Pierwiastki 2015-2020 Nowa era

1

Pierwiastki 2015 – 2020 Zadania z rozwiązaniami Nowa podstawa programowa 1. Zadanie 1 (3p) listopad 2014 Operon Poniżej przedstawiono wzory chemiczne trzech związków organicznych występujących w komórkach organizmów żywych

a) Każdej z wymienionych grup związków organicznych przyporządkuj odpowiadający jej wzór chemiczny. Wpisz właściwy numer wzoru obok nazwy grupy związków organicznych Węglowodany.....................

Lipidy.......................

Peptydy..................................

b) Podaj nazwę i wzór chemiczny grupy funkcyjnej, która pozwoliła na odróżnienie peptydów od pozostałych grup................................................................................................................................... c) Podaj, czym różnią się peptydy od białek................................................................................................ Zad. 1 a) Za przyporządkowanie wszystkich wzorów - 1p Model odpowiedzi: • Węglowodan - 1 • Lipidy - 3 • Peptydy - 2 b) Za podanie nazwy i wzoru - 1p Model odpowiedzi: • Nazwa: grupa aminowa • Wzór NH2 c) Za poprawne podanie różnicy między peptydami i białkami - 1p Model odpowiedzi: • Peptydy składają się z mniejszej liczby aminokwasów niż białka • Białka są większe / cięższe niż cząsteczki peptydów

3

2. Zadanie 2 (2p) Ark. CKE Nowa era Azot jest jednym z pierwiastków niezbędnych do wzrostu i rozwoju roślin. a) Spośród wymienionych drobin zawierających azot wybierz i podkreśl te, które mogą być bezpośrednio przyswajane przez rośliny. NH4

N2

NO3-

N2O3

b) Podkreśl nazwy grup związków organicznych, w skład których wchodzi azot Białka

Kwasy nukleinowe

Cukry proste

Tłuszcze właściwe (proste)

Zad. 2 a) Za podkreślenie związków azotowych przyswajanych przez rośliny - 1p Model odpowiedzi:

2

2

NH4 NO3 b) Za podkreślenie związków, w skład których wchodzi azot Model odpowiedzi: • Białka • Kwasy nukleinowe • •

- 1p

3. Zadanie 3 (4p) Nowa era Obok przedstawiono wzory strukturalne pięciu związków organicznych a) Przyporządkuj związkom (1 - 4) odpowiednie wzory strukturalne (A - E) 1. 2. 3. 4.

Peptyd...................... Węglowodan............ Lipid......................... Kwas nukleinowy...............

b) Podaj nazwę monomerów budujących związek B i nazwę typu wiązania łączącego te monomery............ c) Podaj jedną funkcję białek wchodzących w skład błon biologicznych.................................................. d) Oceń

prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących metod wykrywania związków organicznych w materiale biologicznym. Wpisz znak X w odpowiednie miejsca tabeli

Zad. 3 a) Za wszystkie przyporządkowania - 1p Model odpowiedzi: • 1-B 2-C 3-E 4-A b) Za podanie nazwy i określenie typu wiązania - 1p Model odpowiedzi: • Aminokwasy • Wiązanie peptydowe c) Za podanie funkcji - 1p Model odpowiedzi: • Funkcja transportowa / strukturalna / przekazywanie informacji d) Za podanie wszystkich ocen - 1p

4

3

Model odpowiedzi: • 1-P 2-F

3-P

4. Zadanie 2 (3p) Nowa era Woda jest związkiem nieorganicznym, który dzięki swojej budowie i wynikających z niej właściwościom fizykochemicznym umożliwia funkcjonowanie organizmów a) Przyporządkuj właściwościom wody odpowiednie funkcje. Wpisz numery tych funkcji (1 – 4) w odpowiednie miejsca tabeli 1. Jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem związków hydrofilowych 2. Umożliwia przeżycie organizmom wodnym w strefie przydennej zbiorników śródlądowych w czasie zimy 3. Jest środowiskiem reakcji biochemicznych w organizmie 4. Uczestniczy w termoregulacji organizmów b) Wykaż związek między polarnością cząsteczek wody, a ich zdolnością do przemieszczania się w tkance przewodzącej roślin wbrew sile grawitacji...................................................................... c) Określ, na czym polega reakcja hydrolizy, i podaj jeden przykład hydrolizy enzymatycznej zachodzącej w przewodzie pokarmowym człowieka............................................................................

Zad. 2 a) Za uzupełnienie tabeli - 1p Model uzupełnień: b) Za podanie odpowiedzi: Model odpowiedzi: • Z polarności cząsteczek wody wynikają zjawiska adhezji (przylegania) i kohezji (spójności). Zjawiska te odpowiadają za przemieszczanie się wody w tkance przewodzącej roślin wbrew sile grawitacji c) Za określenie reakcji hydrolizy i podanie przykładu - 1p Model odpowiedzi: • Hydroliza jest to reakcja przebiegająca pomiędzy wodą a inną substancją, w której wyniku powstają nowe związki chemiczne. Przykładem hydrolizy enzymatycznej jest hydroliza skrobi / białek / tłuszczów

3

5. Zadanie 6 (3p) Nowa era W białkach występuje powszechnie 20 różnych aminokwasów. Ich rodzaj, liczba oraz kolejność ułożenia w łańcuchu polipeptydowym warunkują strukturę przestrzenną oraz właściwości białka. Rośliny oraz niektóre mikroorganizmy potrafią syntetyzować aminokwasy i białka z prostych związków nieorganicznych. Zwierzęta, w tym człowiek, syntetyzują niektóre aminokwasy z prostych produktów pośrednich cyklu Krebsa lub innych szlaków metabolicznych, a niektóre - muszą otrzymywać z pokarmem a) Podaj nazwę grupy aminokwasów, które są syntetyzowane w komórkach zwierząt............................. b) Wiedząc, że przy pH = 6,2 alanina występuje w roztworze w postaci jonu obojnaczego określ, w jakiej postaci będzie występowała przy pH = 2 oraz pH = 9 …................................................................ c) Podaj nazwę techniki inżynierii genetycznej wykorzystującej zdolność cząstek obdarzonych ładunkiem elektrycznym do wędrówki w polu elektrycznym.................................................................

4

Zad. 6 a) Za podanie nazwy - 1p Model odpowiedzi: • Aminokwasy endogenne b) Za określenie obu postaci alaniny - 1p Model odpowiedzi: • pH = 2 - Postać kationowa aminokwasu • pH = 9 - Postać anionowa aminokwasu c) Za podanie nazwy techniki badania: - 1p Model odpowiedzi: • Elektroforeza . elektroforeza kwasów nukleinowych / elektroforeza białek

3

6. Zadanie 5 (3p) Nowa era Białka stanowią najważniejszy materiał budulcowy organizmu oraz biorą udział we wszystkich zachodzących w nim procesach. Charakteryzują się złożoną strukturą przestrzenną, która niejednokrotnie ma największe znaczenie dla pełnionych przez nie funkcji. a) Zaznacz i podpisz na rysunku wiązanie, które utrzymuje drugorzędową strukturę białka.............................................. b) Podaj nazwę poziomu organizacji przestrzennej białka, który został opisany w każdym z poniższych zdań A. Struktura ta jest wyznaczona bezpośrednio przez kolejność nukleotydów w DNA............................................................................................. B. Za powstanie tego poziomu struktury przestrzennej odpowiada cysteina, która zawiera siarkę ......................................................................... C. Struktura ta występuje wyłącznie w białkach złożonych z kilku łańcuchów polipeptydowych, takich jak hemoglobina......................... c) Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących białek. Wpisz znak X w odpowiednie miejsca tabeli

Zad. 5 a) Za zaznaczenie i podpisanie wiązania - 1p Model schematu: b) Za podanie wszystkich poziomów organizacji - 1p Model odpowiedzi: • A - Struktura pierwszorzędowa • B - Struktura drugorzędowa • C - czwartorzędowa c) Za podanie wszystkich ocen - 1p Model odpowiedzi: • 1-P 2-F 3–P

3

5

7. Zadanie 1 (3p) Nowa era Pierwiastki występujące w organizmach dzieli się, w zależności od ich zawartości w suchej masie komórek na makroelementy, do których należą pierwiastki biogenne, oraz mikroelementy a) Wpisz wymienione pierwiastki do odpowiednich kolumn tabeli Ca Mg

Cl Mn

Cu N

Fe Na

H S

K Zn

b) Podaj symbole pierwiastków biogennych, których nie podano w punkcie a) ............................................................................................................................................................... c) Przyporządkuj pierwiastkom chemicznym (A - D) pełnione przez nie funkcje w organizmie (1 - 5) A. Na...............

B. Fe...............

C. Ca …..........

D. S................

1. Uczestniczy w utrzymywaniu potencjału spoczynkowego przez błony neuronu 2. Bierze udział w skurczu mięśnia przez łączenie się z białkiem - troponiną 3. Nadaje białkom odpowiednią strukturę przestrzenną 4. Jako składnik enzymów odpowiada za prawidłowy przebieg oddychania i fotosyntezy 5. Wraz z innymi pierwiastkami tworzy pierścień porfirynowy chlorofilu

Zad. 1 a) Za wpisanie pierwiastków do kolumn tabeli - 1p Model uzupełnień: b) Za podanie wszystkich symboli chemicznych - 1p Model odpowiedzi: • C O P c) Za przyporządkowanie - 1p Model odpowiedzi: • A-1 B-4 C-2 D-3

3

8. Zadanie 4 (3p) Nowa era Węglowodany są bardzo dużą i zróżnicowaną grupą związków organicznych, niezbędnych zarówno organizmom autotroficznym, jak i organizmom heterotroficznym. Są one produkowane przez autotrofy podczas fotosyntezy lub chemosyntezy a) Podaj nazwy pierwiastków wchodzących w skład węglowodanów................................. b) Oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących węglowodanów. Wpisz znak X w odpowiednie miejsce tabeli c) Zaznacz błędne stwierdzenie dotyczące węglowodanów występujących w komórkach roślinnych A. B. C. D.

U roślin główną formą transportową cukrów jest glukoza Ściany komórek roślinnych są zbudowane z polisacharydu - celulozy Głównym materiałem zapasowym komórek roślinnych jest skrobia Zarówno celuloza, jak i skrobia są biopolimerami zbudowanymi z glukozy

Zad. 4 a) Za podanie wszystkich pierwiastków - 1p Model odpowiedzi: • Węgiel Wodór Tlen

3

6

b) Za podanie wszystkich ocen - 1p Model odpowiedzi: • 1 -P 2-P 3-F c) Za zaznaczenie błędnego stwierdzenia - 1p Model odpowiedzi: • Stwierdzenie A 9. Zadanie 3 Nowa era Ark. 1 Na schemacie przedstawiono wzór strukturalny pewnego związku organicznego a) Zaznacz właściwe dokończenie zdania (a - E) oraz jego uzasadnienie (1 - 5). Związek ten jest: A. B. C. D. E.

Białkiem Monosacharydem Aminokwasem ponieważ Kwasem tłuszczowym Monomerem chityny

1. 2. 3. 4. 5.

Zawiera grupę ketonową Zawiera dwie grupy aminowe Jest niepolarny Składa się z aminokwasów Zawiera grupę karboksylową i aminową

b) Podaj nazwę biopolimerów, które powstają w wyniku kondensacji cząsteczek chemicznych o budowie określonej podanym wzorem strukturalnym..............

Zad. 3 a) Za dokończenie zdania - 1p Model odpowiedzi: • Odpowiedź C - 5 b) Za podanie nazwy związku - 1p Model odpowiedzi: • Białka

2

10. Zadanie 7 (2p) Nowa era Tłuszcze właściwe to estry glicerolu - alkoholu o trzech grupach hydroksylowych - i kwasów tłuszczowych. Synteza kwasów tłuszczowych zachodzi przez kondensację dwuwęglowych reszt kwasu octowego. Schematy przedstawiają nasycone i nienasycone kwasy tłuszczowe występujące w naturalnych tłuszczach. a) Podaj oznaczenia schematów, na których przedstawiono przykłady kwasów tłuszczowych dominujących w olejach roślinnych. Uzasadnij wybór .............................................................. b) Wyjaśnij, dlaczego kwasy tłuszczowe syntetyzowane w komórce zawierają zawsze parzystą liczbę atomów węgla .................................................................... Zad. 7 a) Za podanie numerów oraz schematów - 1p Model odpowiedzi:

2

7 • Schematy B i C ze względu na wiązania podwójne (nienasycone) b) Za wyjaśnienie - 1p Model odpowiedzi: • Ponieważ są one syntetyzowane z jednostek dwuwęglowych

11. Zadanie 5 (2) Nowa era Schemat przedstawia szlaki biosyntezy czterech różnych aminokwasów występujących u bakterii. Strzałki narysowane przerywaną linią oznaczają miejsca, w których produkty końcowe hamują działanie enzymów, natomiast puste prostokąty to produkty reakcji pośrednich a) Podaj nazwę mechanizmu regulacji szlaku metabolicznego przedstawionego na schemacie i określ, jakie korzyści czerpie z tego mechanizmu komórka........................................ b) Na podstawie schematu oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących mechanizmów regulacji szlaków metabolicznych. Wpisz znak X w odpowiednie miejsca tabeli

Zad. 5 a) Za podanie nazwy oraz korzyści - 1p Model odpowiedzi: • Schemat przedstawia mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego, dzięki któremu komórka nie marnuje energii na wytwarzanie niepotrzebnych produktów • Mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego. Dzięki niemu w komórce nie gromadzą się nadmierne ilości produktu szlaku metabolicznego • Schemat przedstawia mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego, dzięki któremu komórka nie zużywa nadmiernych ilości substratu i może on być wykorzystany w innych reakcjach b) Za podanie wszystkich ocen - 1p Model odpowiedzi: • 1-P 2-P 3-F

2

12. Zadanie 8 (4p) Nowa era Wśród lipidów wyróżnia się tłuszcze właściwe, fosfolipidy, glikolipidy, woski, karotenoidy oraz steroidy, do których należy cholesterol. Większość lipidów to estry alkoholu i kwasów tłuszczowych, jednak niektóre lipidy mają odmienną budowę chemiczną a) Przyporządkuj funkcjom (A – D) odpowiednie grupy lipidów, wymienione w tekście A. B. C. D.

Chronią wełnę przed nasiąkaniem wodą....................................................................................... Są materiałem budulcowym błon biologicznych........................................................................... Służą m.in. do produkcji hormonów płciowych............................................................................ Stanowią u ssaków materiał zapasowy i termoizolacyjny.............................................................

b) Wyjaśnij, dlaczego woski nie są klasyfikowane jako tłuszcze właściwe, lecz stanowią odrębną grupę lipidów............................................................................................................................................................. c) Zaznacz dwa zdania, które zawierają prawdziwe informacje na temat karotenoidów

8

A. B. C. D.

U roślin są barwnikami, ale nie uczestniczą w fotosyntezie Wraz ze steroidami tworzą grupę lipidów izoprenowych Jednym z nich jest prekursor witaminy A Są naturalnymi oksydantami

d) Spośród podanych grup lipidów wybierz i podkreśl te, które nie są estrami alkoholu i kwasów tłuszczowych...........................................................................................................................................

Zad. 8 a) Za przyporządkowanie wszystkich związków - 1p Model odpowiedzi: • A – Woski • B – Fosfolipidy Glikolipidy Cholesterol • C – Steroidy • D – Tłuszcze właściwe b) Za wyjaśnienie - 1p Model odpowiedzi: • Ponieważ cząsteczki wosków są estrami wielowęglowych alkoholi jednowodorotlenowych (monohydroksylowych) i kwasów tłuszczowych c) Za zaznaczenie obu stwierdzeń - 1p Model odpowiedzi: • B, C d) Za podkreślenie obu grup - 1p Model odpowiedzi: • Karotenoidy Lipidy izoprenowe

4

13. Zadanie 5 (1p) Nowa era Synteza białka przebiega prawidłowo, jeżeli do miejsca A rybosomu zostanie wprowadzony właściwy aminoacylo-tRNA. Niewłaściwy aminoacylo-tRNA może zostać usunięty, ale tylko tuż przed wytworzeniem wiązania peptydowego. W chwili wytworzenia wiązania peptydowego komórka nie ma już mechanizmów, które mogłyby naprawić powstały błąd. Częstość wprowadzania błędów została utrwalona na drodze ewolucji na takim poziomie, aby możliwe było tworzenie jak największej liczby prawidłowych białek w jak najkrótszym czasie. W tabeli przedstawiono prawdopodobieństwo syntezy bezbłędnego białka przy określonej częstości wprowadzania błędnego aminokwasu Na podstawie analizy tabeli sformułuj wniosek dotyczący zależności pomiędzy wielkością białka a prawdopodobieństwem, że białko będzie prawidłowo zsyntetyzowane ….............................................

Zad. 5 Za sformułowanie wniosku - 1p Model odpowiedzi:

1

9

Im białko jest większe (ma więcej reszt aminokwasowych), tym mniejsze jest prawdopodobieństwo, że będzie ono zsyntetyzowane poprawnie (bezbłędnie) Wytłumaczenie: •

14. Zadanie 1 (3p) Nowa Era Ark. mat. 3 Na rysunkach przedstawiono cząsteczki hemoglobiny i mioglobiny, a na wykresie – krzywe wysycenia tych dwóch białek tlenem w zależności od ciśnienia parcjalnego tego gazu. a) Określ, które z wymienionych w tabeli cech dotyczą budowy przedstawionych białek wstawiając znak X w odpowiedniej kolumnie. Uwaga: niektóre cechy mogą być wspólne dla obu cząsteczek

b) Podaj w której tkance w organizmie człowieka występuje mioglobina i jaką funkcję pełni............ c) Określ, która krzywa na wykresie (1 czy 2) przedstawia właściwości mioglobiny................................ Odpowiedź uzasadnij....................................................................................................

Zad. 1 a) Za prawidłowe określenie cech - 1p Model odpowiedzi: b) Za określenie tkanki i funkcji mioglobiny 1p Model odpowiedzi: • Mioglobina występuje w tkance mięśniowej (poprzecznie prążkowanej) / tkance mięśniowej szkieletowej / tkance mięśniowej serca / w mięśniach [odp. uznawana] • Jej funkcją jest magazynowanie / przechowywanie tlenu (koniecznego do uzyskiwania energii na drodze oddychania tlenowego) c) Za podanie numeru krzywej i uzasadnienie - 1p Model odpowiedzi: • Właściwości mioglobiny przedstawia krzywa 1, ponieważ białko to ma większe powinowactwo do tlenu niż hemoglobina (przejmuje tlen od hemoglobiny)

3

10

15. Zadanie 9. (3p) Grudzień 2014 CKE Na rysunku przedstawiono pełny wzór strukturalny cząsteczki trehalozy, związku organicznego powszechnego w przyrodzie. Substancja ta topi się w temperaturze powyżej 200 ºC, znacznie słabiej niż sacharoza i glukoza rozpuszcza się w wodzie, i w dużo mniejszym stopniu od nich pochłania wodę (jest mniej higroskopijna). Trehaloza pełni różnorodne funkcje w organizmach roślin i zwierząt. Jest materiałem zapasowym, chroni komórki przed zamarznięciem, stabilizuje strukturę białek, wchodzi w skład ściany komórkowej bakterii, grzybów i roślin, jest obecna w kutikuli oraz hemolimfie owadów. Zbadano, że poziom trehalozy w hemolimfie owadów rośnie po pierwszych przymrozkach. a) Korzystając z tekstu, wyjaśnij, dlaczego stężenie trehalozy w hemolimfie badanych owadów wzrasta po obniżeniu się temperatury otoczenia poniżej 0 ºC............................ b) Wśród podanych w nawiasach terminów podkreśl te, które trafnie uzupełniają poniższy tekst. Trehalozę zaliczamy do (białek / węglowodanów / kwasów nukleinowych). Składa się ona z (heksoz / nukleotydów / aminokwasów) połączonych wiązaniem (wodorowym / peptydowym / glikozydowym). Pod względem struktury trehaloza jest (monomerem / dimerem / polimerem). c) Wyjaśnij, dlaczego stężenie trehalozy w hemolimfie może być znacznie wyższe niż stężenie glukozy, bez istotnego wpływu na równowagę osmotyczną w organizmie owada................................................. Zad. 9 a) Za podanie wyjaśnienia dotyczącego związku trehalozy i hemolimfy owadów - 1p Model odpowiedzi: • Poziom trehalozy wzrasta, ponieważ jej wysokie stężenie chroni owady przed zamarzaniem / chroni tkanki przed wnikaniem wody i zamarzaniem (jej w tkankach). b) Za podkreślenie wszystkich terminów - 1p Model odpowiedzi: • Trehalozę zaliczamy do (białek / węglowodanów / kwasów nukleinowych). Składa się ona z (heksoz / aminokwasów / nukleotydów) połączonych wiązaniem (wodorowym / peptydowym / glikozydowym). Pod względem struktury trehaloza jest (monomerem / dimerem / polimerem). c) Za podanie wyjaśnienia odnośnie trehalozy - 1p Model odpowiedzi: • W odróżnieniu od glukozy, trehaloza jest związkiem słabo absorbującym wodę, dlatego owady mogą tolerować wysokie stężenie tej substancji w hemolimfie, bez odwodnienia tkanek / zaburzenia równowagi osmotycznej / gromadzenia nadmiernej ilości wody w organizmie. 16. Zadanie 1. (3p) Operon listopad 2015 Ark. II We wszystkich organizmach żywych występuje szereg związków, które są nazywane uniwersalnymi przenośnikami. Jednym z nich jest adenozynotrifosforan, czyli ATP, pełniący funkcję przenośnika energii. Obok przedstawiono budowę jego cząsteczki. a) Na powyższym wzorze chemicznym ATP za pomocą strzałek wskaż dwa wiązania, które są wiązaniami wysokoenergetycznymi. b) Zaznacz poprawne dokończenie zdania. Energia z ATP jest uwalniana wskutek: A. Rozerwania wiązania jonowego.

3

11

B. Rozerwania wiązania kowalencyjnego. C. Rozerwania wiązania wodorowego. D. Ustania oddziaływań van der Waalsa. c) Określ, czego przenośnikiem jest FAD, czyli dinukleotyd flawinoadeninowy.........................................

Zad. 9 a) Za wskazanie dwóch wiązań wysokoenergetycznych - 1p Model odpowiedzi: b) Za dokończenie zdania - 1p Model odpowiedzi: • Odpowiedź B / Rozerwania wiązania kowalencyjnego c) Za określenie roli FAD - 1p Model odpowiedzi: • FAD jest przenośnikiem elektronów / e– oraz protonów/wodoru / H+.

3