DWMED

Podczas oddychania tlenowego związki organiczne są całkowicie utleniane do CO 2 i H2O. W końcowym etapie utleniania protony i elektrony przenoszone przez NADH + H+oraz FADH2 są przekazywane kompleksom białkowym wchodzącym w skład łańcucha oddechowego. Synteza jednej cząsteczki ATP wymaga przeniesienia około czterech protonów z przestrzeni międzybłonowej do macierzy przez kompleks syntazy ATP.

Na poniższym schemacie przedstawiono łańcuch oddechowy z uwzględnieniem przenoszenia protonów (H+) oraz elektronów (e–). Kompleksy I, III i IV transportują protony z macierzy mitochondrialnej do przestrzeni międzybłonowej. Kompleks II jest pozbawiony tej aktywności.

1. Wyjaśnij, dlaczego utlenienie jednej cząsteczki FADH2 prowadzi do syntezy mniejszej liczby cząsteczek ATP w porównaniu do utlenienia jednej cząsteczki NADH + H+ .

2. Uzupełnij tabelę – uporządkuj kolejność zachodzenia etapów oddychania tlenowego oraz określ lokalizację każdego etapu w komórce eukariotycznej.

3. Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe dotyczące syntezy ATP podczas oddychania tlenowego. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

U eukariontów synteza ATP zachodzi dzięki gradientowi (protonów / elektronów) w poprzek wewnętrznej błony mitochondrium. U prokariontów syntaza ATP jest zlokalizowana (w błonie komórkowej / w cytozolu). W procesie oddychania tlenowego ATP ulega syntezie (tylko w fosforylacji oksydacyjnej / w fosforylacjach oksydacyjnej i substratowej).

Kolejnymi etapami oddychania tlenowego są: glikoliza, reakcja pomostowa, cykl Krebsa oraz łańcuch oddechowy.
Reakcję pomostową – oksydacyjną dekarboksylację pirogronianu do acetylo–CoA – katalizuje kompleks dehydrogenazy pirogronianowej, zawierający trzy enzymy: E1, E2 i E3.

Sumaryczna reakcja katalizowana przez ten kompleks w warunkach tlenowych jest następująca:
pirogronian + CoA–SH + NAD+ → acetylo–CoA + CO2 + NADH + H+

Na schemacie przedstawiono współdziałanie trzech enzymów wchodzących w składkompleksu dehydrogenazy pirogronianowej.

1. Uzupełnij tabelę – do każdego wymienionego typu reakcji zachodzącej podczas przekształcania pirogronianu do acetylo–CoA przyporządkuj odpowiednie oznaczenie enzymu (E1, E2 albo E3), który tę reakcję przeprowadza.

2. W której części komórki eukariotycznej znajduje się aktywny kompleks dehydrogenazy pirogronianowej? Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.

A.cytozol
B. macierz mitochondrialna
C. zewnętrzna błona mitochondrium
D. wewnętrzna błona mitochondrium
E. przestrzeń międzybłonowa w mitochondrium

3. Wykaż, że funkcjonowanie kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej jest konieczne do połączenia szlaku glikolizy z cyklem Krebsa.

4. Wykaż, że zmniejszenie aktywności kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej prowadzi do wzrostu stężenia mleczanu w komórce mięśnia szkieletowego.

Na schemacie przedstawiono fragment wnętrza mitochondrium – matriks i błonę wewnętrzną. Literami X i Y oznaczono miejsca zachodzenia określonych etapów oddychania tlenowego. Błona zewnętrzna mitochondrium nie jest widoczna.

a) Podaj nazwę etapu oddychania tlenowego, oznaczonego na schemacie literą X.

b) Wyjaśnij, jaką funkcję pełnią białka tworzące kompleks oznaczony na schemacie literą Y.

c) Oceń prawdziwość informacji opisujących błony mitochondrialne. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

Jednym z najważniejszych enzymów mitochondrialnych jest syntaza ATP: kompleks białek, dzięki któremu w procesie fosforylacji oksydacyjnej powstaje ATP.
Na schemacie przedstawiono mitochondrium oraz lokalizację materiału genetycznego zawierającego informację o budowie podjednostek syntazy ATP, a także miejsca ich syntezy i składania.

1. Na przykładzie wytwarzania syntazy ATP uzasadnij, że mitochondria są organellami półautonomicznymi.

2. Zaznacz wśród wymienionych elementów budowy mitochondrium ten, w którym występuje aktywna syntaza ATP.
A. błona zewnętrzna
B. przestrzeń międzybłonowa
C. błona wewnętrzna
D. matriks (macierz)

3. Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały one informacje prawdziwe. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.

Przez kanał utworzony z podjednostek syntazy ATP (elektrony / protony) powracają do (matriks / przestrzeni międzybłonowej). Ich przepływ przez kanał syntazy ATP sprawia, że możliwe jest przyłączenie reszty fosforanowej do (ATP / ADP)

Na schemacie w sposób uproszczony przedstawiono wybrane etapy tlenowego oddychania komórkowego.

a) Podaj nazwy związków chemicznych oznaczonych na schemacie literami X i Y.

X ….
Y …..


b) Uzupełnij tabelę, w której określisz lokalizację w komórce wskazanych na schemacie etapów oddychania tlenowego (I–III).

Na rysunku przedstawiono budowę mitochondrium.

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

A. …….
B. …….
C. …….

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)

Poniżej w uproszczeniu przedstawiono zapis przebiegu jednego z typów oddychania komórkowego.

a) Określ, czy przedstawiony na schemacie typ oddychania komórkowego to oddychanie tlenowe, czy – beztlenowe. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do obu typów oddychania.

b) Podaj nazwę substratu X i produktu Y oddychania komórkowego przedstawionego na schemacie.

Substrat X: …..
produkt Y: …..

Na schemacie przedstawiono strukturę i funkcjonowanie łańcucha oddechowego.

1. Określ lokalizację białkowych kompleksów łańcucha oddechowego w komórce prokariotycznej i komórce eukariotycznej. W miejsce wyznaczone przy każdym rodzaju komórki (A–B) wpisz numer właściwej struktury wybrany spośród 1.–5.

Rodzaj komórki:

A. prokariotyczna:

B. eukariotyczna:

Lokalizacja białkowych kompleksów łańcucha oddechowego:

1. zewnętrzna błona mitochondrium
2. błona komórkowa
3. cytozol
4. nukleosom
5. wewnętrzna błona mitochondrium

2. Wykaż związek między działaniem kompleksów białkowych łańcucha oddechowego, oznaczonych na schemacie cyframi I, III i IV, a działaniem syntazy ATP.

3. Oceń, czy poniższe informacje dotyczące funkcjonowania łańcucha oddechowego są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

Na schemacie przedstawiono strukturę i funkcjonowanie łańcucha oddechowego.

a) Określ lokalizację białkowych kompleksów łańcucha oddechowego w komórce prokariotycznej i komórce eukariotycznej. W miejsce wyznaczone przy każdym rodzaju komórki (A–B) wpisz numer właściwej struktury wybrany spośród 1.–5.

Rodzaj komórki

A. prokariotyczna: ………………
B. eukariotyczna: ………………..

Lokalizacja białkowych kompleksów łańcucha oddechowego:

1. zewnętrzna błona mitochondrium
2. błona komórkowa
3. cytozol
4. nukleosom
5. wewnętrzna błona mitochondrium

b) Wykaż związek między działaniem kompleksów białkowych łańcucha oddechowego, oznaczonych na schemacie cyframi I, III i IV, a działaniem syntazy ATP.

c) Oceń, czy poniższe informacje dotyczące funkcjonowania łańcucha oddechowego są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

Difosforan adenozyny (ADP) jest fosforylowany do ATP w procesach fosforylacji: substratowej, oksydacyjnej lub fotosyntetycznej.

1. Uzupełnij poniższą tabelę tak, aby prawidłowo ilustrowała podobieństwa i różnice między fosforylacją fotosyntetyczną a fosforylacją oksydacyjną. Wpisz „TAK” we wszystkie właściwe komórki tabeli, jeśli dany proces zachodzi.

2. Spośród wymienionych przykładów organizmów wybierz i podkreśl wszystkie te, których komórki mogą przeprowadzać fosforylację fotosyntetyczną.

drożdże
sinice
krasnorosty
brunatnice
wirki

Na schemacie w sposób uproszczony przedstawiono proces fosforylacji fotosyntetycznej.

1. Wybierz i zaznacz rodzaj fosforylacji fotosyntetycznej przedstawionej na schemacie. Odpowiedź uzasadnij.

A. fosforylacja cykliczna

B. fosforylacja niecykliczna

Uzasadnienie:

2. Wymień dwa produkty procesu przedstawionego na schemacie, które łącznie są określane jako „siła asymilacyjna”, oraz podaj, na jakich etapach fazy fotosyntezy niezależnej od światła każdy z nich jest wykorzystywany.

1.

2.

Atrazyna jest związkiem chemicznym swoiście reagującym z fotosystemem II. Ta substancja prowadzi do zahamowania działania fotosystemu II, co skutkuje zatrzymaniem syntezy ATP w chloroplastach.
Na poniższym schemacie przedstawiono reakcje zachodzące w fazie fotosyntezy zależnej od światła. Symbolami PS I oraz PS II oznaczono – odpowiednio – fotosystemy I i II.

1. Na podstawie schematu wyjaśnij, dlaczego do syntezy ATP w chloroplastach niezbędny jest przepływ elektronów przez łańcuch transportu elektronów w błonie tylakoidu.

2. Określ, czy atrazyna zaburza syntezę ATP również w mitochondriach. Odpowiedź uzasadnij.

Na poniższym schemacie przedstawiono wybrane procesy (1–5) zachodzące w komórce zwierzęcej.

Uwaga: Nie uwzględniono części substratów i produktów poszczególnych przemian oraz stechiometrii przedstawionych reakcji.

1. Uzupełnij tabelę – podaj nazwę oraz określ lokalizację w komórce każdego z etapów oddychania tlenowego oznaczonych na schemacie numerami 1 oraz 5.

2. Określ pozostałe produkty przemian metabolicznych oznaczonych na schemacie numerami 2–4. W odpowiednie pola tabeli wpisz literę T (tak), jeśli bezpośrednim produktem danej przemiany jest ATP lub CO2, albo N (nie) – jeśli nim nie jest.