Pałeczka okrężnicy (Escherichia coli) wchodzi w skład fizjologicznej flory bakteryjnej jelita grubego człowieka (i – w niewielkich ilościach – jelita cienkiego). Jednak niektóre szczepy E. coli, w wyniku nabycia nowych cech, są chorobotwórcze dla człowieka. Przykładowo: enterotoksyczny szczep E. coli (ETEC) jest najczęstszą przyczyną tzw. biegunki podróżnych. Bakterie te, po dostaniu się do jelita cienkiego, przylegają do komórek nabłonka i uwalniają do jelita toksyczne białka, powodujące zakłócenia działania pomp jonowych w komórkach nabłonka i utratę wody przez te komórki. Inny eneteropatogenny szczep E. coli (EPEC), również wywołujący biegunkę, wiąże się z komórkami nabłonka jelita i przez specjalnie utworzony kanał wstrzykuje białkowe toksyny do wnętrza komórek nabłonka. Toksyny szczepu EPEC są przyczyną złej absorpcji wody.

Na podstawie: A. Salyers, D. Whitt, Mikrobiologia, Warszawa 2012.

Na podstawie analizy tekstu uzupełnij tabelę, w której porównasz miejsce i skutki działania toksyn wytwarzanych przez szczepy E. coli ETEC i E. coli EPEC w jelicie człowieka.

W nefronie, w procesie filtracji kłębuszkowej, z krwi do torebki kłębuszka nerkowego (torebki Bowmana) przesączają się woda i rozpuszczone w niej substancje drobnocząsteczkowe. Z uzyskanego ultrafiltratu (moczu pierwotnego) w kanalikach nefronu powstaje mocz ostateczny.

Dokończ poniższe zdania – wpisz w wyznaczone miejsca nazwy właściwych procesów. Wybierz je spośród wymienionych.dehydratacja, resorpcja, filtracja, sekrecja, endocytozaPrzekształcanie – w kanalikach nefronu – moczu pierwotnego w mocz ostateczny polega na przenikaniu różnych substancji:1. z wnętrza kanalika nefronu do płynów ustrojowych w procesie … .2. z płynów ustrojowych do wnętrza kanalika nefronu w procesie … .

W przypadku, gdy stopień dotlenienia nerki jest niski, w nerkach powstaje erytropoetyna, stymulująca produkcję erytrocytów. Wytwarzanie erytrocytów jest kontrolowane przez mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego, przedstawiony na schemacie.

Na podstawie: Biologia, pod red. N.A. Campbella, Poznań 2012.

Uzupełnij schemat – do ramek oznaczonych cyframi 1.-4. wpisz litery oznaczające procesy wybrane spośród A-F w taki sposób, aby powstał opis mechanizmu regulującego liczbę wytwarzanych erytrocytów.A. Nerki zwiększają wydzielanie erytropoetyny.B. W szpiku kostnym zmniejsza się wytwarzanie erytrocytów.C. Nerki zmniejszają wydzielanie erytropoetyny.D. W szpiku kostnym zwiększa się wytwarzanie erytrocytów.E. W erytrocytach zwiększa się ilość hemoglobiny.F. W erytrocytach zmniejsza się ilość hemoglobiny.

Niektóre enzymy wytwarzane są w komórkach w formie nieaktywnej. Ich aktywacja wymaga udziału określonych czynników i czasem zachodzi dopiero w miejscu docelowego działania – poza komórką, w której doszło do syntezy białka. Takim enzymem jest chymotrypsyna α, wytwarzana w postaci nieaktywnego chymotrypsynogenu.
Na schemacie przedstawiono proces aktywacji chymotrypsynogenu do chymotrypsyny α (cyframi oznaczono kolejne aminokwasy w łańcuchach polipeptydowych). Łańcuchy polipeptydowe (A-C) są połączone ze sobą wiązaniami dwusiarczkowymi, czego nie zaznaczono na schemacie.

Na podstawie: J. M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2005.

a) Na podstawie analizy schematu podaj dwie różnice w budowie między chymotrypsynogenem a chymotrypsyną α. W odpowiedzi uwzględnij oba porównywane związki chemiczne.

Toksyna botulinowa, wytwarzana przez bakterie jadu kiełbasianego, znalazła w ostatnich latach zastosowanie w kosmetyce – do redukcji zmarszczek mimicznych, powstających na skutek nawykowego kurczenia niektórych mięśni twarzy. Toksynę wstrzykuje się w miejsca szczególnie podatne na tworzenie się zmarszczek. Działanie jej polega na fragmentacji białka SNAP-25, które jest niezbędne do uwolnienia neuroprzekaźnika – acetylocholiny.
Na rysunku przedstawiającym prawidłowo działającą synapsę nerwowo-mięśniową numerami 1-4 oznaczono miejsca, w których możliwe jest zahamowanie funkcjonowania tej synapsy przez różne rodzaje toksyn.

Na podstawie: D. McLaughlin, J. Stamford, D. White, Krótkie wykłady. Fizjologia człowieka, Warszawa 2008.

a) Wypisz z rysunku numer oznaczający miejsce, w którym blokowane jest działanie synapsy przez toksynę botulinową.b) Na podstawie tekstu wyjaśnij, dlaczego po wstrzyknięciu toksyny botulinowej uzyskuje się redukcję zmarszczek mimicznych.

Amoniak, który jest związkiem toksycznym, powstaje jako produkt deaminacji w komórkach organizmu człowieka w niewielkich ilościach. Deaminacja zachodzi w różnych komórkach organizmu człowieka i polega na odłączeniu grupy aminowej z cząsteczki aminokwasu lub innego związku. Grupy aminowe, odłączane w tym procesie, przyłączane są do kwasu glutaminowego i powstaje glutamina (amid kwasu glutaminowego). W dalszym etapie glutamina jest uwalniana do krwi i wędruje do wątroby, gdzie odłączane są od niej reszty amidowe.

1. Podaj nazwę związku, który jest głównym produktem azotowej przemiany materii, wydalanym z organizmu człowieka.

2. Wyjaśnij, uwzględniając właściwości amoniaku i proces zachodzący w komórkach wątroby, dlaczego grupy amidowe są odłączane od glutaminy właśnie w tym, a nie innym narządzie.

3. Wyjaśnij, dlaczego u ryb słodkowodnych ostatecznym produktem azotowej przemiany materii jest amoniak, pomimo że związek ten jest toksyczny. W odpowiedzi uwzględnij procesy związane z osmoregulacją u tych ryb.

Wskazówki:

Przy uzasadnieniu dlaczego amoniak jest przekształcany w inne formy azotowe takie jak np mocznik czy kwas azotowy należy wspomnieć o jego TOKSYCZNOŚCI. Związek w który jest przekształcany jest mniej toksyczny.

Amoniak w organizmie człowieka jest przekształcany w wątrobie. Amoniak może być transportowany nie tylko w formie jonów amonowych, ale także innych cząsteczek np glutaminy.

 

Kręgosłup człowieka zbudowany jest z kręgów różniących się budową w zależności od odcinka, w którym występują. Pomiędzy trzonami kręgów występują krążki międzykręgowe, zwane dyskami, zbudowane z tkanki łącznej. W centrum każdego krążka znajduje się jądro miażdżyste otoczone pierścieniem włóknistym, który łączy każdy krążek międzykręgowy z trzonami kręgów znajdujących się powyżej i poniżej niego. Krążki międzykręgowe nie występują pomiędzy kręgiem szczytowym a obrotowym (pierwszym a drugim kręgiem szyjnym) oraz pomiędzy kręgami krzyżowymi i pomiędzy kręgami ogonowymi. Na rysunkach przedstawiono budowę kręgu lędźwiowego oraz położenie krążka międzykręgowego między dwoma kręgami lędźwiowymi.

Na podstawie: http://en.wikipedia.org/wiki/Vertebral_column#mediaviewer/File:718

1. Wykaż związek między bardziej masywną budową kręgów lędźwiowych, w porównaniu do kręgów z innych odcinków kręgosłupa, a funkcją pełnioną przez te kręgi.

2. Określ przyczynę braku krążka międzykręgowego pomiędzy kręgiem szczytowym a obrotowym. W odpowiedzi uwzględnij wspólną funkcję tych kręgów.

Wskazówki:

W budowie i znaczeniu kręgów lędźwiowych bardzo istotny jest kształt i rozmiar trzonu tych kręgów.

Przeanalizuj jak połączone są: krąg szczytowy i drugi krąg odcinka szyjnego. Na jaki rodzaj ruchów takie połączenie pozwala?

Powinowactwo hemoglobiny do tlenu zależy od pH osocza (wzrostu lub spadku stężenia jonów wodorowych). Na kwasowość osocza wpływa m.in. dysocjacja kwasu węglowego, który powstaje z CO2 i wody pod wpływem enzymu anhydrazy węglanowej i dysocjuje na aniony wodorowęglanowe i protony. Około 70-75% CO2 jest transportowanych w osoczu w postaci HCO3‾ (jonu wodorowęglanowego).
Na wykresie przedstawiono krzywe wysycenia hemoglobiny tlenem przy różnym pH osocza krwi człowieka.

Na podstawie: J. Berg, J. Tymoczko, L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2009.

1. Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby powstał poprawny opis zależności przedstawionej na wykresie. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.

W sytuacji obniżenia się pH osocza krwi (zwiększa się / zmniejsza się) powinowactwo hemoglobiny do tlenu, co powoduje, że tlen przyłączony do hemoglobiny jest (łatwiej / trudniej) odłączany od jej cząsteczki.

2. Wyjaśnij znaczenie przedstawionych właściwości hemoglobiny (zmiany jej powinowactwa do tlenu) dla wymiany gazowej w tkankach, w których zachodzi intensywne oddychanie tlenowe. W odpowiedzi uwzględnij procesy zachodzące w tych tkankach.

3. Podaj inną niż jon wodorowęglanowy postać, w której jest transportowany CO2 we krwi człowieka.

Wskazówki:

Koniecznie przeczytaj o efekcie Bohra, warto przeanalizować jak zmienia się powinowactwo tlenu do hemoglobiny. Zapoznaj się z mechanizmem i uzasadnieniem dlaczego pH ma wpływ na powinowactwo i jakie korzyści z tego tytułu odnosi organizm.

Uwzględnienie powstawania kwasu mlekowego nie jest dobrym pomysłem, w komórkach, które intensywnie oddychają tlenowo kwas mlekowy nie powstaje.

Jon wodorowęglanowy rozpuszczony w osoczu to główna postać transportowanego CO2 ale nie jedyna.

Rozkład lipidów w tkance tłuszczowej katalizowany jest przez lipazę triacyloglicerolową, której aktywność jest regulowana hormonalnie. Na schemacie przedstawiono mechanizm aktywacji i dezaktywacji lipazy triacyloglicerolowej.

Na podstawie: B.D. Hamsen, N.M. Hooper, Krótkie wykłady. Biochemia, Warszawa 2007.

Na podstawie analizy schematu opisz dwa przedstawione tam sposoby hamującego wpływu insuliny na rozkład lipidów.

Wskazówki:

Schemat przedstawiony w zadaniu jest podstawą ułożenia prawidłowej odpowiedzi, w mechanizmie aktywacji uwzględnij wszystkie jego etapy, a zdobędziesz punkt.

Na schemacie ilustrującym mechanizm antagonistycznego działania insuliny i glukagonu podkreśl właściwe nazwy narządów (trzustka albo wątroba) oraz właściwe określenia poziomu glukozy we krwi (niski albo wysoki), tak aby powstał poprawny schemat.

Wskazówki:

Regulacja poziomu gukozy odbywa się poprzez wydzielanie insuliny i glukagonu, warto znać normę poziomu glukozy NA CZCZO, jest to 80 – 100 mg/dl (decylitr czyli 100cm3), a poziom cukru nie powinien przekraczać znacząco 140 mg/dl

Wapń jest ważnym składnikiem organizmu człowieka. W osoczu krwi powinno znajdować się około 2,2–2,6 mmol/l jonów tego pierwiastka, niezbędnego do wielu procesów wewnątrzkomórkowych. Obniżenie poziomu jonów wapnia we krwi skutkuje uruchomieniem jego zasobów zgromadzonych w kościach.

a) Wśród przykładów procesów zachodzących w komórkach organizmu człowieka zaznacz ten proces, w którym istotny udział biorą jony wapnia.

A. Polaryzacja błony komórkowej.

B. Skurcz komórek mięśniowych.

C. Przenoszenie elektronów w łańcuchu oddechowym.

D. Łączenie podjednostek rybosomów podczas biosyntezy białka.

 

b) Podaj nazwę hormonu, którego wydzielanie się zwiększa, gdy poziom jonów wapnia we krwi jest zbyt niski.

Komórki poszczególnych tkanek w obrębie jednego narządu różnią się budową, co wiąże się z funkcjami, które pełnią, np. charakterystyczną cechą budowy komórek zewnątrzwydzielniczych trzustki jest występowanie w nich silnie rozbudowanej szorstkiej siateczki śródplazmatycznej.

Wykaż związek między funkcją komórek zewnątrzwydzielniczych trzustki a występowaniem w nich dobrze rozwiniętej szorstkiej siateczki śródplazmatycznej.

Warunki wysokogórskie, charakteryzujące się szczególnie niskim ciśnieniem atmosferycznym i obniżonym ciśnieniem parcjalnym tlenu, są przyczyną występowania tzw. „górskiego typu adaptacyjnego” u ludzi stale mieszkających na tych obszarach. Występują u tych osób charakterystyczne cechy morfologiczno-fizjologiczne, których przykłady zamieszczono poniżej.

Cechy adaptacyjne ludzi żyjących w warunkach wysokogórskich w porównaniu z cechami ludzi mieszkających na nizinach to:

A. większy udział szpiku czerwonego w kościach,
B. większe stężenie hemoglobiny w erytrocytach,
C. zwiększona częstotliwość oddechów,
D. większa pojemność płuc,
E. szybsze tętno.

Na podstawie: Biologia. Podręcznik dla studentów medycyny, pod red. W. N. Jarygina, Warszawa 1991.

Spośród wymienionych cech (A–E) wybierz jedną związaną z funkcjonowaniem układu krwionośnego i jedną związaną z funkcjonowaniem układu oddechowego. Uzasadnij znaczenie adaptacyjne każdej z tych cech do życia ludzi w warunkach wysokogórskich.

Receptory w jamie ustnej człowieka są przystosowane do wyczuwania między innymi czterech podstawowych rodzajów smaku: słodkiego, słonego, kwaśnego i gorzkiego.
W tabeli zamieszczono informacje o stopniu wrażliwości kubków smakowych człowieka na wybrane substancje chemiczne, które mogą znaleźć się w pożywieniu.

Na podstawie: M. Noske, Smak pełen tajemnic, „Wiedza i Życie” nr 12, 2011.

a) Na podstawie danych z tabeli podaj, na który rodzaj substancji zmysł smaku człowieka jest najbardziej wyczulony.b) Wykaż znaczenie adaptacyjne zdolności wykrywania rodzaju substancji, na którą zmysł smaku człowieka jest najbardziej wyczulony.

Oceń prawdziwość informacji dotyczących wazopresyny (ADH). Wpisz obok każdego zdania w tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli zdanie jest fałszywe.