OCHRONA ŚRODOWISKA „Biochemia”

1. Termodynamika biochemiczna

   1. Warunki samorzutności procesu

   2. Wyjaśnij mechanizm dzięki którym w organizmach żywych zachodzą samorzutnie reakcje syntezy, w których energia swobodna zasadniczego produktu (np. sacharozy) jest wyższa od sumy energii swobodnych substratów (glukoza i fruktoza)

   3. Rola związków o wysokiej energii wewnętrznej (ATP, NADPH i.t.p) w metabolizmie

   4. Wyjaśnij dlaczego makrocząsteczki biologiczne samorzutnie porządkują swoją strukturę

   5. Na czym polega stabilizacja struktur makrocząsteczek poprzez oddziaływania fizykochemiczne.

   6. Wymień typy oddziaływań stabilizujących strukturę makrocząsteczek

   7. Scharakteryzuj siły Van der Waalsa

   8. Wiązania wodorowe – charakterystyka i udział w kształtowaniu struktury białka

   9. Siły entropijne – wyjaśnij ich naturę na przykładzie układu dwufazowego: olej – woda.

   10. Rola sił entropijnych w kształtowaniu struktur biologicznych

   11. Podaj przykład pary aminokwasów w przypadku których pozycja łańcuchów bocznych w strukturze białka stabilizowana będzie poprzez oddziaływania jonowe.

   12. Wymień aminokwasy w przypadku których pozycja łańcuchów bocznych w strukturze białka stabilizowana będzie poprzez oddziaływania entropijne.

   13. Podaj przykład pary aminokwasów w przypadku których pozycja łańcuchów bocznych w strukturze białka stabilizowana będzie poprzez oddziaływania Van der Waalsa.

   14. Podaj przykład pary aminokwasów w przypadku których pozycja łańcuchów bocznych w strukturze białka stabilizowana będzie poprzez oddziaływania kowalencyjne.

2. Cukry i lipidy

   1. Funkcje cukrów

   2. Klasyfikacja cukrów (z przykładami)

   3. Wyjaśnij, która część cząsteczki cukru jest najbardziej reaktywna chemicznie, podaj przykłady reakcji i tworzących się związków

   4. Wyjaśnij co oznaczają określenia: forma piranozowa, forma furanozowa, enancjomery, anomery

   5. Porównaj budowę i funkcję celulozy i amylozy

   6. Wymień polisacharydy budujące ścianę komórkową roślin wyższych (podaj monomery i wiązania)

   7. Porównaj budowę i funkcję amylopektyny i pektyn

   8. Fruktany – budowa i funkcja

   9. Chityna – budowa i występowanie

   10. Pochodne cukrów i ich funkcje

   11. Funkcje lipidów

   12. Klasyfikacja związków lipidowych

   13. Budowa cząsteczki tłuszczu prostego

   14. Budowa i funkcje wosków

   15. Podaj funkcję i przykłady glicerofosfolipidów

   16. Budowa i funkcje sfingolipidów

   17. Budowa, rodzaje i funkcje glikolipidów

   18. Przykłady i funkcje terpenoidów

   19. Podaj przykłady nasyconych kwasów tłuszczowych

   20. Budowa cząsteczki kwasu palmitynowego

   21. Podaj przykłady nienasyconych kwasów tłuszczowych

   22. Kwasy tłuszczowe 18:1, który z nich występuje powszechnie w organizmach żywych

   23. Kwasy tłuszczowe niezbędne (egzogenne) dla człowieka – wymień, podaj funkcje

   24. Kwasy tłuszczowe ω-3 (omega-3): definicja, przykłady, znaczenie biologiczne

   25. Wyjaśnij wpływ budowy kwasu tłuszczowego na właściwości fizyko-chemiczne tłuszczów

   26. Czym są „dobry” i „zły” „cholesterol”

3. Aminokwasy, białka, nukleotydy i kwasy nukleinowe

   1. Budowa cząsteczki aminokwasu białkowego

   2. Klasyfikacja aminokwasów białkowych (z przykładami)

   3. Czym spośród innych aminokwasów białkowych wyróżnia się prolina

   4. Wymień aminokwasy egzogenne dla człowieka

   5. Podaj przykłady aminokwasów białkowych, które nie są kodowane w kodzie genetycznych, jak powstają

   6. Przykłady i funkcja aminokwasów niebiałkowych

   7. Peptydy nierybosomalne – biosynteza, przykłady, funkcje

   8. Funkcje białek

   9. Opisz (lub narysuj) proces tworzenia się wiązania peptydowego oraz scharakteryzuj jego budowę

   10. Co oznaczają określenia N-koniec i C-koniec łańcucha polipeptydowego

   11. Opisz proces tworzenia się drugorzędowej struktury białka, od czego zależy rodzaj tworzącej się struktury

   12. Trzecio- i czwartorzędowa struktura białek

   13. Zasady klasyfikacji białek

   14. Białka złożone – definicja, klasyfikacja, budowa

   15. Budowa błony komórkowej – schemat

   16. Cechy błony komórkowej

   17. Funkcje białek błonowych

   18. Budowa nukleotydu (też typy wiązań)

   19. Podaj wszystkie poprawne możliwości nazwania CMP

   20. Podaj wszystkie poprawne możliwości nazwania UDP

   21. Podaj wszystkie poprawne możliwości nazwania AMP

   22. Podaj wszystkie poprawne możliwości nazwania GTP

   23. Różnice w budowie nukleotydu i deoksynukleotydu

   24. Zasady purynowe – budowa i występowanie

   25. Zasady pirymidynowe – budowa i występowanie

   26. Funkcja i występowanie DNA

   27. Struktura I i II-rzędowa DNA – narysuj schematycznie fragment zawierający wszystkie możliwe zasady

   28. Opisz strukturę wyższych rzędów jądrowego DNA

   29. Wyjaśnij co oznacza określenie koniec 3’ i koniec 5’ łańcucha poli(deoksy)nukleotydowego

   30. Rodzaje RNA i ich funkcje

   31. Podaj przykłady i funkcje nukleotydów niewystępujących w kwasach nukleinowych

4. Enzymy

   1. Rola enzymów w metabolizmie.

   2. Wyjaśnij pojęcie energii swobodnej aktywacji i opisz pokrótce w jaki sposób enzym może ją obniżyć.

   3. Czym mechanizm działania enzymów różni się od mechanizmu działania katalizatorów powierzchniowych?

   4. Czy hydrolaza może katalizować reakcję syntezy? Swoją odpowiedź uzasadnij.

   5. Czy ligaza może katalizować reakcję rozpadu cząsteczki? Swoją odpowiedź uzasadnij.

   6. Scharakteryzuj miejsce aktywne enzymu.

   7. Etapy katalizy enzymatycznej.

   8. Wyjaśnij pojęcia: koenzym, grupa prostetyczna, centrum allosteryczne.

   9. Objaśnij mechanizm katalizy enzymatycznej przebiegającej z udziałem koenzymu.

   10. Przykłady koenzymów.

   11. Przykłady grup prostetycznych.

   12. Scharakteryzuj parametry określające właściwości katalityczne enzymu.

   13. Co to są izoenzymy.

   14. Scharakteryzuj wpływ stężenia substratu oraz stężenia enzymu na szybkość reakcji enzymatycznej.

   15. Wyjaśnij mechanizm wpływu pH i temperatury na szybkość katalizy enzymatycznej

   16. Scharakteryzuj wpływ inhibitora niewspółzawodniczącego na reakcję enzymatyczną

   17. Opisz mechanizm działania współzawodniczącego inhibitora enzymu – podaj przykład

   18. Wymień mechanizmy regulacja aktywności enzymów w komórkach.

   19. Wyjaśnij mechanizm allosterycznej regulacji aktywności enzymów.

   20. Podaj zasady klasyfikacji enzymów

5. Podstawy immunochemii

   1. Co to są przeciwciała, do jakiej funkcjonalnej grupy białek należą?

   2. Mechanizm reakcji alergicznej

   3. Budowa cząsteczki przeciwciała

   4. Rodzaje przeciwciał

   5. Wyjaśnij dzięki czemu przeciwciała wykazują tak wielką różnorodność (dziesiątki miliardów wariantów)

   6. Wymień możliwości zastosowania przeciwciał w różnych dziedzinach

   7. Zastosowanie przeciwciał do oznaczania zawartości związków chemicznych – zasada i metody detekcji

   8. Przeciwciała monoklonalne – definicja i pozyskiwanie

   9. Wyjaśnij rolę jaką przeciwciała monoklonalne mogą odegrać w terapii przeciwnowotworowej – podaj przykłady

6. Chemo- i fotosynteza

   1. Do jakiej grupy troficznej zaliczymy człowieka, wyjaśnij dlaczego

   2. Do jakiej grupy troficznej zaliczymy pszenicę zwyczajną, wyjaśnij dlaczego

   3. Wyjaśnij istotę procesu chemosyntezy

   4. Podaj przykład mechanizmu chemosyntezy w którym źródłem energii jest związek organiczny (organizm chemoorganoautotroficzny)

   5. Podaj 3 przykłady mechanizmu chemosyntezy w której źródłem energii jest związek nieorganiczny (organizm chemolitoautotroficzny)

   6. Drogi transportu elektronów w fazie jasnej fotosyntezy oraz ich funkcja

   7. Wyjaśnij pojęcie i mechanizm fotofosforylacji

   8. Wyjaśnij jak w fazie jasnej fotosyntezy powstają wszystkie (3) jej produkty

   9. Wymień przynajmniej jedną (a są 2) niesamorzutną reakcję zachodzące w toku niecyklicznego transportu elektronów oraz podaj jej konsekwencje dla przebiegu tego łańcucha

   10. W jaki sposób przebieg fazy jasnej fotosyntezy dostosowuje się do niedoboru światła

   11. W jaki sposób przebieg fazy jasnej fotosyntezy dostosowuje się do nadmiaru światła

   12. Przedstaw przebieg cyklu Calvina bez szczegółowego rozpisywania etapu regeneracji

   13. Przedstaw bilans (energetyczny i węglowy) cyklu Calvina

   14. Jak duży wkład energii (w jakiej formie) potrzebny jest do syntezy cukrów złożonych z cukrów prostych (na przykładach sacharozy i skrobi)

   15. Fotooddychanie – przebieg (ogólnie) i bilans energetyczny. Dlaczego jest ono procesem konkurencyjnym dla cyklu Calvina.

   16. Korzyści płynące z fotooddychania

   17. Jakie czynniki środowiskowe i dlaczego wpłynęły na pojawienie się roślin o fotosyntezie typu C4

   18. Wyjaśnij dlaczego konkurencyjność roślin o fotosyntezie typu C4 rośnie w rejonach suchych

   19. Wyjaśnij dlaczego konkurencyjność roślin o fotosyntezie typu C4 rośnie na terenach bagiennych

   20. Wyjaśnij dlaczego konkurencyjność roślin o fotosyntezie typu C4 w warunkach klimatu umiarkowanego i chłodnego, jak i na dnie tropikalnych lasów jest niewielka

   21. Ekologiczne uwarunkowania fotosyntezy typu CAM

   22. Chemizm fotosyntezy C4 i CAM, różnice w przebiegu procesów

   23. Podaj przykłady występujących w Polsce gatunków roślin prowadzących fotosyntezę według mechanizmu C4 i CAM.

   24. Podaj przykład rośliny zmieniającej mechanizm fotosyntetycznego metabolizmu węgla w zależności od warunków środowiska, wyjaśnij przyczynę takich zmian.

7. Oddychanie

   1. Funkcje procesów oddychania komórkowego

   2. Przedstaw ogólnie przebieg glikolizy: lokalizacja w komórce, możliwe substraty, produkty, zysk energetyczny.

   3. Dekarboksylacja oksydacyjna pirogronianu – lokalizacja w komórce, substraty, produkty, znaczenie, zysk energetyczny.

   4. Przedstaw ogólnie przebieg cyklu Krebsa: lokalizacja w komórce, substraty, produkty, zysk energetyczny.

   5. Wymień reakcje fosforylacji substratowej zachodzące w glikolizie.

   6. Wymień reakcje fosforylacji substratowej zachodzące w cyklu Krebsa.

   7. Wymień reakcje utlenienia zachodzące w cyklu Krebsa (wystarczą nazwy substratów i produktów).

   8. Wymień reakcje dekarboksylacji zachodzące w cyklu Krebsa (wystarczą nazwy substratów i produktów).

   9. Przedstaw reakcję dekarboksylacji oksydacyjnej zachodzącej w cyklu Krebsa.

   10. Przedstaw reakcję utlenienia zachodzącą w cyklu Krebsa katalizowaną przez enzym współdziałający z koenzymem FAD.

   11. Przedstaw zachodzącą w cyklu Krebsa reakcję hydratacji.

   12. Przedstaw reakcję utlenienia zachodzącą w glikolizie.

   13. Przedstaw dowolną reakcję izomeryzacji zachodzącą w glikolizie.

   14. Przedstaw podstawową różnicę w typowym przebiegu glikolizy u roślin i zwierząt – wyjaśnij jej konsekwencje dla metabolizmu roślin.

   15. Przedstaw przebieg i rolę fermentacji etanolowej

   16. Wyjaśnij dlaczego i w jakich warunkach konieczne są procesy redukcji pirogronianu lub produktów jego degradacji, jak nazywamy takie procesy.

   17. Przedstaw przebieg i rolę fermentacji mlekowej.

   18. Porównaj zysk energetyczny z oddychania beztlenowego i tlenowego u zwierząt (substrat glukoza).

   19. Porównaj zysk energetyczny z oddychania beztlenowego i tlenowego u roślin (substrat glukoza).

   20. Wyjaśnij dlaczego oddychanie tlenowe przebiega u roślin z mniejszą wydajnością energetyczną w porównaniu do zwierząt.

   21. Wyjaśnij jaką korzyść osiągają rośliny z obecności enzymu jabłczanowego w mitochondriach.

   22. Fosforylacja oksydacyjna - opisz w jaki sposób zachodzi synteza ATP podczas łańcucha oddechowego.

   23. Wymień kompleksy enzymatyczne występujące w błonie wewnętrznej mitochondrium oraz określ kierunek przepływy elektronów między tymi, których to dotyczy.

8. Metabolizm cukrów i lipidów

   1. Cykl pentozofosforanowy - przebieg (substraty, produkty, lokalizacja w komórce).

   2. Wyjaśnij rolę cyklu pentozofosforanowego w metabolizmie – w jakich procesach zużywane są jego produkty, w jakich tkankach i u jakich organizmów zachodzi on najintensywniej.

   3. Określ rolę jaką w metabolizmie odgrywa acetylo-CoA (wymień wszystkie szlaki metaboliczne w których powstają lub w których są substratami).

   4. Określ rolę jaką w metabolizmie odgrywa kwas szczawiooctowy (wymień wszystkie szlaki metaboliczne w których powstają lub w których są substratami).

   5. Scharakteryzuj tłuszcze jako materiał zapasowy.

   6. Przebieg β-oksydacji kwasów tłuszczowych.

   7. Wyjaśnij dlaczego rozkład nienasyconych kwasów tłuszczowych daje mniejszy zysk energetyczny niż rozkład kwasów nasyconych.

   8. Różnice w przebiegu oraz w wydajność energetycznej β-oksydacji kwasów tłuszczowych u zwierząt i roślin.

   9. Podaj konsekwencje odmiennego niż u zwierząt przebiegu β-oksydacji kwasów tłuszczowych dla metabolizmu roślin.

   10. Miejsce cyklu glioksalanowego w metabolizmie oraz ogólny jego przebieg (substraty, produkty).

   11. Wymień enzymy swoiste dla cyklu glioksalanowego.

   12. Synteza cukrów z tłuszczów - przebieg (etapy – lokalizacja, dla każdego z nich substraty i produkty). Czy szlak ten możliwy jest u wszystkich organizmów? Jeśli nie to dlaczego?

   13. Synteza aminokwasów z tłuszczów zapasowych u roślin (podaj schemat ogólny).

   14. Biosynteza kwasów tłuszczowych (substraty niezbędne do syntezy, ich pochodzenie, miejsce syntezy, enzym, różnice pomiędzy roślinami a zwierzętami)

   15. Przedstaw bilans energetyczny (w cz. ATP) całkowitego utlenienia 1 cząsteczki kwasu palmitynowego (β-oksydacja, cykl Krebsa, łańcuch oddechowy).

   16. Wymień substraty niezbędna dla biosyntezy steroli oraz ich źródło (szlak z którego są pobierane). Który z dwóch alternatywnych mechanizmów biosyntezy przebiega tylko u roślin.

9. Metabolizm związków organicznych zawierających azot, kwasów nukleinowych i białek

   1. Podaj przykład i znaczenie dowolnego procesu w którym elektrony z fotosyntetycznego łańcucha ich transportu wykorzystywane są w metabolizmie związków azotowych.

   2. Wymień zachodzące u roślin wyższych reakcje umożliwiające włączanie azotu mineralnego w strukturę związków organicznych.

   3. Przebieg, znaczenie oraz przestrzenna lokalizacja poszczególnych etapów szlaku GS-GOGAT.

   4. Przebieg i znaczenie aminacji redukcyjnej.

   5. Przebieg i znaczenie procesów transaminacji (przykład).

   6. Cykl mocznikowy – przebieg i funkcja w organizmach roślinnych i zwierzęcych

   7. Regulacja przebiegu cyklu mocznikowego i związane z nim choroby metaboliczne.

   8. Wymień aminokwasy, które mogą być syntetyzowane bezpośrednio z prekursorów na drodze transaminacji, podaj nazwę bezpośredniego prekursora i aminokwasu.

   9. Biosynteza aminokwasów aromatycznych: nazwa cyklu, substraty – źródła szkieletów węglowych i azotu.

   10. Biosynteza tryptofanu: substrat z cyklu kwasu szikimowego, inne substraty – źródła azotu i szkieletów węglowych.

   11. Fenyloketonuria – przyczyny i skutki.

   12. Scharakteryzuj ważne biologicznie związki których prekursorem jest tryptofan.

   13. Przebieg biosyntezy pirymidyn: w jakiej formie syntetyzowane są zasady azotowe, substraty – źródła szkieletów węglowych i azotu.

   14. Przebieg biosyntezy puryn: w jakiej formie syntetyzowane są zasady azotowe, substraty – źródła szkieletów węglowych i azotu.

   15. Wymień etapy biosyntezy białka (ekspresji genów) u Eucaryota.

   16. Scharakteryzuj przebieg transkrypcji u Eucaryota oraz scharakteryzuj zapotrzebowanie energetyczne tego procesu.

   17. Podaj sekwencję mRNA wytworzonego w reakcji transkrypcji przy następującej sekwencji DNA nici kodującej: 5’→3’: ATAGCG.

   18. Podaj sekwencję mRNA wytworzonego w reakcji transkrypcji przy następującej sekwencji DNA nici kodującej: 3’→5’: ATAGCG.

   19. Przebieg i znaczenie obróbki pre-mRNA.

   20. Narysuj dwupeptyd powstający po translacji, przy następującej sekwencji mRNA 5’→3’: GCCGGU; Kodony: GCC – alanina, CCG – prolina, GGU – glicyna; UGG – tryptofan.

   21. Narysuj dwupeptyd powstający po translacji, przy następującej sekwencji mRNA 3’→5’: GCCGGU; Kodony: GCC – alanina, CCG – prolina, GGU – glicyna; UGG – tryptofan.

   22. Opisz przebieg elongacji w procesie translacji oraz scharakteryzuj zapotrzebowanie energetyczne tego procesu.

   23. Opisz przebieg inicjacji i terminacji procesu translacji – kodon startowy i kodony stop.

   24. Wymień enzymy uczestniczące w procesie replikacji DNA oraz scharakteryzuj ich funkcję.

   25. Omów problem replikacji zakończeń cząsteczek DNA.

   26. Omów różnice w procesie replikacji DNA na nici wiodącej i opóźnionej.