Biologia komórka i metabolizm - karty pracy, Ćwiczenia z Biologia

Pobierz Biologia komórka i metabolizm - karty pracy i więcej Ćwiczenia w PDF z Biologia tylko na Docsity! DLA ABSOLWENTÓW SZKÓŁ PODSTAWOWYCH Biologia na czasie Karty pracy ucznia dla liceum ogólnokształcącego i technikum Zakres podstawowy 1 Atlas anatomiczny Atlas anatomiczny Tajemnice ciała to wyjątkowa publikacja, która ułatwia zrozumienie zagadnień związanych z anatomią i fizjologią człowieka. • Ponad 300 niezwykłych ilustracji i fotografii odzwierciedla wiernie budowę wewnętrzną ludzkiego ciała. • Połączenie anatomii z innymi dziedzinami biologii pomaga zrozumieć zagadnienia omawiane na lekcjach oraz przygotować się do sprawdzianu. • Treści wykraczające poza podstawę programową ułatwiają zdobycie oceny celującej oraz przygotowanie się do konkursów biologicznych. Atlas anatomiczny ułatwia zrozumienie treści omawianych na lekcjach • Unikalne kalki umożliwiają równoczesne oglądanie budowy wewnętrznej i zewnętrznej wybranych narządów ludzkiego ciała. • Rubryka Patologie pozwala poznać przyczyny najczęściej występujących chorób. • Czytelne ilustracje ułatwiają zapoznanie się z różnymi poziomami organizacji ciała człowieka. Spis treści 1. Badania przyrodnicze 1.1. Znaczenie nauk biologicznych ......................................................................................... 4 1.2. Zasady prowadzenia badań biologicznych ...................................................................... 8 1.3. Obserwacje biologiczne ................................................................................................ 12 Na wyrywki .......................................................................................................................... 16 Karta powtórzeniowa .......................................................................................................... 17 2. Chemiczne podstawy życia 2.1. Skład chemiczny organizmów. Makro- i mikroelementy ................................................. 20 2.2. Znaczenie wody dla organizmów .................................................................................. 24 2.3. Węglowodany – budowa i znaczenie ............................................................................. 28 2.4. Białka – budulec życia ................................................................................................... 32 2.5. Właściwości i wykrywanie białek ................................................................................... 36 2.6. Lipidy – budowa i znaczenie .......................................................................................... 40 2.7. Budowa i funkcje kwasów nukleinowych ....................................................................... 44 Na wyrywki .......................................................................................................................... 50 Karta powtórzeniowa .......................................................................................................... 51 3. Komórka 3.1. Budowa komórki eukariotycznej .................................................................................... 54 3.2. Budowa i znaczenie błon biologicznych ........................................................................ 58 3.3. Budowa i rola jądra komórkowego ................................................................................ 62 3.4. Składniki cytoplazmy ..................................................................................................... 66 3.5. Cykl komórkowy ............................................................................................................ 70 3.6. Znaczenie mitozy, mejozy i apoptozy ............................................................................. 74 Na wyrywki .......................................................................................................................... 80 Karta powtórzeniowa .......................................................................................................... 81 4. Metabolizm 4.1. Kierunki przemian metabolicznych ................................................................................. 84 4.2. Budowa i działanie enzymów ........................................................................................ 88 4.3. Regulacja aktywności enzymów ................................................................................... 92 4.4. Oddychanie komórkowe. Oddychanie tlenowe ............................................................. 96 4.5. Procesy beztlenowego uzyskiwania energii ..................................................................100 4.6. Inne procesy metaboliczne ...........................................................................................104 Na wyrywki .................................................................................................................... 109 Karta powtórzeniowa ........................................................................................................ 110 3. K o m ó rk a 74 3.6. Znaczenie mitozy, mejozy i apoptozy Zadanie 1. Na ilustracji przedstawiono podział jądra komórkowego. a) Uzupełnij ilustrację. Wpisz liczbę chromosomów (1n lub 2n) w poszczególnych etapach podziału jądra komórkowego. b) Podaj nazwę podziału jądra komórkowego przedstawionego na ilustracji. c) Podkreśl nazwy tych komórek człowieka, które powstają w wyniku procesu przedstawionego na ilustracji. komórka mięśniowa, komórka jajowa, komórka wątroby, plemnik, zygota 2n 2n 2n 2n 2n 2n n n n n Zadanie 2. Uzupełnij tabelę dotyczącą mitozy i mejozy. Wpisz w odpowiednich miejscach nazwy tych procesów oraz brakujące informacje na ich temat. Porównywana cecha Rodzaj podziału jądra komórkowego Liczba chromosomów po podziale Zmniejszona o połowę w porównaniu z komórką rodzicielską. Liczba komórek po podziale dwie Zadanie 3. Określ, które zdania dotyczą znaczenia mitozy, a które – znaczenia mejozy. Wstaw znak X w odpowiednich miejscach tabeli. Znaczenie Mitoza Mejoza Pozwala na zwiększenie rozmiarów ciała organizmów. Umożliwia dziedziczenie niektórych cech organizmu z pokolenia na pokolenie. Odpowiada za regenerację uszkodzonych tkanek. Umożliwia rozmnażanie bezpłciowe niektórych organizmów. 3. K o m ó rka 75 Zadanie 4. Na schemacie przedstawiono proces rozmnażania płciowego. Zadanie 5. Komórki ciała człowieka zawierają diploidalny zestaw chromosomów, których liczba wynosi 46. Uzupełnij tabelę. Wpisz odpowiednią liczbę chromosomów w poszczególnych komórkach ciała człowieka. Cecha Rodzaj komórki komórka naskórka dojrzały erytrocyt komórka jajowa plemnik Liczba chromosomów Zadanie 6. Na ilustracji przedstawiono etapy procesu, który polega na naturalnym obumieraniu komórek. organizm dojrzały, rozmnażający się płciowo organizm dojrzały, rozmnażający się płciowo komórka jajowa plemnik zygota a) Uzupełnij schemat. Wpisz w wyznaczonych miejscach właściwą liczbę chromosomów (1n lub 2n). b) Określ, w którym etapie cyklu zachodzi mejoza. Wstaw znak X nad odpowiednimi strzałkami na schemacie. a) Podaj nazwę procesu przedstawionego na ilustracji. b) Określ, w jaki sposób przedstawiony proces zabezpiecza organizm przed rozwojem nowotworu. NOTATKI Z LEKCJI NOTATKI Z LEKCJI 3. K o m ó rk a 80 Na wyrywki 1. Jaką główną cechą komórki prokariotyczne różnią się od komórek eukariotycznych? Komórki prokariotyczne, czyli komórki bakterii, nie mają jądra komórkowego, a komórki eukariotyczne, czyli komórki zwierzęce, roślinne i grzybowe, mają jądro komórkowe. 2. Czym komórka roślinna różni się od komórki zwierzęcej? Komórka roślinna w odróżnieniu od komórki zwierzęcej ma ścianę komórkową i chloro- plasty. Z kolei w komórce zwierzęcej występują lizosomy, których nie ma w komórce roślinnej. 3. Czy ściana komórkowa komórek grzybów i roślin jest tak samo zbudowana? Nie, ponieważ ściana komórkowa grzybów jest zbudowana z chityny, a roślin – z celulozy. 4. Czy błona komórkowa i błony biologiczne to to samo? Nie. Błona komórkowa jest jedną z błon biologicznych. Pozostałe błony biologiczne to wszystkie błony, które budują organelle komórkowe, np. otoczkę jądrową, mitochondria, siateczkę śródplazmatyczną, aparat Golgiego, lizosomy czy wakuolę. 5. Czym transport bierny różni się od transportu czynnego? Transport bierny nie wymaga nakładu energii, ponieważ zachodzi zgodnie z różnicą stężeń – cząsteczki substancji przechodzą swobodnie z roztworu o wyższym ich stęże- niu do roztworu o niższym stężeniu. Transport czynny wymaga nakładu energii, ponie- waż zachodzi wbrew różnicy stężeń, czyli cząsteczki przechodzą z roztworu o niższym stężeniu danej substancji do roztworu o wyższym jej stężeniu. 6. Czym dyfuzja prosta różni się od osmozy? Dyfuzja prosta to swobodne przenikanie substancji przez błonę biologiczną. Substancje rozpuszczone (np. tlen) przenikają z roztworu o wyższym ich stężeniu do roztworu o niższym ich stężeniu. Osmoza jest rodzajem dyfuzji prostej. W jej trakcie jednak przenikają cząsteczki wody. Przemieszczają się one z roztworu o mniejszym stężeniu substancji rozpuszczonej w wodzie do roztworu o jej większym stężeniu w celu wyrów- nania stężeń. 7. Czym egzocytoza różni się od endocytozy? Kierunkiem transportu. Egzocytoza to transport substancji na zewnątrz komórki, a endocytoza – do wnętrza komórki. 8. Czy efekt osmozy w komórkach roślinnych i zwierzęcych umieszczonych w roz- tworze hipertonicznym jest taki sam? Nie. Komórki zwierzęce (np. erytrocyty), tracą wodę, kurczą się i rozpadają, natomiast komórki roślinne tracą wodę, ale się nie rozpadają. Ich wakuola się zmniejsza, a cyto- plazma zaczyna odstawać od ściany komórkowej. 9. Czym DNA różni się od chromatyny? DNA to dwuniciowa helisa zbudowana z nukleotydów, natomiast chromatyna oprócz nici DNA zawiera też białka. 10. Dlaczego chromosomy są widoczne tylko podczas podziałów jądra komórkowego? Ponieważ wtedy następuje zagęszczenie chromatyny, co umożliwia równe rozdzielenie materiału genetycznego do komórek potomnych. 3. K o m ó rka 83 Zadanie 6. Przyporządkuj strukturom komórkowym (A–C) odpowiednie funkcje wybrane spośród podanych (1–4). A. Wakuola centralna. B. Lizosom. C. Siateczka śródplazmatyczna gładka. Zadanie 7. Oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących komórki znajdującej się w fazie zaznaczonej na ilustracji literą X. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, lub F, jeśli jest fałszywe. 1. W komórce zachodzi replikacja DNA. P F 2. Komórka ulega specjalizacji i zaczyna pełnić określoną funkcję. P F 3. Komórka syntetyzuje białka uczestniczące w podziale komórki. P F Zadanie 8. Na ilustracjach przedstawiono podziały komórkowe. a) Określ, która ilustracja – A czy B – przedsta- wia mitozę. Uzasadnij swój wybór dwoma argumentami. b) Podaj nazwę procesu, który pozwala utrzy- mać liczbę komórek ciała organizmu na odpowiednim poziomie. c) Uzupełnij tabelę. Wpisz, których procesów – mitozy czy mejozy – dotyczą zamieszczone w niej opisy. Opis Mitoza / Mejoza Umożliwia wytwarzanie nowych komórek ciała i wzrost organizmów. Dzięki niej zwierzęta mogą się rozmnażać płciowo. Prowadzi do zróżnicowania genetycznego organizmów. 1. Produkuje lipidy oraz neutralizuje trujące związki. 2. Zawiera enzymy trawienne, które rozkładają cząsteczki organiczne. 3. Odpowiada za wytwarzanie białek kierowanych na zewnątrz komórki. 4. Utrzymuje odpowiednie uwodnienie komórek oraz magazynuje wodę. A. B. C. 2n 2n 2n 2n 2n 2n n n n n faza G1 mitoza X interfaza A B 4. M et ab o liz m 84 4.1. Kierunki przemian metabolicznych Zadanie 1. Na schemacie przedstawiono przemianę energii w procesach metabolicznych zachodzących w komórce. Zadanie 2. Na schemacie przedstawiono budowę cząsteczki ATP – adenozynotrifosforanu. a) Wpisz w odpowiednich miejscach na schemacie określenia: anabolizm, katabolizm. b) Podaj, które związki – proste czy złożone – mają zwykle więcej energii. a) Podpisz na schemacie elementy budujące cząsteczkę ATP. Skorzystaj z nazw podanych poniżej. guanina, ryboza, reszta fosforanowa(V), deoksyryboza, adenina b) Podpisz na schemacie element zaznaczony strzałką. c) Podaj, jaką funkcję pełni w komórce ATP. energia energia KATABOLIZM ANABOLIZM złożone związki złożone związkiproste związki proste związki P PP ryboza adenina wysokoenergetyczne wiązanie 4. M etab o lizm 85 Zadanie 3. Na ilustracji przedstawiono reakcje utlenienia i redukcji, którym ulegają FAD i FADH2. Zadanie 4. Na schematach przedstawiono ciągi przemian metabolicznych zachodzących w komórkach. a) Napisz, jaką funkcję pełni FAD w komórce. b) Otocz pętlą na ilustracji ten związek, który jest formą zredukowaną. a) Wskaż, który ze schematów przedstawia cykl metaboliczny, a który – szlak metaboliczny. Wpisz numery schematów w odpowiednich miejscach. Cykl metaboliczny: Szlak metaboliczny: b) Wyjaśnij, czym cykl metaboliczny różni się od szlaku metabolicznego. Zadanie 5. Oceń prawdziwość stwierdzeń. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, lub F, jeśli jest fałszywe. 1. Testosteron wpływa na przebieg procesów anabolicznych w organizmie człowieka. P F 2. Sterydy anaboliczne powodują szybki przyrost masy mięśniowej. P F 3. Stosowanie sterydów może prowadzić do uszkodzenia wątroby i nerek. P F 4. Sportowcom zaleca się stosowanie testosteronu. P F FADH²FAD + 2e + 2H+ – 2e – 2H+ BA C D I I G H E F I II I II 4. M et ab o liz m 88 4.2. Budowa i działanie enzymów Zadanie 1. Skreśl w każdym zdaniu wyrazy tak, aby powstał poprawny opis działania enzymów. 1. Enzymy spowalniają / przyspieszają przebieg reakcji zachodzących w organizmie. 2. Enzymy są / nie są substratami reakcji. 3. W przebiegu reakcji enzymy zużywają się / nie zużywają się. 4. Enzymy katalizują reakcje przez zwiększenie / zmniejszenie energii aktywacji cząsteczek substratu, czyli energii niezbędnej do przebiegu reakcji. Zadanie 2. Amylaza ślinowa to enzym występujący w ludzkiej ślinie. Jego rolą jest trawienie niektórych węglowodanów (skrobi i glikogenu) przez rozcinanie wiązań 1,4-α-glikozydowych. a) Wykaż, że amylaza ślinowa jest swoista względem substratów. W odpowiedzi uwzględnij nazwy substratów. b) Określ, na czym polega swoistość amylazy ślinowej względem reakcji, którą ona przeprowadza. Zadanie 3. Na schemacie przedstawiono przebieg reakcji enzymatycznej. a) Podpisz elementy wskazane na schemacie. Skorzystaj z nazw podanych poniżej. produkt, enzym, kompleks enzym–substrat, substrat b) Zaznacz strzałką na schemacie centrum aktywne enzymu. 4. M etab o lizm 89 Zadanie 5. Bromelina to mieszanina enzymów wytwarzanych przez niektóre rośliny, np. przez ananasa. Enzymy te rozkładają wiązania peptydowe między aminokwasami w łańcuchach białek. a) Wyjaśnij na podstawie powyższego opisu, na czym polega proces zmiękczania mięsa przez bromelinę. W odpowiedzi uwzględnij właściwości bromeliny jako enzymu. b) Określ na podstawie opisu doświadczenia zamieszczonego w podręczniku na s. 114, czy ananas z puszki poddany pasteryzacji zawiera aktywny enzym, który spowoduje upłynnienie galaretki. Uzasadnij swoją odpowiedź. Zadanie 4. Na wykresie przedstawiono zmiany poziomu energetycznego substratów i produktów w trakcie reakcji z udziałem enzymu i bez udziału enzymu. a) Podaj, która ze strzałek na wykresie – A czy B – przedstawia energię aktywacji reakcji bez udziału enzymu. b) Określ, czy wykres przedstawia reakcję anaboliczną, czy kataboliczną. c) Podaj, które związki przedstawione na wykresie – substraty czy produkty – zawierają większą ilość energii. Zadanie 6. Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, lub F, jeśli jest fałszywe. 1. Laktaza to enzym rozkładający białko mleka. P F 2. Wytwarzanie laktazy u niektórych osób dorosłych jest ograniczone lub w ogóle zanika. P F 3. Brak laktazy w przewodzie pokarmowym utrudnia trawienie mleka i sera. P F energia substratów energia produktów B A energia czas SKORZYSTAJ Z PODRĘCZNIKA Skorzystaj z podręcznika s. 114 4. M et ab o liz m 90 Uporządkuj swoją wiedzę Właściwości enzymów Mechanizm działania enzymów Budowa i działanie enzymów Przyspieszanie przebiegu reakcji Zbudowane tylko z białka Zbudowane z części białkowej (apoenzymu) i części niebiałkowej (kofaktora) 1. Substrat łączy się z centrum aktywnym enzymu. 2. Powstaje kompleks enzym–substrat (obniżenie energii aktywacji reakcji). 3. Powstały produkt odłącza się od enzymu. Swoistość względem substratu (łączą się tylko z określonym substratem) Swoistość względem przeprowadzanej reakcji (uczestniczą w określonym typie reakcji) Możliwość wielokrotnego wykorzystywania (nie zużywają się w przebiegu reakcji) Budowa enzymów Funkcja enzymów 4. M etab o lizm 93 Zadanie 3. Schemat przedstawia szlak metaboliczny izoleucyny. Aminokwas ten jest syntetyzowany w sześciu etapach. Każdy etap jest katalizowany przez inny enzym. Izoleucyna – produkt końcowy – jest inhibi- torem dla enzymu E1. Jeśli spadnie stężenie izoleucyny, to szlak metaboliczny zostanie odblokowany. a) Dorysuj na schemacie strzałkę, która pokaże inhibicyjne działanie izoleucyny. b) Określ, jaką korzyść przynosi komórkom opisany sposób regulacji szlaku metabolicznego. Zadanie 4. Na wykresach przedstawiono wpływ temperatury na aktywność enzymów. Określ, który wykres – A, B czy C – przedstawia poprawnie wpływ temperatury na aktywność większości enzymów występujących w organizmie człowieka. Odpowiedź uzasadnij. Zadanie 5. Powinowactwo enzymu do substratu oznacza, z jaką łatwością enzym łączy się z substratem. Im wyższe jest powinowactwo enzymu do substratu, tym niższe stężenie substratu jest potrzebne do osiągnięcia maksymalnej prędkości reakcji. Na wykresie przedsta- wiono wpływ stężenia substratu na prędkość reakcji przeprowadzanej przez enzymy A i B. Określ, który enzym – A czy B – ma wyższe powino- wactwo do substratu. Odpowiedź uzasadnij. E1 E2 E3 E4 E5 E6 1 2 3 4 5 IZOLEUCYNATREONINA stężenie substratu prędkość reakcji Vmax A B Wykres , ponieważ . temperatura [ºC] 20 8060400 100 szybkość reakcji enzymatycznej temperatura [ºC] 10 4030200 50 szybkość reakcji enzymatycznej temperatura [ºC] 10 6030200 5040 szybkość reakcji enzymatycznejA B C SKORZYSTAJ Z PODRĘCZNIKA Skorzystaj z podręcznika s. 119 4. M et ab o liz m 94 Uporządkuj swoją wiedzę Wpływ czynników fizykochemicznych Regulacja aktywności enzymów AktywatoryInhibitory Temperatura Stężenie substratu Wartość pH Ujemne sprzężenie zwrotne Wpływ substancji chemicznych Powstrzymanie aktywności enzymu pierwszej reakcji przez produkt ostatniej reakcji szlaku metabolicznego pobudzanie aktywności enzymów wzrost temperatury do wartości optymalnej niskie stężenie substratu wzrost temperatury powyżej wartości optymalnej wysokie stężenie substratu optymalna powyżej i poniżej wartości optymalnej hamowanie aktywności enzymów rodzaje inhibitorów Znaczenie: zabezpieczanie komórki przed niepotrzebnym nagromadzeniem się produktów odwracalne (nietrwale łączą się z enzymem) łączą się z enzymem poza centrum aktywnym nieodwracalne (trwale łączą się z enzymem) blokują centrum aktywne enzymu cząsteczki substratu częściej trafiają do centrum aktywnego enzymu denaturacja enzymu ograniczanie szybkości reakcji wzrost szybkości reakcji do momentu, w którym wszystkie centra aktywne enzymów będą zajęte przez substratyzatrzymanie reakcji największa aktywność enzymu spadek aktywności enzymu wzrost szybkości reakcji NOTATKI Z LEKCJI 4. M et ab o liz m 98 Uporządkuj swoją wiedzę Fermentacja Oddychanie komórkowe Oddychanie tlenowe Definicja: uzyskiwanie energii ze związków organicznych bez udziału tlenu Definicja: uzyskiwanie energii ze związków organicznych z udziałem tlenu Zysk energetyczny Etapy ok. 30 cząsteczek ATP 1. glikoliza 4. łańcuch oddechowy 2. reakcja pomostowa 3. cykl Krebsa główny substrat główny substrat główny substratpirogronian acetylo-CoA główne substraty główne produkty główne produkty główne produkty główne produkty lokalizacja procesu w komórce: cytozol lokalizacja procesu w komórce: matrix mitochondrium lokalizacja procesu w komórce: matrix mitochondrium lokalizacja procesu w komórce: błona wewnętrzna mitochondrium glukoza FADH2NADH O2 pirogronian acetylo-CoA NADH ATP NADH NADH ATP FADH2 ATP CO2 CO2 H2O NOTATKI Z LEKCJI