Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 6. (1 pkt)
Na rysunkach przedstawiono fragment cząsteczki kolagenu.
![](https://biologhelp.pl/sites/default/files/styles/large/public/maturalne/2015-zbior-cke-biol-6.png?itok=7DGbaIwA)
Korzystając z rysunku, wykaż związek między strukturą kolagenu a jego funkcją biologiczną w organizmie człowieka.
Na rysunkach przedstawiono fragment cząsteczki kolagenu.
Korzystając z rysunku, wykaż związek między strukturą kolagenu a jego funkcją biologiczną w organizmie człowieka.
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.
a) | Określ, w którym zdaniu – A czy B – prawidłowo opisano rolę sił kohezji w transporcie wody w roślinie. Odpowiedź uzasadnij. |
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.
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:
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.
Poniżej przedstawiono wzory strukturalne trzech węglowodanów.
a) | 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. |
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.
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
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.
Na schemacie przedstawiono kodony występujące we fragmencie cząsteczki mRNA, która powstała po transkrypcji odcinka eksonu pewnego genu.
19.1. (0–1)
Uzupełnij schemat – zapisz sekwencję nukleotydów na fragmencie nici DNA, który był matrycą do transkrypcji przedstawionego fragmentu mRNA.
19.2. (0–1)
Korzystając z tabeli kodu genetycznego, wpisz w zaznaczone pola na schemacie nazwy aminokwasów zakodowanych w przedstawionym fragmencie.
19.3. (0–1)
Podaj nazwę wiązania oznaczonego na schemacie literą X.
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.
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. |
Na rysunku przedstawiono główne etapy ekspresji informacji genetycznej.
a) | Korzystając z informacji podanych na rysunku i własnej wiedzy, oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
---|---|---|---|
1. | Każda z nici DNA oraz nić mRNA zbudowane są z podobnych podjednostek chemicznych połączonych ze sobą za pomocą takich samych wiązań kowalencyjnych. | ||
2. | Dwuniciowy DNA oraz mRNA zbudowane są z nukleotydów purynowych i pirymidynowych, a stosunek ilościowy tych nukleotydów w obu kwasach wynosi 1 : 1. | ||
3. | Strukturę przestrzenną DNA i mRNA stabilizują wiązania wodorowe pomiędzy komplementarnymi zasadami azotowymi nukleotydów. |
b) | Stosując oznaczenia literowe zasad azotowych, podaj kodon 2 i kodon 3 w mRNA oraz w nici matrycowej DNA. |
c) | Zaznacz prawidłowe dokończenie zdania. |
Na podstawie przedstawionego schematu ekspresji informacji genetycznej można stwierdzić, że
BiologHelp+ obejmuje: