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.
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
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.
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.
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.
Cząsteczka insuliny składa się z dwóch różnych łańcuchów polipeptydowych – A i B. Występują w niej trzy mostki dwusiarczkowe stabilizujące strukturę cząsteczki: jeden w łańcuchu polipeptydowym A oraz dwa – łączące łańcuchy A i B. Początek sekwencji kodującej (znajdującej się na nici nieulegającej transkrypcji) genu kodującego jeden z łańcuchów polipeptydowych insuliny jest następujący:
5’ ATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTGCCCCTGCTGGCG ... 3’.
Podczas eksperymentu użyto czynnika mutagennego, który w dwu przypadkach wywołał delecje, tzn. transkrybowane mRNA było pozbawione fragmentu sekwencji składającego się z kolejnych nukleotydów. W wyniku translacji powstały łańcuchy polipeptydowe (1. i 2.) o innej sekwencji aminokwasów niż w łańcuchu prawidłowym.
I. przypadek – polipeptyd 1. powstał na podstawie delecji 4 nukleotydów (od 10 do 13 nukleotydu sekwencji kodującej włącznie)
II. przypadek – polipeptyd 2. powstał na podstawie delecji 9 nukleotydów (od 10 do 18 nukleotydu sekwencji kodującej włącznie).
19.1. (0–1)
Na podstawie tekstu uzasadnij, że cząsteczka insuliny ma strukturę III- i IV-rzędową.
Struktura III-rzędowa:
Struktura IV-rzędowa:
19.2. (0–1)
Określ, który polipeptyd (1. czy 2.) będzie miał bardziej zmienioną sekwencję aminokwasów w porównaniu z polipeptydem prawidłowym. Odpowiedź uzasadnij.
19.3. (0–1)
Podaj nazwę czwartego aminokwasu w sekwencji prawidłowego polipeptydu oraz nazwę czwartego aminokwasu w polipeptydzie 1. Przyjmij założenie, że w ich skład nie wchodzi aminokwas kodowany przez kodon START.
Polipeptyd prawidłowy:
Polipeptyd 1:
19.4. (0–1)
Określ, czy opisane mutacje mogły być spowodowane działaniem kolchicyny, która jest czynnikiem mutagennym blokującym wrzeciono kariokinetyczne. Odpowiedź uzasadnij.
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.
