Na schemacie przedstawiono w sposób uproszczony układ naczyń krwionośnych wątroby.
Oznacz za pomocą strzałek kierunek przepływu krwi w każdym z trzech naczyń krwionośnych opisanych na schemacie, a także zapisz poniżej nazwę naczynia krwionośnego dostarczającego tlen do wątroby.
Stopień uwodnienia wyrośniętych, mających wakuole komórek roślinnych, regulowany jest
dzięki osmozie. Ze względu na sposób pobierania wody, komórkę można uznać za układ
osmotyczny. Błona komórkowa jest selektywnie przepuszczalna, a wnętrze komórki wypełnia
wakuola, zawierająca wodny roztwór substancji osmotycznie czynnych. Ściana komórkowa
jest przepuszczalna dla wody i substancji w niej rozpuszczonych.
Na rysunkach przedstawiono zmiany zachodzące w dwóch takich samych komórkach
roślinnych umieszczonych w różnych roztworach.
Na podstawie: N.A. Campbell, J.B. Reece, L.A. Urry, M.L. Cain, S.A. Wasserman,
P.V. Minorsky, R.B. Jackson, Biologia, Poznań 2013, s. 770;
J. Michejda, L. Ratajczak, Ćwiczenia z fizjologii roślin, Warszawa 1986, s. 47–48.
a)
Na obu rysunkach narysuj strzałki ilustrujące kierunek przepływu wody między komórką a roztworem, w którym została umieszczona.
b)
Na podstawie analizy rysunków określ, jakie zmiany zachodzą w komórce roślinnej umieszczonej w roztworze hipertonicznym (A) i hipotonicznym (B), przyporządkowując wszystkie spośród podanych niżej stwierdzeń (1–5) odpowiednio roztworom A lub B.
Występuje zjawisko plazmolizy
Powiększenie objętości protoplastu
Zmniejszenie się turgoru komórki
Wzrost ciśnienia protoplastu na ścianę komórkową
Pobieranie wody przez komórkę
c)
Opisz, jaką rolę w utrzymaniu jędrności (turgoru) komórki roślinnej odgrywają wakuola i ściana komórkowa.
Na schemacie przedstawiono klasyfikację rodzajów odporności swoistej. Poniżej wymieniono różne przyczyny (1–4) nabywania odporności swoistej przez organizm człowieka.
Zakażenie bakteriami chorobotwórczymi.
Przekazanie przeciwciał wytworzonych w ciele matki przez łożysko do płodu.
Podanie choremu gotowych przeciwciał w surowicy odpornościowej.
Podanie szczepionki ochronnej.
Uzupełnij schemat, wpisując w wyznaczone kropkami miejsca numery (1–4), odpowiadające sposobom nabywania odporności danego typu.
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.
Amylaza jest enzymem, który hydrolizuje skrobię do cukrów niskocząsteczkowych.
Przeprowadzono doświadczenie, w którym badano wpływ temperatury na aktywność
amylazy. W tym celu dokonywano pomiarów szybkości wytwarzania cukru redukującego
(niskocząsteczkowego) powstającego w wyniku enzymatycznej hydrolizy skrobi. Otrzymane
wyniki przedstawiono w tabeli.
Na podstawie: http://www.pharmainfo.net/articles/production-%CE%B1-amylase-agricultural-byproducts humicola-
lanuginosa-solid-state-fermentation; www.pg.gda.pl/chem/.../Instrukcja_amylaza.doc [dostęp: 09.12.2014].
a)
Na podstawie danych w tabeli narysuj wykres liniowy ilustrujący zależność aktywności amylazy od temperatury, mierzoną jako szybkość wytwarzania cukru redukującego w reakcji enzymatycznej hydrolizy skrobi.
b)
Na podstawie danych z tabeli podaj optymalną temperaturę dla reakcji enzymatycznej hydrolizy skrobi. Uzasadnij odpowiedź.
c)
Wyjaśnij, dlaczego w temperaturze 70°C nie zachodzi reakcja enzymatycznej hydrolizy skrobi.
W tkankach roślin zwykle odbywa się oddychanie tlenowe, w warunkach braku lub niedoboru
tlenu występuje też fermentacja mlekowa. Podczas beztlenowego rozkładu 1 mola glukozy
do 2 moli pirogronianu, powstają 2 mole NADH oraz 2 mole ATP w procesie fosforylacji
substratowej. W tlenowych etapach rozkładu 2 moli pirogronianu wytwarzane są 2 mole ATP
w procesie fosforylacji substratowej oraz 8 moli NADH i 2 mole FADH2. Z utleniania tych
cząsteczek NADH i FADH2 oraz NADH powstałego w czasie glikolizy powstają 32 mole
ATP (dane teoretyczne). Ilość energii niezbędna do syntezy 1 mola ATP wynosi 12 kcal.
Spalanie 1 mola glukozy w bombie kalorymetrycznej wyzwala 687 kcal energii.
Na podstawie: J. Kopcewicz, Podstawy biologii roślin, Warszawa 2012, s. 193–195.
a)
Porównaj losy NADH powstałego podczas fermentacji mlekowej z losami NADH powstałego podczas tlenowego rozkładu glukozy. W tym celu wypełnij poniższą tabelę.
Rodzaj oddychania
Proces, w którym NADH bierze udział jako substrat
Lokalizacja procesu, w którym NADH bierze udział jako substrat
fermentacja mlekowa
oddychanie tlenowe
b)
Oblicz teoretyczną wydajność energetyczną oddychania tlenowego oraz wydajność energetyczną fermentacji mlekowej dla 1 mola glukozy. Przedstaw swoje obliczenia – wyniki podaj w procentach.
Informacja 1.
Rośliny mięsożerne występują zwykle w siedliskach ubogich w składniki pokarmowe. Ich systemy korzeniowe są słabo wykształcone. W toku ewolucji mięsożerność pojawiała się wśród roślin kilkakrotnie, niezależnie od siebie. Są trzy odrębne rodziny roślin dzbankowatych, których przedstawiciele wykształcają „dzbanki”: Sarraceniaceae, rosnące w północnej i południowej Ameryce, Nepenthaceae w Azji oraz Cephalotaceae w Australii. Rodziny te nie są ze sobą blisko spokrewnione, ale wszystkie wykształcają, z fragmentu lub całego liścia, podobnie wyglądające pułapki w kształcie dzbanka. W dzbankach zbiera się woda deszczowa, w której, w najprostszym przypadku, złapane zwierzęta topią się i ulegają strawieniu z udziałem występujących w nich bakterii. Bardziej wymyślne dzbanki same wydzielają do wnętrza enzymy trawienne.
Na podstawie: A.J. Lack, D.E. Evans, Krótkie wykłady. Biologia roślin, Warszawa 2005.
Informacja 2.
Jeden z gatunków z rodziny Nepenthaceae – dzbanecznik dwuostrogowy (N. bicalcarata) jest kolonizowany przez mrówki z gatunku Camponotus schmitzi, które żywią się jego nektarem oraz owadami wpadającymi do dzbanków. Wyciągnięcie ofiary z dzbanka może trwać nawet do 12 godzin i w tym czasie mrówki zostawiają w dzbanku bogate w azot odchody. Zauważono, że wyławiane są głównie największe ofiary, a ich niezjedzone szczątki trafiają z powrotem do dzbanka. Rośliny pozbawione mrówek są skarlałe. Mrówki te gnieżdżą się wyłącznie na N. bicalcarata i tylko wyjątkowo są znajdowane na innych roślinach.
Na podstawie: encyklopedia.naukowy.pl
21.1. (0–1)
Uzupełnij tabelę – wpisz w każdym z jej wierszy właściwą nazwę zależności międzygatunkowych. Wybierz je z poniższych:
Na podstawie przedstawionych informacji określ, czy dzbankowate pułapki u opisanych roślin mięsożernych są przykładem konwergencji, czy – dywergencji. Odpowiedź uzasadnij.
21.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego dzbaneczniki dwuostrogowe żyjące bez mrówek mają mniejsze rozmiary ciała. W odpowiedzi uwzględnij informacje dotyczące warunków życia dzbaneczników.
Kropidlak czarny (Aspergillus niger) wydziela zewnątrzkomórkowo enzymy, m.in.
glukoamylazę, która hydrolizuje skrobię do glukozy. Glukoamylazy nie występują ani
u zwierząt, ani u roślin. Pozyskany z grzyba enzym wykorzystuje się w piekarnictwie,
przemyśle cukierniczym, owocowo-warzywnym, mleczarskim, farmaceutycznym
i fermentacyjnym. Obecnie glukoamylazę pozyskuje się głównie z transgenicznych szczepów
Aspergillus niger. Otrzymany z nich enzym cechuje się dużą odpornością na zmiany pH
i temperatury.
Na wykresach przedstawiono wpływ temperatury (I) i wartości pH (II) na aktywność
glukoamylazy zawartej w jednym z preparatów stosowanych w przemyśle fermentacyjnym.
Na podstawie: http://pl.wikipedia.org/wiki/Aspergillus, http://www.krolsan.com.pl/index4.php?page=glucamyl;
http://agrobiol.sggw.waw.pl/biochemia/media/Enzymologia/Enzymologia%20p%20dzik/
Glukoamylaza_06_11_2012.pdf [dostęp: 11.11.2014].
a)
Wyjaśnij, jakie znaczenie adaptacyjne dla kropidlaka ma zdolność wydzielania enzymu poza komórkę w naturalnym środowisku życia tego grzyba.
b)
Wypełnij tabelę – podaj nazwy dwóch enzymów, należących do amylaz, wytwarzanych przez człowieka oraz nazwy narządów, w świetle których te enzymy działają i nazwy produktów reakcji katalizowanych przez te enzymy.
Nazwa enzymu
Miejsce działania (narząd)
Produkt reakcji
c)
Na podstawie obu wykresów określ warunki, w jakich preparat z glukoamylazą jest najbardziej wydajny.
d)
Podaj po jednym przykładzie (innym niż opisane w tekście) wykorzystywania grzybów w biotechnologii tradycyjnej i nowoczesnej.
W procesie fotosyntezy ATP jest wytwarzany w fazie zależnej od światła. Na rysunku
zilustrowano przebieg doświadczenia, przeprowadzonego w całkowitej ciemności, w którym
wyizolowane z komórki chloroplasty zakwaszano przez zanurzenie ich w fizjologicznym
roztworze o wartości pH równej 4. Gdy pH wnętrza tylakoidu chloroplastu osiągnęło wartość
pH równą 4, chloroplasty przenoszono do roztworu zasadowego o wartości pH równej 8,
zawierającego ADP i Pi. W tych warunkach wartość pH stromy chloroplastu wzrastała szybko
do 8, natomiast pH wnętrza tylakoidów przez pewien czas pozostawało na poziomie wartości
pH równej 4. Po takim potraktowaniu chloroplastów wzrastało w nich stężenie ATP.
Na podstawie: http://www.wiley.com/college/karp/0471389137/ep/experimental_pathways.pdf;
L. Stryer, Biochemia, Warszawa 1999, s. 709.
a)
Dorysuj grot strzałki ilustrującej transport protonów (H+) pomiędzy wnętrzem tylakoidu a stromą chloroplastu w tym doświadczeniu i wyjaśnij, dlaczego chloroplasty były zdolne do syntezy ATP w ciemności.
b)
Wyjaśnij rolę światła w produkcji ATP w procesie fotosyntezy.
