostałych działów kliknij poniżej.
Stężenie glukozy w osoczu krwi jest regulowane przez wiele czynników. Na poniższym
schemacie przedstawiono podstawowe przemiany glukozy w organizmie człowieka.
16.1. (0–1)
Uzupełnij powyższy schemat – wybierz spośród podanych i wpisz w wyznaczone
miejsca (1. i 2.) odpowiednie nazwy brakujących na schemacie związków będących
produktami przemian glukozy.
acetylo-CoA
fruktoza
glikogen
pirogronian
sacharoza
16.2. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące przemian glukozy w organizmie człowieka
są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Wzrost stężenia glukozy we krwi pobudza komórki trzustki do wydzielania glukagonu.
P
F
2.
Glukoza zużywana przez ośrodkowy układ nerwowy jest wychwytywana z krwiobiegu niezależnie od działania insuliny.
P
F
3.
W przerwach między posiłkami w wątrobie człowieka zachodzi glikogenoliza.
Podczas oddychania tlenowego związki organiczne są całkowicie utleniane do CO2 i H2O.
W końcowym etapie utleniania protony i elektrony przenoszone przez NADH + H+
oraz FADH2 są przekazywane kompleksom białkowym wchodzącym w skład łańcucha
oddechowego. Synteza jednej cząsteczki ATP wymaga przeniesienia około czterech
protonów z przestrzeni międzybłonowej do macierzy przez kompleks syntazy ATP.
Na poniższym schemacie przedstawiono łańcuch oddechowy z uwzględnieniem
przenoszenia protonów (H+) oraz elektronów (e–). Kompleksy I, III i IV transportują protony
z macierzy mitochondrialnej do przestrzeni międzybłonowej. Kompleks II jest pozbawiony tej
aktywności.
Na podstawie: Z. Wu i in., Targeting Mitochondrial Oxidative Phosphorylation in Glioblastoma Therapy,
„Neuromolecular Medicine” 24(1), 2022.
2.1. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego utlenienie jednej cząsteczki FADH2 prowadzi do syntezy mniejszej
liczby cząsteczek ATP w porównaniu do utlenienia jednej cząsteczki NADH + H+.
2.2. (0–2)
Uzupełnij tabelę – uporządkuj kolejność zachodzenia etapów oddychania tlenowego
oraz określ lokalizację każdego etapu w komórce eukariotycznej.
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe dotyczące syntezy
ATP podczas oddychania tlenowego. W każdym nawiasie podkreśl właściwe
określenie.
U eukariontów synteza ATP zachodzi dzięki gradientowi (protonów / elektronów) w poprzek
wewnętrznej błony mitochondrium. U prokariontów syntaza ATP jest zlokalizowana
(w błonie komórkowej / w cytozolu). W procesie oddychania tlenowego ATP ulega syntezie
(tylko w fosforylacji oksydacyjnej / w fosforylacjach oksydacyjnej i substratowej).
Stężenie glukozy w osoczu krwi jest regulowane przez wiele czynników. Na poniższym
schemacie przedstawiono podstawowe przemiany glukozy w organizmie człowieka.
16.1. (0–1)
Uzupełnij powyższy schemat – wybierz spośród podanych i wpisz w wyznaczone
miejsca (1. i 2.) odpowiednie nazwy brakujących na schemacie związków będących
produktami przemian glukozy.
acetylo-CoA
fruktoza
glikogen
pirogronian
sacharoza
16.2. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące przemian glukozy w organizmie człowieka
są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Wzrost stężenia glukozy we krwi pobudza komórki trzustki do wydzielania glukagonu.
P
F
2.
Glukoza zużywana przez ośrodkowy układ nerwowy jest wychwytywana z krwiobiegu niezależnie od działania insuliny.
P
F
3.
W przerwach między posiłkami w wątrobie człowieka zachodzi glikogenoliza.
Podczas oddychania tlenowego związki organiczne są całkowicie utleniane do CO2 i H2O.
W końcowym etapie utleniania protony i elektrony przenoszone przez NADH + H+
oraz FADH2 są przekazywane kompleksom białkowym wchodzącym w skład łańcucha
oddechowego. Synteza jednej cząsteczki ATP wymaga przeniesienia około czterech
protonów z przestrzeni międzybłonowej do macierzy przez kompleks syntazy ATP.
Na poniższym schemacie przedstawiono łańcuch oddechowy z uwzględnieniem
przenoszenia protonów (H+) oraz elektronów (e–). Kompleksy I, III i IV transportują protony
z macierzy mitochondrialnej do przestrzeni międzybłonowej. Kompleks II jest pozbawiony tej
aktywności.
Na podstawie: Z. Wu i in., Targeting Mitochondrial Oxidative Phosphorylation in Glioblastoma Therapy,
„Neuromolecular Medicine” 24(1), 2022.
2.1. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego utlenienie jednej cząsteczki FADH2 prowadzi do syntezy mniejszej
liczby cząsteczek ATP w porównaniu do utlenienia jednej cząsteczki NADH + H+.
2.2. (0–2)
Uzupełnij tabelę – uporządkuj kolejność zachodzenia etapów oddychania tlenowego
oraz określ lokalizację każdego etapu w komórce eukariotycznej.
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe dotyczące syntezy
ATP podczas oddychania tlenowego. W każdym nawiasie podkreśl właściwe
określenie.
U eukariontów synteza ATP zachodzi dzięki gradientowi (protonów / elektronów) w poprzek
wewnętrznej błony mitochondrium. U prokariontów syntaza ATP jest zlokalizowana
(w błonie komórkowej / w cytozolu). W procesie oddychania tlenowego ATP ulega syntezie
(tylko w fosforylacji oksydacyjnej / w fosforylacjach oksydacyjnej i substratowej).
Rotawirusy są patogenami wywołującymi biegunkę u ludzi, a także u pozostałych ssaków. Biegunka spowodowana rotawirusem ma bardzo podobny przebieg u wszystkich ssaków. Większość dzieci przechodzi co najmniej jedną infekcję rotawirusową przed ukończeniem piątego roku życia. Ostre biegunki stanowią natomiast ważną przyczynę strat w chowie młodych zwierząt.
Rotawirus namnaża się w szczytowych komórkach kosmków jelitowych. Wskutek tego mikrokosmki ulegają zanikowi, a zakażone komórki się złuszczają. Utrata szczytowych części kosmków prowadzi do niedoboru disacharydaz – maltazy, laktazy i sacharazy, który może się utrzymywać przez kilka tygodni. Każda zakażona komórka wydziela do światła jelita jony chlorkowe. Disacharydy oraz jony chlorkowe są substancjami czynnymi osmotycznie.
Wraz z nasilonym wydalaniem płynnego kału organizm traci nie tylko wodę, lecz także niestrawione i niewchłonięte składniki odżywcze. U chorych zwierząt obserwowano obniżenie podstawowego tempa metabolizmu, co stanowi przystosowanie do zmniejszonej dostępności glukozy.
Dzieci, które przeszły zakażenie rotawirusowe, wykazują nietolerancję mleka, występującą nawet przez kilka tygodni po infekcji.
Na podstawie: W. von Engelhardt, G. Breves, Fizjologia zwierząt domowych, Łódź 2010; S.E. Crawford i in., Rotavirus Infection, „Nature Reviews Disease Primers” 3, 2017; C.A. Omatola, A.O. Olaniran, Rotaviruses: From Pathogenesis to Disease Control – A Critical Review, „Viruses” 14(5), 2022.
12.1. (0–2)
Wyjaśnij, w jaki sposób infekcja rotawirusowa doprowadza do zwiększonej utraty wody. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm osmotycznego zatrzymywania wody w treści jelitowej oraz mechanizm osmotycznego wydzielania wody do treści jelitowej.
12.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby w poprawny sposób opisywało wpływ znacznego odwodnienia na układ krwionośny. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
W wyniku znacznego odwodnienia organizmu objętość osocza (spada / wzrasta), a więc serce musi bić (szybciej / wolniej), aby utrzymać odpowiednie ciśnienie krwi i zaopatrzyć tkanki w tlen.
12.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego obniżenie tempa metabolizmu przy niskim stężeniu glukozy we krwi zwiększa szanse przeżycia chorego ssaka.
12.4. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji podaj przyczynę nietolerancji mleka występującej u dzieci po przebytym zakażeniu rotawirusem.
Bezlist (Buxbaumia) to wyjątkowy rodzaj mchów należący do prątników, występujący m.in. w polskich lasach. Gametofity męskie bezlistu są bardzo drobne – widoczne tylko pod mikroskopem. Gametofity żeńskie mają nierozgałęzioną łodyżkę, nieprzekraczającą 1 mm długości. Listki gametofitu żeńskiego zanikają podczas dojrzewania sporofitu i przekształcają się w nitkowate twory. Sporofit bezlistu osiąga do 2 cm wysokości i jest dobrze widoczny – na czerwonej secie znajduje się duża puszka zarodni, która przynajmniej na początku rozwoju jest zielona.
Na poniższym zdjęciu są widoczne dwa sporofity bezlistu.
Na podstawie: siedliska.gios.gov.pl Fotografia: H.J. van der Kolk, Buxbaumia […], „Buxbaumiella” 99, 2014.
6.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji wykaż, że dojrzały sporofit bezlistu pozyskuje związki organiczne niezależnie od gametofitu, z którego wyrasta.
6.2. (0–1)
Określ, czy gametofit bezlistu jest rośliną jednopienną, czy – dwupienną. Odpowiedź uzasadnij.
6.3. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby w poprawny sposób opisywały przemianę pokoleń mchów. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Gametofity męskie mchów są (haploidalne / diploidalne) i wytwarzają plemniki zapładniające komórki jajowe, wytworzone w rodni gametofitu żeńskiego. Z zygoty rozwija się sporofit, wytwarzający w zarodni (identyczne / różne) genetycznie zarodniki.
Bioluminescencja to zdolność żywych komórek do emisji promieniowania w zakresie światła widzialnego. Występuje u wielu owadów. Przykładowo: duże drapieżne samice tropikalnych świetlików Photuris lugubris wykształciły umiejętność wabienia swoich ofiar – małych samców świetlików Photinus palaciosi – poprzez imitację charakterystycznego wzoru sygnałów świetlnych wysyłanych przez samice Photinus palaciosi.
Bioluminescencja świetlików jest wynikiem reakcji utleniania lucyferyny z udziałem enzymu – lucyferazy. Aby ta reakcja mogła zajść, niezbędna okazuje się również obecność ATP. Poniżej przedstawiono równanie reakcji.
lucyferyna + O2 + ATP lucyferaza świetlika oksylucyferyna + CO2 + AMP + PPi + hν (światło)
U świetlików ta reakcja zachodzi w wyspecjalizowanych narządach ulokowanych w segmentach odwłokowych i jest regulowana przez dopływ tlenu do świecących komórek.
Lucyferynę i lucyferazę świetlika wykorzystuje się do wykrywania mikroorganizmów w różnych próbkach. Takie testy stosuje się w ocenie czystości, np. powierzchni szpitalnych i okazów muzealnych.
Na podstawie: C. Błaszak (red.), Zoologia. Stawonogi, Warszawa 2013; K. Pajor i in., Bioluminescencja jako narzędzie w biologii molekularnej, „Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej” 71, 2017.
3.1. (0–1)
Przedstaw korzyść, jaką odnoszą samice świetlików Photuris lugubris dzięki umiejętności wabienia swoich ofiar.
3.2. (0–2)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby w poprawny sposób opisywały wykorzystanie lucyferyny i lucyferazy. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Testy wykorzystujące lucyferynę i lucyferazę świetlików w wykrywaniu mikroorganizmów opierają się na założeniu, że (AMP / ATP) jest związkiem chemicznym wytwarzanym w procesie oddychania komórkowego, którego stężenie (wzrasta / spada) wraz ze wzrostem liczby mikroorganizmów znajdujących się w danej próbce. O wykryciu bakterii świadczy (ustanie / wystąpienie) bioluminescencji.
3.3. (0–1)
Podaj nazwę tego narządu układu oddechowego świetlików, który odpowiada za doprowadzenie tlenu bezpośrednio do komórek ich ciała.
Funkcjonowanie mitochondriów znajduje się pod kontrolą dwóch genomów, ale większość białek mitochondrialnych jest kodowana przez genom jądrowy. Mutacje zarówno w DNA mitochondrialnym (mtDNA), jak i w DNA jądrowym (nDNA) mogą być przyczyną chorób mitochondrialnych (czasem mutacje dotyczą obu genomów).
Komórka zawiera kilka tysięcy mitochondriów, a w każdym z nich znajduje się kilka cząsteczek mtDNA. Te cząsteczki nie zawsze są identyczne. To zjawisko nazywa się heteroplazmią. Podczas podziału komórki mitochondria są rozdzielane losowo do komórek potomnych, a więc objawy choroby zależą od stosunku ilości prawidłowego mtDNA do ilości zmutowanego mtDNA i pojawiają się po przekroczeniu pewnej wartości progowej, różnej dla różnych tkanek i narządów.
Choroby mitochondrialne to głównie schorzenia wynikające z nieprawidłowego funkcjonowania łańcucha oddechowego. U około 70% osób cierpiących na choroby mitochondrialne stwierdza się podwyższone stężenie kwasu mlekowego w surowicy krwi.
Nie można przewidzieć, ile zmutowanego mtDNA znajdzie się w oocytach kobiety chorującej na chorobę mitochondrialną. Nie wiadomo także, jak mitochondria będą segregowane do różnych tkanek w czasie embriogenezy.
Na podstawie: A. Piotrowska i in., Choroby mitochondrialne, „Postępy Biochemii” 62(2), 2016.
15.1. (0–1)
Wykaż, że mitochondria są organellami półautonomicznymi.
15.2. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące chorób mitochondrialnych są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Jeżeli przyczyną choroby mitochondrialnej jest mutacja autosomalna, to choroba dziedziczy się zgodnie z pierwszym prawem Mendla.
P
F
2.
Dzieci mężczyzny, u którego stwierdzono mutację w genomie mitochondrialnym, odziedziczą zaburzenia metaboliczne związane z uszkodzeniami mitochondriów.
P
F
3.
Zdiagnozowanie u kobiety choroby spowodowanej mutacją w genomie mitochondrialnym oznacza, że u jej dzieci wystąpią takie same objawy o takim samym nasileniu.
P
F
15.3. (0–2)
Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby w poprawny sposób opisywało konsekwencje metaboliczne choroby mitochondrialnej u ludzi. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Niedobór ATP wywołany chorobą mitochondrialną jest sygnałem do wzmożonej (glikolizy / glikogenogenezy), w wyniku której powstaje (pirogronian / glikogen) – związek w dużej części bezpośrednio przekształcany na szlaku przemian beztlenowych w (mleczan / etanol).
Rotawirusy są patogenami wywołującymi biegunkę u ludzi, a także u pozostałych ssaków. Biegunka spowodowana rotawirusem ma bardzo podobny przebieg u wszystkich ssaków. Większość dzieci przechodzi co najmniej jedną infekcję rotawirusową przed ukończeniem piątego roku życia. Ostre biegunki stanowią natomiast ważną przyczynę strat w chowie młodych zwierząt.
Rotawirus namnaża się w szczytowych komórkach kosmków jelitowych. Wskutek tego mikrokosmki ulegają zanikowi, a zakażone komórki się złuszczają. Utrata szczytowych części kosmków prowadzi do niedoboru disacharydaz – maltazy, laktazy i sacharazy, który może się utrzymywać przez kilka tygodni. Każda zakażona komórka wydziela do światła jelita jony chlorkowe. Disacharydy oraz jony chlorkowe są substancjami czynnymi osmotycznie.
Wraz z nasilonym wydalaniem płynnego kału organizm traci nie tylko wodę, lecz także niestrawione i niewchłonięte składniki odżywcze. U chorych zwierząt obserwowano obniżenie podstawowego tempa metabolizmu, co stanowi przystosowanie do zmniejszonej dostępności glukozy.
Dzieci, które przeszły zakażenie rotawirusowe, wykazują nietolerancję mleka, występującą nawet przez kilka tygodni po infekcji.
Na podstawie: W. von Engelhardt, G. Breves, Fizjologia zwierząt domowych, Łódź 2010; S.E. Crawford i in., Rotavirus Infection, „Nature Reviews Disease Primers” 3, 2017; C.A. Omatola, A.O. Olaniran, Rotaviruses: From Pathogenesis to Disease Control – A Critical Review, „Viruses” 14(5), 2022.
12.1. (0–2)
Wyjaśnij, w jaki sposób infekcja rotawirusowa doprowadza do zwiększonej utraty wody. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm osmotycznego zatrzymywania wody w treści jelitowej oraz mechanizm osmotycznego wydzielania wody do treści jelitowej.
12.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby w poprawny sposób opisywało wpływ znacznego odwodnienia na układ krwionośny. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
W wyniku znacznego odwodnienia organizmu objętość osocza (spada / wzrasta), a więc serce musi bić (szybciej / wolniej), aby utrzymać odpowiednie ciśnienie krwi i zaopatrzyć tkanki w tlen.
12.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego obniżenie tempa metabolizmu przy niskim stężeniu glukozy we krwi zwiększa szanse przeżycia chorego ssaka.
12.4. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji podaj przyczynę nietolerancji mleka występującej u dzieci po przebytym zakażeniu rotawirusem.
Bezlist (Buxbaumia) to wyjątkowy rodzaj mchów należący do prątników, występujący m.in. w polskich lasach. Gametofity męskie bezlistu są bardzo drobne – widoczne tylko pod mikroskopem. Gametofity żeńskie mają nierozgałęzioną łodyżkę, nieprzekraczającą 1 mm długości. Listki gametofitu żeńskiego zanikają podczas dojrzewania sporofitu i przekształcają się w nitkowate twory. Sporofit bezlistu osiąga do 2 cm wysokości i jest dobrze widoczny – na czerwonej secie znajduje się duża puszka zarodni, która przynajmniej na początku rozwoju jest zielona.
Na poniższym zdjęciu są widoczne dwa sporofity bezlistu.
Na podstawie: siedliska.gios.gov.pl Fotografia: H.J. van der Kolk, Buxbaumia […], „Buxbaumiella” 99, 2014.
6.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji wykaż, że dojrzały sporofit bezlistu pozyskuje związki organiczne niezależnie od gametofitu, z którego wyrasta.
6.2. (0–1)
Określ, czy gametofit bezlistu jest rośliną jednopienną, czy – dwupienną. Odpowiedź uzasadnij.
6.3. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby w poprawny sposób opisywały przemianę pokoleń mchów. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Gametofity męskie mchów są (haploidalne / diploidalne) i wytwarzają plemniki zapładniające komórki jajowe, wytworzone w rodni gametofitu żeńskiego. Z zygoty rozwija się sporofit, wytwarzający w zarodni (identyczne / różne) genetycznie zarodniki.
Bioluminescencja to zdolność żywych komórek do emisji promieniowania w zakresie światła widzialnego. Występuje u wielu owadów. Przykładowo: duże drapieżne samice tropikalnych świetlików Photuris lugubris wykształciły umiejętność wabienia swoich ofiar – małych samców świetlików Photinus palaciosi – poprzez imitację charakterystycznego wzoru sygnałów świetlnych wysyłanych przez samice Photinus palaciosi.
Bioluminescencja świetlików jest wynikiem reakcji utleniania lucyferyny z udziałem enzymu – lucyferazy. Aby ta reakcja mogła zajść, niezbędna okazuje się również obecność ATP. Poniżej przedstawiono równanie reakcji.
lucyferyna + O2 + ATP lucyferaza świetlika oksylucyferyna + CO2 + AMP + PPi + hν (światło)
U świetlików ta reakcja zachodzi w wyspecjalizowanych narządach ulokowanych w segmentach odwłokowych i jest regulowana przez dopływ tlenu do świecących komórek.
Lucyferynę i lucyferazę świetlika wykorzystuje się do wykrywania mikroorganizmów w różnych próbkach. Takie testy stosuje się w ocenie czystości, np. powierzchni szpitalnych i okazów muzealnych.
Na podstawie: C. Błaszak (red.), Zoologia. Stawonogi, Warszawa 2013; K. Pajor i in., Bioluminescencja jako narzędzie w biologii molekularnej, „Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej” 71, 2017.
3.1. (0–1)
Przedstaw korzyść, jaką odnoszą samice świetlików Photuris lugubris dzięki umiejętności wabienia swoich ofiar.
3.2. (0–2)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby w poprawny sposób opisywały wykorzystanie lucyferyny i lucyferazy. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Testy wykorzystujące lucyferynę i lucyferazę świetlików w wykrywaniu mikroorganizmów opierają się na założeniu, że (AMP / ATP) jest związkiem chemicznym wytwarzanym w procesie oddychania komórkowego, którego stężenie (wzrasta / spada) wraz ze wzrostem liczby mikroorganizmów znajdujących się w danej próbce. O wykryciu bakterii świadczy (ustanie / wystąpienie) bioluminescencji.
3.3. (0–1)
Podaj nazwę tego narządu układu oddechowego świetlików, który odpowiada za doprowadzenie tlenu bezpośrednio do komórek ich ciała.
Wzór pochłaniania światła przez barwnik nazywamy jego widmem absorpcyjnym. Najczęściej przedstawiamy je w postaci wykresu.
Na poniższej ilustracji przedstawiono widma absorpcyjne głównych barwników fotosyntetycznych pewnej rośliny. Dodatkowo naniesiono wykres intensywności fotosyntezy w zależności od długości fali świetlnej.
Intensywność fotosyntezy oceniano mierząc ilość zasymilowanego dwutlenku węgla (CO2) pod wpływem takich samych porcji promieniowania świetlnego o różnych długościach fali. Wyniki odniesiono do ilości CO2 zasymilowanego przy długości fali 430 nm, uzyskując intensywność względną wyrażoną w procentach.
5.1. (0–1)
Przedstaw, jaką kluczową rolę pełnią barwniki fotosyntetyczne w procesie fotosyntezy. Na podstawie wykresów załączonych do zadania sformułuj jeden argument potwierdzający istotność opisywanej roli.
5.2. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia odnoszące się do procesu fotosyntezy i przedstawionych w zadaniu informacji są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Energia niesiona przez światło białe jest mniej efektywnie wykorzystywana w procesie fotosyntezy w porównaniu do energii niesionej przez światło barwy niebieskiej.
P
F
2.
Asymilacja CO2 jest elementem fazy jasnej fotosyntezy.
P
F
3.
Barwniki fotosyntetycznie aktywne współtworzą fotosystemy znajdujące się w stromie chloroplastów.
P
F
5.3. (0–1)
Wymień produkty fazy jasnej fotosyntezy zachodzącej typowo u roślin nasiennych. Podkreśl te z nich, które są wykorzystywane w fazie ciemnej fotosyntezy.
RuBisCO, czyli karboksylaza/oksygenaza rybulozo-1,5-bisfosforanowa, jest enzymem
katalizującym pierwszy etap cyklu Calvina w fazie ciemnej fotosyntezy. W skład RuBisCO
wchodzą dwa rodzaje podjednostek:
mniejsze – określane jako łańcuchy S – są kodowane przez jądrowy gen rbcS
większe – określane jako łańcuchy L – są kodowane przez chloroplastowy gen rbcL i tworzą centra katalityczne enzymu.
Nowo powstałe łańcuchy S są transportowane do stromy chloroplastów w celu połączenia
z łańcuchami L. W pełni funkcjonalny kompleks białkowy RuBisCO składa się
z czterech dimerów podjednostek L i czterech dimerów podjednostek S.
Na podstawie: biotechnologia.pl
1.1. (0–2)
Na podstawie przedstawionych informacji oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące
RuBisCO są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest
fałszywe.
1.
W pełni funkcjonalny kompleks białkowy RuBisCO składa się z 8 łańcuchów polipeptydowych.
P
F
2.
Łańcuchy L enzymu RuBisCO są syntezowane w stromie chloroplastu.
P
F
3.
Jednym z substratów reakcji katalizowanej przez RuBisCO w cyklu Calvina jest rybulozo-1,5-bisfosforan.
P
F
1.2. (0–1)
Na przykładzie budowy RuBisCO wykaż, że chloroplasty są organellami
półautonomicznymi.
Główną funkcją enzymu RuBisCO (karboksylaza/oksygenaza rybulozo-1,5-bisfosforanowa)
jest przyłączanie dwutlenku węgla do rybulozo-1,5-bisfosforanu (RuBP) w cyklu Calvina.
Jednak w wysokiej temperaturze i przy wysokim stężeniu O2 znacznie wzrasta aktywność
RuBisCO polegająca na przyłączaniu tlenu do RuBP, co daje początek fotooddychaniu.
Skutkiem tego procesu jest znaczne zmniejszenie wydajności wiązania CO2 przez roślinę.
U roślin rejonów tropikalnych i subtropikalnych przeprowadzających fotosyntezę typu C4
proces fotooddychania jest ograniczony. Jest to związane z dwustopniowym mechanizmem
wiązania dwutlenku węgla. Pierwotna asymilacja CO2 z wytworzeniem szczawiooctanu
zachodzi w komórkach mezofilu, natomiast włączanie CO2 do cyklu Calvina zachodzi
w komórkach pochwy okołowiązkowej. U niektórych roślin C4 w komórkach pochwy
okołowiązkowej nie ma fotosystemu II (PS II).
Na schemacie przedstawiono w uproszczeniu przebieg fazy fotosyntezy niezależnej
od światła (fazy ciemnej) u roślin C4.
Uwaga: nie zachowano stechiometrii przedstawionych reakcji.
Na podstawie: W. Czechowski i in., Biologia, Warszawa 1994;
N.A. Campbell, Biologia, Poznań 2013.
5.1. (0–2)
Podaj nazwy etapów cyklu Calvina oznaczonych na schemacie literami A, B i C.
5.2. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz odpowiedź 1., 2. albo 3.
Literą X na schemacie oznaczono
A.
enzym RuBisCO,
który jest
1.
pierwotnym produktem karboksylacji
u roślin C4.
B.
acetylo-CoA,
2.
kompleksem enzymatycznym,
odpowiadającym za karboksylację.
C.
szczawiooctan,
3.
pierwotnym akceptorem CO2 u roślin C4,
podobnie jak RuBP u roślin C3.
5.3. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące fotosyntezy typu C4 są prawdziwe.
Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
CO2 jest transportowany do komórek pochwy okołowiązkowej w postaci 3-węglowego pirogronianu.
P
F
2.
Ze względu na obecność RuBisCO następuje utlenianie RuBP, co daje początek intensywnemu fotooddychaniu u roślin C4.
P
F
3.
Redukcja 3-fosfoglicerynianu do aldehydu 3-fosfoglicerynowego zachodzi w komórkach mezofilu.
P
F
5.4. (0–2)
Wykaż związek między ograniczeniem procesu fotooddychania u roślin C4 a:
Kolejnymi etapami oddychania tlenowego są: glikoliza, reakcja pomostowa, cykl Krebsa oraz
łańcuch oddechowy.
Reakcję pomostową – oksydacyjną dekarboksylację pirogronianu do acetylo-CoA –
katalizuje kompleks dehydrogenazy pirogronianowej, zawierający trzy enzymy: E1, E2 i E3.
Sumaryczna reakcja katalizowana przez ten kompleks w warunkach tlenowych jest
następująca:
Na schemacie przedstawiono współdziałanie trzech enzymów wchodzących w skład
kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej.
Na podstawie: B. Alberts i in., Podstawy biologii komórki, Warszawa 2016.
1.1. (0–1)
Uzupełnij tabelę – do każdego wymienionego typu reakcji zachodzącej podczas
przekształcania pirogronianu do acetylo-CoA przyporządkuj odpowiednie oznaczenie
enzymu (E1, E2 albo E3), który tę reakcję przeprowadza.
Typ reakcji
Oznaczenie enzymu (E1 / E2 / E3)
transacetylacja
dehydrogenacja
dekarboksylacja
1.2. (0–1)
W której części komórki eukariotycznej znajduje się aktywny kompleks
dehydrogenazy pirogronianowej? Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
cytozol
macierz mitochondrialna
zewnętrzna błona mitochondrium
wewnętrzna błona mitochondrium
przestrzeń międzybłonowa w mitochondrium
1.3. (0–1)
Wykaż, że funkcjonowanie kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej jest konieczne
do połączenia szlaku glikolizy z cyklem Krebsa.
1.4. (0–1)
Wykaż, że zmniejszenie aktywności kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej
prowadzi do wzrostu stężenia mleczanu w komórce mięśnia szkieletowego.
RuBisCO, czyli karboksylaza/oksygenaza rybulozo-1,5-bisfosforanowa, jest enzymem
katalizującym pierwszy etap cyklu Calvina w fazie ciemnej fotosyntezy. W skład RuBisCO
wchodzą dwa rodzaje podjednostek:
mniejsze – określane jako łańcuchy S – są kodowane przez jądrowy gen rbcS
większe – określane jako łańcuchy L – są kodowane przez chloroplastowy gen rbcL i tworzą centra katalityczne enzymu.
Nowo powstałe łańcuchy S są transportowane do stromy chloroplastów w celu połączenia
z łańcuchami L. W pełni funkcjonalny kompleks białkowy RuBisCO składa się
z czterech dimerów podjednostek L i czterech dimerów podjednostek S.
Na podstawie: biotechnologia.pl
1.1. (0–2)
Na podstawie przedstawionych informacji oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące
RuBisCO są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest
fałszywe.
1.
W pełni funkcjonalny kompleks białkowy RuBisCO składa się z 8 łańcuchów polipeptydowych.
P
F
2.
Łańcuchy L enzymu RuBisCO są syntezowane w stromie chloroplastu.
P
F
3.
Jednym z substratów reakcji katalizowanej przez RuBisCO w cyklu Calvina jest rybulozo-1,5-bisfosforan.
P
F
1.2. (0–1)
Na przykładzie budowy RuBisCO wykaż, że chloroplasty są organellami
półautonomicznymi.
Główną funkcją enzymu RuBisCO (karboksylaza/oksygenaza rybulozo-1,5-bisfosforanowa)
jest przyłączanie dwutlenku węgla do rybulozo-1,5-bisfosforanu (RuBP) w cyklu Calvina.
Jednak w wysokiej temperaturze i przy wysokim stężeniu O2 znacznie wzrasta aktywność
RuBisCO polegająca na przyłączaniu tlenu do RuBP, co daje początek fotooddychaniu.
Skutkiem tego procesu jest znaczne zmniejszenie wydajności wiązania CO2 przez roślinę.
U roślin rejonów tropikalnych i subtropikalnych przeprowadzających fotosyntezę typu C4
proces fotooddychania jest ograniczony. Jest to związane z dwustopniowym mechanizmem
wiązania dwutlenku węgla. Pierwotna asymilacja CO2 z wytworzeniem szczawiooctanu
zachodzi w komórkach mezofilu, natomiast włączanie CO2 do cyklu Calvina zachodzi
w komórkach pochwy okołowiązkowej. U niektórych roślin C4 w komórkach pochwy
okołowiązkowej nie ma fotosystemu II (PS II).
Na schemacie przedstawiono w uproszczeniu przebieg fazy fotosyntezy niezależnej
od światła (fazy ciemnej) u roślin C4.
Uwaga: nie zachowano stechiometrii przedstawionych reakcji.
Na podstawie: W. Czechowski i in., Biologia, Warszawa 1994;
N.A. Campbell, Biologia, Poznań 2013.
5.1. (0–2)
Podaj nazwy etapów cyklu Calvina oznaczonych na schemacie literami A, B i C.
5.2. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz odpowiedź 1., 2. albo 3.
Literą X na schemacie oznaczono
A.
enzym RuBisCO,
który jest
1.
pierwotnym produktem karboksylacji
u roślin C4.
B.
acetylo-CoA,
2.
kompleksem enzymatycznym,
odpowiadającym za karboksylację.
C.
szczawiooctan,
3.
pierwotnym akceptorem CO2 u roślin C4,
podobnie jak RuBP u roślin C3.
5.3. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące fotosyntezy typu C4 są prawdziwe.
Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
CO2 jest transportowany do komórek pochwy okołowiązkowej w postaci 3-węglowego pirogronianu.
P
F
2.
Ze względu na obecność RuBisCO następuje utlenianie RuBP, co daje początek intensywnemu fotooddychaniu u roślin C4.
P
F
3.
Redukcja 3-fosfoglicerynianu do aldehydu 3-fosfoglicerynowego zachodzi w komórkach mezofilu.
P
F
5.4. (0–2)
Wykaż związek między ograniczeniem procesu fotooddychania u roślin C4 a:
Kolejnymi etapami oddychania tlenowego są: glikoliza, reakcja pomostowa, cykl Krebsa oraz
łańcuch oddechowy.
Reakcję pomostową – oksydacyjną dekarboksylację pirogronianu do acetylo-CoA –
katalizuje kompleks dehydrogenazy pirogronianowej, zawierający trzy enzymy: E1, E2 i E3.
Sumaryczna reakcja katalizowana przez ten kompleks w warunkach tlenowych jest
następująca:
Na schemacie przedstawiono współdziałanie trzech enzymów wchodzących w skład
kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej.
Na podstawie: B. Alberts i in., Podstawy biologii komórki, Warszawa 2016.
1.1. (0–1)
Uzupełnij tabelę – do każdego wymienionego typu reakcji zachodzącej podczas
przekształcania pirogronianu do acetylo-CoA przyporządkuj odpowiednie oznaczenie
enzymu (E1, E2 albo E3), który tę reakcję przeprowadza.
Typ reakcji
Oznaczenie enzymu (E1 / E2 / E3)
transacetylacja
dehydrogenacja
dekarboksylacja
1.2. (0–1)
W której części komórki eukariotycznej znajduje się aktywny kompleks
dehydrogenazy pirogronianowej? Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
cytozol
macierz mitochondrialna
zewnętrzna błona mitochondrium
wewnętrzna błona mitochondrium
przestrzeń międzybłonowa w mitochondrium
1.3. (0–1)
Wykaż, że funkcjonowanie kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej jest konieczne
do połączenia szlaku glikolizy z cyklem Krebsa.
1.4. (0–1)
Wykaż, że zmniejszenie aktywności kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej
prowadzi do wzrostu stężenia mleczanu w komórce mięśnia szkieletowego.
Mitochondria w brunatnej tkance tłuszczowej (BAT) są odpowiedzialne za jedną z form termogenezy, czyli produkcji ciepła przez organizm. W mitochondriach BAT występuje specjalne białko rozprzęgające UCP1 (ang. Uncoupling Protein 1, termogenina), które umożliwia transport protonów z przestrzeni międzybłonowej do macierzy mitochondrialnej, pomijając syntazę ATP. W ten sposób część energii z gradientu protonowego (zależna od liczby aktywnych białek UCP1) jest uwalniana w postaci ciepła, a nie wykorzystywana do syntezy ATP. Synteza białek UCP1 jest indukowana przez kwasy tłuszczowe.
Na poniższym schemacie przedstawiono procesy zachodzące w mitochondriach brunatnej tkanki tłuszczowej.
9.1 (0-1)
Podaj nazwę cyklu przemian oznaczonych na powyższym schemacie literą X.
9.2 (0-2)
Posługując się informacjami przedstawionymi we wstępie do zadania oraz własną wiedzą oceń, czy poniższe stwierdzenia są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Energia cieplna uwalniana w czasie termogenezy w tkance tłuszczowej brunatnej pochodzi głównie z rozpadu ATP.
P
F
2.
Większe stężenie jonów H+ w przestrzeni międzybłonowej niż w matrix mitochondrium występuje tylko w przypadku mitochondriów posiadających białko UCP1.
P
F
3.
Obecność termogeniny w błonie wewnętrznej mitochondrium nie ogranicza możliwości produkcji ATP w przebiegu fosforylacji substratowej.
Schemat przedstawia kiełkujący ziarniak, należącego do roślin
okrytonasiennych jęczmienia. Jeden z fitohormonów transportowany jest z liścieni do warstwy
aleuronowej, gdzie indukuje syntezę alfa-amylazy. Skrobia zmagazynowana w bielmie jest
trawiona do maltozy, a następnie do cukrów prostych.
Źródło: M. Barbor, Biology, Londyn 1997.
5.1. (0–1)
Wyjaśnij znaczenie trawienia skrobi w bielmie dla reakcji anabolicznych zachodzących w
kiełkujących nasionach jęczmienia.
5.2. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące nasion roślin okrytozalążkowych są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Nasiona roślin okrytonasiennych mogą być roznoszone przez zwierzęta.
P
F
2.
Nasiona niektórych gatunków roślin okrytonasiennych są przystosowane do roznoszenia przez wiatr.
P
F
3.
Nasiona roślin okrytonasiennych mogą być roznoszone razem z owocami.
