Metabolizm
Zadanie 1
Na schemacie przedstawiono w uproszczeniu wybrane etapy procesu zachodzącego w komórkach eukariotycznych.
(matura maj 2020)
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.
2) Pośrednie produkty etapu II mogą być wykorzystywane do syntez niektórych aminokwasów.
3) Oba etapy (I i II) przedstawionego procesu, dostarczają komórce wysokoenergetycznych cząsteczek.
Zadanie 2
Tłuszcze, pochodzące z układu pokarmowego, docierają włosowatymi naczyniami krwionośnymi do komórek tkanki tłuszczowej, w których są gromadzone. Podczas deficytu energii w organizmie ulegają w nich hydrolizie (do kwasów tłuszczowych i glicerolu), a produkty hydrolizy transportowane są przez krew do wątroby lub innych narządów. (zbiór zadań CKE 2015)
a) Korzystając z podanych informacji i własnej wiedzy, podaj przystosowania tkanki tłuszczowej do przeprowadzania zachodzących w tej tkance trzech procesów opisanych w tekście.
b) Uzupełnij schemat ilustrujący metabolizm tłuszczów w komórkach tłuszczowych, a następnie w komórkach wątroby, wpisując w pustych miejscach odpowiednie nazwy produktów reakcji lub procesów. Wybierz je spośród wymienionych poniżej.
Nazwy produktów reakcji lub procesów: glikoliza, hydroliza, β-oksydacja, pirogronian, cholesterol, kwasy tłuszczowe, glicerol, acetylo-CoA.
Zadanie 3
Na schemacie przedstawiono pewien proces metaboliczny. (zbiór zadań CKE 2015)
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.
Zadanie 4
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).
1. Odłączenie produktów od enzymu.
2. Przekształcanie substratu w produkty.
3. Przyłączenie cząsteczki wody do wolnego substratu.
4, Enzym z centrum aktywnym gotowy do przyłączenia substratu.
5. Przyłączenie substratu do enzymu, powstanie kompleksu enzym-substrat (ES).
A-
B-
C-
D-
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.
Zadanie 5
Na wykresie przedstawiono optymalne wartości pH dla dwóch enzymów układu pokarmowego człowieka. (zbiór zadań CKE 2020)
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. 155.
Ustal, który wykres (A czy B) przedstawia optymalne pH dla trypsyny. Odpowiedź uzasadnij.
Zadanie 6
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. (Zbiór zadań CKE 2015)
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.
d) Określ funkcję, jaką w funkcjonowaniu wątroby człowieka pełnią peroksysomy.
Zadanie 7
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. (zbiór zadań CKE 2015).
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.
