Produktem deaminacji (dezaminacji) w ludzkich komórkach są jony amonowe. Powstająca
przy ich udziale glutamina (amid kwasu glutaminowego) jest uwalniana do krwi, z którą
wędruje do wątroby. Zachodząca w wątrobie deamidacja powoduje ponowne uwolnienie jonów
amonowych.
Poniżej przedstawiono reakcję syntezy glutaminy z glutaminianu zachodzącą w organizmie
człowieka.
1.1. (0–1)
Zaznacz właściwe dokończenie zdania wybrane spośród A–B oraz jego poprawne
uzasadnienie wybrane spośród 1.–3.
Glutamina dla organizmu człowieka jest aminokwasem
A.
egzogennym,
ponieważ
1.
musi być dostarczana do organizmu wraz z pożywieniem.
2.
jest syntetyzowana w organizmie z kwasu glutaminowego.
B.
endogennym,
3.
jest rozkładana w organizmie do kwasu glutaminowego.
1.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego jony amonowe są transportowane do wątroby w postaci glutaminy.
W odpowiedzi uwzględnij właściwości amoniaku oraz sposób jego neutralizacji
w organizmie człowieka.
Pobierane przez rośliny z roztworu glebowego sole mineralne są źródłem pierwiastków
niezbędnych do prawidłowego przebiegu w komórkach wielu przemian biochemicznych,
m.in. związanych z procesem fotosyntezy. Poniżej przedstawiono przykłady funkcji, jaką
pełnią w tym procesie wskazane pierwiastki.
Jest składnikiem białek np. cytochromów uczestniczących w transporcie elektronów
podczas fosforylacji fotosyntetycznej.
Niedobór tego pierwiastka uniemożliwia wytwarzanie w liściach zielonego barwnika –
chlorofilu.
Jest składnikiem kompleksu enzymatycznego przeprowadzającego fotolizę wody.
Reguluje ruchy aparatów szparkowych oraz przepuszczalność błon uczestniczących
w fosforylacjach fotosyntetycznych.
Do każdego z wymienionych poniżej pierwiastków chemicznych przyporządkuj spośród
A–D jedną, właściwą rolę, pełnioną przez ten pierwiastek. Wpisz ich oznaczenia literowe.
Uzupełnij tabelę, w której scharakteryzujesz wskazane główne grupy związków
organicznych, wchodzące w skład organizmów – wpisz właściwe określenia wybrane
spośród wymienionych.
Kolageny to białka będące głównym składnikiem macierzy zewnątrzkomórkowej zwierząt. Ich
główną funkcją jest utrzymanie integralności strukturalnej i sprężystości tkanki łącznej. Kolagen
jest syntetyzowany w formie łańcuchów α, będących produktem ekspresji odrębnych genów.
Te łańcuchy zawierają duże ilości lizyny i proliny – głównych składników kolagenu stabilizujących
jego cząsteczkę. Aminokwasy te następnie ulegają hydroksylacji z udziałem hydroksylaz, których
kofaktorem w tym procesie jest witamina C, pobudzająca także bezpośrednio syntezę kolagenu
przez aktywację transkrypcji kodujących go genów. W kolejnym etapie łańcuchy α łączą się
trójkami za pomocą mostków dwusiarczkowych, w wyniku czego powstaje prokolagen.
Z cząsteczek prokolagenu wydzielonych poza komórkę powstają cząsteczki kolagenu, które mogą
agregować w większe struktury, takie jak włókienka, włókna lub sieci.
Na podstawie: J. Kawiak, J. Zabel, Seminaria z cytofizjologii, Wrocław 2002;
K.A. Czubak, H.M. Żbikowska, Struktura, funkcja i znaczenie biomedyczne kolagenów, Ann. Acad. Med. Siles.,
4/2014.
3.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji określ najwyższą rzędowość struktury białka – prokolagenu. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do cechy budowy tego białka.
3.2. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji i własnej wiedzy wyjaśnij, dlaczego przy niedoborze witaminy C mogą pękać naczynia krwionośne. W odpowiedzi uwzględnij budowę naczyń krwionośnych.
Informacja 1.
Antocyjany – grupa rozpuszczalnych w wodzie barwników gromadzonych w wakuolach
komórek roślinnych. Występują powszechnie w płatkach kwiatów oraz w owocach,
np. borówki czernicy. Rzadziej spotkane są w innych organach roślinnych, np. w liściach
kapusty czerwonej. W organach wegetatywnych antocyjany gromadzą się głównie w skórce,
gdzie pochłaniają promieniowanie UV, dzięki czemu obniżają ryzyko uszkodzenia DNA.
Właściwości lecznicze antocyjanów, znane od dawna w medycynie ludowej, są coraz szerzej
wykorzystywane we współczesnym przemyśle farmaceutycznym. Uważa się, że antocyjany
w organizmie człowieka m.in. przeciwdziałają kruchości naczyń krwionośnych, korzystnie
wpływają na profil lipidowy, a także chronią rodopsynę przed uszkodzeniem.
Barwa antocyjanów zależy od pH soku komórkowego: w środowisku obojętnym mają barwę
fioletową, w kwaśnym – czerwoną, a w alkalicznym – niebieską. Jeżeli jednak występują
w kompleksie z jonami glinu lub żelaza, np. w kwiatach chabra bławatka, to wtedy niezależnie
od pH środowiska mają niebieską barwę.
Na podstawie: E. Piątkowska, A. Kopeć, T. Leszczyńska, Antocyjany – charakterystyka, występowanie
i oddziaływanie na organizm człowieka. „Żywność. Nauka. Technologia. Jakość”, 2011, 4 (77).
Informacja 2.
Wykonano doświadczenie, w którym porównywano właściwości antocyjanów z liści czerwonej
kapusty i z kwiatów chabra bławatka. W tym celu przygotowano po trzy zestawy probówek
z wodnymi roztworami tych antocyjanów (I–III). Do probówek w dwóch zestawach (II i III)
dodano odpowiednio różne związki chemiczne wywołujące zmiany pH roztworów
i obserwowano zabarwienie tych roztworów.
3.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji uzupełnij tabelę – wpisz oczekiwany wynik
dotyczący obserwowanej barwy roztworów antocyjanów w zestawie II i III dla obu
badanych roślin.
Barwa roztworu
Zestawy doświadczalne
liście czerwonej kapusty
kwiaty chabra bławatka
zestaw I – woda (pH 7)
fioletowa
niebieska
zestaw II – dodano HCl
czerwona
zestaw III – dodano NaOH
3.2. (0–1)
Określ, czy za pomocą takiego doświadczenia można stwierdzić, jakiego rodzaju
antocyjany – połączone czy niepołączone z żelazem lub glinem – występują w komórkach
innych roślin. Odpowiedź uzasadnij.
3.3. (0–2)
Określ, w jaki sposób do rozmnażania roślin przyczyniają się antocyjany nadające barwę:
płatkom kwiatów –
skórce soczystych owoców –
3.4. (0–1)
Uzasadnij, że pochodzące z medycyny ludowej przekonanie, iż jedzenie owoców borówki
czernicy korzystnie wpływa na wzrok – może być prawdziwe. W odpowiedzi odwołaj się
do odbioru bodźców świetlnych.
Węgorze występują w rzekach i jeziorach zachodniej i środkowej Europy. Po osiągnięciu
dojrzałości płciowej wędrują do Morza Sargassowego. Przejście z wód słodkich do morskich
wymaga zmian w osmoregulacji u tych ryb, dlatego dość długi okres spędzają one w strefie
ujścia rzek, gdzie zasolenie wody jest niewielkie. Po tarle osobniki dorosłe giną, a larwy
węgorza unoszone są przez Prąd Zatokowy i po ok. 2 latach docierają do wybrzeży Europy.
Po przeobrażeniu małe węgorze wędrują do rzek i jezior, gdzie żyją średnio ok. 10 lat.
W osoczu krwi węgorzy znajduje się niebezpieczna dla ssaków ichtiotoksyna – białko mające
działanie podobne do jadu węży. Traci ona swoje toksyczne właściwości w temperaturze
powyżej 58°C.
Na podstawie: http://www.rtw.org.pl;
B. Wysok, J. Uradziński, M. Gomółka-Pawlicka, Toxins occurring in fish, crustacea and shellfish – a review,
Pol. J. Food Nutr. Sci. 2007, Vol. 57, No. 1.
7.1. (0–2)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby poprawnie opisywały mechanizm osmoregulacji
u węgorza. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.
Węgorze przebywające w wodzie słodkiej mają płyny ustrojowe o (wyższej / niższej)
osmolalności niż otaczająca je woda, dlatego (stale piją wodę / nie piją wody). Ich komórki
solne znajdujące się w skrzelach stale (wychwytują / wydalają) sole mineralne. W wodzie słonej
u węgorzy (zmienia się / pozostaje bez zmian) działanie komórek solnych, które muszą stale
(wychwytywać / wydalać) sole mineralne, aby utrzymać stężenie płynów ustrojowych
na właściwym poziomie, natomiast woda musi być stale (wydalana / uzupełniana).
7.2. (0–1)
Na podstawie tekstu wyjaśnij, dlaczego pomimo obecności szkodliwej dla ssaków
ichtiotoksyny, mięso węgorza może być – pod pewnym warunkiem – spożywane przez
ludzi. Uwzględnij właściwości tej trucizny.
Na rysunku przedstawiono fragmenty cząsteczek dwóch rodzajów kwasów nukleinowych
i występujące w nich zasady azotowe.
a)
Podaj nazwy kwasów nukleinowych – I i II – przedstawionych na rysunku.
I. II.
b)
Na podstawie rysunku podaj jedną, widoczną na rysunkach, różnicę w strukturze i jedną różnicę w składzie chemicznym kwasów nukleinowych I i II. W odpowiedzi uwzględnij budowę obu kwasów nukleinowych.
Na schemacie przedstawiono fragment cząsteczki białka o strukturze III-rzędowej oraz
warunkujące tę strukturę różne oddziaływania występujące pomiędzy łańcuchami bocznymi
aminokwasów: wiązania chemiczne oparte na przyciąganiu elektrostatycznym (1), wiązania
kowalencyjne (2), interakcje hydrofobowe (3) i oddziaływania jonowe (4).
1.1. (0–1)
Podaj nazwy wiązań chemicznych stabilizujących III-rzędową strukturę białka, oznaczonych na schemacie numerami 1. i 2.
1.2. (0–1)
Na przykładzie enzymów białkowych wyjaśnij, w jaki sposób struktura przestrzenna białka warunkuje jego funkcję katalityczną. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm działania enzymów.
Rycyna znajdująca się w nasionach rącznika pospolitego jest białkiem silnie trującym dla
człowieka. Cząsteczka rycyny składa się z dwóch różnych łańcuchów polipeptydowych: RTA
i RTB, które są połączone mostkiem dwusiarczkowym. Łańcuch RTA zawiera sekwencje
ułożone w postaci α-helisy i β-harmonijki. Jest on enzymem (N-glikozydazą RNA)
rozrywającym wiązania glikozydowe i usuwającym cząsteczkę adeniny w dużej podjednostce
rybosomalnego RNA. Łańcuch RTB jest lektyną, która łączy się z galaktozą – składnikiem
receptorów występujących na powierzchni wielu komórek. Trucizna związana na powierzchni
komórki może wniknąć do jej wnętrza drogą endocytozy.
Osobno żaden z peptydów rycyny nie jest trucizną dla człowieka. Peptyd RTA występuje
w wielu roślinach, np. w jęczmieniu.
Na podstawie: S. Olsnes, A. Pihl, Different biological properties of the two constituent peptide chains of ricin a toxic protein [...], „Biochemistry” 12 (16), 1973.
1.1. (0–1)
Na podstawie tekstu określ, jaka jest najwyższa rzędowość struktury cząsteczki rycyny (1-, 2-, 3- czy 4-rzędowa). Odpowiedź uzasadnij.
Cząsteczka rycyny ma strukturę : – rzędową, ponieważ
1.2. (0–1)
Odwołując się do właściwości łańcucha polipeptydowego rycyny RTA, wyjaśnij, dlaczego rycyna działa toksycznie na komórki.
1.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego możemy bezpiecznie spożywać produkty z jęczmienia, mimo że zawiera on peptyd RTA. W odpowiedzi uwzględnij właściwości obu łańcuchów polipeptydowych rycyny.
