Metabolizm to całokształt przemian chemicznych zachodzących w komórkach wraz
z towarzyszącymi im przemianami energetycznymi. Na metabolizm składają się dwie grupy
procesów, przedstawione na schemacie.
Podaj nazwy (anabolizm/katabolizm) przedstawionych na schemacie grup procesów metabolicznych A i B. Odpowiedź uzasadnij, uwzględniając cechę charakteryzującą każdą z tych grup.
Na schemacie przedstawiono przemiany biochemiczne zachodzące w komórkach trzech
różnych narządów biegacza podczas sprintu – bardzo intensywnego biegu na krótkich
dystansach (do 400 m).
14.1. (0–1)
Wypisz ze schematu oznaczenie cyfrowe, które symbolizuje proces glikogenolizy, oraz wymień nazwy wszystkich narządów, w których ten proces zachodzi.
Glikogenoliza:
Narządy:
14.2 (0–2)
Na podstawie analizy schematu opisz, na czym polega różnica w przemianach mleczanu w komórkach wątroby i w komórkach mięśnia sercowego organizmu biegacza. W odpowiedzi odnieś się do obu narządów.
Wśród aminokwasów wyróżnia się także aminokwasy niebiałkowe, takie jak: ornityna
i cytrulina, które nie wchodzą w skład białek. Uczestniczą one w cyklu przemian związków
azotowych zachodzących w komórkach wątroby człowieka i zwierząt.
Podaj nazwę cyklu metabolicznego, w którym wymienione w tekście aminokwasy niebiałkowe pełnią kluczową funkcję, i określ znaczenie tego cyklu dla prawidłowego funkcjonowania organizmu.
Substraty niektórych szlaków biochemicznych zostają włączone do reakcji po uprzednim
połączeniu się ze związkami określanymi jako akceptory.
Uzupełnij puste miejsca w tabeli nazwami niżej podanych związków chemicznych tak, aby poprawnie określić akceptory i przyłączane do nich związki chemiczne.
acetylo-CoA (acetylokoenzym A)
CO2
fosfoenolopirogronian
NAD+ (dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy)
Chemosynteza, podobnie jak fotosynteza, przebiega w dwóch fazach:
I. wytwarzanie „siły asymilacyjnej” (ATP i NADPH + H+ )
II. asymilacja CO2.
Reakcje przedstawione poniżej są uproszczonymi zapisami przebiegu jednej z wymienionych
faz chemosyntezy zachodzącej w komórkach bakterii nitryfikacyjnych.
2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O + energia 2HNO2 + O2 → 2HNO3 + energia
a)
Określ, którą fazę – I czy II – ilustrują przedstawione reakcje. Odpowiedź uzasadnij.
b)
Wyjaśnij, jaką funkcję pełnią bakterie nitryfikacyjne w obiegu azotu w przyrodzie.
Aldehyd 3-fosfoglicerynowy jest bezpośrednim produktem fotosyntezy (cyklu Calvina),
ale nie jest to związek magazynowany przez komórkę. Szkielet węglowy aldehydu
3-fosfoglicerynowego może zostać utleniony w procesie glikolizy lub zmagazynowany
w postaci sacharozy lub skrobi.
Przyporządkuj nazwy poniższych procesów (1–3) związanych z metabolizmem cukrów w komórce roślinnej do odpowiednich przedziałów komórkowych, w których te procesy zachodzą.
Ureaza to enzym należący do hydrolaz. Katalizuje on reakcję hydrolitycznego rozkładu
mocznika. Występuje w bakteriach, drożdżach i niektórych roślinach wyższych.
Do doświadczenia badającego wpływ stężenia ureazy na szybkość reakcji użyto
0,1-molowego roztworu kwasu octowego, 1% roztworu mocznika, roztworu ureazy
i uniwersalnego wskaźnika pH, który zmienia barwę w zależności od środowiska (zasadowe –
niebieska, kwasowe – czerwona). Na początku doświadczenia roztwory we wszystkich
probówkach miały barwę czerwoną. Podczas doświadczenia w niektórych probówkach
zaobserwowano zmianę barwy roztworów.
Na rysunku przedstawiono sposób przygotowania doświadczenia.
Na podstawie: http://www.biology-resources.com/biology-experiments2.html [dostęp: 09.11.2014].
a)
Podaj nazwy produktów katalitycznej hydrolizy mocznika i podkreśl ten, który spowodował zaobserwowaną zmianę pH w niektórych próbkach.
b)
Podaj numer próbki, w której czerwona barwa roztworu najszybciej zmieniła się na niebieską i uzasadnij odpowiedź.
c)
Podaj numer probówki, która stanowi próbę kontrolną w doświadczeniu i uzasadnij odpowiedź.
d)
Określ, czy wzrost stężenia enzymu, przy stałym początkowym stężeniu substratu, będzie proporcjonalnie zwiększać natężenie zachodzenia reakcji. Uzasadnij odpowiedź.
e)
Wyjaśnij, na czym polega udział bakterii i grzybów produkujących ureazę w udostępnianiu roślinom związków azotowych.
Bakterie to organizmy cudzożywne lub samożywne. Wśród bakterii samożywnych
wyróżniamy fotoautotrofy i chemoautotrofy.
W tabeli przedstawiono niezbędne warunki rozwoju oraz składniki pokarmowe trzech
gatunków bakterii: A, B, C.
Warunki rozwoju i składniki pokarmowe
A
B
C
światło
+
–
–
woda i sole mineralne
+
+
+
tlenek węgla(IV) CO2
+
–
+
siarkowodór H2S
+
–
–
amoniak NH3
–
–
+
glukoza C6H12O6
–
+
–
tiamina (witamina B1)
–
+
–
a)
Korzystając z informacji w tabeli, przyporządkuj do każdego z gatunków bakterii A, B i C właściwy sposób odżywiania – wybierz go spośród podanych poniżej.
Toksycznym produktem ubocznym metabolizmu komórkowego jest nadtlenek wodoru
(H2O2). Katalaza, enzym zlokalizowany w peroksysomach, przyspiesza rozkład H2O2
do produktów nieszkodliwych dla komórki. Enzym ten występuje w komórkach organizmów
oddychających tlenowo, znaczne jego ilości występują w wątrobie.
W celu zbadania aktywności katalazy przeprowadzono doświadczenie. W moździerzu
roztarto 10 g surowej wątroby i dodano 100 ml wody destylowanej, otrzymując w ten sposób
homogenat z wątroby. W dwóch probówkach (A i B) umieszczono po 10 ml homogenatu.
Probówkę A ogrzano aż do zagotowania zawartości, a następnie ostudzono. Do obu probówek
dodano po 5 cm3 wody utlenionej (3% roztwór H2O2), a następnie włożono żarzące się
łuczywko. W probówce B zaobserwowano wydzielanie się pęcherzyków gazu oraz rozpalenie
się łuczywka. W probówce A pęcherzyki gazu nie powstały, łuczywko nie rozpaliło się.
Na podstawie: A.M. Adamska, Z. Adamski, M. Łuszczek-Pawełczak, H. Skrzypczak,
Biologia. Zbiór ćwiczeń i doświadczeń, Warszawa 2006, s. 8–9.
a)
Sformułuj problem badawczy do przeprowadzonego doświadczenia.
b)
Wyjaśnij, dlaczego łuczywko rozpaliło się po włożeniu do probówki B.
c)
Podaj, która probówka (A czy B) stanowiła próbę kontrolną w tym doświadczeniu. Odpowiedź uzasadnij.
d)
Zapisz wniosek potwierdzony wynikami tego doświadczenia.
e)
Określ funkcję, jaką w funkcjonowaniu wątroby człowieka pełnią peroksysomy.
