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.
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.
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.
Synteza kwasów tłuszczowych w komórkach roślinnych odbywa się w chloroplastach
i proplastydach. Na schemacie przedstawiono cykl Calvina i jego związek z innymi
przemianami metabolicznymi.
Na podstawie: Encyklopedia biologiczna, red. W. Sawicki, Kraków 2002, t. X, s. 230.
a)
Wykaż związek cyklu Calvina z syntezą kwasów tłuszczowych w chloroplastach.
b)
Podaj nazwę struktury komórki zwierzęcej oraz nazwę zachodzącego w niej procesu, dostarczającego substratu do syntezy kwasów tłuszczowych w takich komórkach.
Na schemacie przedstawiono przebieg fazy fotosyntezy zależnej od światła.
Na podstawie: http://www.forum.biolog.pl/kilka-pyta-dot-fotosyntezy-vt30939.htm [dostęp: 28.11.2014]; Fizjologia roślin, red. J. Kopcewicz, S. Lewak, Warszawa 2005, s. 284–291.
a)
Na podstawie informacji uzyskanych z analizy schematu oceń prawdziwość zapisanych w tabeli stwierdzeń dotyczących przebiegu fazy fotosyntezy zależnej od światła. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli.
Lp.
Informacja
Prawda
Fałsz
1.
U roślin prowadzących oksygeniczny typ fotosyntezy istotą fazy zależnej od światła jest przepływ elektronów od wody do PS I i następnie do NADP+.
2.
W transporcie elektronów od wody do NADP+ uczestniczą oba fotosystemy oraz przenośniki elektronów niezwiązane z fotosystemami.
3.
Transportowi elektronów od cząsteczki wody do NADP+ towarzyszy wytworzenie w poprzek błony tylakoidu gradientu stężenia protonów, który jest siłą napędową fosforylacji ADP.
b)
Na podstawie analizy schematu podaj, czy przedstawiony proces fosforylacji fotosyntetycznej przebiega cyklicznie, czy niecyklicznie. Odpowiedź uzasadnij.
Wykonano eksperyment, w którym oświetlano komórki skrętnicy (Spirogyra) – słodkowodnego
nitkowatego glonu należącego do zielenic – światłem przepuszczanym przez pryzmat, eksponując
różne odcinki nitkowatej plechy na światło o różnej długości fali. W każdej komórce skrętnicy
znajduje się jeden długi, spiralnie zwinięty chloroplast, zawierający chlorofile. Bakterie tlenowe
z rodzaju Pseudomonas, wprowadzone do wody akwariowej, w której hodowano skrętnicę,
wybiórczo gromadziły się wokół niektórych odcinków nitkowatej plechy oświetlanych światłem
o różnej barwie. Wynik eksperymentu zilustrowano na rysunku.
długość fali światła (nm)
barwa światła
660
czerwona
590
pomarańczowa
525
zielona
480
niebieska
Na podstawie: E.P. Solomon, L.R. Berg, D.W. Martin, Biologia, Warszawa 2014, s. 197.
a)
Pamiętając, że tlen jest produktem fotosyntezy, sformułuj problem badawczy tego doświadczenia.
b)
Wyjaśnij, dlaczego bakterie gromadziły się najliczniej wokół odcinków nitkowatej plechy oświetlanych światłem o barwach czerwonej i niebieskiej.
c)
Sformułuj wniosek potwierdzony wynikami eksperymentu.
d)
Podaj, w jaki sposób zmieni się wynik doświadczenia, jeśli na drodze światła pomiędzy pryzmatem i plechą wstawiony zostanie czerwony filtr. Uzasadnij odpowiedź.
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.
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.
