Oto lista zadań maturalnych z danego działu biologii. Aby skorzystać z dodatkowych opcji, uniknąć duplikatów zadań lub wybrać zadania z pozostałych działów kliknij poniżej.
U ssaków przeciwciała produkowane przez matkę mogą zostać przekazane potomstwu
nie tylko w czasie życia płodowego, lecz także po urodzeniu. Zawarte w mleku matki
przeciwciała klasy IgG mogą przedostać się przez nabłonek jelita do krwiobiegu niemowlęcia,
ale przeciwciała klasy IgA są wchłaniane do enterocytów tylko w niewielkim stopniu, gdzie są
następnie trawione.
Selektywny transport przeciwciał umożliwia białko FcRn, składające się z dwóch
niekowalencyjnie związanych łańcuchów: ciężkiego H oraz lekkiego L. Przechodzi ono
modyfikacje potranslacyjne – do co najmniej jednego aminokwasu są dołączane reszty
cukrowe. Białko FcRn pełni funkcję receptora na powierzchni błony enterocytu, a jego
powinowactwo do przeciwciał jest zależne od pH środowiska. U młodych ssaków treść
dwunastnicy i jelita czczego ma kwaśny odczyn, a więc niższy niż fizjologiczne pH krwi.
Transport przeciwciał zilustrowano na poniższym schemacie.
Na podstawie: M. Pyzik i inni, The Architect Behind the Immune and Nonimmune
Functions of IgG and Albumin, „Journal of Immunlogy” 194, 2015, s. 4595–4603.
1.1. (0–1)
Wybierz i zaznacz makroelement, który może wejść w skład białka wyłącznie w wyniku
modyfikacji potranslacyjnej.
węgiel
wodór
azot
tlen
fosfor
siarka
1.2. (0–1)
Na podstawie przedstawionych we wstępie do zadania informacji określ najwyższą rzędowość struktury białka
FcRn. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do cechy budowy tego białka.
1.3. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby powstał poprawny opis transportu przeciwciał przez
komórkę nabłonka jelita z mleka matki do krwiobiegu niemowlęcia. W każdym nawiasie
podkreśl właściwe określenie.
Przeciwciała dostają się z treści jelita niemowlęcia do wnętrza enterocytu na zasadzie
(dyfuzji wspomaganej / endocytozy), a następnie wydostają się z niego do jego krwiobiegu
w procesie (dyfuzji prostej / egzocytozy).
1.4. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego przez barierę jelitową do krwiobiegu niemowlęcia przedostają
się wyłącznie przeciwciała klasy IgG, mimo że w mleku matki są zawarte także
przeciwciała klasy IgA. W odpowiedzi uwzględnij rolę białka FcRn.
Oprócz 20 aminokwasów biogennych, wchodzących w skład białek wszystkich organizmów,
w przyrodzie występują także inne aminokwasy, np. L-kanawanina. Występuje ona wyłącznie
u roślin bobowatych, m.in. w ich nasionach, gdzie pełni funkcję magazynu azotu –
makroelementu niezbędnego do syntezy wielu związków podczas kiełkowania nasion.
L-kanawanina zabezpiecza również nasiona przed zjadaniem ich przez roślinożerne owady.
Toksyczne działanie L-kanawaniny na owady wynika z jej podobieństwa strukturalnego
do argininy – aminokwasu naturalnie występującego w białkach.
Podczas syntezy białek w miejsca, gdzie powinna znaleźć się arginina, włączana bywa
L-kanawanina, co zmienia liczbę i rodzaj oddziaływań między aminokwasami w łańcuchu
polipeptydowym. Białka mające w swej strukturze L-kanawaninę wykazują niską aktywność
biologiczną lub jej brak, co u owadów prowadzi m.in. do spowolnienia wzrostu larw, opóźnienia
lub zakłócenia w przepoczwarczaniu. Większość owadów nasionożernych nie zjada nasion
zawierających L-kanawaninę. Jednak larwy chrząszcza Caryedes brasiliensis, które żywią się
wyłącznie nasionami tropikalnego pnącza z rodziny bobowatych (Dioclea megacarpa), mają
zdolność do detoksykacji L-kanawaniny.
Na podstawie: P. Staszek, A. Antosik, U. Krasuska, A. Gniazdowska, L-kanawanina – niebiałkowy aminokwas toksyczny
dla zwierząt i roślin, „Edukacja Biologiczna i Środowiskowa” 3(52), 2014.
3.1. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego włączanie L-kanawaniny w miejsce argininy w czasie syntezy białek
enzymatycznych prowadzi do powstawania enzymów o obniżonej aktywności
katalitycznej.
3.2. (0–1)
Uzasadnij, że współżycie korzeni roślin bobowatych z bakteriami wiążącymi azot
atmosferyczny ma znaczenie dla syntezy L-kanawaniny przez te rośliny.
3.3. (0–1)
Spośród wymienionych związków chemicznych wybierz i podkreśl nazwy tych
zawierających atomy azotu.
cytozyna
celuloza
cholesterol
ATP
ryboza
3.4. (0–1)
Wyjaśnij, jakie znaczenie adaptacyjne dla chrząszcza Caryedes brasiliensis
ma zdolność do detoksykacji L-kanawaniny.
Prolaktyna, wydzielana przez gruczołową część przysadki mózgowej, jest jednołańcuchowym
polipeptydem złożonym ze 199 aminokwasów, powstającym w wyniku odcięcia peptydu
sygnałowego liczącego 28 aminokwasów.
Na poniższym schemacie przedstawiono strukturę przestrzenną cząsteczki dojrzałej ludzkiej
prolaktyny.
Na podstawie: S.J. Konturek, Fizjologia człowieka, Wrocław 2013;
Protein Data Bank, https://www.rcsb.org/structure/1RW5.
1.1. (0–1)
Określ dominującą strukturę II-rzędową w cząsteczce dojrzałej ludzkiej prolaktyny.
1.2. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji określ najwyższą rzędowość struktury białka
– prolaktyny. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do cech budowy tego białka.
1.3. (0–1)
Podaj całkowitą liczbę kodonów w mRNA stanowiącym matrycę podczas syntezy
prolaktyny.
Związki osmotycznie czynne to takie, których obecność w roztworze jest przyczyną napływu
wody do roztworu przez błony biologiczne. Takim związkiem jest np. laktoza. Prawie
wszystkie niemowlęta i dzieci są zdolne do trawienia laktozy. U większości dorosłych
nie występuje enzym laktaza, który katalizuje hydrolizę laktozy. U dorosłych z niedoborem
laktazy, po spożyciu mleka krowiego w świetle jelita cienkiego gromadzi się laktoza, która nie jest wchłaniana z jelita cienkiego do krwi i przechodzi dalej do jelita grubego.
a)
Podaj nazwę grupy związków organicznych, do których należy laktoza.
b)
Wyjaśnij, dlaczego u osób spożywających mleko niedobór enzymu laktazy może być przyczyną wzdęć i biegunek. W odpowiedzi uwzględnij proces przeprowadzany przez bakterie jelitowe.
c)
Określ, w jaki sposób osobom z nietolerancją laktozy umożliwia się spożywanie produktów mlecznych.
Oceń, czy poniższe informacje dotyczące funkcji i właściwości wody są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem, ponieważ naładowane cząsteczki substancji rozpuszczonej są przyciągane przez jej niepolarne cząsteczki.
P
F
2.
Woda jest metabolitem wielu reakcji chemicznych – jest produktem fotosyntezy i substratem oddychania tlenowego.
P
F
3.
Woda ma małe ciepło parowania, dzięki czemu możliwe jest pozbywanie się ciepła z organizmu.
Nukleozydy są związkami, które powstają przez połączenie zasady azotowej purynowej lub
pirymidynowej z cukrem. Natomiast nukleozydy, do których zostaje dołączona reszta kwasu
fosforowego, to nukleotydy. W kwasach nukleinowych, których monomerami są nukleotydy,
cukrem jest ryboza lub deoksyryboza.
Na schemacie przedstawiono nukleozydy z zasadami pirymidynowymi.
Na podstawie: B.D. Hames, N.M. Hooper, Biochemia. Krótkie wykłady, Warszawa 2002, s. 168, 189.
a)
Podaj oznaczenie literowe nukleozydu, który w przedstawionej tu postaci nie występuje w kwasach nukleinowych organizmów żywych. Uzasadnij swój wybór.
b)
Korzystając ze wzoru, w którym ponumerowano atomy węgla w cząsteczce cukru, określ, w którym miejscu i jakim wiązaniem może przyłączyć się do tej cząsteczki reszta kwasu fosforowego i utworzyć nukleotyd.
Kolagen jest zbudowany z trzech łańcuchów polipeptydowych. Każdy łańcuch składa się
z powtarzającego się tripeptydu, mającego sekwencję Gly-X-Y, w którym Gly to glicyna, a X i Y
mogą być jakimikolwiek aminokwasami, ale najczęściej: X – jest proliną, a Y – hydroksyproliną.
Każdy łańcuch, zbudowany z ok. tysiąca aminokwasów, ma strukturę α-helisy. Trzy łańcuchy
polipeptydowe (α-helisy), owijając się wokół siebie, tworzą trójniciową helisę wyższego
rzędu, która jest utrzymywana głównie dzięki wiązaniom wodorowym powstającym między
grupami aminowymi glicyn jednej helisy i grupami hydroksylowymi jednej z pozostałych
helis. W stabilizowaniu struktury trójniciowej helisy biorą również udział grupy –OH
hydroksyproliny. Na rysunku schematycznie przedstawiono biosyntezę kolagenu.
Na podstawie: Pod redakcją T. Le, K. Krause, First Aid for the Basic Sciences General Principles,
New York 2009, s. 127;
B.D. Hames, N.M. Hooper, Biochemia. Krótkie wykłady, Warszawa 2002, s. 55–56.
a)
Korzystając z rysunku i swojej wiedzy, przedstaw etapy biosyntezy kolagenu. W tym celu uzupełnij tabelę, wpisując w odpowiednich rubrykach nazwę organellum, cyfrę oznaczającą proces (1–5) oraz rodzaj procesu, jaki w nim zachodzi.
Nazwa organellum
Cyfra oznaczająca proces
Rodzaj procesu
b)
Na podstawie informacji zawartych w tekście przedstaw strukturę pierwszorzędową kolagenu, zapisując fragment łańcucha złożonego z dziewięciu aminokwasów.
c)
Zaznacz prawidłowe dokończenie zdania.
Przedstawiony na rysunku proces biosyntezy kolagenu zachodzi w komórkach
tkanki łącznej płynnej – limfocytach.
tkanki łącznej stałej – fibroblastach.
tkanki mięśniowej – miocytach.
wątroby – hepatocytach.
d)
Wiedząc, że podczas biosyntezy kolagenu (w procesie przyłączania grup –OH do proliny) jest niezbędny kwas askorbinowy, wyjaśnij, dlaczego niedobór witaminy C (kwasu askorbinowego) może powodować zmniejszenie szczelności naczyń krwionośnych.
Na podstawie analizy przedstawionych wzorów i posiadanej wiedzy oceń prawdziwość informacji dotyczących budowy węglowodanów. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli.
Lp.
Informacja
Prawda
Fałsz
1.
Cząsteczka monosacharydu zbudowana jest z co najmniej 3 atomów węgla.
2.
W cząsteczce monosacharydu każdy atom węgla połączony jest z grupą hydroksylową.
3.
Obecność polarnych grup hydroksylowych sprawia, że monosacharydy są hydrofobowe.
b)
Podaj przykład, innej niż przedstawiona powyżej, pentozy i określ jej biologiczne znaczenie.
c)
Każdemu z cukrów (I–III) przyporządkuj spośród A–D jego znaczenie dla organizmu roślinnego.
Jest głównym materiałem energetycznym dla komórek.
Stanowi związek wyjściowy do tworzenia cukrów bardziej złożonych.
Wchodzi w skład kwasów nukleinowych.
Stanowi materiał budulcowy ściany komórkowej roślin.
d)
Wyjaśnij, dlaczego cukry proste nie mogą być materiałem zapasowym w komórkach zwierząt. W odpowiedzi uwzględnij ich rozpuszczalność w wodzie.
Monosacharydy i pewne disacharydy mają właściwości redukujące, ponieważ zawierają
wolną grupę karbonylową (C=O), która utlenia się do grupy karboksylowej (COOH),
redukując jednocześnie inny związek. Do wykrywania obecności cukrów redukujących służy
odczynnik Benedicta o barwie niebieskiej. Cukry redukują CuSO4, znajdujący się
w odczynniku, do Cu2O, który po podgrzaniu wytrąca się jako osad o różnym zabarwieniu
(od zielonożółtego poprzez pomarańczowy do czerwonego), zależnie od ilości cukru
redukującego w analizowanej próbie.
W celu sprawdzenia właściwości redukujących disacharydów przeprowadzono następujące
doświadczenie:
Przygotowano cztery probówki, do których dodano:
probówka I.– 2 ml 1% roztworu sacharozy
probówka II. – 2 ml 1% roztworu maltozy
probówka III. – 2 ml 1% roztworu laktozy
probówka IV.– 2 ml wody destylowanej.
Do każdej probówki dodano 1 ml odczynnika Benedicta i dokładnie wymieszano, a następnie
wszystkie probówki wstawiono na 3 min do łaźni wodnej o temperaturze 70°C.
Zaobserwowane wyniki doświadczenia zestawiono w tabeli.
Próba
Barwa odczynnika Benedicta
I. sacharoza
niebieska
II. maltoza
pomarańczowa
III. laktoza
pomarańczowa
IV. woda destylowana
niebieska
Na podstawie analizy przedstawionych wyników sformułuj wniosek do przeprowadzonego doświadczenia.
Wśród węglowodanów, w zależności od ich budowy, wyróżnia się monosacharydy –
pojedyncze monomery, które mogą tworzyć większe cząsteczki: oligosacharydy (2–10
monomerów), oraz polisacharydy, zbudowane z więcej niż 10 monomerów. Na schemacie I
przedstawiono reakcję kondensacji dwóch cząsteczek glukozy (monomeru), w wyniku której
powstaje disacharyd, a na schemacie II – dwa disacharydy, z których każdy zbudowany
z dwóch różnych monomerów.
Na podstawie: B.D. Hames, N.M. Hooper, Biochemia. Krótkie wykłady, Warszawa 2002, s. 310.
a)
Podpisz powyższe wzory disacharydów w miejscach oznaczonych literami A–C. Ich nazwy wybierz spośród wymienionych.
Nazwy disacharydów: sacharoza, celobioza, trehaloza, maltoza, laktoza.
b)
Zaznacz poprawne dokończenie zdania.
Między dwiema cząsteczkami glukozy podczas reakcji kondensacji powstało wiązanie
Woda jest aktywnym związkiem nieorganicznym, którego polarne cząsteczki łączą się
ze sobą za pomocą wiązań wodorowych. Cząsteczki wody mają zdolność do adhezji, czyli
przylegania do innych substancji, oraz wzajemnego przyciągania się, czyli tzw. kohezji
(spójności). Wiązania wodorowe ulegają zerwaniu pod wpływem energii cieplnej cząsteczek.
Na schemacie przedstawiono wiązania wodorowe powstałe między cząsteczkami wody.
Na podstawie: Biologia. Jedność i różnorodność, praca zbiorowa, Warszawa 2008, s. 28.
a)
Określ, w którym zdaniu – A czy B – prawidłowo opisano rolę sił kohezji w transporcie wody w roślinie. Odpowiedź uzasadnij.
Zapobiegają przerwaniu się słupa wody w naczyniach i cewkach ksylemu między korzeniem a liściem.
Zapobiegają odrywaniu się nitek wody przewodzonej w ksylemie od ścian komórkowych naczyń.
b)
Wyjaśnij związek budowy cząsteczki wody z jej wysokim ciepłem parowania.
Na schemacie przedstawiono klasyfikację związków organicznych budujących organizmy.
Poniżej przedstawiono listę nazw wybranych związków i grup związków organicznych (1–8)
budujących organizm człowieka:
albuminy
fruktoza
glikogen
glukoza
metaloproteiny
sacharoza
skrobia
steroidy
a)
Uzupełnij schemat – wpisz w puste ramki po jednym właściwym oznaczeniu cyfrowym związku lub grup związków wchodzących w skład organizmu człowieka.
b)
Z listy związków organicznych oraz ze schematu wybierz i zapisz nazwy dwóch związków, które gromadzone są w tkankach człowieka jako rezerwa energetyczna. Obok każdego związku podaj po jednym miejscu jego magazynowania w organizmie.
Aminokwasy, podobnie jak większość związków organicznych, można łatwo rozpoznać
po charakterystycznych grupach funkcyjnych. Z aminokwasów zbudowane są białka –
związki o skomplikowanej strukturze przestrzennej. Na schematach przedstawiono budowę
dwóch aminokwasów.
Źródło: Wybrane wzory i stałe fizykochemiczne na egzamin maturalny z biologii, chemii i fizyki.
a)
Na wzorze strukturalnym cysteiny otocz kółkiem dwie grupy funkcyjne, charakterystyczne dla wszystkich aminokwasów. Oznacz je cyframi 1 i 2 oraz podaj ich nazwy.
1. 2.
b)
Zapisz wzór strukturalny dipeptydu powstałego z połączenia glicyny i cysteiny (Gly-Cys) oraz otocz linią lub zaznacz strzałką wiązanie peptydowe.
c)
Wyjaśnij, jakie znaczenie w tworzeniu struktury III-rzędowej białka ma cysteina.
Węglowodany, białka, lipidy i kwasy nukleinowe to grupy związków organicznych występujących
w organizmach. Poniżej przedstawiono wzór strukturalny pewnego związku organicznego.
a)
Zaznacz poprawne dokończenie zdania.
Przedstawiony związek jest dipeptydem, ponieważ
występują w nim grupy: hydroksylowa – OH i karboksylowa – COOH.
występują w nim grupy: aminowa – NH2 i karboksylowa – COOH.
występują w nim grupy: metylowa – CH3 i karboksylowa – COOH.
występuje w nim jedno wiązanie peptydowe między monomerami.
b)
Podaj nazwę pierwszego aminokwasu (od końca aminowego NH2) przedstawionego dipeptydu i wyjaśnij, czy może to być pierwszy aminokwas w syntetyzowanym łańcuchu polipetydowym.Skorzystaj z Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych na egzamin z biologii, chemii i fizyki.
c)
Zakładając, że przedstawiony dipeptyd jest końcowym fragmentem powstającego podczas translacji łańcucha polipeptydowego, podaj do którego końca przedstawionego dipeptydu zostanie przyłączony kolejny aminokwas, np. lizyna. Odpowiedź uzasadnij.
d)
Korzystając z Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych na egzamin z biologii, chemii i fizyki, podaj, jaki antykodon może mieć tRNA transportujący do rybosomu lizynę.
Białka mają zróżnicowaną budowę, z czego wynika szeroki zakres pełnionych przez nie
funkcji. Na rysunkach przedstawiono budowę cząsteczki hemoglobiny i mioglobiny.
Na podstawie: http://biochemia.wp.ap.siedlce.pl/Biofizyka/Biofizyka_4.ppt [dostęp: 17.10.2014].
Na podstawie analizy rysunków i posiadanej wiedzy porównaj budowę cząsteczek oraz
funkcje biologiczne hemoglobiny i mioglobiny.
