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.
Klinowate uwypuklenie linii nasady włosów na czole (tak zwany „wdowi ząbek”) jest warunkowane autosomalnym allelem dominującym (B). Z czwórki potomstwa rodziców, którzy oboje mają klinowate uwypuklenie linii nasady włosów, dwoje dzieci ma również tę cechę, a dwoje – tej cechy nie ma.
a)
Zapisz genotypy rodziców.
Genotyp matki:
Genotyp ojca:
b)
Zapisz wszystkie prawdopodobne genotypy, które mogą wystąpić u ich dzieci.
c)
Zapisz genotyp dziecka, którego całe potomstwo (100%) będzie miało klinowatą nasadę włosów.
Skrzyżowano dwie karłowate rośliny pewnego gatunku: jedna z nich miała kwiaty czerwone, a druga – kwiaty białe. W pokoleniu potomnym wszystkie rośliny miały kwiaty różowe. Wśród nich 75% stanowiły rośliny karłowate, a 25% – rośliny wysokie.
Uwaga: poniższe informacje wykorzystaj do rozwiązania polecenia 27b).
Między allelami genu mogą występować podane niżej formy dominacji (I–III):
I. Dominacja całkowita – u heterozygot cechy warunkowane przez allel dominujący ujawniają się w pełni.
II. Dominacja niecałkowita – u heterozygot cechy warunkowane przez allel dominujący ujawniają się tylko częściowo.
III. Kodominacja (współdominowanie) – u heterozygot ujawniają się cechy warunkowane przez obydwa allele.
a)
Uzupełnij poniższą legendę – wpisz obok literowych oznaczeń alleli warunkowane przez nie warianty cech. Następnie, na podstawie tej legendy, zapisz genotypy form rodzicielskich.
Zastosuj litery: A i a – na określenie alleli warunkujących wysokość roślin B i b – na określenie alleli barwy kwiatów.
Legenda: A – allel warunkujący a – allel warunkujący B – allel warunkujący b – allel warunkujący
Genotypy rodziców:
b)
Określ, które z wymienionych powyżej form dominacji (I–III) występują między
allelami warunkującymi wysokość roślin przedstawionego gatunku:
Prawdopodobnie pierwotne ssaki mogły odbierać promieniowanie ultrafioletowe za pomocą specjalnych receptorów, jednak większość zwierząt utraciła tę zdolność. Zespół naukowców University College w Londynie, badający arktyczne renifery, dowiódł, że zwierzęta te widzą niedostrzegalne dla ludzkiego oka promieniowanie ultrafioletowe (UV). Dzięki temu mają możliwość dostrzeżenia struktur, które pochłaniają ultrafiolet, np. porostów, moczu wilków.
Na podstawie: A.M. Hodge, Oczy Rudolfa, „Świat Nauki”, nr 10, 2011.
a)
Podaj nazwę rodzaju doboru, który doprowadził do utrwalenia się zdolności widzenia ultrafioletu przez renifery.
b)
Określ znaczenie przystosowawcze utrwalenia się zdolności widzenia ultrafioletu przez renifery.
W organizmach oligosacharydy i polisacharydy pod wpływem działania enzymów mogą
ulegać hydrolizie. Na rysunku przedstawiono katalizowaną przez enzym hydrolizę sacharozy,
której etapy oznaczono literami (A–D), oraz obok – wykres zależności szybkości reakcji
enzymatycznej od stężenia substratu.
Na podstawie: N.A. Campbell, J.A. Urry, M.L. Cain, S.A. Wasserman,
P.V. Minorsky, R.B. Jackson, Biologia, Poznań 2012, s. 78;
B.D. Hames, N.M. Hooper, Biochemia, Krótkie wykłady, Warszawa 2002, s. 83, 96–99;
M. Barbor, M. Boyle, M. Cassidy, K. Senior, Biology, London 1999, s. 73.
a)
Do każdego etapu hydrolizy (A–D) przyporządkuj jego prawidłowy opis wybrany spośród podanych (1–5).
Odłączenie produktów od enzymu.
Przekształcanie substratu w produkty.
Przyłączenie cząsteczki wody do wolnego substratu.
Enzym z centrum aktywnym gotowy do przyłączenia substratu.
Przyłączenie substratu do enzymu, powstanie kompleksu enzym-substrat (ES).
b)
Korzystając z wykresu wyjaśnij, dlaczego przy wysokim stężeniu substratu jego dalszy wzrost nie wpływa już na zwiększenie szybkości reakcji enzymatycznej.
c)
Wiedząc, że w przedstawionym enzymie centrum aktywne jest miejscem, do którego może przyłączać się inhibitor, określ jaki typ inhibicji enzymu może zachodzić w przypadku tej reakcji i wyjaśnij, na czym ona polega.
d)
Wiedząc, że sacharoza jest w organizmach roślinnych główną formą transportu węglowodanów, przedstaw drogę jej przemieszczania (od miejsca powstania do miejsca rozładunku) oraz podaj nazwę tkanki, w której ten transport odbywa się.
e)
Podaj nazwę enzymu katalizującego reakcję hydrolizy sacharozy w przewodzie pokarmowym człowieka oraz miejsce jego wytwarzania i działania.
Płazy to pierwsze kręgowce, które zmieniły środowisko wodne na lądowe – wyszły na ląd.
Należą do zwierząt dwuśrodowiskowych – ich formy larwalne (kijanki) żyją w wodzie,
a postaci dorosłe żerują na lądzie, do wody wracają na okres rozrodu.
Wymień dwa przykłady cech, które umożliwiły dorosłym płazom przystosowanie się do życia w środowisku lądowym, a pojawiły się u przodków płazów.
Na schemacie przedstawiono pewien proces metaboliczny.
Na podstawie: E. Bańkowski, Biochemia, Wrocław 2006, s. 196–200.
a)
Na podstawie schematu wykaż, że przedstawiony proces jest cyklem przemian metabolicznych.
b)
Określ, czy przedstawiony proces jest procesem anabolicznym, czy katabolicznym. Odpowiedź uzasadnij jednym argumentem.
c)
Wyjaśnij, na czym polega znaczenie adaptacyjne przedstawionego procesu dla zwierząt lądowych.
d)
Podaj nazwę narządu człowieka, w którym zachodzi przedstawiony proces.
e)
Podaj, jaki rodzaj diety należy zastosować w przypadku pacjenta, u którego stwierdzono wrodzony niedobór jednego z enzymów uczestniczących w opisanym procesie, co skutkuje podwyższonym stężeniem amoniaku w jego organizmie. Odpowiedź uzasadnij.
Na rysunkach 1–7 przedstawiono (bez zachowania proporcji wielkości) zwierzęta należące
do różnych gromad w królestwie zwierząt.
Źródło: Larousse. Ziemia, rośliny, zwierzęta, praca zbiorowa, Warszawa 1985, s. 313, 317, 321–323, 326, 328.
a)
Podaj nazwę gromady, do której należy zwierzę oznaczone cyfrą 1 oraz – widoczną na rysunku – jedną cechę budowy zewnętrznej, charakterystyczną wyłącznie dla tej gromady i występującą u wszystkich jej przedstawicieli.
b)
Dopisz prawidłowe dokończenie zdania, wpisując oznaczenia cyfrowe zwierząt spośród 1–7.
Powłoka ciała, zapobiegająca przenikaniu wody do wnętrza ciała dzięki martwym
wytworom nabłonka oraz tłuszczowej wydzielinie komórek gruczołowych nabłonka,
występuje u zwierząt oznaczonych cyframi .
c)
Zaznacz w tabeli znakiem X prawidłowe elementy aparatu ruchu zwierząt oznaczonych cyframi 1 i 4.
Zwierzę
Układ mięśniowy
Szkielet
1.
□ mięśnie wora powłokowego
□ płyn jamy ciała
□ wyspecjalizowane wiązki mięśni
□ oskórkowy szkielet zewnętrzny
4.
□ mięśnie wora powłokowego
□ płyn jamy ciała
□ wyspecjalizowane wiązki mięśni
□ oskórkowy szkielet zewnętrzny
d)
Zaznacz odpowiedź A, B, C albo D i jej uzasadnienie spośród I–IV tak, aby powstało poprawne dokończenie poniższego zdania.
Krew płynie w zamkniętym systemie naczyń krwionośnych u
A.
wszystkich wymienionych zwierząt
i jest wykorzystana do transportu tlenu u
I
wszystkich wymienionych zwierząt.
B.
wszystkich wymienionych zwierząt z wyjątkiem 1.
II
wszystkich wymienionych zwierząt z wyjątkiem 1.
C.
wszystkich wymienionych zwierząt z wyjątkiem 4.
III
wszystkich wymienionych zwierząt z wyjątkiem 4.
D.
wszystkich wymienionych zwierząt z wyjątkiem 1. i 4.
IV
u wszystkich wymienionych zwierząt z wyjątkiem 1. i 4.
e)
Przedstaw znaczenie fizjologiczne wydalania kwasu moczowego przez zwierzęta oznaczone cyframi 1 i 7.
