DWMED

W tabeli przedstawiono występowanie otyłości w różnych grupach wiekowych. Liczbę ludzi otyłych wykazano na podstawie wskaźnika masy ciała (BMI). Otyłość wg GUS jest definiowana jako wartości BMI 30 i więcej.

a) Podaj, w której grupie wiekowej zaobserwowano największy względny wzrost udziału osób otyłych w okresie 2004–2009.

b) Podaj przykład prawdopodobnej przyczyny wzrostu udziału osób otyłych w latach 2004–2009.

Dla dzieci mleko jest pokarmem o wysokiej wartości odżywczej. Jest źródłem witamin, np. witaminy D, oraz białka i soli mineralnych, np. wapnia. Wypicie szklanki mleka pokrywa 25% dziennego zapotrzebowania organizmu na wapń. Przeważająca ilość wapnia w organizmie, bo 99%, znajduje się w kościach i zębach, a reszta – w tkankach miękkich i płynach ustrojowych. Wapń uczestniczy np. w skurczach mięśni, w przewodzeniu impulsów nerwowych i aktywacji enzymów uczestniczących w trawieniu tłuszczów.

Wyjaśnij, uwzględniając dwa składniki mleka wymienione w tekście, dlaczego w profilaktyce krzywicy korzystne jest spożywanie tego pokarmu przez dzieci.

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.

1. Wyjaśnij, dlaczego w heterocytach sinicy Anabaena nie może być aktywny fotosystem II. W odpowiedzi uwzględnij funkcję heterocytów oraz proces zachodzący w fotosystemie II.

2. 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.

3. Wyjaśnij znaczenie połączeń między komórkami fotosyntetyzującymi a heterocytami u sinic Anabaena dla efektywnego zachodzenia fotosyntezy. W odpowiedzi uwzględnij procesy zachodzące w obu rodzajach komórek.

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

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

2. Określ, jaką funkcję pełnią cząsteczki chlorofilu znajdujące się w centrum reakcji fotosystemów.

3. 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).

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

Nazwa związku X:

Rola w fazie niezależnej od światła:

5. 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.

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)

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.

a) Podaj nazwy etapów cyklu Calvina-Bensona oznaczonych na schemacie A cyframi 1–3 oraz określ lokalizację tego cyklu w chloroplaście.

Etapy cyklu Calvina-Bensona:
1. ……
2. ……
3. ……

Lokalizacja 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.

Enzymy mogą być regulowane za pośrednictwem efektorów, które przyłączają się do enzymu w innym miejscu niż centrum aktywne – w tzw. centrum allosterycznym. Ta regulacja może polegać na hamowaniu lub aktywowaniu enzymów. W szlaku metabolicznym aktywność enzymów allosterycznych jest często regulowana przez końcowe produkty tego szlaku.

Na schemacie przedstawiono sposób regulacji allosterycznej enzymu katalizującego pierwszy etap szlaku metabolicznego, składającego się łącznie z trzech różnych reakcji enzymatycznych. Końcowy produkt jest efektorem pierwszego enzymu szlaku.

a) Określ, czy efektor, którego działanie zilustrowano na schemacie, ma charakter aktywatora, czy – inhibitora. Odpowiedź uzasadnij, uwzględniając zmiany struktury przestrzennej tego enzymu.

b) Wyjaśnij, w jaki sposób nadmiar produktu końcowego wpłynie w opisanym przypadku na łańcuch katalizowanych reakcji.

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

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.

Energii niezbędnej do wywołania skurczu mięśnia dostarcza związek chemiczny – ATP (adenozynotrifosforan). Na schemacie przedstawiono w uproszczeniu dwie drogi (szlaki metaboliczne) uzyskiwania ATP przez komórki mięśniowe w procesie oddychania: droga A składająca się z procesów oznaczonych na schemacie cyframi I i II oraz droga B – składająca się z procesów I i III.

a) Podaj nazwę procesu oznaczonego na schemacie cyfrą I oraz miejsce jego przebiegu w komórce.

Nazwa procesu: …….
Lokalizacja w komórce: ……

b) Uzupełnij poniższe zdania – określ, czy dana droga uzyskiwania energii jest procesem tlenowym czy beztlenowym. Odpowiedź uzasadnij, uwzględniając informacje przedstawione na schemacie.

Droga A jest procesem …… , ponieważ ..….. .
Droga B jest procesem …… , ponieważ ……. .

Głównym azotowym produktem przemiany materii wydalanym przez żyjące w wodzie kijanki żab i ropuch jest amoniak, a przez osobniki dorosłe – mocznik. Dorosłe żaby szponiaste (Xenopus laevis), które po przeobrażeniu nadal żyją w wodzie, wydalają przede wszystkim amoniak.
Przeprowadzono doświadczenie, w którym dorosłe osobniki żaby szponiastej umieszczono w wilgotnym mchu, bez bezpośredniego dostępu do wody. Po kilku tygodniach obserwacji i pomiarów stwierdzono w tkankach i we krwi tych żab wysokie stężenie mocznika.
Po ponownym umieszczeniu badanych osobników w wodzie stwierdzono, że wydaliły one nadmiar mocznika, a głównym wydalanym produktem znów był amoniak.

1. Oceń, czy przeprowadzony eksperyment odpowiada na poniższe pytania badawcze. Zaznacz T (tak), jeśli eksperyment odpowiada na postawione pytanie, albo N (nie), jeśli nie odpowiada.

2. Na podstawie wyników przeprowadzonego doświadczenia zaznacz właściwe dokończenie poniższego stwierdzenia, wybrane spośród A–D.

Osobniki dorosłe żaby szponiastej umieszczone eksperymentalnie w wilgotnym mchu gromadzą w tkankach wysokie stężenie mocznika, ponieważ:

A. mają nieograniczony dostęp do wody.
B. ten związek nie rozpuszcza się w wodzie.
C. dzięki temu wchłaniają wodę z otoczenia.
D. dzięki temu stają się izoosmotyczne względem środowiska.

Aparat szparkowy składa się z komórek przyszparkowych oraz komórek szparkowych zawierających chloroplasty, pomiędzy którymi tworzy się szparka, łącząca środowisko zewnętrzne rośliny z komorą podszparkową i dalej – z przestworami międzykomórkowymi.
W doświadczeniu badano wpływ DCMU na stopień otwarcia aparatów szparkowych. DCMU to organiczny związek hamujący transport elektronów pomiędzy fotosystemem II a fotosystemem I.

Na schematach przedstawiono kierunek dyfuzji cząsteczek dwutlenku węgla oraz stan aparatów szparkowych skórki dolnej liścia w kolejnych próbach (A–C).

1. Na podstawie przedstawionych informacji uzupełnij poniższe zdanie tak, aby powstał poprawny wniosek z tego eksperymentu. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.

Pod wpływem DCMU stężenie CO2 w komorze podszparkowej (wzrasta / maleje), w wyniku czego aparaty szparkowe się (zamykają / otwierają).

2. Wyjaśnij, uwzględniając procesy metaboliczne zachodzące w komórkach roślin, dlaczego dodanie związku DCMU w próbie C wywołało zmianę stężenia CO 2 w jamie podszparkowej.

Spośród przykładów A–D wymienionych poniżej wybierz i zaznacz ten, który poprawnie określa funkcję wątroby.

A. magazynowanie witamin: A, C, K
B. wytwarzanie i wydzielanie glukagonu
C. wytwarzanie enzymów trawiących lipidy
D. wytwarzanie protrombiny – czynnika krzepnięcia krwi

Na uproszczonym schemacie przedstawiono jeden z etapów procesu biosyntezy białka.

a) Podaj nazwę przedstawionego na schemacie etapu biosyntezy białka i nazwę (lub skrótowiec) rodzaju kwasu RNA oznaczonego na schemacie numerem 1.

Nazwa etapu: ……….
Nazwa rodzaju RNA: ………

b) Zapisz, korzystając ze schematu, sekwencję nukleotydów w nici matrycowej DNA kodującej metioninę. W odpowiedzi uwzględnij polarność nici DNA. (koniec 3’ i 5’).

Kwas foliowy (witamina z grupy B) jest niezbędny przy podziale komórkowym i dlatego odgrywa szczególną rolę w tkankach, w których podziały komórkowe są intensywne. Pełni on funkcję koenzymu w reakcjach przenoszenia grup jednowęglowych w procesie syntezy zasad purynowych i pirymidynowych. Podczas tych reakcji kwas foliowy ulega utlenieniu, a regenerowanie polega na ponownej jego redukcji. Antagonistą kwasu foliowego jest metotreksat (MTX). Wiąże się on z centrum aktywnym enzymu odpowiedzialnego za reakcję redukcji kwasu foliowego 10 000 razy silniej niż naturalny substrat. Metotreksat działa swoiście na dzielące się komórki, głównie w fazie S cyklu komórkowego, i dlatego jest stosowany w leczeniu wielu chorób nowotworowych. Ubocznym skutkiem opisanej chemioterapii okazuje się wpływ leku na inne prawidłowo dzielące się komórki organizmu, np. na niewyspecjalizowane komórki szpiku kostnego.

1. Zaznacz właściwe dokończenie zdania wybrane spośród A–B oraz jego poprawne uzasadnienie wybrane spośród 1.–3.

Po podaniu MTX zachodzi inhibicja

2. Określ, czy podczas leczenia pacjenta chemioterapią, z wykorzystaniem dużych dawek MTX, można odwrócić inhibicję reakcji redukcji kwasu foliowego za pomocą wysokiej dawki tego kwasu. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do właściwości metotreksatu.

3. Wyjaśnij, dlaczego metotreksat jest najbardziej toksyczny dla dzielących się komórek w fazie S cyklu komórkowego. W odpowiedzi uwzględnij rolę kwasu foliowego w procesie zachodzącym w tej fazie.

4. Podaj, dlaczego jednym ze skutków ubocznych stosowania małych dawek metotreksatu jest zahamowanie wytwarzania przeciwciał w organizmie. W odpowiedzi odnieś się do komórek układu odpornościowego.

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.