CHEMIA ŻYCIA, KOMÓRKA, METABOLIZM

CHEMIA ŻYCIA, KOMÓRKA, METABOLIZM

KARTY PRACY

1. Czym są pierwiastki biogenne? Podaj przykłady.

2. Związki organiczne i nieorganiczne w biologii + przykłady.

3. Jakie wiązania chemiczne występują w biologii?

Przykłady + opisy.

4. Budowa cząsteczki wody. Funkcje wody.

5. Budowa i cechy cukrów. Podział cukrów oraz przykłady.

6. Budowa i znaczenie lipidów w organizmie. Podział lipidów,

przykłady i właściwości.

7. Budowa i cechy aminokwasów + wiązanie peptydowe.

8. Białka proste i złożone. Przykłady.

9. Funkcje białek.

10. Budowa białek – rzędowości.

11. Koagulacja i denaturacja.

12. Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (stary)

Niektóre pierwiastki w połączeniu z białkami tworzą ważne

biologicznie związki, zwane metaloproteinami. Podaj przykład

metaloproteiny, w której występuje żelazo (Fe), oraz

metaloproteiny, w której występuje miedź (Cu), i określ funkcję

każdej z nich.

Nazwa metaloproteiny, w której występuje Fe:

Funkcja:

Nazwa metaloproteiny, w której występuje Cu:

Funkcja:

13. Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (stary)

Oceń, czy poniższe informacje dotyczące funkcji i właściwości

wody są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest

prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

1. Woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem, ponieważ

naładowane cząsteczki substancji rozpuszczonej są

przyciągane przez jej niepolarne cząsteczki. P F

2. Woda jest metabolitem wielu reakcji chemicznych – jest

produktem fotosyntezy i substratem oddychania tlenowego.

P F

3. Woda ma małe ciepło parowania, dzięki czemu możliwe

jest pozbywanie się ciepła z organizmu. P F

14. Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (nowy)

Kolageny to białka będące głównym składnikiem macierzy

zewnątrzkomórkowej zwierząt. Ich główną funkcją jest

utrzymanie integralności strukturalnej i sprężystości tkanki

łącznej. Kolagen jest syntetyzowany w formie łańcuchów α,

będących produktem ekspresji odrębnych genów. Te łańcuchy

zawierają duże ilości lizyny i proliny – głównych składników

kolagenu stabilizujących jego cząsteczkę. Aminokwasy te

następnie ulegają hydroksylacji z udziałem hydroksylaz,

których kofaktorem w tym procesie jest witamina C,

pobudzająca także bezpośrednio syntezę kolagenu przez

aktywację transkrypcji kodujących go genów. W kolejnym

etapie łańcuchy α łączą się trójkami za pomocą mostków

dwusiarczkowych, w wyniku czego powstaje prokolagen.

Z cząsteczek prokolagenu wydzielonych poza komórkę

powstają cząsteczki kolagenu, które mogą agregować

w większe struktury, takie jak włókienka, włókna lub sieci.

Na podstawie: J. Kawiak, J. Zabel, Seminaria z cytofizjologii, Wrocław 2002; K.A. Czubak, H.M. Żbikowska, Struktura, funkcja i

znaczenie biomedyczne kolagenów, Ann. Acad. Med. Siles., 4/2014.

a.) Na podstawie przedstawionych informacji określ najwyższą

rzędowość struktury białka – prokolagenu. Odpowiedź

uzasadnij, odwołując się do cechy budowy tego białka.

15. Matura Maj 2017, Poziom rozszerzony (nowy)

Na schemacie przedstawiono fragment cząsteczki białka

o strukturze III-rzędowej oraz warunkujące tę strukturę różne

oddziaływania występujące pomiędzy łańcuchami bocznymi

aminokwasów: wiązania chemiczne oparte na przyciąganiu

elektrostatycznym (1), wiązania kowalencyjne (2), interakcje

hydrofobowe (3) i oddziaływania jonowe (4).

Podaj nazwy wiązań chemicznych stabilizujących III-rzędową

strukturę białka, oznaczonych na schemacie numerami 1. i 2.

1

2

Na przykładzie enzymów białkowych wyjaśnij, w jaki sposób

struktura przestrzenna białka warunkuje jego funkcję

katalityczną. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm działania

enzymów.

16. Matura Maj 2016, Poziom rozszerzony (nowy)

Poniżej wymieniono niektóre właściwości fizykochemiczne

wody.

A. duże napięcie powierzchniowe;

B. duże ciepło parowania;

C. maksymalna gęstość w temperaturze 4°C.

Uzupełnij zdania (1.–3.) tak, aby były prawdziwe – wpisz

na początku zdania oznaczenie literowe wybranej właściwości

wody (A–C), a następnie dokończ zdanie: wyjaśnij,

w jaki sposób dana właściwość warunkuje funkcjonowanie

wymienionych organizmów.

1………………….umożliwia poruszanie się niektórych

gatunków owadów po powierzchni wody, ponieważ

2…………………..umożliwia przetrwanie ryb słodkowodnych

podczas zimy przy dnie zamarzających zbiorników, ponieważ

3………………………………………umożliwia pozbywanie się

nadmiaru ciepła z organizmu człowieka podczas pocenia się,

ponieważ

17. Co to jest komórka? Jakie mamy typy komórek?

Jakie są różnice pomiędzy poszczególnymi typami komórek?

18. Jaka jest budowa błony komórkowej? Jakie pełni funkcje?

19. Co to jest osmoza? Na czym polega plazmoliza?

Czym jest deplazmoliza?

20. Teoria endosymbiozy. Mitochondria i chloroplasty.

21. Rola wakuoli, rybosomów, siateczki śródplazmatycznej

(gładkiej i szorstkiej), aparatu Golgiego, lizosomów

i peroksysomów w przemianie materii komórki.

22. Budowa ściany komórkowej.

23. Matura Maj 2017, Poziom rozszerzony (stary)

Umieszczenie żywej komórki w roztworze hipotonicznym

skutkuje stopniowym napływem do jej wnętrza wody,

co powoduje zwiększanie się objętości komórki i w efekcie

może prowadzić do jej pęknięcia.

a) Podaj, jakich komórek – roślinnych czy zwierzęcych –

dotyczy ten opis. Odpowiedź uzasadnij, odwołując

się do zjawiska zachodzącego w tych komórkach

i do ich budowy.

b) Określ konsekwencje umieszczenia komórki roślinnej

w roztworze hipertonicznym

24. Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (stary)

Oceń, czy poniższe informacje dotyczące porównania komórki

prokariotycznej i eukariotycznej są prawdziwe. Zaznacz P,

jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

1. W niektórych strukturach komórek eukariotycznych

występują rybosomy bardzo podobne do tych, które są obecne

w komórkach prokariotycznych. P F

2. Jądra komórkowe obecne w komórkach prokariotycznych

są mniejsze niż występujące w komórkach eukariotycznych.

P F

3. Zarówno u prokariontów, jak i eukariontów występują

struktury wewnątrzkomórkowe otoczone podwójną błoną.

P F

25. Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (nowy)

Mitochondria i chloroplasty pochodzą najpewniej od bakterii

żyjących samodzielnie, które zostały pobrane do wnętrza

komórki przodka organizmów eukariotycznych, ale nie zostały

strawione. W obydwu organellach dochodzi do syntezy ATP.

Zgodnie z modelem chemiosmozy, dzięki transportowi

elektronów przez przenośniki związane z błoną, protony (H+)

są przepompowywane na jej drugą stronę: w mitochondriach

z matriks do przestrzeni międzybłonowej, a w chloroplastach –

ze stromy do wnętrza (światła) tylakoidu. W błonę wbudowany

jest enzym – syntaza ATP, który wykorzystuje do swojego

działania powstałą różnicę stężeń H+. Źródła elektronów,

przechodzących przez przenośniki łańcucha transportu

elektronów, są różne w mitochondriach i w chloroplastach,

ale istota procesu chemiosmozy jest taka sama w obydwu

organellach – co przedstawiono na poniższym schemacie.

Na podstawie: Biologia, red. N.A. Campbell, Poznań 2012.

Podaj jeden argument na rzecz endosymbiotycznego

pochodzenia mitochondriów i chloroplastów.

26. Matura Czerwiec 2012, Poziom rozszerzony (stary)

Wakuola komórek roślinnych to struktura otoczona błoną

cytoplazmatyczną – tonoplastem, wypełniona sokiem

komórkowym. W skład soku komórkowego wchodzą: woda,

jony oraz rozpuszczalne i nierozpuszczalne związki mineralne

i organiczne. Stwierdzono też obecność w nim różnych

enzymów hydrolitycznych, np. peptydaz, glikozydaz.

Na podstawie tekstu podaj dwie funkcje wakuoli.

27. Matura Czerwiec 2011, Poziom rozszerzony (stary)

Poniższe zdania dotyczą błon biologicznych. Zaznacz dwa,

które są nieprawdziwe.

A. Wszystkie komórki są otoczone błoną komórkową.

B. Wewnątrz komórek eukariotycznych znajdują się

struktury otoczone jedną lub dwiema błonami.

C. Mimo różnic funkcjonalnych wszystkie błony w komórce

zbudowane są z dwuwarstwy lipidowej, w której znajdują

się białka.

D. Stosunek zawartości białek i lipidów jest taki sam dla

każdego rodzaju błony komórkowej.

E. Glikokaliks występuje na powierzchni błon komórkowych

w komórkach prokariotycznych i eukariotycznych.

28. Matura Maj 2017, Poziom rozszerzony (stary)

Ściana komórkowa u roślin lądowych to struktura zbudowana

głównie z celulozy – substancji o dużej wytrzymałości na

rozciąganie i stanowiącej włóknisty szkielet ściany,

a także z pektyn i hemicelulozy – wypełniających ten szkielet.

a) Wykaż związek między budową ściany komórkowej

a funkcją, jaką ta ściana pełni w komórce.

29. Budowa enzymów i cechy.

30. Szlak metaboliczny i cykl metaboliczny.

31. Anabolizm i katabolizm.

32. ATP i jego budowa.

33. Oddychanie tlenowe i fermentacja.

34. Glikoliza.

35. Dekarboksylacja oksydacyjna pirogronianu.

36. Cyklu Krebsa i łańcuch oddechowy. Cykl mocznikowy.

37. Fotosynteza. Barwniki w fotosyntezie. Fazy fotosyntezy.

Cykl Calvina.

38. Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (stary)

Na schemacie przedstawiono w uproszczeniu wybrane etapy

procesu zachodzącego w komórkach eukariotycznych

Na podstawie: A. Salyers, D. Whitt, Mikrobiologia, Warszawa 2012.

a) Podaj nazwy etapów oznaczonych na schemacie

numerami I i II oraz określ ich lokalizację w komórce.

Nazwa etapu I:

Lokalizacja:

Nazwa etapu II:

Lokalizacja

b.) Na podstawie schematu oceń, czy poniższe informacje

są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa,

albo F – jeśli jest fałszywa.

1. Łącznie w przebiegu obu prezentowanych etapów

zachodzi czterokrotnie dehydrogenacja z wytworzeniem

NADH. P F

2. Pośrednie produkty etapu II mogą być wykorzystywane

do syntez niektórych aminokwasów. P F

3. Oba etapy (I i II) przedstawionego procesu, dostarczają

komórce wysokoenergetycznych cząsteczek. P F

39. Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (nowy)

Przeprowadzono doświadczenie dotyczące warunków

przebiegu fotosyntezy u moczarki kanadyjskiej. W tym celu

przygotowano cztery zestawy doświadczalne A–D:

Jednakowej długości pędy moczarki kanadyjskiej umieszczono

w zlewkach z wodnym roztworem sody oczyszczonej, które

następnie przykryto szklanym lejkiem. Na szczycie każdego

lejka umieszczono szklaną probówkę wypełnioną wodą.

Wszystkie zestawy oświetlano światłem o takim samym

natężeniu, ale w każdym zestawie utrzymywano inną

temperaturę wody. Na rysunkach przedstawiono wyniki

przeprowadzonego doświadczenia uzyskane w zestawach

A–D.

Sformułuj problem badawczy przedstawionego doświadczenia.

Określ, w którym zestawie doświadczalnym (A–D) proces

fotosyntezy zachodził z największą intensywnością.

Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do przedstawionych wyników

doświadczenia.

40. Matura Maj 2017, Poziom rozszerzony (nowy)

Na uproszczonym schemacie przedstawiono przebieg

fotosyntezy. Fazę jasną (zależną od światła) i fazę ciemną

(niezależną od światła – cykl Calvina-Bensona) oddzielono

przerywaną linią.

Oceń, czy poniższe informacje dotyczące procesu fotosyntezy

są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa,

albo F – jeśli jest fałszywa.

1. Faza fotosyntezy zależna od światła dostarcza

ATP i NADPH + H+, niezbędnych do przebiegu procesów

cyklu Calvina-Bensona. P F

2. Procesy fazy zależnej od światła zachodzą w tylakoidach

i stromie chloroplastów, a procesy cyklu Calvina-Bensona –

tylko w stromie. P F

3. Zahamowanie procesów cyklu Calvina-Bensona skutkuje

zahamowaniem fosforylacji niecyklicznej ze względu na

gromadzenie się ATP i NADPH + H+. P F

Określ, jaką funkcję pełnią cząsteczki chlorofilu znajdujące

się w centrum reakcji fotosystemów.

Podaj nazwę związku oznaczonego na schemacie

literą X oraz określ jego rolę w fazie niezależnej od światła.

Nazwa związku X:

Rola w fazie niezależnej od światła:

41. Matura Maj 2017, Poziom podstawowy (stary)

Energii niezbędnej do wywołania skurczu mięśnia dostarcza

związek chemiczny – ATP (adenozynotrifosforan).

Na schemacie przedstawiono w uproszczeniu dwie drogi

(szlaki metaboliczne) uzyskiwania ATP przez komórki

mięśniowe w procesie oddychania: droga A składająca się

z procesów oznaczonych na schemacie cyframi I i II oraz

droga B – składająca się z procesów I i III.

Podaj nazwę procesu oznaczonego na schemacie

cyfrą I oraz miejsce jego przebiegu w komórce.

Nazwa procesu:

Lokalizacja w komórce:

Uzupełnij poniższe zdania – określ, czy dana droga

uzyskiwania energii jest procesem tlenowym czy

beztlenowym. Odpowiedź uzasadnij, uwzględniając informacje

przedstawione na schemacie.

Droga A jest procesem ………………………., ponieważ

Droga B jest procesem ……………………… , ponieważ

42. Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (nowy)

Enzym ureaza, który występuje m.in. w nasionach dyni,

przeprowadza następującą reakcję: H2N-CO-NH2 + H2O : 2

NH3 + CO2 Powstający w ten sposób amoniak powoduje

alkalizację (wzrost zasadowości) środowiska reakcji.

Ureaza podana dożylnie jest śmiertelna dla człowieka nawet

w niskich dawkach, ale nasiona dyni można jeść bezpiecznie.

Przeprowadzono doświadczenie, w którym przesącz z nasion

dyni rozgniecionych w wodzie rozdzielono w równych ilościach

do trzech probówek (I–III) i do każdej z nich dodano tak sam

ilość mocznika. Stopień alkalizacji roztworu w probówkach

mierzono za pomocą fenoloftaleiny, która w środowisku

zasadowym przyjmuje barwę różową – tym intensywniejszą,

im wyższe jest pH roztworu. Każdą probówkę inkubowano w

innej temperaturze: I – 10°C, II – 35°C, III – 70°C. Po kilku

minutach zaobserwowano zmian zabarwienia roztworów

w I i II probówce, natomiast w probówce III roztwór się nie

zabarwił. Na podstawie: www.biocen.edu.pl/volvox/Protocols/PDFs/Urease_pl

Sformułuj problem badawczy do tego doświadczenia.

Podaj przyczynę, która sprawiła, że w probówce III roztwór się

nie zabarwił.

Zaznacz poniżej klasę enzymów (AFD), do której należy

ureaza.

A. liazy

B. ligazy

C. hydrolazy

D. oksydoreduktazy