Na schemacie przedstawiono udział w obiegu azotu różnych grup bakterii żyjących w glebie,
które oznaczono literami A–D.
a)
Wypisz ze schematu oznaczenie literowe bakterii, które są chemoautotrofami.
b)
Uzasadnij, że procesy przeprowadzane przez bakterie oznaczone na schemacie literą A są korzystne dla roślin. W odpowiedzi uwzględnij metabolizm tych bakterii.
Anabaena to rodzaj nitkowatych sinic. Większość komórek w nici tej sinicy przeprowadza
fotosyntezę. W skład nici wchodzą także wyspecjalizowane komórki o grubych ścianach
komórkowych, zwane heterocytami, asymilujące azot atmosferyczny. W heterocytach nie jest
aktywny fotosystem II. Biologiczne wiązanie N2 w heterocytach zachodzi przy udziale
złożonego układu enzymatycznego, w skład którego wchodzi nitrogenaza. Enzym ten
katalizuje w warunkach beztlenowych reakcję wiązania azotu atmosferycznego, którą
sumarycznie można przedstawić następująco:
N2 + 16ATP + 8e- + 8H+ → 2NH3 + H2 + 16ADP +16Pi
Międzykomórkowe połączenia między poszczególnymi komórkami nici pozwalają
heterocytom pozyskiwać węglowodany i transportować do sąsiednich komórek produkty
wiązania N2 w postaci glutaminy.
Na podstawie: Biologia, pod red. N.A. Campbella, Poznań 2012;
W.J.H. Kunicki-Goldfinger, Życie bakterii, Warszawa 2005.
5.1. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego w heterocytach sinicy Anabaena nie może być aktywny fotosystem II. W odpowiedzi uwzględnij funkcję heterocytów oraz proces zachodzący w fotosystemie II.
5.2. (0–1)
Określ, czy reakcja wiązania azotu atmosferycznego zachodząca w heterocytach sinicy Anabaena ma charakter anaboliczny, czy – kataboliczny. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do jednej z cech tej klasy reakcji.
5.3. (0–1)
Wyjaśnij znaczenie połączeń między komórkami fotosyntetyzującymi a heterocytami u sinic Anabaena dla efektywnego zachodzenia fotosyntezy. W odpowiedzi uwzględnij procesy zachodzące w obu rodzajach komórek.
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.
