Metabolizm Zadanie 1 (1 pkt) Oddychanie jest przykładem procesu katabolicznego. Uzasadnij to stwierdzenie jednym argumentem. Zadanie 2 (2 pkt.) Napełniono termos kiełkującymi nasionami grochu, włożono do środka termometr i całość zatkano watą (pozostawiając tylko wystającą część termometru). Pomiar temperatury notowano co 6 godzin, a uzyskane wyniki przedstawiono na poniższym wykresie. Na podstawie analizy przedstawionych na wykresie wyników zweryfikuj następującą hipotezę: Kiełkujące nasiona wydzielają ciepło. Podaj nazwę procesu odpowiedzialnego za zmiany temperatury w termosie. Zadanie 3. (2 pkt) Z podanych poniżej stwierdzeń dotyczących chemosyntezy wybierz te dwa, które są prawdziwe (otocz kółeczkiem ich oznaczenia literowe). A. Energia wyzwalana podczas utleniania metanu przez bakterie metanowe zostaje wykorzystana przez nie do redukcji CO 2. B. W procesach nitryfikacji obniża się stopień utlenienia azotu. C. Utleniane w chemosyntezie związki mineralne przechodzą w postać łatwiej przyswajalną przez rośliny. D. Chemosyntetyzujące bakterie siarkowe przekształcają czystą siarkę w siarkowodór. Zadanie 4. (1 pkt) Kiełkowanie nasion następuje po okresie spoczynku, trwającym u różnych roślin kilka dni, tygodni, miesięcy, a nawet lat. Pod koniec procesu tworzenia nasion (tuż przed ich oddzieleniem się od rośliny rodzicielskiej) zachodzi proces odwodnienia. Wyjaśnij, dlaczego proces odwodnienia jest niezbędny do przetrwania przez nasiona okresu spoczynku....... 1
Zadanie 5. (2 pkt) Schemat procesu biologicznego utleniania glukozy. Podaj nazwy związków chemicznych, które należy wpisać w miejsca oznaczone na schemacie X i Y. X -... Y -... Zadanie 6. (3 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując w wolne kratki odpowiednio produkt oddychania tlenowego i produkty fermentacji alkoholowej. Procesy oddychania Substraty Produkty Energia Oddychanie tlenowe C 6 H 12 O 6 + O 2 CO 2 +... ATP Fermentacja C 6 H 12 O 6...+... ATP alkoholowa Zadanie 7. (1 pkt) Schemat zestawu doświadczalnego. Uzupełnij poniższe zdanie nazwą procesu, tak aby postawione pytanie było problemem badawczym do tego doświadczenia. Czy podczas procesu... kiełkujących ziaren grochu uwalniana jest energia cieplna? 2
Zadanie 8. (2 pkt) Na schemacie przedstawiono dwa typy reakcji metabolicznych. Rozpoznaj i podaj nazwy dwóch procesów biologicznych przedstawionych na schemacie, ustalając rodzaj energii warunkującej zapoczątkowanie procesu X i energii powstałej w wyniku procesu Y. Zadanie 9. (1 pkt) Tabela przedstawia różnicę między oddychaniem tlenowym i beztlenowym. Proces Zysk energetyczny z 1 cząsteczki glukozy Oddychanie tlenowe 38 cząsteczek ATP Oddychanie beztlenowe 2 cząsteczki ATP 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 10. (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.... 3
Zadanie 11. (2 pkt) Na schemacie przedstawiono przebieg reakcji enzymatycznej. Na podstawie schematu, określ rolę enzymu i podaj przykład jednej charakterystycznej dla niego właściwości. Zadanie 12. (2 pkt) Na schemacie przedstawiono ciąg reakcji enzymatycznych. Każdy etap tego ciągu jest katalizowany przez inny enzym. Produkt końcowy ciągu reakcji (D) może hamować aktywność enzymu 1. A enzym 1 B enzym 2 C enzym 3 D Wyjaśnij, w jaki sposób na przebieg tego ciągu reakcji wpłynie: a) sukcesywne odprowadzanie produktu D z miejsca reakcji. b) wzrastające stężenie produktu D. a)......... b)...... Zadanie 13. (2 pkt) 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. 4
Zadanie 14. (1 pkt) Zaznacz w tabeli symbol literowy wiersza, w którym przedstawiono poprawne informacje dotyczące wytwarzania mocznika w organizmie człowieka. Symbol Typ reakcji Substraty Narząd Organellum komórki opisu A anaboliczna NH4 +, HCO3 -, ATP nerki mitochondrium B anaboliczna NH4 +, HCO3 -, ATP wątroba Cytoplazma, mitochondrium C kataboliczna NH4 +, HCO3 -, ATP wątroba Cytoplazma, mitochondrium D kataboliczna NH4 +, HCO3 -, wątroba cytoplazma Zadanie 15. (2 pkt) Na schemacie przedstawiono, w uproszczony sposób, jeden z etapów oddychania komórkowego. Podaj nazwę elementu budowy komórki, w którym zachodzi przedstawiony etap oddychania oraz nazwę związku oznaczonego literą X. Nazwa elementu budowy komórki:... Nazwa związku (oznaczonego X):... Zadanie 16. (3 pkt) Na schemacie w uproszczony sposób przedstawiono związek między dwoma podstawowymi dla życia organizmów procesami metabolicznymi: fotosyntezą i oddychaniem. Porównaj na podstawie schematu proces fotosyntezy i oddychania, wpisując do tabeli po dwa substraty, dwa produkty oraz nazwę typu reakcji metabolicznej dla każdego z tych procesów. Porównywana cecha Fotosynteza Oddychanie Substraty 1.... 1.... 2.... 2.... 5
Produkty 1.... 2.... 1.... 2.... Typ reakcji metabolicznych (anabolizm / katabolizm)...... Zadanie 17. (3 pkt) Przed wykonaniem doświadczenia przygotowano zestaw materiałów: suche nasiona grochu, kiełkujące nasiona grochu, 2 słoje z nakrętkami (o takiej samej pojemności), drewniane łuczywo, zapałki. Przedstaw (wykorzystując wymienione wyżej materiały) plan doświadczenia dla rozwiązania następującego problemu badawczego: "Czy w kiełkujących nasionach zachodzi proces oddychania?". W planie uwzględnij: a) próbę kontrolną, b) próbę badawczą, c) sposób ustalania wyników obserwacji. a)... b)... c)... Zadanie 18. (1 pkt) Na schemacie przedstawiono w uproszczony sposób przemiany metaboliczne węglowodanów, białek i tłuszczów. 6
Na podstawie analizy schematu uzasadnij, że spożywanie nadmiernej ilości węglowodanów może być przyczyną odkładania się tłuszczu w organizmie. Zadanie 19. (2 pkt) Na schemacie przedstawiono proces glikolizy. Na podstawie analizy schematu: a) podaj liczbę cząsteczek ATP powstających w glikolizie z utlenienia jednej cząsteczki glukozy:... b) oblicz zysk energetyczny glikolizy; wynik podaj w liczbie cząsteczek ATP na cząsteczkę glukozy:... Zadanie 20. (2 pkt) Na schemacie przedstawiono obieg azotu w przyrodzie z uwzględnieniem przeprowadzanych przez bakterie procesów oznaczonych jako A-D. Przyporządkuj każdemu z przedstawionych na schemacie procesów A-D jego nazwę spośród 1-5. A.... 1. Nitryfikacja. B.... 2. Wiązanie wolnego azotu. C.... 3. Fermentacja. D.... 4. Denitryfikacja. 5. Amonifikacja. Zadanie 21. (3 pkt) 7
Symbioza między roślinami motylkowymi a bakteriami jest bardzo powszechna. Bakterie z rodzaju Rhizobium mają zdolność do wiązania azotu atmosferycznego, który następnie przetwarzają na formę przyswajalną dla roślin, a same korzystają z węglowodanów produkowanych przez zakażoną roślinę. Roślina reaguje na infekcje bakteriami z rodzaju Rhizobium wytworzeniem brodawek, w których znajdują się te drobnoustroje. U roślin niezainfekowanych nie tworzą się brodawki. Przedstaw plan doświadczenia pozwalającego rozwiązać problem badawczy: Czy rośliny rozwijające się w glebie dostatecznie zaopatrzonej w azotany, są oporne na zakażenie bakteriami Rhizobium? Do dyspozycji masz: 50 siewek koniczyny, kulturę bakterii Rhizobium, dwie skrzynki z piaskiem bez związków azotowych, pełną pożywkę azotanową, lupę. W planie doświadczenia uwzględnij: a) opis próby kontrolnej, b) opis próby badawczej, c) sposób uzyskiwania wyników. a)...... b)...... c)...... Zadanie 22. (2 pkt) Liczba i rozmieszczenie mitochondriów w komórkach nie są przypadkowe. W komórkach nabłonka gruczołowego mitochondria układają się na linii przemieszczania się wydzieliny z komórki do jej otoczenia. We włóknach mięśniowych mitochondria leżą w bliskim sąsiedztwie włókienek kurczliwych. W plemnikach mitochondria otaczają ściśle podstawę wici, która jest organellum ruchu tej komórki. Na podstawie powyższych informacji sformułuj prawidłowość dotyczącą sposobu rozmieszczenia mitochondriów w komórce. Wyjaśnij związek rozmieszczenia mitochondriów z ich funkcją. Prawidłowość:... Wyjaśnienie:... Zadanie 23. (2 pkt) Przyporządkuj do miejsc oznaczonych na schemacie literami A, B i C odpowiednie cyfry (1 4) określające substraty i produkty przedstawionych reakcji biochemicznych. 1. 6CO 2 + 6H 2 O + energia 2. C 6 H 12 O 6 + O 2, 3. aminokwasy, 4. tłuszcze 8
A...., B...., C.... Zadanie 24. (2 pkt) Na rysunku przedstawiono zmianę poziomu energii swobodnej substratów przekształcanych w produkty w pewnej reakcji chemicznej. a) Ustal, czy jest to reakcja endoergiczna, czy egzoergiczna. Odpowiedź uzasadnij jednym argumentem. b) Podaj nazwę energii (A) niezbędnej do zajścia tej reakcji. Zadanie 25. (2 pkt) Na schematach pokazano dwa mechanizmy inhibicji (hamowania) reakcji enzymatycznych. Wyjaśnij działanie inhibitora w obu mechanizmach hamowania reakcji enzymatycznych; a) w przypadku inhibicji kompetycyjnej... b) w przypadku inhibicji niekompetycyjnej... Zadanie 26. (1 pkt) Szybkość reakcji katalizowanych przez enzymy zależy m.in. od aktywności enzymów, na którą mogą wpływać różne czynniki, np. ph środowiska reakcji. Na wykresach przedstawiono zależność między szybkością reakcji katalizowanych przez dwa enzymy trawienne (I i II) a ph środowiska reakcji. 9
Wyjaśnij, czy oba enzymy zilustrowane na schemacie mogą wykazywać najwyższą aktywność w tym samym odcinku przewodu pokarmowego. Poniższe informacje wykorzystaj do rozwiązania zadania nr 27 i 28. Na schemacie przedstawiono jeden z mechanizmów regulacji aktywności enzymów w szlaku metabolicznym. Zadanie 27. (2 pkt) a) Podaj nazwę mechanizmu regulacji przedstawionego na schemacie. b) Wyjaśnij, na czym polega przedstawiony sposób regulacji aktywności enzymów. Zadanie 28. (2 pkt) Załóżmy, że w szlaku metabolicznym przedstawionym na schemacie pewna toksyczna substancja jest inhibitorem enzymu 3. Podaj dwa przykłady niekorzystnych następstw w metabolizmie komórki, które mogą być konsekwencją działania takiej toksycznej substancji. 1.... 2.... Zadanie 29. (2 pkt) Na schemacie przedstawiono komórkowy proces uwalniania energii, którego biochemicznym substratem jest glukoza. 10
a) Podaj nazwę etapu tego procesu oznaczonego literą X.... b) Określ, jaką rolę pełni tlen w tym etapie.... Zadanie 30. (2 pkt) Komórki są skomplikowanymi układami biologicznymi, w których zachodzą rozmaite procesy biologiczne związane z przemianami materii i energii. Wymień dwie organelle komórki roślinnej, w których wytwarzany jest ATP. 1...., 2.... Zadanie 31. (2 pkt) Na schemacie przedstawiono dwa główne kierunki metabolizmu: anabolizm i katabolizm. Poniżej numerami oznaczono związki chemiczne lub grupy związków chemicznych, które biorą udział w tych procesach. 1. ATP 2. ADP + Pi 3. związki prostsze 4. związki bardziej złożone Wpisz numery właściwych związków lub grup związków chemicznych biorących udział w procesach oznaczonych na schemacie literami A, B, C i D. A... B.... C.... D.... Zadanie 32. (2 pkt) Na schemacie przedstawiono przebieg reakcji enzymatycznej przed dodaniem (A) i po dodaniu (B) substancji X. Zaznacz poprawne dokończenie poniższego zdania: Substancja oznaczona na schemacie symbolem X to A. substrat. B. aktywator. C. inhibitor kompetycyjny. D. inhibitor niekompetycyjny. Na podstawie schematu opisz wpływ substancji X na działanie enzymu. Zadanie 33. (2 pkt) Na schemacie przedstawiono mechanizm regulacji aktywności enzymatycznej w szlaku metabolicznym, na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego. 11
a) Na podstawie schematu wyjaśnij, na czym polega przedstawiony mechanizm regulacji aktywności enzymatycznej. b) Wyjaśnij na przykładzie, jakie znaczenie dla komórki ma przedstawiony mechanizm regulacji. Zadanie 34. (1 pkt) Tlen, który bierze udział w procesie oddychania wewnątrzkomórkowego (utleniania glukozy) w komórkach zwierząt i człowieka, wraca do atmosfery jako składnik wydychanego CO 2. Uzasadnij, że powyższe stwierdzenie nie jest prawdziwe. Zadanie 35. (1 pkt) 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. Miejsce reakcji... Rola koenzymu A... Zadanie 36. (1 pkt) Na schemacie przedstawiono budowę jednego z nukleotydów DNA. Uzupełnij schemat nukleotydu DNA odpowiednimi nazwami związków chemicznych, wybranymi spośród wymienionych. ryboza, tymina, deoksyryboza, uracyl, glukoza 12