Zad. 1*

Na poniższym rysunku przedstawiono różnego typu obiekty, po przeanalizowaniu rysunku rozwiąż kolejne zadania.

Zad. 1a

Wskaż rysunki przedstawiające tkanki, podaj ich nazwy, określ podstawową funkcję, którą pełnią w organizmie, zaznacz krzyżykiem (przy nazwie tkanki) tkanki, w których zachodzą procesy związane z oddychaniem komórkowym. Odpowiedź przedstaw w formie tabeli.

Zad. 1b

Wskaż wspólną podstawową cechę tkanek, w których zachodzi oddychanie.

Zad. 1c

W której z przedstawionych na rysunku struktur (podaj jej nazwę) nigdy nie zachodzi proces oddychania? Uzasadnij odpowiedź.

Zad. 1d

Wskaż komórki zdolne do samodzielnego życia, napisz do jakich grup organizmów należy je zaliczyć, określ jaki rodzaj oddychania zachodzi w jednokomórkowych organizmach przedstawionych na rysunku. Wyjaśnij dlaczego tak uważasz.

Zad. 2

Na poniższym rysunku w sposób schematyczny przedstawiono, podzielone na kilka etapów, procesy wewnątrzkomórkowego oddychania. Po przeanalizowaniu rysunku rozwiąż kolejne zadania.

Zad. 2a

Wybierz, a następnie zapisz w odpowiedniej kolejności fragmenty ilustrujące etapy oddychania tlenowego. Użyj zastosowanych na rysunku oznaczeń literowych. Przy oznaczeniach literowych podaj nazwy etapów.

Zad. 2b

Posługując się oznaczeniami literowymi zastosowanymi na rysunku, zapisz w odpowiedniej kolejności etapy oddychania przebiegające:

1. w mięśniu szkieletowym przy niedoborze tlenu - podaj nazwę chemiczną związku, który w wyniku tego procesu powstaje;

2. w komórce drożdży, gdy produktem końcowym jest alkohol etylowy.

W obu przypadkach określ w komórkach miejsca, w których zlokalizowane są enzymy odpowiedzialne za przebieg tych procesów.

Zad. 2c

Z fermentacją mlekową spotykamy się w komórkach bakterii, w przypadku niektórych pasożytów wewnętrznych oraz przy niedoborze tlenu w mięśniach szkieletowych. Fermentacja alkoholowa może zachodzić nie tylko w komórkach drożdży, zachodzi również w komórkach roślin lądowych, które np. w wyniku powodzi zostały zalane wodą. W tym wypadku jednak, rośliny w wyniku dłuższego przebywania pod wodą giną.

Wyjaśnij dlaczego komórki bakterii, drożdży oraz mięśni poprzecznie prążkowanych, mimo zachodzących w nich procesów fermentacji nie ulegają zniszczeniu?

Zad. 2d

Po ponownym przeanalizowaniu rysunku napisz:

1. Jaki związek chemiczny jest substratem w przypadku oddychania tlenowego i beztlenowego?

2. Nazwij trzy główne etapy w oddychaniu tlenowym.

3. Podaj nazwy produktów, które powstały w wyniku oddychania beztlenowego. Napisz odpowiednie równania chemiczne.

4. Wskaż miejsca, w których podczas oddychania tlenowego powstają nieorganiczne związki chemiczne, wydalane z organizmu głównie przez układ oddechowy. Podaj nazwy tych związków i napisz w jakiej formie są wydalane.

Zad. 2e

Które z niżej wymienionych związków przenoszą przyłączony podczas procesu oddychania komórkowego wodór na łańcuch oddechowy?

ADP, ATP, NAD, FAD, CO₂, kwas pirogronowy, kwas mlekowy, woda, tlen

Zad. 2f

Które ze związków wymienionych w zadaniu poprzednim (2e) pełnią rolę ostatecznych akceptorów wodoru w przypadku:

1. oddychania tlenowego,

2. oddychania beztlenowego (fermentacja mlekowa i alkoholowa)?

Napisz jakie związki w wyniku przyłączenia wodoru powstają.

Zad. 2g

Uniwersalny akumulator i przenośnik energii ATP powstaje w różnych częściach komórki na drodze fosforylacji z ADP i P_i.

ADP + P_i + energia (około 30,6 kJ/mol) ->ATP

W zależności od źródła energii, mówimy o fosforylacji: fotosyntetycznej, substratowej, oksydacyjnej (mówiąc w sposób bardziej uproszczony, w tej ostatniej energia jest uzyskiwana podczas przenoszenia atomów wodoru przez system oksydo-redukcyjny na tlen).

Reakcjom przedstawionym poniżej przyporządkuj odpowiednie określenie, mówiące jaki rodzaj fosforylacji ilustruje. Określ miejsce w komórce i rodzaj procesu, w którym ten rodzaj reakcji ma miejsce.

Proponowane nazwy procesów i miejsc, w których zachodzić mogą poniższe reakcje: cytoplazma, matriks mitochondrium, stroma chloroplastu, grana w chloroplastach, wewnętrzna błona mitochondrium tworząca grzebienie, fotosynteza faza jasna, fotosynteza faza ciemna, oddychanie wewnątrzkomórkowe, łańcuch oddechowy, cykl Krebsa, glikoliza, wymiana gazowa.

Odpowiedź przedstaw w formie tabeli.

1. ADP + P_i + energia świetlna -> ATP

2. 3ADP +3P_i + NADH₂ + ½ 0₂ -> 3ATP+ NAD + H₂O

3. wysokoenergetyczny substrat + P_i + ADP -> niskoenergetyczny sybstrat + ATP

Zad. 3

Napisz jakie są losy związków, które powstały w mięśniach w wyniku beztlenowego spalania glukozy. Przedstaw w formie schematu losy tych związków.

Zad. 4

W których z przedstawionych na poniższym rysunku komórkach (przypisz im odpowiednio nazwy: bakteria beztlenowa, bakteria tlenowa, komórka roślinna, komórka zwierzęca) będzie zachodzić wyłącznie oddychanie beztlenowe? Zlokalizuj (oznaczenia cyfrowe) podając nazwy miejsca, w których zachodzą: glikoliza, cykl Krebsa, reakcje związane z łańcuchem oddechowym.

Uwaga: w komórkach prokariotycznych enzymy cyklu Krebsa znajdują się w cytozolu.

Zad. 5

Wydajność energetyczna procesów oddechowych jest różna, zależy od substratu (spalenie 1g węglowodanów dostarcza 17,2 kJ = 4,1 kcal, lipidów 38,9 kJ = 9,3 kcal) oraz od obecności lub nieobecności tlenu. Mając na uwadze istotę utleniania biologicznego odpowiedz na następujące pytanie: ilość których atomów ( C, H, O) występujących w cząsteczkach cukrowców i lipidów ma wpływ na wydajność energetyczną substratu zużytego w procesie oddychania tlenowego?

Zad. 6

Nie we wszystkich tkankach u ssaków glukoza, będąca substratem oddechowym, występuje w postaci glikogenu (cukru zapasowego) i tak np. funkcjonowanie układu nerwowego uzależnione jest między innymi od glukozy dostarczanej bezpośrednio przez krew. Utrzymywanie stałego stężenia glukozy we krwi jest jednym z elementów homeostazy organizmu człowieka.

1. Wyjaśnij pojęcie "homeostaza organizmu".

2. Napisz przy pomocy jakich mechanizmów utrzymywany jest zazwyczaj stały poziom glukozy we krwi. Nazwij związki i organy biorące w tym udział.

3. Podaj nazwę hormonu, który w chwili stresu między innymi stymuluje wraz z glukagonem rozpad glikogenu w wątrobie, ma wpływ na rozkład tego polisacharydu w mięśniach szkieletowych. Napisz jakie w związku z tym jest jego oddziaływanie na organizm. Określ miejsce powstawania i mechanizm uwalniania hormonu.

Zad. 7

Wewnątrzkomórkowe procesy oddechowe mogą zachodzić dzięki prawidłowemu funkcjonowaniu narządów i układów, dzięki działalności których do komórek dostarczone będą tlen oraz glukoza (związki bez których oddychanie tlenowe nie byłoby możliwe). Rozpoznaj i nazwij przedstawione na poniższym rysunku narządy, przyporządkuj im zdania mówiące o pełnionych przez nie funkcjach lub zachodzących w nich procesach.

A - magazynuje żelazo, pierwiastek bez którego nie powstanie hemoglobina, barwnik odgrywający istotną rolę w transporcie tlenu do komórek;

B - zachodzi tu przekształcanie aminokwasów w mocznik i glukozę, nadmiar glukozy przekształcany jest w glikogen;

C - transport drobno cząsteczkowych związków, m.in. glukozy z przewodu pokarmowego do wątroby;

D - wzbogacanie krwi w tlen;

E - produkcja hormonów regulujących odpowiedni poziom glukozy (materiał energetyczny) we krwi;

F - rozdzielenie krwi utlenowanej od krwi nieutlenowanej;

G - hydroliza enzymatyczna dekstryny i maltozy przez amylazę trzustkową, a następnie amylazę jelitową;

H - produkcja adrenaliny, obecność której powoduje gwałtowne zwiększenie się glukozy we krwi;

I - produkcja hormonów odpowiedzialnych za poziom glukozy we krwi.

Zad. 8

Proces kiełkowania nasion musi być poprzedzony całą sekwencją kolejno po sobie następujących zdarzeń. Jednym z pierwszych procesów chemicznych jest oddychanie.

1. Uporządkuj w odpowiedniej kolejności zdania, przy pomocy których możnaby przedstawić kolejność zdarzeń poprzedzających pojawienie się korzonka w kiełkującym nasionku grochu:

1. synteza związków organicznych potrzebnych do wzrostu komórek, z których zbudowany jest zarodek;

2. hydroliza związków zapasowych (białek);

3. "uszkodzenie" okrywy nasiennej, które umożliwi dostęp wody i tlenu;

4. podziały komórkowe umożliwiające wzrost siewki;

5. pęcznienie, zjawisko czysto fizyczne (woda jest wchłaniana przez wysuszone i w związku z tym łatwo chłonące wodę związki organiczne będące materiałem zapasowym);

6. utlenienie substratu oddechowego (aminokwasów) i powstanie ATP.

2. Napisz jakich zmian należałoby dokonać w treści zdań jeśli mielibyście opisać:

1. przebieg kiełkowania ziarniaków zboża;

2. przebieg kiełkowania nasion słonecznika.

Uzasadnij dlaczego wprowadzenie zmian jest konieczne.

Zad. 9

Czym różni się proces spalania węgla kamiennego, drewna w palenisku pieca od całkowitego utlenienia takich substratów oddechowych jak cukry i tłuszcze w komórkach? Wykaż 6 różnic jakie występują pomiędzy tymi procesami.

W obu przypadkach mamy do czynienia z reakcją utleniania, w wyniku której wydzielane jest ciepło, powstaje dwutlenek węgla i woda.

Zad. 10

Proces oddychania dostarcza organizmom zwierzęcym energii, która wykorzystywana jest przez nie do wykonywania wszystkich funkcji życiowych. W żywej komórce wchodzącej w skład organizmu lub komórce zdolnej do samodzielnego życia (organizmy jednokomórkowe) zachodzą te same procesy.

Poniższe rysunki ilustrują cechy żywych organizmów zachodzące w komórce. Wymień te cechy i przyporządkuj im odpowiednio rysunki. Odpowiedź przedstaw w formie tabeli.

Zad. 11

Podczas oddychania powstaje ATP, związek, który w wiązaniach wysokoenergetycznych kumuluje energię chemiczną wykorzystywaną do przeprowadzenia na przykład: reakcji syntezy, aktywnego transportu przez błony, ruchu wici i rzęsek, skurczu mięśni, ruchu cytoplazmy itp.

Przedstaw przemiany ATP i ADP w komórce w formie schematu wykorzystując następujące słowa: ADP, ATP, fosforylacja, defosforylacja, fosfor nieorganiczny lub P_i, uwalnianie energii, kumulacja energii.

Zad. 12

Która z reakcji, ADP -> ATP czy ATP -> ADP, jest reakcją anaboliczną? Uzasadnij odpowiedź.

Zad. 13

Które z wymienionych niżej związków wchodzą w skład cząsteczki ATP? Wymień je w odpowiedniej kolejności.

glukoza, ryboza, adenina, cytozyna, reszta kwasu siarkowego , reszta kwasu fosforowego, wysokoenergetyczne wiązanie, reszta kwasu fosforowego, dwie reszty kwasu siarkowego, wysokoenergetyczne wiązanie, reszta kwasu fosforowego, wysokoenergetyczne wiązanie

Zad. 14

Intensywność procesów oddechowych jest proporcjonalna do zapotrzebowania energetycznego komórek, organizmów, organów. Nazwij obiekty przedstawione na rysunku, określ intensywność zachodzących w nich procesów oddechowych (niska, wysoka), napisz co jest tego przyczyną. Odpowiedź przedstaw w formie tabeli.

Zad. 14a

Spośród obiektów przedstawionych na rysunku wskaż te, w których intensywność oddychania uległa zmianie na skutek nietypowych warunków.

---