Dział: Komórki - część I

W tym dziale znajdują się testy związane z budową, rolą i funkcjonowaniem struktur i organelli występujących w komórkach organizmów eukariotycznych. Przydadzą się Wam wiadomości o budowie i roli kwasów nukleinowych, syntezie białek, fotosyntezie i oddychaniu wewnątrzkomórkowym.

Kilka porad dotyczących tego jak pracować z testami.

• Jeśli dysponujesz pewną wiedzą, to postaraj się z marszu rozwiązać te zadania, które potrafisz rozwiązać bez pomocy podręcznika. Odpowiedzi zapisuj! Nawet jedno dobrze rozwiązane zadanie będzie sukcesem.

• Następnie przestudiuj te rozdziały podręcznika, które mogą Tobie pomóc w rozwiązywaniu pozostałych testów.

• Nie zaglądając do podręcznika rozwiązuj kolejne zadania. Odpowiedzi zapisuj! Powtarzaj te czynności aż do skutku.

• Następnie możesz podjąć próbę ułożenia własnych testów; zacznij od najprostszych. Jest to bardzo dobry i niezwykle skuteczny sposób uczenia się i utrwalania materiału.

Uwaga! Odpowiedzi do testów oraz konsultacje (np. opinie o ułożonych przez siebie testach) możesz uzyskać po skontaktowaniu się z autorem strony.

W ten sposób * oznaczone będą zadania, do których rozwiązywania przyda się wiedza z klas starszych LO.

Wstęp

W podręcznikach, przy omawianiu budowy komórkowej organizmów, spotykamy się z modelami komórek: roślinnej, zwierzęcej i bakteryjnej, czyli tak naprawdę z komórkami w rzeczywistości nie istniejącymi. Ten sposób podawania informacji niewątpliwie oszczędza papieru oraz ułatwia uczenie się, ale i zubaża widzenie świata. Zakładam, że materiał podręcznikowy macie opanowany i potraficie go wykorzystać przy rozwiązywaniu testów związanych z budową i funkcjonowaniem istniejących w rzeczywistości komórek.

Zad. 1

Na poniższym rysunku przedstawiono kilka rodzajów komórek eukariotycznych. Po przeanalizowaniu rysunku rozwiąż kolejne zadania.

Zad. 1a*

Napisz jak oznaczono komórki zdolne do samodzielnego życia. Jeśli potrafisz, podaj nazwę rodzajową lub nazwę wyższej jednostki systematycznej.

Zad. 1b

Wskaż komórki cudzożywne; krótko uzasadnij wybór.

Zad. 1c

Wskaż komórczaki; krótko uzasadnij wybór.

Zad. 1d

W przypadku którego rysunku możemy powiedzieć, że mamy do czynienia z syncytium; krótko uzasadnij odpowiedź.

Zad. 1e

Wskaż komórki, które wchodzą w skład tkanek. Podaj nazwy tych tkanek.

Zad. 1f

Napisz która z komórek (przy których podano skalę) jest komórką najkrótszą, a która najdłuższą.

Zad. 1g

Napisz które z umieszczonych na rysunku komórek są zdolne do aktywnego poruszania się. Wyjaśnij krótko dzięki czemu jest to możliwe.

Zad. 2*

W komórkach przedstawionych na rysunku z zadania 1, poza błoną komórkową, cytoplazmą, jądrem (jądrami), systemem błon (retikulum, struktury Golgiego, lizosomy), występują dwie istotne dla czynności życiowych organelle; podaj ich nazwy i napisz jaką rolę pełnią.

Zad. 3

Przy omawianiu ekosystemów spotkaliście się z różnego typu zależnościami występującymi zarówno pomiędzy biotopem i biocenozą, jak i w obrębie biotopu i biocenozy. Podobnie ma się rzecz z komórkami. Organizmy jednokomórkowe (komórki prokariotyczne i eukariotyczne), żyjąc często w różnych środowiskach, muszą się z jednej strony od środowiska odgraniczyć, z drugiej strony są od niego zależne (pobieranie związków niezbędnych do funkcjonowania komórki, pozbywanie się związków szkodliwych). W przypadku komórek organizmów wielokomórkowych istnieje natomiast konieczność "współpracy" pomiędzy komórkami, polegająca między innymi na wymianie różnych związków.

Zad. 3a

Napisz krótko dzięki czemu komórki organizmów znajdujących się na rysunkach A, B, E, G, H, I, N, P (rysunki do zadania 1) mogą się z jednej strony odgraniczać od otoczenia, a z drugiej strony pobierać lub wydalać różnego typu związki.

Zad. 4

Komórki roślinne otoczone są na ogół ścianą komórkową; jest ona zaliczana do nieplazmatycznych składników komórki. Napisz które z niżej wymienionych związków, poza celulozą, będą wchodziły głównie w skład ścian komórek wymienionych poniżej:

• związki chemiczne wchodzące w skład ściany komórkowej: kutyna i suberyna, ligniny, chityna, krzemionka;

• komórki roślinne: cewki u nagonasiennych, komórki strzępek pieczarki, komórki korka, pancerzyki okrzemek.

Zad. 5

Napisz krótko jakie są skutki inkrustacji ściany komórki ligniną oraz skutki adkrustacji ściany komórkowej kutyną i suberyną. Napisz czym oba procesy się różnią.

Zad. 6

Komórki roślinne, poza błoną cytoplazmatyczną, rozdziela ściana komórkowa. Nadaje ona komórkom między innymi kształt, pełni funkcje szkieletu zewnętrznego (jest to ważne zwłaszcza przy okresowych niedoborach wody), niewątpliwie jednak ogranicza kontakt pomiędzy komórkami. Napisz krótko dzięki czemu nie tylko drobnocząsteczkowe związki mogą dosyć swobodnie przemieszczać się do sąsiednich komórek, wchodzących w skład różnych tkanek.

Zad. 7

Wszystkie błony biologiczne zbudowane są podobnie, głównie z lipidów i białek. Błony komórkowe, ze względu na ich dynamiczną strukturę, określamy mianem płynnej mozaiki. Większa lub mniejsza płynność błon związana jest z ilością nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych, zawartością cholesterolu oraz zależy w dużym stopniu od czynników środowiska (temperatura, rodzaj związków chemicznych występujących w roztworach stykających się z błoną). Na poniższym rysunku w sposób schematyczny przedstawiono budowę zwierzęcej błony komórkowej. Po przeanalizowaniu rysunku rozwiąż kolejne zadania.

Zad. 7a

Napisz jakiego rodzaju związki i dlaczego mogą przenikać przez błonę w miejscu oznaczonym strzałką, a jakie w miejscu oznaczonym cyfrą 6.

Zad. 7b

W błonach komórek zwierzęcych występują łańcuchy węglowodanowe tworzące warstwę glikokaliksu. Warstwa ta jest szczególnie gruba w komórkach nabłonkowych jelita. Napisz jak na rysunku oznaczono łańcuchy cukrowe, z czym są związane i jaką rolę pełni gruba warstwa glikokaliksu w jelicie.

Zad. 7c*

Napisz krótko i uzasadnij w jaki sposób sygnały wysyłane przez gruczoły dokrewne (hormony sterydowe i hormony peptydowe, np. insulina) docierają do wnętrza docelowych komórek. Wykorzystaj rysunek.

Zad. 7d

Napisz w jaki sposób oznaczono na rysunku białka, a w jaki sposób fosfolipidy.

Zad. 7e

Napisz w jaki sposób oznaczono kwasy tłuszczowe wchodzące w skład fosfolipidów.

Zad. 8*

U ludzi zamieszkujących północno-zachodnią Europę w błonie komórkowej erytrocytów najczęściej występuje antygen A, który podobnie jak antygen B jest glikoproteidem. Spotyka się go w dwóch odmianach. Częściej spotykaną jest odmiana mocniejsza A₁, rzadziej spotykaną jest odmiana słabsza A₂. Napisz jaką grupę krwi ma większość ludzi zamieszkujących północno zachodnią Europę.

Zad. 9

Antygeny A i B występujące w błonach komórkowych erytrocytów, są glikoproteinami. Których z poniższych określeń użyłabyś omawiając tą grupę związków chemicznych:

1. W skład ich cząsteczki wchodzą lipidy i cukry proste.

2. Należą do wielocukrów podobnie jak glikogen.

3. Są białkami złożonymi.

4. Należą do wysoko cząsteczkowych związków nieorganicznych.

5. W skład ich cząsteczki wchodzą węglowodany i białka.

Zad. 10

W błonach komórkowych cząsteczki lipidów mogą występować łańcuchy kwasów tłuszczowych zawierających mniejszą lub większą ilość wiązań nienasyconych. Cząsteczki lipidowe zawierające większą ilość wiązań podwójnych (nienasyconych) są luźniej upakowane, bardziej płynne i łatwiej przepuszczalne. Podobne cechy posiadają zbudowane z nich błony.

Stwierdzono, że błony komórkowe bakterii żyjących w gorących źródłach mają większą ilość lipidów nasyconych aniżeli błony komórek bakterii żyjących w niższych temperaturach, takie proporcje lipidów nasyconych i nienasyconych w błonach powstały pod presją termiczną środowiska. U renifera błony komórkowe tkanek budujących kończyny mają większą ilość kwasów nasyconych aniżeli błony komórek tkanek głowy renifera.

Po przeczytaniu powyższego testu rozwiąż kolejne zadania.

Zad. 10a*

Napisz, w którym z przedstawionych poniżej fragmentów łańcucha kwasu tłuszczowego występuje wiązanie nienasycone:

1. .....CH==CH.....

2. .....CH₂--CH₂.....

3. CH₃--CH₂--CH₂.....

4. .....CH₂--CH==CH--CH₂.....

Zad. 10b

Napisz, które z poniżej podanych tłuszczów zawierają większą ilość wiązań nienasyconych:

• olej rycynowy,

• smalec,

• olej słonecznikowy,

• masło,

• tran,

• łój barani.

Zad. 10c*

Wyjaśnij dlaczego w błonach komórkowych komórek wchodzących w skład tkanek nóg renifera występuje więcej kwasów tłuszczowych nienasyconych aniżeli w błonach komórkowych tych komórek, które wchodzą w skład tkanek występujących w głowie tego zwierzęcia.

Zad. 10d

Gdyby miano określić zmiany w "płynności" błony komórkowej w ciągu roku u: słonia, człowieka, żaby trawnej, jaszczurki zwinki (oba ostatnie gatunki występują w Polsce), to w przypadku, których organizmów stwierdzono by znaczne wahania w płynności błon komórkowych. Krótko uzasadnij odpowiedź.

Zad. 11

Na płynność (przepuszczalność) błon poza: temperaturą, ilością nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych (podwójne wiązanie powoduje ugięcie łańcucha węglowodorowego i przeszkadza w ścisłym upakowaniu łańcuchów kwasów tłuszczowych), długością łańcucha kwasów tłuszczowych mają również wpływ cząsteczki cholesterolu oraz jony wapnia. Cholesterol "usztywnia" błony przeszkadzając w bocznym przemieszczaniu się łańcuchów kwasów tłuszczowych, jony wapnia natomiast "usztywniają" błony poprzez oddziaływanie na hydrofilową część cząsteczki lipidów wchodzących w skład błony. Po przeanalizowaniu tekstu oraz rysunków rozwiąż kolejne zadania.

Zad. 11a

Napisz w jaki sposób oznaczono na rysunku: cząsteczki cholesterolu, fragment cząsteczki lipidów o charakterze hydrofilowym, lipidy posiadające wiązanie nienasycone.

Zad. 11b

Napisz, które spośród niżej wymienionych związków nie występują w plazmolemie w sposób schematyczny przedstawionej na rysunku w zadaniu 11:

• fosfolipidy,

• glikolipidy,

• glikoproteidy,

• cholesterol,

• glikogen,

• nukleoproteidy,

• proteiny.

Zad. 11c

Na rysunku kolorem niebieskim wyróżniono występujące w błonie białka. Napisz, które z poniższych twierdzeń związane z ich budową i właściwościami są prawdziwe.

1. Obydwa zaznaczone białka są białkami integralnymi.

2. Tylko białko oznaczone literą F jest białkiem integralnym ponieważ związany z nim jest oligosacharyd.

3. U obu białek (oznaczonych literami H i F) we fragmencie zanurzonym w warstwie zbudowanej głównie z kwasów tłuszczowych występują aminokwasy o charakterze hydrofobowym (lipofilowym).

4. Te fragmenty białek, które bezpośrednio kontaktują się z cytoplazmą lub z błoną sąsiadujących z nimi komórek mają charakter hydrofilowy (lipofobow).

5. Zaznaczony na rysunku literą F fragment białka ma strukturę drugorzędową.

6. Białko oznaczone literą H nie jest białkiem transbłonowym.

Zad. 11d

Na lepkość cytoplazmy w komórkach wpływają również wspomniane w zadaniu 11 jony wapnia (więcej wapnia -> gęstsza cytoplazma -> wolniejszy ruch cytoplazmy). W organizmie człowieka na poziom tego pierwiastka we krwi ma wpływ układ hormonalny. Podaj nazwę gruczołu produkującego hormon, którego zbyt niski poziom we krwi objawia się nadwrażliwością mięśni, drgawkami mięśniowymi, a jego nadmiar spowoduje obniżenie wrażliwości mięśni oraz odwapnieniem kości. Podaj również nazwę hormonu.

Zad. 12

Transport bierny substancji przez błony polega na dyfuzji prostej lub dyfuzji ułatwionej. W tej ostatniej jest związany ze specyficznymi dla każdej transportowanej substancji przenośnikami białkowymi. W obu przypadkach transport odbywa się zgodnie z gradientem stężeń przenoszonej substancji.

Transport aktywny zachodzący wbrew gradientowi stężeń przenoszonej substancji wymaga nakładu energii metabolicznej sprzężonej z hydrolizą ATP lub sprzężony jest z ruchem jonu w dół gradientu jego stężenia.

Na poniższym rysunku w sposób schematyczny przedstawiono transport przez błony. Po przeanalizowaniu tekstu oraz rysunku rozwiąż kolejne zadania.

Zad. 12a

Napisz jaki rodzaj transportu przez błony nie został zilustrowany na rysunku.

Zad. 12b

Napisz, które z substancji przedstawionych na rysunku przechodzą przez błonę na drodze dyfuzji prostej.

Zad. 12c

Napisz, po której stronie błony znajduje się mniejsze stężenie tlenu oraz czy można by powiedzieć, że roztwory po obu stronach błony są izoosmotyczne. Krótko uzasadnij odpowiedzi.

Zad. 12d

Napisz, jak należy określić rodzaje transportu przez błony zachodzące w miejscach oznaczonych literami C i F. Wskaż na podobieństwa i różnice.

Zad. 12e

W miejscu oznaczonym literą C odbywa się przenoszenie przez błony dwóch substancji. Napisz jakie jest stężenie we wnętrzu komórki jonów sodu i cząsteczek glukozy, w stosunku do środowiska zewnętrznego. Krótko uzasadnij odpowiedź.

Zad. 12f

Napisz czy oba przenośniki błonowe oznaczone literami A i C leżące bardzo blisko siebie będą funkcjonować w tym samym czasie. Krótko uzasadnij odpowiedź.

Zad. 13

Wokół komórek przedstawionych na rysunku występują połączenia zamykające uniemożliwiające przemieszczanie się cząsteczek wzdłuż bocznych błon komórki. Cząsteczki pożywienia muszą przechodzić przez cytozol komórek. Po to by rysunek był czytelny umieszczono w błonach tylko po jednym przenośniku z danego typu.

Po przeanalizowaniu poniższego rysunku, na którym w sposób schematyczny przedstawiono komórki z nabłonka wyściełającego jelito cienkie rozwiąż kolejne zadania.

Zad. 13a

Komórka z nabłonka jelita jest komórką spolaryzowaną. Krótko wyjaśnij na czym polaryzacja tej komórki polega.

Zad. 13b

Napisz jakie substancje i przy pomocy jakich mechanizmów są transportowane przez błony przedstawionej na rysunku komórki i czy transport tych substancji jest zgodny z gradientem stężeń (czy transport odbywa się w kierunku od wysokiego stężenia transportowanej substancji do jej stężenia niższego). Odpowiedź przedstaw w postaci tabelki. Pamiętaj o tytule!

Zad. 13c

Wyjaśnij dlaczego w błonach przedstawionej na rysunku komórki muszą wystąpić przenośniki jonów sodu i potasu "napędzane" przez ATP.

Zad. 13d

Napisz w jakim procesie, w jakiej organeli powstają cząsteczki ATP potrzebne do transportu aktywnego jonów K⁺ i Na⁺ napędzanego ATP.

Zad. 13e

Napisz czy wszystkie cząsteczki glukozy wnikające z jelita cienkiego do wnętrza komórki zostają przeniesione do krwi. Krótko uzasadnij odpowiedź.

Zad. 13f

Przypatrz się jeszcze raz rysunkowi i napisz jaką rolę według Ciebie pełni komórka nabłonka w jelicie cienkim.

Zad. 14

Wnikanie glukozy do wnętrza erytrocytów i mięśni odbywa się na drodze transportu ułatwionego. Napisz o czym to świadczy.

Zad. 15

Na poniższym rysunku przedstawiono w sposób schematyczny komórki organizmów cudzożywnych. Po przeanalizowaniu rysunków rozwiąż kolejne zadania.

Zad. 15a

Napisz w jaki sposób oznaczono zachodzące w komórkach endocytozę i egzocytozę.

Zad. 15b*

Napisz jaką rolę pełni struktura oznaczona na rysunkach A i B numerem 3, podaj jej nazwę, napisz krótko dlaczego podobne struktury nie występują w pozostałych komórkach.

Zad. 15c

Napisz czym różnią się między sobą:

1. zjawiska występujące w komórce pierwotniaka (A) oznaczone numerami 2 i 3,

2. zjawiska występujące w komórce pierwotniaka oznaczone numerami 2 i 3 od zjawiska występującego w komórce z nabłonka jelita cienkiego (E) oznaczonego numerem 2.

Zad. 15d

Na rysunkach A, B, C, D przedstawiono fagocytozę. Napisz jaka jest różnica pomiędzy zjawiskiem przedstawionym na rysunkach A oraz B i oznaczonych numerem 1, a zjawiskiem przedstawionym na rysunkach C oraz D, na których przedstawiono dwie różne krwinki białe. Jeśli potrafisz podaj nazwy krwinek, zwróć uwagę na to czym się one od siebie różnią.

Zad. 16

Na poniższym rysunku przedstawiono fragment komórki (w sposób bardzo uproszczony, dla czytelności rysunku pominięto np. obecność w cytozolu tRNA i mRNA), po przeanalizowaniu rysunku rozwiąż kolejne zadania.

Zad. 16a

Napisz fragment jakiej komórki eukariotycznej (zwierzęca, roślinna, grzyba) przedstawiono na rysunku. Krótko uzasadnij odpowiedź.

Zad. 16b

Podaj nazwy organeli oznaczonych literami od A do I.

Zad. 16c

Struktury występujące w komórce mogą być otoczone jedną lub dwoma błonami, niektóre z nich nie są otoczone żadną błoną. Napisz, które ze wskazanych w zadaniu 16b struktur posiadają jedną błonę, które dwie błony, a które nie są otoczone błoną. Odpowiedź przedstaw w formie tabeli.

Zad. 16d

Na rysunku w sposób schematyczny przedstawiono kilka różnych procesów zachodzących w komórce. Nazwij procesy oznaczone numerami 1, 6, 7, 8. Określ istotę tych procesów. Napisz, które z nich związane są z siateczką wewnątrzplazmatyczną i strukturami Golgiego (zastanów się na czym to powiązanie polega). Odpowiedź przedstaw w formie tabelki.

Zad. 16e*

Napisz gdzie powstają, białka wchodzące w skład cytoplazmy, białka wchodzące w skład cytoszkieletu (mikrotubule, mikrofilamenty), enzymy cyklu glikolitycznego, większość białek mitochondrialnych, białka występujące w jądrze komórkowym.

Zad. 16f

W niektórych komórkach zwierzęcych zachodzą oba oznaczone cyframi 6 i 7 procesy. Napisz, który z nich zachodzi we wszystkich komórkach eukariotycznych. Porównaj oba procesy, wskaż różnice i podobieństwa. Tę część odpowiedzi przedstaw w formie tabeli.

Zad. 16g*

W retikulum plazmatycznym gładkim i szorstkim zachodzą różnorodne procesy, powiązane często z aparatem Golgiego, jeden z nich oznaczony cyfrą (10) w dosyć szczegółowy sposób został przedstawiony na rysunku. Ponownie przeanalizuj rysunek a następnie postaraj się przebieg tego procesu przedstawić w punktach.

Zad. 17*

Wiele różnych związków jest w podobny sposób transportowanych poza teren komórki należą do nich na przykład:

• związki wchodzące w skład substancji międzykomórkowych występujących w tkankach kostnej i chrzęstnej,

• związki, z których zbudowane są np.włókna kolagenu,

• związki, z których zbudowana jest kutikula bezkręgowców,

• związki, z których zbudowane są ściany komórek roślin i grzybów,

• insulina, enzymy trawienne produkowane przez trzustkę,

• neurotransmitery,

• śluz (np. gruczoły śluzowe żaby, śluz pokrywający nabłonek jelit).

Napisz, które z wyżej wymienionych substancji wydzielane są poza teren produkującej je komórki tylko w wyniku docierającego do niej sygnału.

Zad. 18*

Napisz dla czego w komórkach niektórych pierwotniaków np. Pantofelka, Eugleny, lokalizacja takich organeli jak wodniczki tętniące, miejsce powstawania wodniczki trawiącej (odżywianie na drodze fagocytozy), miejsce wydalania poza komórkę resztek nie strawionych (egzocytoza) jest stałe. W przypadku innych pierwotniaków takich jak Ameba (żyjąca w stawach) lokalizacja wyżej wymienionych miejsc ciągle ulega zmianie a w przypadku wielu pierwotniaków pasożytujących w krwi, wodniczki tętniące, podobnie jak trawiące nie występują.

Zad. 19*

Po przeczytaniu poniższego tekstu daj odpowiedzi na kolejne pytania. Wskaż tę część tekstu, która pomogła Tobie w udzieleniu odpowiedzi.

1. W komórkach eukariotycznych (nie w erytrocytach ssaków) występuje poza innymi strukturami siateczka endoplazmatyczna (ER). Zazwyczaj spotkać możemy w komórce siateczkę śródplazmatyczną gładką (SER) i szorstką (RER).

2. Stosunek obu tych struktur w różnego typu komórkach bywa różny a w tej samej komórce może podlegać znacznym zmianom.

3. W komórkach trzustki produkujących enzymy trawienne, podobnie jak w plazmocytach, które produkują głównie wolne przeciwciała prawie cały obszar cytoplazmy zajmuje RER.

4. W retikulum gładkim w: komórkach wątroby zachodzi synteza i rozpad glikogenu, w komórkach, kory nadnerczy i komórkach ciałka żółtego powstają hormony sterydowe W SER stwierdzono również obecność enzymów związanych z syntezą fosfolipidów.

5. W komórkach wątroby podczas podawania leków np. nasennych (fenobarbituranu) obserwowano wzrost SER.

Zad. 19a

Napisz w jakiego rodzaju ER powstają białka eksportowane przez komórkę na zewnątrz.

Zad. 19b

Gdzie zachodzi detoksykacja trucizn.

Zad. 19c

Bardzo wyraźne powiększenie SER następuje w komórkach wątroby u osobników, którym po dłuższym okresie głodzenia, podczas którego obserwowano zanik glikogenu w komórkach wątroby podano pokarm. Napisz z czym można w tym wypadku kojarzyć obserwowane zmiany.

Zad. 19d

Napisz w jakim rodzaju siateczki endoplazmatycznej zachodzi synteza węglowodanów i lipidów.

---