Zadania maturalne z biologii

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 1. (4 pkt)

Oddychanie komórkowe Enzymy Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

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:

pirogronian + CoA-SH + NAD⁺ → acetylo-CoA + CO₂ + NADH + H⁺

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.

Zadania autorskie BiologHelp 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 4. (3 pkt)

Enzymy Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Na poniższym schemacie przedstawiono sposób regulacji pewnego szlaku metabolicznego zachodzącego w komórce. Produkty pośrednie tego szlaku nie są przez komórkę wykorzystywane w innych przemianach metabolicznych.

4.1. (0–2)

Na podstawie schematu oceń, czy poniższe informacje dotyczące przedstawionego na nim szlaku metabolicznego są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.


1.	Powyższy schemat przedstawia cykl przemian anabolicznych.	P	F
2.	Produkt końcowy łączy się z centrum aktywnym enzymu zmieniając jego kształt i prowadząc do inhibicji działania enzymu.	P	F
3.	Przedstawiony na schemacie sposób regulacji przemian metabolicznych polega na ujemnym sprzężeniu zwrotnym.	P	F

4.2. (0–1)

Posługując się informacjami przedstawionymi na schemacie i wstępie do zadania określ, czy korzystniejsze dla zasobów energetycznych komórki jest zahamowanie omawianego szlaku metabolicznego na jego pierwszym czy ostatnim etapie w przypadku uzyskania odpowiedniej ilości produktu końcowego. Odpowiedź uzasadnij.

Matura Marzec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 3. (3 pkt)

Enzymy Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

Pompa jonowa Na⁺/K⁺ zależna od ATP (czyli działająca jedynie w obecności ATP) to białko transportujące jony przez błonę komórkową: Na+ na zewnątrz komórki, a K⁺ do wnętrza komórki, tzn. z miejsca o niskim stężeniu danego jonu do miejsca o wysokim jego stężeniu. Badacze postanowili sprawdzić aktywność dwóch wariantów tego białka pochodzących od nowo odkrytych szczepów bakterii Vib-7 i Rod-9 w zależności od temperatury i pH. Wyniki badań przedstawiono na poniższych wykresach.

Na podstawie: I. Kushkevych i wsp., Activity of Na⁺/K⁺-activated Mg²⁺-dependent ATP-hydrolase in the cell-free extracts of the sulfate-reducing bacteria Desulfovibrio piger Vib-7 and Desulfomicrobium sp. Rod-9, „Acta Veterinaria Brno”, 84(1), 2015.

3.1. (0–1)

Określ optymalną temperaturę i wartość pH dla działania pompy jonowej Na⁺/K⁺ zależnej od ATP pochodzącej ze szczepu Vib-7.

Optymalna temperatura: Optymalne pH:

3.2. (0–1)

Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie 1. albo 2.

W temperaturze 35°C i przy pH 6,5 szybciej transportować jony będzie wariant pompy Na⁺/K⁺ pochodzący ze szczepu

A.	Vib-7,	ponieważ	1.	są to optymalne warunki do działania tego wariantu.
B.	Rod-9,	ponieważ	2.	w tych warunkach jest on bardziej aktywny od drugiego wariantu.

3.3. (0–1)

Wyjaśnij, dlaczego opisana we wstępie do zadania pompa jonowa Na⁺/K⁺ wymaga do działania ATP.

Matura Maj 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 3. (4 pkt)

Skład organizmów Enzymy Fizjologia roślin Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

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.

Biomedica 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 16. (3 pkt)

Enzymy Układ pokarmowy i żywienie Metody badawcze i doświadczenia Podaj/wymień

Studenci biologii przeprowadzili pewien eksperyment.

Jak pokazano na powyższym schemacie, do probówek oznaczonych numerami od 1 do 3 dodawano nieznany enzym w celu jego identyfikacji. W każdej z probówek znajdowała się ta sama ilość białka.
Probówki różniły się wartością pH:
1 ⟶ pH = 1,5
2 ⟶ pH = 7
3 ⟶ pH = 9

Po 10 minutach od dodania tej samej ilości ENZYMU TRAWIENNEGO wykazano, że białko uległo strawieniu tylko w probówce nr 1.

16.1. (0–1)

Podaj nazwę enzymu trawiennego dodanego do probówek.

16.2. (0–1)

Podaj problem badawczy do przeprowadzonego eksperymentu.

16.3. (0–1)

Podaj, dlaczego białko uległo strawieniu tylko w probówce nr 1.

To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa

Kup pełny zbiór zadań

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 1. (2 pkt)

Enzymy Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Oksydaza polifenolowa jest enzymem, który u roślin odpowiada za brązowienie tkanek po ich mechanicznym uszkodzeniu. Katalizuje ona reakcje, których przebieg wymaga obecności tlenu i pH w zakresie 6–7. Opracowano kilka sposobów powstrzymywania reakcji enzymatycznego brązowienia pokrojonych warzyw i owoców, m.in. przez blanszowanie, polegające na krótkim ogrzaniu produktów spożywczych w temperaturze 75–100°C, albo przez dodanie kwasu cytrynowego lub substancji wiążących wodę.

Na podstawie: R. Dębowska, Oksydazy polifenolowe roślin wyższych, „Postępy Biochemii”, t. 48, 1/2002;
www.food-info.net/pl/colour/enzymaticbrowning, www.worthingtonbiochem.com/ty/default

Wyjaśnij, dlaczego brązowienie warzyw jest powstrzymywane przez

blanszowanie:
spryskiwanie ich sokiem z cytryny:

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 18. (1 pkt)

Enzymy Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

W tabeli przedstawiono przykłady organizmów heterotroficznych i rodzaje pokarmu, którymi się one żywią.

Uzupełnij tabelę – wpisz po jednej nazwie enzymu kluczowego dla trawienia danego pokarmu, wybraną spośród wymienionych.

maltaza

celulaza

chitynaza

amylaza

lakaza (ułatwia rozkład ligniny)

Organizmy	Pokarm	Enzym
płazy	owady
grzyby saprotroficzne	drewno pni drzew
bakterie symbiotyczne w żołądku szarańczy	liście roślin

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 23. (2 pkt)

Enzymy Układ krążenia Choroby człowieka Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Fibryna (włóknik) jest składnikiem nie tylko skrzepów powstających w procesie krzepnięcia krwi, lecz także np. blaszek miażdżycowych odkładających się w naczyniach krwionośnych. Zamianę nierozpuszczalnej fibryny w rozpuszczalne fibrynopeptydy katalizuje enzym plazmina, która powstaje z nieaktywnego plazminogenu występującego w osoczu krwi. Przekształcenie plazminogenu w aktywną plazminę następuje dzięki wydzielanemu przez komórki śródbłonka enzymowi – proteazie serynowej, która jest tkankowym aktywatorem plazminogenu.

Obecnie metodami biotechnologii produkowane są rekombinowane aktywatory plazminogenu, które mogą być podawane dożylnie w leczeniu niektórych chorób.

Na podstawie: A. Jaźwa, Zaburzenia układu krzepnięcia,
biotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AgJ/Wyklad_12.pdf; www.encyklopedia.naukowy.pl/Plazminogen

a)	Wyjaśnij, dlaczego w leczeniu świeżo przebytego zawału serca stosuje się aktywatory plazminogenu. W odpowiedzi uwzględnij funkcję tego aktywatora.

b)	Określ, dlaczego rekombinowane aktywatory plazminogenu są podawane pacjentom wprost do krwiobiegu, a nie podaje ich się doustnie.

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 14. (4 pkt)

Budowa i funkcje komórki Enzymy Układ immunologiczny Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Kwas foliowy (witamina z grupy B) jest niezbędny przy podziale komórkowym i dlatego odgrywa szczególną rolę w tkankach, w których podziały komórkowe są intensywne. Pełni on funkcję koenzymu w reakcjach przenoszenia grup jednowęglowych w procesie syntezy zasad purynowych i pirymidynowych. Podczas tych reakcji kwas foliowy ulega utlenieniu, a regenerowanie polega na ponownej jego redukcji. Antagonistą kwasu foliowego jest metotreksat (MTX). Wiąże się on z centrum aktywnym enzymu odpowiedzialnego za reakcję redukcji kwasu foliowego 10 000 razy silniej niż naturalny substrat. Metotreksat działa swoiście na dzielące się komórki, głównie w fazie S cyklu komórkowego, i dlatego jest stosowany w leczeniu wielu chorób nowotworowych. Ubocznym skutkiem opisanej chemioterapii okazuje się wpływ leku na inne prawidłowo dzielące się komórki organizmu, np. na niewyspecjalizowane komórki szpiku kostnego.

Na podstawie: J. Berg, J. Tymoczko, L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2009.

14.1. (0–1)

Zaznacz właściwe dokończenie zdania wybrane spośród A–B oraz jego poprawne uzasadnienie wybrane spośród 1.–3.

Po podaniu MTX zachodzi inhibicja

A.	kompetycyjna,	ponieważ	1.	metotreksat, podobnie jak kwas foliowy, pełni funkcję koenzymu w reakcjach redukcji grup jednowęglowych.
			2.	metotreksat wiąże się z centrum aktywnym enzymu odpowiedzialnego za reakcję redukcji kwasu foliowego.
B.	niekompetycyjna,		3.	metotreksat zmienia kształt centrum aktywnego enzymu katalizującego redukcję kwasu foliowego, co jest przyczyną wypierania cząsteczek tego kwasu.

14.2. (0–1)

Określ, czy podczas leczenia pacjenta chemioterapią, z wykorzystaniem dużych dawek MTX, można odwrócić inhibicję reakcji redukcji kwasu foliowego za pomocą wysokiej dawki tego kwasu. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do właściwości metotreksatu.

14.3. (0–1)

Wyjaśnij, dlaczego metotreksat jest najbardziej toksyczny dla dzielących się komórek w fazie S cyklu komórkowego. W odpowiedzi uwzględnij rolę kwasu foliowego w procesie zachodzącym w tej fazie.

14.4. (0–1)

Podaj, dlaczego jednym ze skutków ubocznych stosowania małych dawek metotreksatu jest zahamowanie wytwarzania przeciwciał w organizmie. W odpowiedzi odnieś się do komórek układu odpornościowego.

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 27. (2 pkt)

Wpływ człowieka na środowisko i jego ochrona Enzymy Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Obecnie głównym źródłem enzymów stosowanych w różnych dziedzinach gospodarki są rekombinowane mikroorganizmy. Preparaty enzymatyczne dodawane do pasz mają zdolność rozkładu, np. celulozy, skrobi i pektyn. Natomiast w produkcji środków piorących stosuje się lipazy i proteinazy, które zwiększają ich efektywność i pozwalają na pranie w niższej temperaturze. Środki piorące wzbogacone w enzymy zawierają mniejszą ilość fosforanów niż jeszcze 20 lat temu.

a)	Wyjaśnij, dlaczego wzbogacanie pasz pochodzenia roślinnego w preparaty enzymatyczne skutkuje przyspieszonym wzrostem hodowanych zwierząt, zwłaszcza drobiu i trzody chlewnej. W odpowiedzi uwzględnij właściwości preparatów enzymatycznych.

b)	Podaj przykład korzyści dla środowiska naturalnego wynikającej ze stosowania środków piorących zawierających enzymy.