PROCESY ENERGETYCZNE W KOMÓRCE. Powodzenia!
ZADANIE 1. Rysunek przedstawia uproszczony schemat przebiegu cyklu Krebsa, jednego z etapów oddychania
tlenowego. Podaj nazwy (pełne lub skrócone) związków, które powinny być wpisane w miejsce liter X i Y.
ZADANIE 2. Kwas pirogronowy jest metabolitem pośrednim fermentacji i oddychania tlenowego. Porównując
przekształcenia kwasu pirogronowego w dwóch formach oddychania, ustal, jakie informacje należałoby wpisać
do poniższego schematu w miejsca oznaczone cyframi od 1 do 6.
ZADANIE 3. Proces powstawania ATP z ADP nazywamy fosforylacją. Określ, jaki rodzaj fosforylacji przedstawia
powyższy schemat fragmentu procesu glikolizy.
ZADANIE 4. Poniższy rysunek przedstawia schematycznie budowę mitochondrium, w którym zachodzi m.in. proces
oddychania wewnątrzkomórkowego. Podaj nazwy struktur oznaczonych na schemacie jako X oraz Y i podaj, jakie
etapy oddychania komórkowego zachodzą w ich obrębie.
ZADANIE 5. Czym różni się utlenianie biologiczne glukozy w komórkach od spalania glukozy w warunkach
laboratoryjnych? Podaj przyczynę różnicy.
ZADANIE 6. Dlaczego oddychanie tlenowe określa się jako rozrzutny sposób uzyskiwania energii koniecznej do
życia?
ZADANIE 7.
A. Podaj nazwę składnika komórki przedstawionego na rysunku oraz podpisz obie zaznaczone na nim struktury.
B. Podaj miejsce przebiegu glikolizy oraz napisz który jest to etap oddychania komórkowego.
C. Określ z uzasadnieniem czy oddychanie komórkowe zawsze wymaga dostarczenia tlenu.
ZADANIE 8. W komórkach organizmu człowieka pozyskiwanie energii może zachodzić w wyniku tlenowego lub
beztlenowego (fermentacji mlekowej) rozkładu związków organicznych. Wśród niżej wymienionych elementów
budowy ciała człowieka (od A do E) zaznacz tylko ten, w którym może zachodzić zarówno oddychanie tlenowe,
jak i fermentacja mlekowa.
MÓZG – MIĘŚIEŃ SZKIELETOWY – NERKA – ŻOŁĄDEK – SERCE
ZADANIE 9. W organizmie człowieka glikogen występuje w dwóch różnych miejscach: w wątrobie i w mięśniach
szkieletowych. Przedstaw rolę glikogenu występującego w mięśniach szkieletowych.
ZADANIE 10. Na metabolizm składają się dwa przeciwstawne kierunki przemian biochemicznych: anabolizm i
katabolizm. Poniżej przedstawiono, w uproszczony sposób, przykład jednego z procesów katabolicznych
zachodzących w komórce.
GLUKOZA + TLEN + ADP + P
i
-> DWUTLENEK WĘGLA + WODA + ATP
A. Podaj nazwę procesu, który zachodzi w komórce w przedstawiony powyżej sposób.
B. Uzasadnij za pomocą jednego argumentu kataboliczny charakter tego procesu.
ZADANIE 11. Bakterie oddychają zarówno tlenowo, jak i beztlenowo. Oddychanie beztlenowe nazywa się
fermentacją i polega na rozkładzie cukrów, którego końcowym produktem może być kwas mlekowy, etanol, kwas
octowy i inne związki. Wydziela się również energia. Ponieważ proces ten jest mało wydajny pod względem
energetycznym, dlatego większość bakterii używa tlenu cząsteczkowego do całkowitego utlenienia cukrowców do
dwutlenku węgla i wody. Uzyskują w ten sposób kilkakrotnie więcej energii niż wydziela się w czasie fermentacji. Na
podstawie powyższego tekst zapisz słownie reakcję oddychania tlenowego i beztlenowego.
ZADANIE 12. Zakreśl znakiem X literę P, jeżeli odpowiedź w tym wierszu tabeli jest prawdziwa, jeżeli jest fałszywa –
zakreśl literę F.
ZADANIE 13. Przy deficycie tlenowym, pirogronian może być przekształcany w mleczan. Wskaż komórki, w których
mleczan może być końcowym produktem przemian pirogronianu.
ZADANIE 14. Jednym z produktów całkowitego utleniania glukozy jest dw. węgla. Wskaż etapy przemian glukozy, w
czasie których następuje odłączenie cząsteczek CO
2
(dekarboksylacja).
ZADANIE 15. Główną przemianą w procesie utleniania glukozy jest odłączenie wodoru (dehydrogenacja). Wskaż
etapy przemian glukozy, podczas których następuje dehydrogenacja substratu oddechowego.
ZADANIE 16. Podaj przykłady (minimum 3) praktycznego wykorzystania procesów zachodzących podczas różnego
typu fermentacji.
ZADANIE 17. Podaj substrat i produkty cyklu kwasu cytrynowego.
ZADANIE 18. Dlaczego fermentację mlekową można wykorzystać do konserwacji żywności?
ZADANIE 19. Na schemacie przedstawiono proces biologicznego utleniania glukozy. Podaj nazwy związków
chemicznych, które należy wpisać w miejsca oznaczone na schemacie X i Y.
ZADANIE 20. Podczas intensywnej pracy mięśni szkieletowych, np. podczas szybkiego biegu przez dłuższy czas, w
komórkach mięśniowych zachodzi oddychanie beztlenowe. Produktem tego procesu, oprócz energii, jest także
kwas mlekowy, który jest przyczyną bólu mięśni. Wyjaśnij, dlaczego w komórkach mięśniowych podczas
intensywnego wysiłku występuje oddychanie beztlenowe i powstaje kwas mlekowy.
ZADANIE 21. Tabela przedstawia różnicę między oddychaniem tlenowym i beztlenowym. Zużycie energii w dwóch
różnych typach komórek wynosi po 38 tys. cząsteczek ATP na sekundę w każdej komórce. Komórka A oddycha
tlenowo, komórka B oddycha beztlenowo. Na podstawie analizy powyższych danych ustal i podaj, która z
komórek (A czy B) będzie mieć większe zapotrzebowanie na glukozę. Swoją odpowiedź uzasadnij jednym
argumentem.
ZADANIE 22. Glukoza w warunkach beztlenowych ulega przemianie w kwas mlekowy. Na podstawie analizy
rysunku podaj, czy jest to proces anaboliczny czy kataboliczny. Odpowiedź uzasadnij jednym argumentem.
ZADANIE 23. Uzupełnij tabelę, wpisując w wolne kratki odpowiednio produkt oddychania tlenowego
i produkty fermentacji alkoholowej.
ZADANIE 24. Glikoliza jest procesem, którego przebieg jest identyczny w warunkach tlenowych jak i beztlenowych.
Różnice dotyczą cząsteczek: pirogronianu i NADH
2
, wytworzonych w glikolizie. Przedstaw przemiany, którym
podlega pirogronian oraz NADH
2
A. w obecności tlenu
B. przy braku tlenu
ZADANIE 25. Określ lokalizację cyklu kwasu cytrynowego w komórkach prokariotycznych.
ZADANIE 26. Czy w procesach oksydoredukcyjnych, zachodzących podczas cyklu kwasu cytrynowego, jest zużywany
tlen atmosferyczny?
ZADANIE 27. Cykl kwasu cytrynowego nosi również nazwę cyklu kwasów tri karboksylowych. Wyjaśnij skąd
pochodzi ta nazwa.
ZADANIE 28. W którym etapie oddychania tlenowego bierze udział bezpośrednio tlen?
ZADANIE 29. Wyjaśnij funkcję NAD
+
w oddychaniu tlenowym.
ZADANIE 30. Wyjaśnij funkcję cytochromów w oddychaniu tlenowym.
ZADANIE 31. W jaki sposób następuje utlenianie NADH
2
w przypadku braku tlenu w komórkach?
ZADANIE 32. Podaj liczbę obrotów cyklu kwasu cytrynowego zachodzącego podczas pełnego utleniania cząsteczek
pirogronianu, wytworzonych z 1 cząsteczki glukozy.
ZADANIE 33. Oddychanie tlenowe jest procesem oksydoredukcyjnym. Wskaż substrat, który ulega utlenieniu, oraz
substrat, który ulega redukcji.
ZADANIE 34. Wyjaśnij dlaczego fosforylacja oksydacyjna jest uważana za zdecydowanie najważniejsze źródło energii
w komórce?
ZADANIE 35. Wymień główne etapy syntezy ATO zachodzącej podczas utleniania biologicznego.
ZADANIE 36. Wskaż bezpośrednie źródło syntezy ATP z ADP w fosforylacji oksydacyjnej.
ZADANIE 37. Wskaż przystosowanie w budowie mitochondriów do pełnionych funkcji.
ZADANIE 38. Mitochondria to centra energetyczne komórki. Ich liczba w komórkach różnych tkanek jest różna. W
pojedynczej komórce organizmu człowieka przeciętnie występuje od kilkuset do kilku tysięcy mitochondriów, np. w
komórkach wątroby jest ich około 1000–2000.
A. Wyjaśnij, dlaczego mitochondria nazywa się „centrami energetycznymi komórki”.
B. Określ, od czego zależy liczba mitochondriów w komórce
C. Uzasadnij, że brak mitochondriów w erytrocytach jest przystosowaniem budowy tych komórek do transportu
tlenu.
ZADANIE 39. Podczas przemian metabolicznych w komórkach ważną rolę odgrywają związki chemiczne pełniące
funkcję przenośników. Każdej z wymienionych reakcji (A–C) przyporządkuj właściwy związek chemiczny (1–4),
który w niej uczestniczy.
ZADANIE 40. Niektóre bakterie i grzyby uzyskują energię w procesie fermentacji mleczanowej (mlekowej).
Pierwszym etapem fermentacji jest glikoliza, w czasie której glukoza jest przekształcana do pirogronianu i zostaje
uwolniona energia. W następnym etapie pirogronian jest przekształcany w mleczan. Mleczan jest związkiem
szkodliwym dla komórki, natomiast pirogronian to związek kluczowy w przemianach metabolicznych. Na schemacie
przedstawiono przebieg fermentacji mleczanowej. Wyjaśnij, jakie znaczenie dla przebiegu fermentacji
mleczanowej ma przekształcanie pirogronianu w mleczan podczas tego procesu.
ZADANIE 41. „Tlen, który bierze udział w procesie oddychania wewnątrzkomórkowego (utleniania glukozy) w
komórkach zwierząt i człowieka, wraca do atmosfery jako składnik wydychanego CO2”. Uzasadnij, że powyższe
stwierdzenie nie jest prawdziwe.
ZADANEI 42. Podczas oddychania tlenowego w mitochondriach zachodzi tzw. reakcja pomostowa, w wyniku której
powstaje acetylo–CoA. Określ miejsce przebiegu reakcji pomostowej w mitochondrium i rolę koenzymu A (CoA)
w procesie oddychania tlenowego.
ZADANIE 43. Mitochondria to struktury wewnątrzkomórkowe, w których odbywa się synteza ATP. Oceń
Prawdziwość informacji dotyczących mitochondriów. Wpisz w odpowiednich miejscach tabeli literę P, jeśli
informacja jest prawdziwa, lub literę F, jeśli informacja jest fałszywa.
ZADANIE 44. Adenozynotrifosforan (ATP) jest nukleotydem zawierającym w swojej cząsteczce wiązania
wysokoenergetyczne. Na schemacie przedstawiono budowę cząsteczki (ATP). Zaznacz strzałkami na schemacie
miejsca występowania wiązań wysokoenergetycznych w cząsteczce ATP. Wyjaśnij, co oznacza termin „wiązanie
wysokoenergetyczne”. Określ, które stwierdzenie dotyczące roli ATP w komórce jest prawdziwe, a które
fałszywe. Wpisz w ostatniej kolumnie tabeli literę P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli
stwierdzenie jest fałszywe.
ZADANIE 45. Mitochondrium to organellum, w którym zachodzą niektóre etapy tlenowego oddychania
komórkowego. Uzupełnij tabelę, wpisując w odpowiednie miejsca substraty i produkty reakcji zachodzących w
mitochondrium. Wybierz je z poniższych:
ZADANIE 46. Które z poniższych stwierdzeń dotyczących fizjologii oddychania są prawdziwe, a które fałszywe?
Wstaw literę P obok informacji prawdziwych lub literę F obok informacji fałszywych.
ZADANIE 47. Na schemacie przedstawiono substraty i produkty przemian w mitochondrium. Zaznacz zestaw
związków oznaczonych jako X i Y.
ZADANIE 48. Mitochondrium otoczone jest dwiema błonami. Błona wewnętrzna jest pofałdowana i tworzy
grzebienie. Liczba grzebieni i ich rozmiary zwiększają się w mitochondriach występujących w komórkach narządów
o intensywnym metabolizmie. Na rysunkach przestawiono schematycznie mitochondria pochodzące z dwóch
różnych narządów. Podaj, który schemat przedstawia mitochondrium pochodzące najprawdopodobniej z mięśnia
szkieletowego. Wybór uzasadnij jednym argumentem, uwzględniając funkcję mięśni i mitochondriów.
ZADANIE 49. Na schemacie przedstawiono pewien proces biochemiczny. Podaj pełną nazwę przedstawionego na
schemacie procesu i określ jego znaczenie w życiu tych organizmów, które go przeprowadzają. Wyjaśnij
znaczenie procesu regeneracji NAD+.