Zadania maturalne z Biologii

Tematyka: budowa i działanie enzymów, oddychanie komórkowe, fotosynteza, chemosynteza, fotooddychanie, beta-oksydacja, cykl mocznikowy.

Zadania pochodzą z oficjalnych arkuszy maturalnych CKE, które służyły przeprowadzaniu majowych egzaminów. Czteroznakowy kod zapisany przy każdym zadaniu wskazuje na jego pochodzenie: S/N – „stara”/”nowa” formuła; P/R – poziom podstawowy/rozszerzony; np. 08 – rok 2008.

Wkrótce przy każdym zadaniu pojawią się wzory odpowiedzi 🙂

.

Zadanie 1. (SP05)
Wchłanianie glukozy przez komórki powierzchniowe (enterocyty) kosmków jelitowych jelita cienkiego zachodzi niezgodnie z gradientem stężeń i trwa do zupełnego jej wychwycenia z treści pokarmowej w jelicie.
Określ, jaki to rodzaj transportu (czynny czy bierny). Odpowiedź uzasadnij jednym argumentem.

Zadanie 2. (SP06)
Podczas powstawania moczu w nerkach glukoza jest transportowana z nakładem energii z wnętrza kanalików nerkowych do naczyń krwionośnych (wchłanianie zwrotne).
a) Uzasadnij, czy transport glukozy z kanalików nerkowych do naczyń krwionośnych jest aktywny, czy bierny.
b) Określ konsekwencje wchłania zwrotnego glukozy dla składu moczu zdrowego człowieka.

 

Zadanie 3. (SP06)
W tabeli przedstawiono dzienne zapotrzebowanie na energię (kcal) w zależności od płci, masy ciała i aktywności fizycznej człowieka

a) Narysuj diagram słupkowy (w jednym układzie współrzędnych), ilustrujący dzienne zapotrzebowanie na energię kobiet i mężczyzn o masie ciała 65 kg, wykazujących się umiarkowaną i bardzo dużą aktywnością fizyczną
b) Sformułuj jeden wniosek wynikający z przedstawionych na diagramie zależności.

Zadanie 4. (SP10)
Poniżej przedstawiono zasady zdrowego stylu życia propagowane przez dietetyków:
A. Jedz mniej.
B. Więcej się ruszaj.
C. Częściej jadaj owoce, warzywa i produkty pełnoziarniste.
D. Unikaj „śmieciowego jedzenia” (fast food).
Wybierz dwie z wymienionych zasad i wyjaśnij ich znaczenie dla uniknięcia otyłości.

Zadanie 5. (SP11)
U młodej osoby występują zaburzenia odżywiania, które charakteryzują się okresami silnego, niekontrolowanego i impulsywnego objadania się. Jednocześnie osoba ta stosuje drastyczne metody zapobiegające przybraniu na wadze, np. prowokowanie wymiotów, nadużywanie środków przeczyszczających, przyjmowanie specyfików wspomagających odchudzanie albo wykonywanie forsownych ćwiczeń fizycznych lub stosowanie okresowej głodówki.
a) Podaj nazwę choroby, której objawy opisano w zadaniu.
b) Do którego lekarza specjalisty powinna zostać skierowana ta osoba w pierwszej kolejności?
A. Gastrologa B. Endokrynologa C. Dietetyka D. Psychiatry

Zadanie 6. (SR06)
Schemat przedstawia gospodarkę ATP w organizmie.

Uzupełnij schemat wpisując w zaznaczone kropkami miejsca wyrazy: wysoki lub niski.

Zadanie 7. (SR06)
Tempo procesów fizjologicznych przebiegających u organizmów zmiennocieplnych jest w dużej mierze uzależnione od temperatury otoczenia. Zaobserwowano, że jeśli wąż może wybrać sobie położenie w stosunku do źródła ciepła, to zbliża się do niego w okresie trawienia, zaś odsuwa się podczas głodu.
Wyjaśnij, co jest przyczyną takiego zachowania się węży podczas trawienia pokarmu, a co w czasie długotrwałej głodówki.

Zadanie 8. (SR07)
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 + Pi = 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 9. (SR09)
Na uproszczonym schemacie przedstawiono fazę jednego z ważnych procesów metabolicznych zachodzących u roślin.

a) Faza przedstawiona na schemacie nazywa się
A. cykl Calvina
B. cykl Krebsa
C. łańcuch oddechowy
D. faza jasna fotosyntezy

b) Podaj dokładną lokalizację w komórce roślinnej przedstawionej powyżej fazy.

c) Wymień dwa składniki siły asymilacyjnej biorącej udział w powyższej fazie

Zadanie 10. (SR09)
Uzupełnij poniższe zdanie, wstawiając w odpowiednie miejsca wyrazy „wyższą” lub „niższą”, aby uzyskać poprawną informację dotyczącą reakcji zachodzących w układach żywych.
Reakcje egzoergiczne uwalniają energię swobodną, zatem produkty reakcji mają energię ……………………………. niż substraty, natomiast w reakcjach endoergicznych, w których energia jest pobierana, produkty reakcji mają energię …………………………. niż substraty.

Zadanie 11. (SR09)
Wśród wymienionych niżej procesów zaznacz dwa, które są procesami anabolicznymi.
A. Fermentacja alkoholowa
B. Chemosynteza
C. Hydroliza skrobi
D. Oddychanie tlenowe
E. Replikacja DNA

Zadanie 12. (SR09)
Na schemacie przedstawiono udział przenośnika fosforanowego w transporcie fosfotrioz i fosforanu. Pominięto zewnętrzną błonę chloroplastu i przestrzeń międzybłonową.
Na podstawie analizy schematu wyjaśnij, uwzględniając kierunki transportu, jakie znaczenie dla efektywnego przebiegu procesu fotosyntezy ma sprzężenie transportu fosfotrioz i fosforanu.

Zadanie 13. (SR09)
Siarka jest ważnym makroelementem. Rośliny pobierają ją z gleby w postaci jonu siarczanowego (SO4 2– ). Siarczany w komórkach roślinnych są redukowane i przekształcane w grupę sulfhydrylową (–SH) aminokwasu cysteiny. Do przeprowadzenia tej reakcji konieczne są: ATP i czynnik redukujący – NADH lub NADPH.
a) Podaj, z jakiego procesu zachodzącego w komórkach roślin mogą pochodzić zarówno cząsteczki ATP jak i NADH.
b) Wyjaśnij, na czym polega rola NADH i NADPH jako czynników redukujących w opisanym procesie.

Zadanie 14. (SR10)
W organizmie człowieka większość komórek oddycha tlenowo. Jednak w niektórych komórkach, np. w erytrocytach, zachodzi oddychanie beztlenowe. Uwzględniając budowę i funkcję erytrocytu, wyjaśnij, dlaczego nie zachodzi w nim oddychanie tlenowe.

 

Zadanie 15. (SR11)
Oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących metabolizmu.
Wpisz w odpowiednie miejsca tabeli literę P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli stwierdzenie jest fałszywe.

Zadanie 16. (SR11)
Przeprowadzono doświadczenia na karasiach i stwierdzono, że obniżenie temperatury wody z 25 o C do 15 o C spowodowało zmniejszenie ilości pokarmu pobieranego przez te ryby o połowę.
Wyjaśnij, dlaczego wraz z obniżeniem temperatury wody nastąpił spadek ilości pokarmu pobieranego przez karasie.

Zadanie 17. (SR12)
Stwierdzono, że pewna reakcja enzymatyczna zachodzi zawsze w temperaturze ok. 20 °C.
Określ i uzasadnij, jaki wpływ na przebieg tej reakcji będzie miało
1.podwyższenie temperatury do 70 °C
2. obniżenie temperatury do 5 °C.

Zadanie 18. (SR12)
Ogólnie działanie hormonów polega na stymulacji lub hamowaniu pewnych mechanizmów w komórkach narządów docelowych. Wiele hormonów ma działanie wzajemnie antagonistyczne.
Spośród niżej wymienionych hormonów wybierz dwa, które działają wzajemnie antagonistycznie, i podaj, na czym polega antagonizm ich działania.
insulina, wazopresyna, kalcytonina, glukagon, adrenalina

Zadanie 19. (SR12)
Na proces fotosyntezy składają się reakcje zależne i reakcje niezależne od światła.
Spośród poniższych zdań zaznacz dwa, które zawierają prawdziwe informacje dotyczące przebiegu i lokalizacji reakcji fotosyntezy.
A. Wykorzystanie energii świetlnej w procesie fotosyntezy umożliwiają cząsteczki chlorofilu zgrupowane w tzw. fotoukładach, w stromie chloroplastu.
B. Produkcja ATP i NADPH jest rezultatem inicjowanej przez światło wędrówki elektronów przez łańcuch przenośników oraz fotolizy wody.
C. W czasie reakcji fosforylacji cyklicznej, odbywającej się w tylakoidach chloroplastów, zachodzi synteza ATP połączona z powstawaniem NADPH.
D. Wytworzone NADPH jest wykorzystywane w cyklu Calvina do syntezy cukru (aldehydu 3-fosfoglicerynowego), jako czynnik utleniający i jako źródło energii.
E. W cyklu Calvina przekształcanie dwutlenku węgla w cukier (aldehyd 3-fosfoglicerynowy) rozpoczyna się przyłączeniem cząsteczki dwutlenku węgla do cząsteczki pięciowęglowego związku organicznego.

Zadanie 20. (SR12)
Przeprowadzono doświadczenie, którego celem miało być sprawdzenie, czy podczas kiełkowania zachodzą w nasionach procesy metaboliczne. Termos napełniono kiełkującymi nasionami (ziarnami) pszenicy i szczelnie zamknięto korkiem. W korku umieszczono termometr w sposób umożliwiający odczyt temperatury. Pomiary temperatury rejestrowano co 3 godziny w ciągu 24 godzin trwania doświadczenia. Stwierdzono stopniowy wzrost temperatury w próbie badawczej.
a) Podaj, jak powinna wyglądać próba kontrolna do tego doświadczenia.
b) Zaznacz błędną interpretację wyników powyższego doświadczenia.
W czasie kiełkowania nasion wzrasta ilość wydzielanego ciepła.
B. W czasie kiełkowania nasion wzrasta intensywność reakcji oddychania.
C. W czasie kiełkowania nasion wzrasta intensywność przemian anabolicznych.

Zadanie 21. (SR13)
Na uproszczonym schemacie przedstawiono jeden ze szlaków metabolicznych aminokwasu fenyloalaniny.

a) Podaj nazwę choroby genetycznej spowodowanej mutacją genu kodującego enzym E3 oraz określ, na czym polega ta choroba.
b) Wyjaśnij, dlaczego osoby z chorobą genetyczną spowodowaną mutacją genu kodującego enzym E3 są nadwrażliwe na promieniowanie UV.

Zadanie 22. (SR13)
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 23. (SR13)
Przechowywanie warzyw i owoców w odpowiednich warunkach jest gwarancją ich dostępności na rynku z zachowaniem wysokiej jakości. Temperatura to jeden z najważniejszych czynników abiotycznych, które wpływają na długość czasu przechowywania warzyw i owoców. Przechowywanie w chłodniach, w temperaturze 1 – 6 °C, zapobiega rozwojowi bakterii będących przyczyną psucia się warzyw i owoców, a także ogranicza ubytki ich biomasy.
Wyjaśnij, dlaczego niska temperatura ogranicza ubytki masy przechowywanych warzyw i owoców.

 

Zadanie 24. (SR14)
Wapń jest ważnym składnikiem organizmu człowieka. W osoczu krwi powinno znajdować się około 2,2–2,6 mmol/l jonów tego pierwiastka, niezbędnego do wielu procesów wewnątrzkomórkowych. Obniżenie poziomu jonów wapnia we krwi skutkuje uruchomieniem jego zasobów zgromadzonych w kościach.
a) Wśród przykładów procesów zachodzących w komórkach organizmu człowieka zaznacz ten proces, w którym istotny udział biorą jony wapnia.
Polaryzacja błony komórkowej.
B. Skurcz komórek mięśniowych.
C. Przenoszenie elektronów w łańcuchu oddechowym.
D. Łączenie podjednostek rybosomów podczas biosyntezy białka.

b) Podaj nazwę hormonu, którego wydzielanie się zwiększa, gdy poziom jonów wapnia we krwi jest zbyt niski.


Zadanie 25. (SR14)
Oceń prawdziwość informacji dotyczących rybosomów. Wpisz obok każdego zdania w tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli zdanie jest fałszywe.

Zadanie 26. (SR14)
Współczynnik oddechowy WO (RQ) to iloraz objętości dwutlenku węgla wydalonego przez organizm i objętości zużytego tlenu. W przypadku zużywania węglowodanów jako źródła energii współczynnik przyjmuje wartość równą jedności, dla białek – około 0,9, a dla tłuszczów – około 0,7. U pewnego gatunku owada, którego larwy są roślinożerne, mierzono zmiany wartości WO podczas procesu przeobrażania. Stwierdzono, że przed przejściem w stadium poczwarki, kiedy larwy stały się nieruchliwe i nie pobierały pokarmu, ich współczynnik oddechowy zmniejszył się z 0,99 do 0,85.
Na podstawie przedstawionych informacji podaj przypuszczalne wyjaśnienie spadku wartości współczynnika WO u badanego owada.

Zadanie 27. (SR14)
Oceń prawdziwość informacji dotyczących wazopresyny (ADH). Wpisz obok każdego zdania w tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli zdanie jest fałszywe.

Zadanie 28. (SR14)
W tabeli przedstawiono wyniki doświadczenia, w którym badano wpływ temperatury na pobieranie jonów potasu i fosforu przez korzenie roślin. Doświadczenie prowadzono w hydroponicznej (wodnej) hodowli roślin kukurydzy, których część umieszczono w roztworze soli potasu, a część – w roztworze soli fosforu. Stężenie jonów w każdym z roztworów wynosiło 0,25 mmol/l.

Na podstawie danych z tabeli wykonaj wykres liniowy ilustrujący wpływ temperatury na intensywność pobierania jonów potasu i fosforu. Zastosuj jeden układ współrzędnych.

 

Zadanie 29. (SR15)
Na schemacie przedstawiono zestaw badawczy do doświadczenia, w którym badano proces oddychania zachodzący podczas kiełkowania nasion grochu. Na podstawie: http://meritum.mscdn.pl

a) Określ, które procesy zaobserwuje się w czasie przeprowadzania przedstawionego doświadczenia. Zaznacz T (tak), jeśli ten proces można zaobserwować, albo N (nie) – jeśli tego procesu nie można zaobserwować.

b) Opisz, jaka powinna być próba kontrolna do tego doświadczenia.

Zadanie 30. (SR15)
Przeprowadzono eksperyment, którego celem było ustalenie substratu będącego źródłem tlenu wydzielanego podczas fotosyntezy. W doświadczeniu wykorzystano ciężki izotop tlenu: 18O. Doświadczenie przeprowadzono na dwóch próbach, w których zastosowano:

w próbie 1. – wodę z izotopem tlenu
w próbie 2. – dwutlenek węgla wzbogacony izotopem tlenu.

Po przeprowadzeniu doświadczenia w obu próbach stwierdzono obecność izotopu, ale w różnych produktach fotosyntezy – co przedstawiono uproszczonymi równaniami zapisanymi poniżej. Legenda: ciężki izotop tlenu 18O oznaczono symbolem O*.

Na podstawie przedstawionego doświadczenia sformułuj wniosek, w którym określisz substrat stanowiący źródło tlenu wydzielanego podczas fotosyntezy.

Zadanie 31. (SR15)
Procesy zachodzące podczas fotosyntezy polegają na przekształcaniu energii świetlnej w energię chemiczną zgromadzoną w związkach organicznych.
a) Uporządkuj wymienione procesy (A–E) zachodzące podczas fotosyntezy, zgodnie z kolejnością ich zachodzenia. Zapisz ich oznaczenia literowe we właściwej sekwencji. 
A. synteza trioz
B. absorpcja światła przez chlorofil
C. synteza heksoz
D. synteza ATP i NADPH2
E. wzbudzanie elektronów chlorofilu
b) Podaj czynnik środowiskowy, który ogranicza występowanie organizmów fotosyntetyzujących w morzach i oceanach na głębokości poniżej 100 m.

Zadanie 32. (SR15)
W celu zbadania, czy trzustka wydziela enzymy trawiące skrobię, przygotowano dwie probówki z wodnym roztworem skrobi, przy czym w obu probówkach zapewniono środowisko lekko zasadowe. Do pierwszej probówki dodano zmieloną surową trzustkę zwierzęcą (zestaw 1), a do drugiej – taką samą porcję zmielonej trzustki ugotowanej (zestaw 2). Do każdej z probówek dodano po kilka kropli płynu Lugola (wodny roztwór jodu w jodku potasu). Skrobia pod wpływem tego odczynnika zabarwia się na kolor ciemnoniebieski. Nieco krótsze łańcuchy dekstryn barwią się na kolor fioletowy, jeszcze krótsze – barwią się na kolor czerwono-brunatny. Krótkie łańcuchy cukrowe nie reagują z płynem Lugola.
a) Określ, który zestaw – 1 czy 2 – jest próbą badawczą. Odpowiedź uzasadnij.
b) Przedstaw zmiany zachodzące podczas doświadczenia, na podstawie których można stwierdzić, że trzustka wydziela enzymy trawiące skrobię. W odpowiedzi uwzględnij badany proces.
c) Wyjaśnij, dlaczego w tym doświadczeniu zapewniono lekko zasadowe środowisko mieszaniny w probówkach.

Zadanie 33. (SR16)
Metabolizm to całokształt przemian chemicznych zachodzących w komórkach wraz z towarzyszącymi im przemianami energetycznymi. Na metabolizm składają się dwie grupy procesów, przedstawione na schemacie.

 Na podstawie: A. Jaskólski, A. Jaskólska, Podstawy fizjologii wysiłku fizycznego z zarysem fizjologii człowieka, Wrocław 2006.

 Podaj nazwy (anabolizm/katabolizm) przedstawionych na schemacie grup procesów metabolicznych A i B. Odpowiedź uzasadnij, uwzględniając cechę charakteryzującą każdą z tych grup.

Zadanie 34. (SR16)
Na schemacie w sposób uproszczony przedstawiono wybrane etapy tlenowego oddychania komórkowego.

Na podstawie: M. Barbor, M. Boyle, K. Senior, Biology, London 2000.

a) Podaj nazwy związków chemicznych oznaczonych na schemacie literami X i Y.
b) Uzupełnij tabelę, w której określisz lokalizację w komórce wskazanych na schemacie etapów oddychania tlenowego (I–III).

Zadanie 35. (SR17)
Mocznik wydalany przez wiele zwierząt lądowych (a także – przez człowieka) powstaje w cyklu mocznikowym. Poniżej zapisano sumaryczne równanie reakcji tego cyklu.


Na podstawie: M. Popielarska, R. Konieczny, G. Góralski, Słownik szkolny. Biologia, Kraków2008

a) Określ, czy cykl mocznikowy jest przykładem anabolizmu, czy – katabolizmu. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do jednej z cech tej klasy reakcji.
b) Podaj znaczenie syntezy mocznika dla prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka.

Zadanie 36. (SR17)
Na schemacie A przedstawiono przebieg jednej z faz fotosyntezy – fazę niezależną od światła (cykl Calvina-Bensona), w której zachodzi asymilacja dwutlenku węgla. W cyklu tym zostają zużyte produkty fazy fotosyntezy zależnej od światła – ATP i NADPH + H+ , tzw. siła asymilacyjna. Poszczególne etapy cyklu Calvina-Bensona zaznaczono cyframi 1–3. Na schemacie B przedstawiono wynik doświadczenia, w którym w komórkach glonu z rodzaju Chlorella badano zmiany stężenia kwasu 3-fosfoglicerynowego (PGA) oraz rybulozo-1,5-bisfosforanu (RuBP), jakie zachodzą podczas tego cyklu na świetle i w ciemności.


Na podstawie: Levetin-McMahon, Plants and society, The McGraw-Hill Companies, 2008; M. Calvin. The Path of Carbon in Photosynthesis, „Science” 1962, volume 135, nr 3507.

a) Podaj nazwy etapów cyklu Calvina-Bensona oznaczonych na schemacie A cyframi 1–3 oraz określ lokalizację tego cyklu w chloroplaście.
b) Na podstawie przedstawionych informacji wyjaśnij, dlaczego w ciemności ilość RuBP spada praktycznie do zera, a ilość PGA gwałtownie rośnie i utrzymuje się na wysokim poziomie.

Zadanie 37. (SR17)
Na rysunku przedstawiono budowę mitochondrium.


Na podstawie: Biologia, pod red. N.A. Campbella, Poznań 2012.
a) Wybranym elementom budowy mitochondrium (A–C) przyporządkuj po jednym z procesów (1–4), jakie w nich zachodzą. Wpisz odpowiednie numery w wyznaczone miejsca.
Elementy budowy mitochondrium
A. grzebień mitochondrialny
B. macierz mitochondrialna
C. rybosomy
Procesy
1. glikoliza
2. łańcuch oddechowy
3. cykl kwasu cytrynowego
4. synteza białka

b) Wybierz z poniższych (A–D) i zaznacz etap oddychania tlenowego, w którym powstaje najwięcej cząsteczek ATP w przeliczeniu na jedną cząsteczkę utlenionej glukozy.
A. glikoliza
B. powstawanie acetylo-CoA (reakcja pomostowa)
C. cykl kwasu cytrynowego (cykl Krebsa)
D. łańcuch transportu elektronów (łańcuch oddechowy)

Zadanie 38. (SR17)
Sen zimowy zwierząt to zjawisko fizjologiczne związane z koniecznością przetrwania zimy, a polegające na bardzo silnym obniżeniu przemiany materii. Spowolnione są wtedy procesy życiowe – spada temperatura ciała i obniża się zużycie tlenu. Zwierzęta żyją kosztem tłuszczu odłożonego w lecie. Występuje znaczna regresja tarczycy i nadnerczy.
Na podstawie: Leksykon biologiczny, pod red. C. Jury i H. Krzanowskiej, Warszawa 1992.
Wykaż związek między funkcją wewnątrzwydzielniczą tarczycy a przerwaniem snu zimowego organizmu stałocieplnego. W odpowiedzi uwzględnij nazwę hormonu wydzielanego przez tarczycę

Zadanie 39. (SR17)
Jeżeli uwzględni się rytmikę dobową aktywności ruchowej, zwierzęta dzieli się na dwa zasadnicze typy: zwierzęta dzienne i nocne. Wykonano eksperyment, w którym badano dobowy rozkład aktywności lokomotorycznej karaczana amerykańskiego (Periplaneta americana), w warunkach cyklu (fotoperiodu) składającego z 12 godzin światła i 12 godzin ciemności. Wyniki eksperymentu zilustrowano na wykresie.
Na podstawie: B. Cymborowski, Zegary biologiczne, Warszawa 1987.

Sformułuj problem badawczy tego eksperymentu.

 

Zadanie 40. (SR17)
Osmolalność opisuje liczbę moli substancji osmotycznie czynnych rozpuszczonych w 1 litrze rozpuszczalnika (wody). W utrzymaniu równowagi wodno-jonowej organizmu bierze udział m.in. ADH – hormon antydiuretyczny (wazopresyna).
a) Podaj nazwę gruczołu wydzielania wewnętrznego, w którym magazynowany jest ADH.
b) Wyjaśnij, na czym polega rola ADH w utrzymaniu stałej osmolalności osocza.

Zadanie 41. (SR18)
Źródłem energii w większości procesów endoergicznych jest rozkład ATP do ADP. Przekształcenie ATP do ADP wiąże się z odłączeniem jednej reszty fosforanowej. W komórkach ATP jest ciągle odnawiany poprzez przyłączenie do ADP reszty kwasu fosforowego. Wzajemne przekształcenia ATP i ADP tworzą cykl, który w uproszczeniu przedstawiono na schemacie.

a) Dokończ poniższe zdanie – wybierz właściwe typy reakcji spośród wymienionych poniżej i wpisz ich nazwy w wyznaczone miejsca. dehydratacja, hydroliza, fosforylacja, karboksylacja
Reakcja oznaczona na schemacie numerem I, w której ATP przekształca się w ADP, jest przykładem ……………………………………, a reakcja oznaczona numerem II, w której ADP przekształca się w ATP, jest przykładem ………………………………….. .

b) Podaj nazwy związków chemicznych, które wchodzą w skład ATP, oznaczonych na schemacie kółkami 1 i 2.

Zadanie 42. (SR18)
Objętość moczu wydalanego przez organizm człowieka jest zależna od stopnia nawodnienia organizmu. W regulacji wydalania moczu uczestniczą podwzgórze i hormon antydiuretyczny ADH, uwalniany przez przysadkę mózgową. Na poniższym schemacie przedstawiono regulację wydalania moczu w organizmie człowieka w sytuacji niedoboru wody.
Uzupełnij schemat tak, aby zawierał informacje prawdziwe. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.

Zadanie 43. (SR18)
Obecnie głównym źródłem enzymów stosowanych w różnych dziedzinach gospodarki są rekombinowane mikroorganizmy. Preparaty enzymatyczne dodawane do pasz mają zdolność rozkładu, np. celulozy, skrobi i pektyn. Natomiast w produkcji środków piorących stosuje się lipazy i proteinazy, które zwiększają ich efektywność i pozwalają na pranie w niższej temperaturze. Środki piorące wzbogacone w enzymy zawierają mniejszą ilość fosforanów niż jeszcze 20 lat temu.
a) Wyjaśnij, dlaczego wzbogacanie pasz pochodzenia roślinnego w preparaty enzymatyczne skutkuje przyspieszonym wzrostem hodowanych zwierząt, zwłaszcza drobiu i trzody chlewnej. W odpowiedzi uwzględnij właściwości preparatów enzymatycznych
b) Podaj przykład korzyści dla środowiska naturalnego wynikającej ze stosowania środków piorących zawierających enzymy.

Zadanie 44. (NR15)
Podczas wysiłku fizycznego w organizmie człowieka zachodzą takie procesy fizjologiczne, jak: zwiększone zaopatrywanie pracujących mięśni w glukozę, kwasy tłuszczowe i tlen, eliminowanie nadmiaru ciepła z organizmu, usuwanie z mięśni produktów przemiany materii, np. kwasu mlekowego i CO2. Procesy te możliwe są dzięki zmianom w pracy komórek, narządów i układów. Przykłady takich zmian (I–III) przedstawiono poniżej.
I. rozszerzenie naczyń krwionośnych w skórze
II.większa częstotliwość i pogłębienie oddechów
III. nasilone wychwytywanie glukozy i wolnych kwasów tłuszczowych z krwi przez włókna mięśniowe
Oceń, czy w tabeli trafnie przyporządkowano zmiany w pracy komórek, narządów i układów (I–III) do procesów fizjologicznych człowieka wykonującego pracę fizyczną w pomieszczeniu o temperaturze pokojowej. Zaznacz T (tak), jeśli przyporządkowanie jest prawidłowe, albo N (nie) – jeśli jest nieprawidłowe.

 

Zadanie 45. (NR15)
U niektórych osób dochodzi do zaburzeń w wydzielaniu kortyzolu, który jest wytwarzany z cholesterolu w korze nadnerczy. Przed rozpoczęciem leczenia pacjenta ważne jest ustalenie, czy niedobór kortyzolu spowodowany jest niedoczynnością przysadki w zakresie produkcji ACTH (kortykotropiny), czy też przyczyną jest uszkodzenie komórek kory nadnerczy. W tym celu przeprowadza się specjalny test z metyraponem – inhibitorem enzymu, odpowiedzialnego za ostatni etap produkcji kortyzolu z cholesterolu. Oznacza się u pacjenta poziom ACTH i 11-deoksykortyzolu, następnie podaje się metyrapon, i po określonym czasie znów oznacza się poziom obu substancji. Na schemacie przedstawiono regulację wydzielania kortyzolu oraz miejsce działania metyraponu.

Zaznacz poprawne dokończenie zdania. Po podaniu metyraponu u pacjentów z niedoczynnością kortykotropową przysadki
A. poziom ACTH i poziom 11-deoksykortyzolu znacznie wzrastają.
B. poziom ACTH i poziom 11-deoksykortyzolu pozostają bez zmian.
C. poziom ACTH pozostaje bez zmian, a poziom 11-deoksykortyzolu spada.
D. poziom ACTH wzrasta, a poziom 11-deoksykortyzolu pozostaje bez zmian.

Zadanie 46. (NR16)
Amoniak, który jest związkiem toksycznym, powstaje jako produkt deaminacji w komórkach organizmu człowieka w niewielkich ilościach. Deaminacja zachodzi w różnych komórkach organizmu człowieka i polega na odłączeniu grupy aminowej z cząsteczki aminokwasu lub innego związku. Grupy aminowe, odłączane w tym procesie, przyłączane są do kwasu glutaminowego i powstaje glutamina (amid kwasu glutaminowego). W dalszym etapie glutamina jest uwalniana do krwi i wędruje do wątroby, gdzie odłączane są od niej reszty amidowe
I. Podaj nazwę związku, który jest głównym produktem azotowej przemiany materii, wydalanym z organizmu człowieka.
II. Wyjaśnij, uwzględniając właściwości amoniaku i proces zachodzący w komórkach wątroby, dlaczego grupy amidowe są odłączane od glutaminy właśnie w tym, a nie innym narządzie.
III. Wyjaśnij, dlaczego u ryb słodkowodnych ostatecznym produktem azotowej przemiany materii jest amoniak, pomimo że związek ten jest toksyczny. W odpowiedzi uwzględnij procesy związane z osmoregulacją u tych ryb.

Zadanie 47. (NR16)
Powinowactwo hemoglobiny do tlenu zależy od pH osocza (wzrostu lub spadku stężenia jonów wodorowych). Na kwasowość osocza wpływa m.in. dysocjacja kwasu węglowego, który powstaje z CO2 i wody pod wpływem enzymu anhydrazy węglanowej i dysocjuje na aniony wodorowęglanowe i protony. Około 70–75% CO2 jest transportowanych w osoczu w postaci HCO3‾ (jonu wodorowęglanowego). Na wykresie przedstawiono krzywe wysycenia hemoglobiny tlenem przy różnym pH osocza krwi człowieka.

I.Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby powstał poprawny opis zależności przedstawionej na wykresie. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.
W sytuacji obniżenia się pH osocza krwi (zwiększa się / zmniejsza się) powinowactwo hemoglobiny do tlenu, co powoduje, że tlen przyłączony do hemoglobiny jest (łatwiej / trudniej) odłączany od jej cząsteczki.

II. Wyjaśnij znaczenie przedstawionych właściwości hemoglobiny (zmiany jej powinowactwa do tlenu) dla wymiany gazowej w tkankach, w których zachodzi intensywne oddychanie tlenowe. W odpowiedzi uwzględnij procesy zachodzące w tych tkankach.

III. Podaj inną niż jon wodorowęglanowy postać, w której jest transportowany CO2 we krwi człowieka.

 


Zadanie 48. (NR16)
Rozkład lipidów w tkance tłuszczowej katalizowany jest przez lipazę triacyloglicerolową, której aktywność jest regulowana hormonalnie. Na schemacie przedstawiono mechanizm aktywacji i dezaktywacji lipazy triacyloglicerolowej.

I. Na podstawie analizy schematu opisz dwa przedstawione tam sposoby hamującego wpływu insuliny na rozkład lipidów.

II. Na schemacie ilustrującym mechanizm antagonistycznego działania insuliny i glukagonu podkreśl właściwe nazwy narządów (trzustka albo wątroba) oraz właściwe określenia poziomu glukozy we krwi (niski albo wysoki), tak aby powstał poprawny schemat.

Zadanie 49. (NR17)
Na rysunku A przedstawiono siewki gorczycy hodowane na świetle i w ciemności, a na wykresie B – wyniki doświadczenia, w którym badano wpływ światła na wzrost wydłużeniowy komórek hipokotyla (części podliścieniowej) tych siewek. W każdym z tych doświadczeń użyto po 100 siewek.

I. Na podstawie przedstawionych wyników doświadczenia sformułuj wniosek dotyczący wpływu światła na wzrost wydłużeniowy hipokotyla siewek gorczycy.
II. Określ, które stwierdzenia dotyczące wyników tego doświadczenia są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F– jeśli jest fałszywe.

III. Oceń prawdziwość stwierdzenia: „Przyczyną różnicy średniej długości hipokotyli siewek hodowanych na świetle i w ciemności jest różna intensywność podziałów komórkowych zachodzących w tych hipokotylach”. Odpowiedź uzasadnij.

Zadanie 50. (NR17)
Na uproszczonym schemacie przedstawiono przebieg fotosyntezy. Fazę jasną (zależną od światła) i fazę ciemną (niezależną od światła – cykl Calvina-Bensona) oddzielono przerywaną linią.

I. Oceń, czy poniższe informacje dotyczące procesu fotosyntezy są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

II. Określ, jaką funkcję pełnią cząsteczki chlorofilu znajdujące się w centrum reakcji fotosystemów.
III. Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
W fazie fotosyntezy zależnej od światła ATP może powstawać w drodze fotosyntetycznej fosforylacji cyklicznej lub niecyklicznej. Rozkład cząsteczki wody zachodzi podczas fosforylacji (cyklicznej / niecyklicznej). U roślin podczas fazy zależnej od światła mogą zachodzić (tylko procesy fosforylacji niecyklicznej / oba rodzaje fosforylacji). W cyklu Calvina-Bensona ATP nie jest zużywane podczas etapu (karboksylacji / regeneracji).

IV. Podaj nazwę związku oznaczonego na schemacie literą X oraz określ jego rolę w fazie niezależnej od światła.

V. Wyjaśnij, w jaki sposób stosowanie tzw. suchego lodu, czyli zestalonego dwutlenku węgla, przekłada się na zwiększony przyrost biomasy warzyw uprawianych w szklarniach. W odpowiedzi uwzględnij proces, w którym uczestniczy ten związek chemiczny.

Zadanie 51. (NR17)
Anabaena to rodzaj nitkowatych sinic. Większość komórek w nici tej sinicy przeprowadza fotosyntezę. W skład nici wchodzą także wyspecjalizowane komórki o grubych ścianach komórkowych, zwane heterocytami, asymilujące azot atmosferyczny. W heterocytach nie jest aktywny fotosystem II. Biologiczne wiązanie N2 w heterocytach zachodzi przy udziale złożonego układu enzymatycznego, w skład którego wchodzi nitrogenaza. Enzym ten katalizuje w warunkach beztlenowych reakcję wiązania azotu atmosferycznego, którą sumarycznie można przedstawić następująco:

Międzykomórkowe połączenia między poszczególnymi komórkami nici pozwalają heterocytom pozyskiwać węglowodany i transportować do sąsiednich komórek produkty wiązania N2 w postaci glutaminy.
Na podstawie: Biologia, pod red. N.A. Campbella, Poznań 2012; W.J.H. Kunicki-Goldfinger, Życie bakterii, Warszawa 2005
I. Wyjaśnij, dlaczego w heterocytach sinicy Anabaena nie może być aktywny fotosystem II. W odpowiedzi uwzględnij funkcję heterocytów oraz proces zachodzący w fotosystemie II.
II. Określ, czy reakcja wiązania azotu atmosferycznego zachodząca w heterocytach sinicy Anabaena ma charakter anaboliczny, czy – kataboliczny. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do jednej z cech tej klasy reakcji.
III. Wyjaśnij znaczenie połączeń między komórkami fotosyntetyzującymi a heterocytami u sinic Anabaena dla efektywnego zachodzenia fotosyntezy. W odpowiedzi uwzględnij procesy zachodzące w obu rodzajach komórek.

Zadanie 52. (NR18)
Uwalnianie przez organizmy energii cieplnej jest warunkiem ich przeżycia. Zwierzęta w hibernacji, noworodki niektórych gatunków (w tym – człowieka) i ssaki przystosowane do życia w niskich temperaturach wytwarzają ciepło dzięki tzw. białkom rozprzęgającym. Białka te występują licznie w błonie grzebieni mitochondriów komórek brunatnej tkanki tłuszczowej, gdzie tworzą kanały jonowe. Aktywne białka rozprzęgające transportują protony z przestrzeni międzybłonowej do macierzy mitochondrialnej, uwalniając jednocześnie energię gradientu protonowego w postaci ciepła. Skutkiem ubocznym jest zmniejszenie wydajności powstawania ATP z udziałem syntazy ATP. Komórki brunatnej tkanki tłuszczowej mają bardzo liczne mitochondria o dużych i licznych grzebieniach. Tkanka ta jest silnie unaczyniona. Również niektóre rośliny mają zdolność wytwarzania dużej ilości ciepła. Przykładem może być skupnia cuchnąca (Symplocarpus foetidus), zapylana przez muchówki i kwitnąca od lutego do marca, kiedy leży jeszcze śnieg, a temperatura otoczenia jest jeszcze niska. Temperatura jej kwiatostanu osiąga ok. 20 °C. Mitochondria tej rośliny uwalniają dużo ciepła, co pozwala kwiatom wydzielać substancje zapachowe. W kwitnącej roślinie wysoka temperatura utrzymuje się ok. dwóch tygodni.
Na podstawie: J. Berg, J. Tymoczko, L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2009; M. Jefimow, Fakultatywna termogeneza bezdrżeniowa w regulacji temperatury ciała zwierząt stałocieplnych, „Kosmos”, t. 56, 2007.

I. Wyjaśnij, odnosząc się do mechanizmu fosforylacji oksydacyjnej, dlaczego obecność aktywnego białka rozprzęgającego w błonie wewnętrznej mitochondrium komórek brunatnej tkanki tłuszczowej jest przyczyną zmniejszenia wydajności powstania ATP z udziałem syntazy ATP.
II. Wykaż związek między cechami brunatnej tkanki tłuszczowej – silnym unaczynieniem oraz obecnością licznych mitochondriów w jej komórkach – a funkcją pełnioną przez tę tkankę u zwierząt.
I
II. Wykaż, uwzględniając stosunek powierzchni ciała do jego objętości, że u nowo narodzonych ssaków konieczne jest wytwarzanie dużej ilości ciepła dla utrzymania stałej temperatury ich ciała
IV.
Wyjaśnij, w jaki sposób opisana zdolność skupni cuchnącej do wytwarzania ciepła w czasie kwitnienia ułatwia tej roślinie rozmnażanie płciowe.
V. Spośród wymienionych narządów organizmu człowieka wybierz i zaznacz ten, który oprócz swojej podstawowej funkcji może również pełnić funkcję termogeniczną.
A. mięśnie szkieletowe
B. skóra
C. mózgowie
D. tarczyca