PROCESY CHEMICZNE ZACHODZĄCE W ŻYWYCH UKŁADACH

Na schemacie A przedstawiono submikroskopową organizację chloroplastu,

a na schemacie B- submikroskopową organizację mitochondrium.

Przeanalizuj schematy i wykonaj polecenia:

• Przedstaw podobieństwa i różnice w budowie chloroplastów i

mitochondriów.

• Wymień procesy, które mogą zachodzić w chloroplastach, i takie, które

mogą przebiegać w mitochondriach.

Zadanie 1. (2 pkt)

Schemat

przedstawia

w sposób

uproszczony

przemiany

energetyczne

w czasie skurczu

mięśni.

Podaj nazwy

rodzajów

oddychania

komórkowego

oznaczonych

na schemacie I

i II,

w których

uzyskiwana

jest energia do

skurczu

mięśnia.

Zadanie 2. (1 pkt)

Przedstaw schematem w sposób

uporządkowany podział enzymów

proteolitycznych (proteaz),

o których mowa w poniższym tekście.
Enzymatyczne trawienie białek jest

procesem skomplikowanym (z racji

wielkości oraz złożoności budowy tych

związków)

i w organizmie człowieka odbywa się pod

wpływem proteaz. Wśród nich wyróżnia się

endopeptydazy, katalizujące rozkład wiązań

peptydowych wewnątrz cząsteczek białka

i polipeptydów, oraz egzopeptydazy,

rozrywające skrajne wiązania peptydowe,

co prowadzi do odszczepiania wolnych

aminokwasów. Odszczepianie aminokwasów

od strony wolnej grupy karboksylowej

powodują karboksypeptydazy, a od strony

wolnej grupy aminowej – aminopeptydazy.

Zadanie 3. (2 pkt)

W mitochondriach komórek

roślinnych zachodzą różne

przemiany. Jedną

z nich schematycznie przedstawiono

poniżej.

Na podstawie powyższych

informacji określ zmianę

poziomu energetycznego i

stopnia utlenienia produktu (Y)

tej przemiany

w stosunku do substratu (X).

Za poprawne określenie zmiany

poziomu energetycznego

i stopnia utlenienia produktu

reakcji w stosunku

do substratu – po 1 pkt.
Przykłady odpowiedzi:

- poziom energetyczny produktu

jest wyższy niż substratu (1

pkt),

- stopień utlenienia produktu jest

niższy

w porównaniu z substratem

(1 pkt).

Zadanie 4. (2 pkt)

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. (1 pkt)

Poniższe zdania zawierają informacje o fazie

fotosyntezy niezależnej od światła.
Zaznacz zdanie zawierające błędną informację

i uzasadnij swój wybór.
1. Reakcje niezależne od światła przebiegają w

stromie chloroplastów.
2. Faza niezależna od światła, czyli tzw. cykl Calvina,

składa się z trzech etapów – karboksylacji, redukcji

i regeneracji.
3. W stromie chloroplastów, w wyniku cyklu

przemian CO2 zostaje przekształcony w produkt

fotosyntezy.
4. W procesie redukcji dwutlenku węgla

wykorzystywane są produkty fazy świetlnej – ATP i

NADP.

Zadanie 6. (2 pkt)

Glikoliza jest

powszechnym

szlakiem

metabolicznym

zachodzącym

w cytoplazmie

komórek

wszystkich

żywych

organizmów.
Wypisz z

poniższego

schematu trzy

substraty oraz

trzy produkty

procesu

glikolizy.

• substraty glikolizy:

glukoza, Pi, NAD+ (1 pkt)

• produkty glikolizy:

NADH

, ATP, kwas pirogronowy (1

pkt)

Za właściwe określenie roli energii

słonecznej – 1 pkt.
Za określenie roli cukru – 1 pkt.
Przykład odpowiedzi:

• Energia słoneczna warunkuje przebieg

fazy jasnej fotosyntezy, podczas której

jest zamieniana na energię chemiczną

magazynowaną w produktach

fotosyntezy.

• W procesie oddychania z cukru uwalniana

jest energia wykorzystywana w

procesach anabolicznych (i transporcie).

Zadanie 8. (1 pkt)

Schemat przedstawia gospodarkę ATP

w organizmie.

Uzupełnij schemat wpisując w

zaznaczone kropkami miejsca wyrazy:

wysoki lub niski.

Za podanie prawidłowego przykładu wraz z trafnym

określeniem funkcji – 1 pkt.
Przykład:
- ATP / adenozynotrifosforan – przenośnik energii

w większości procesów komórkowych w komórce.
- FAD / dinukleotyd flawinoadeninowy – przenośnik

elektronów w reakcjach utleniania komórkowego.
- cAMP / cykliczny adenozynomonofosforan –

przekaźnik sygnałów z powierzchni błony

komórkowej

do wnętrza komórki.
- NAD / dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy –

przenośnik elektronów w reakcjach utleniania

komórkowego.
- NADP / fosforan dinukleotydu

nikotynoamidoadeninowego – akceptor elektronów

w procesie fotosyntezy.

Zadanie 10. (1 pkt)

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.

Za wskazanie komórki: B wraz
podaniem trafnego argumentu – 1
pkt. Przykłady:

- Komórka B, ponieważ do
wytworzenia takiej samej ilości
energii jak komórka A musi zużyć
więcej cząsteczek glukozy.

- Komórka B, ponieważ uzyskuje
mniej energii / jej zysk energetyczny
jest mniejszy z 1 cząsteczki glukozy.

Zadanie 11. (1 pkt)

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.

Za stwierdzenie, że jest to proces

kataboliczny wraz z prawidłowym

uzasadnieniem – 1 pkt.
Przykłady:
− Jest to proces kataboliczny,

ponieważ jest w nim wydzielana

energia / nie wymaga nakładu energii.
− Jest to proces kataboliczny,

ponieważ substrat jest związkiem

bardziej złożonym niż produkt końcowy.
− Jest to proces kataboliczny,

ponieważ glukoza rozkłada się.

Zadanie 12. (2 pkt)

Schemat procesu biologicznego utleniania glukozy.

Podaj nazwy związków chemicznych, które należy wpisać

w miejsca oznaczone na schemacie X i Y.

Za każdą z trzech prawidłowo opisaną cechę

fotosyntezy i chemosyntezy – po 1 pkt.
Przykłady odpowiedzi:
- pierwotne źródło energii: A – światło, B – energia

wiązań chemicznych w prostych związkach

mineralnych

(1 pkt),
- znaczenie procesu dla organizmu: C i D –

wytwarzanie związków organicznych potrzebnych

organizmowi (odżywianie, gromadzenie w

syntetyzowanych związkach organicznych energii

potrzebnej organizmowi)

(1 pkt),
- znaczenie dla ekosystemu: E – źródło pokarmu

(związków organicznych, tlenu) dla heterotrofów

(umożliwia przepływ energii przez ekosystem), F –

przekształcanie występujących w podłożu związków

nieprzyswajalnych (trujących) dla roślin w związki

przyswajalne (nietrujące) czyli obieg pierwiastków

w przyrodzie (1 pkt).

Zadanie 15. (2 pkt)

Stwierdzenia w tabeli opisują cechy budowy

mitochondrium.
Uzasadnij, że podane poniżej cechy są wynikiem

przystosowania mitochondrium do

przeprowadzania procesu oddychania tlenowego.

Charakterystyczne
cechy budowy

mitochondrium

Związek cechy z procesem
oddychania tlenowego

Zewnętrzna błona
mitochondrium
jest wysoce przepuszczalna dla
małych cząsteczek.
Błona wewnętrzna
mitochondrium
tworzy wypukłości zwane
grzebieniami
mitochondrialnymi.

Zadanie 16. (3 pkt)

Schemat ilustruje przepływ energii w komórce

roślinnej.

Na podstawie analizy powyższego schematu

uzupełnij brakujące nazwy związków

chemicznych i procesów oznaczonych literami

A–D oraz podaj przykład wykorzystania przez

organizm roślinny energii zgromadzonej w ATP.

Za prawidłowe wpisanie każdej z dwóch

par określeń – po 1 pkt.
A – woda , B – tlen, (1 pkt)
C – oddychanie (komórkowe) / utlenianie

(biologiczne), D – dwutlenek węgla. (1 pkt)
Za podanie poprawnego przykładu

wykorzystania energii – 1 pkt.
Przykłady:
- transport aktywny,
- wzrost organizmu / podziały komórkowe,
- synteza metabolitów wtórnych
- reakcje anaboliczne / syntezy.

Za podanie prawidłowej cechy wspólnej – 1

pkt.
Przykłady:
− Zarówno amylaza ślinowa jak i trzustkowa

trawią skrobię / glikogen.
− Oba enzymy hydrolizują wiązania (alfa –

1,4) glikozydowe.
− Rozkładają węglowodany na dekstryny

i maltozę / dwucukry.
Za podanie prawidłowej cechy różniącej – 1

pkt.
Przykład:
− Amylaza ślinowa jest aktywna w środowisku

obojętnym natomiast amylaza trzustkowa w

środowisku zasadowym.
− Każdy z tych enzymów jest aktywny w

innym pH.

Zadanie 18. (1 pkt)

Komórki nabłonka gruczołowego
gruczołów trawiennych (ślinianek,
trzustki itp.) produkują i wydzielają
enzymy trawienne.
Wykaż zależność między syntezą
enzymów a obfitością siateczki
śródplazmatycznej szorstkiej
w komórkach tych gruczołów.

Zadanie 19. (2 pkt)

Uproszczony zapis procesu fotosyntezy

u roślin zielonych:

O + CO

→ cukier + O

Sumaryczne równanie procesu

fotosyntezy

u purpurowych bakterii siarkowych

(beztlenowce):

S + CO

→ cukier + S

Cechą wspólną tych reakcji jest

powstawanie cukrów na drodze redukcji

Wskaż źródła wodoru użytego do

redukcji CO

w procesach

fotosyntezy u roślin zielonych i u

purpurowych bakterii siarkowych

oraz wyjaśnij, dlaczego organizmy

te korzystają

z różnych źródeł tego pierwiastka.

Za wskazanie źródeł wodoru – 1 pkt
- Źródłem wodoru w procesie

fotosyntezy roślin zielonych jest woda,

a w procesie fotosyntezy purpurowych

bakterii siarkowych – siarkowodór.
Za poprawne wyjaśnienie – 1 pkt
Przykłady odpowiedzi:
- Różnica źródeł wynika z tego, że

fotosynteza roślin zielonych zachodzi

w warunkach tlenowych,

a wymienione bakterie są

beztlenowcami - w ich otoczeniu jest

dostępny H

- Organizmy te żyją w różnych

środowiskach (tlenowe, beztlenowe).

Zadanie 20. (2 pkt)

Poniższymi wykresami zilustrowano wpływ temperatury na intensywność

fotosyntezy

i oddychania komórkowego u pewnego gatunku roślin, mierzoną w różnych

jednostkach umownych.

Zaznacz dwa sformułowania (spośród A, B, C, D, E), które

trafnie interpretują wyniki badań przedstawione w formie

wykresów.
A. Intensywność wytwarzania materii organicznej przez badane rośliny

jest większa w temperaturze 25°C niż w temperaturze 35°C.
B. W temperaturze 35°C przyrost biomasy u badanych roślin jest

większy niż

w temperaturze 25°C.
C. W temperaturze 25°C zużycie materii organicznej u badanych roślin

przewyższa jej produkcję.
D. Intensywność procesu katabolicznego u badanych roślin jest

mniejsza

w temperaturze 25°C niż w temperaturze 35°C.
E. Intensywność fotosyntezy ma największy wpływ na intensywność

oddychania

w temperaturze od 25 do 35°C.

Zadanie 21. (1 pkt)

Proces powstawania ATP z ADP

nazywamy fosforylacją.

Określ, jaki rodzaj fosforylacji

przedstawia powyższy schemat

fragmentu procesu glikolizy.

Document Outline