4. 1. 1. Biogén elemek – számolások és feladatok

Feladatok

1. Feladat: Ábraelemzés

1. Milyen típusú anyagcsereutat (folyamatot) jelöl a d és az e betű?
2. Hasonlítsa össze az A anyag molekuláinak méretét a B és C anyak molekuláinak méretével!
3. Nevezze meg az X jelű anyagot!
4. Melyik sejtalkotóban képződik az X jelű anyag nagy része?
5. Mi a szerepe a sejtben az X jelű anyagnak?
6. 1 mól Y jelű anyag alkotórészeire való hidrolízise során milyen vegyületek képződnek és milyen mennyiségben?
7. Az A jelű anyag átalakítása anaerob körülmények között is lejátszódhat. Nevezze meg pontosan az anaerob feltételek mellett zajló anyagcsereutat!

FORRÁS: Kropog-Mándics-Molnár-Sz.Heszelényi: Biológia feladatgyűjtemény, 80. o.

2. Feladat: ötféle asszociáció

• A. kalcium
• B. magnézium
• C. vas
• D. kén
• E. foszfor

1. részt vesz a klorofill felépítésében
2. az egyszerű fehérjékben megtalálható
3. a nukleinsavakban megtalálható
4. kationja jelentős hányadát adja a csontszövet szilárd sejt közötti állományának
5. hiánya vérszegénységet okozhat az emberi szervezetben
6. a vér alvadásához jelentős koncentrációban szükséges
7. ionjának fontos szerepe van a vér oxigénszállításában
8. diszulfidhidak kialakításában vesz részt

FORRÁS: Kropog-Mándics-Molnár-Sz.Heszelényi: Biológia feladatgyűjtemény, 80. o.

3. Feladat: Táblázatelemzés

Elem	kőzetek (relatív eléfordulás tömeg%)	vízburok (relatív eléfordulás tömeg%)	légkör (relatív eléfordulás tömeg%)	élőlények (relatív eléfordulás tömeg%)
oxigén	47,33	85,79	32,02	63,0
hidrogén	0,22	10,67	0,02	10,00
szén	0,19	0,01	0,01	20,00
nitrogén	0,02	0,02	75,53	2,50
kalcium	3,47	0,05	–	2,45
fluor	0,12	0,000004	–	1,10
klór	0,23	2,07	–	0,16
kén	0,12	0,05	–	0,14
kálium	2,46	0,04	–	0,11
nátrium	2,46	1,14	–	0,10
magnézium	2,24	0,14	–	0,07
vas	4,5	0,002	–	0,01
mangán	0,08	–	–	0,003

a) táblázat

Elem	földkéreg (relatív eléfordulás tömeg%)	emberi szervezet (relatív eléfordulás tömeg%)
oxigén	62,5	25,2
hidrogén	–	60,3
szén	0,10	10,5
nitrogén	0,00001	2,42
kalcium	1,94	1,90
fluor	1,92	0,004
klór	0,23	0,032
kén	0,12	0,132
kálium	2,46	0,036
nátrium	2,64	0,73
magnézium	1,84	0,07
foszfor	1,42	0,134
alumínium	6,47	0,001
szilícium	21,2	0,001

b) táblázat

1. Az a) táblázat adatai alapján az élőlények testtömegének hány %-át teszik ki az elsődleges biogén elemek?
2. A b) táblázat alapján az emberi test tömegének hány %-át teszik ki az alsődleges biogén elemek?
3. Ha összeveti ezt az eredményt az a) táblázat hasonló eredményével, eltérést tapasztal. Mivel magyarázható a két táblázat eltérő adata?
4. Hasonlítsa össze a szénre és a szilíciumra vonatkozó adatokat a b) táblázatban! A két elem vegyértékhéja azonos szerkezetű. Soroljon fel három olyan tulajdonságbeli eltérést, amelyik magyarázatot ad a két elem eltérő biogén szerepére!
5. Írjon példát olyan élőlénycsoportra, amelyek testfelépítésében a szilícium részaránya jelentősen magasabb, mint a gerincesekben!
6. Adjon magyarázatot az a) táblázat fluoremegoszlási adataira!
7. Válasszon ki a b) táblázatból egy nyomelemet!
8. Írja fel egy olyan biogén elem nevét, vegyjelét és az emberi szervezetben való jelentőségét, amelyik nem szerepel a táblázatokban!

FORRÁS: Szerényi Gábor: Biológia érettségi, gyakorló feladatsorok, 62-64.o.

4. Feladat: Biogén elemek, ötféle asszociáció

• A. szén
• B. hidrogén
• C. oxigén
• D. nitrogén
• E. kén
• F. foszfor

1. A levegőben nagy tömegben áll rendelkezésre, de az élőlények számára ilyen formában felvehetetlen
2. Több azonos atomja is tartósan tud stabil kötéseket kialakítani egymással
3. Élettanilag fontos, hogy molekulárisan, diffúzióval is bekerül a sejtekbe
4. A víz bontása révén kerül az autotróf szervezetekbe
5. Fehérjemolekulákban a diszulfidhidak kialakításában vesz részt
6. A fehérjék és a nukleinvegyületek alkotója, ugyanakkor a neutrális zsírokból és a szénhidrátokból hiányzik
7. A lebontási folyamatokban víz keletkezik belőle
8. A nukleinvegyületek alkotója, a fehérjék többségéből viszont hiányzik
9. A fotoszintézis során molekulárisan keletkezik, mint melléktermék
10. Egy ATP molekula három darabot tartalmaz ebből az elemből
11. Szinte teljes mennyiségében a levegőből épül be az autotróf szervezetekbe
12. Egyes fehérjék alkotóeleme, a nukleinvegyületek felépítésében nem vesz részt

FORRÁS: Szerényi Gábor: Biológia érettségi, gyakorló feladatsorok, 221.o.

5. Feladat: Biogén ionok, ötféle asszociáció

• H⁺
• Ca²⁺
• Mg²⁺
• Fe²⁺, Fe³⁺
• HCO₃^–
• CO₃^2-
• NO₃^–

1. A klorofill alkotója
2. Ha a koncentrációja nő, a kémhatás a savas irányba tolódik el
3. A csont felépítésében legnagyobb mennyiségben szerepet játszó anion
4. A hemoglobin alkotója
5. A csontok legnagyobb mennyiségében lévő kationja
6. A vérplazma anionja, a szén-dioxid-gáz elsősorban ilyen formában kerül a vörösvértestekbe
7. A növények a telejból ilyen formában veszik fel a nitrogént
8. A citokrómfehérjék alkotója
9. A gerinctelenek meszes külső ázának negatív ionja
10. Hiánya vérszegénységhez vezet
11. A gyomorsav fő alkotója
12. Nélkülözhetetlen a vér megalvadásához

FORRÁS: Szerényi Gábor: Biológia érettségi, gyakorló feladatsorok, 228.o.

6. feladat: A biogén elemek szerepe az emberi szervezetben (esszéfeladat)

1. Ismertesse a biogén elem fogalmát és típusait
2. Sorolja be az alábbi elemeket a biogén elemek megfelelő csoportjába: I, P, Si, Fe, S
3. Hogyan fedezhetjük a szervezet szükségletét ezekből az elemekből?
4. Milyen szerepet töltenek be az élő szervezetben?

FORRÁS: Sebőkné Orosz Katalin: Biológia érettségi, esszé típusú feladatok, 27.o.

7. Feladat: A víz útja a szervezetben (esszéfeladat)

1. Kövesse végig a ví útját a szervezetben!
2. Válaszában térjen ki a vízbevitel, a vízképződés és a vízleadás lehetséges módjaira, a víz szervezetben betöltött szerepére!
3. Mutassa be a test víztartalmának szabályozási lehetőségeit!

FORRÁS: Sebőkné Orosz Katalin: Biológia érettségi, esszé típusú feladatok, 28.o.

8. Feladat: Egy nitrogénatom útja a szervezetben (esszéfeladat)

1. Képzelje el, hogy a táplálék valamennyi nitrogéntartalmú anyaga nitrogén-nehéz-izotópot tartalmaz!
2. Mutassa be az izotópok lehetséges útját a szervezetben!
3. Válaszában térjen ki arra, hogy milyen táplálékalkotó tartalmazhat nitrogént!
4. Hol zajlik és hogyan valósul meg ezeknek az anyagoknak az emésztése?
5. Milyen formában képes a szervezet felesleges nitrogéntartalmát leadni?

FORRÁS: Sebőkné Orosz Katalin: Biológia érettségi, esszé típusú feladatok, 29-30.o.

9. és 10. Feladat: két emelt szintű érettségi-feladat

Biogén elemek – emelt szintű érettségi-feladatokHerunterladen

Megoldások

1. Feladat

1. d- lebontü folyamatok (sejtlégzés, biológiai oxidáció); e – felépítő folyamatok
2. az A anyag molekulái nagyobbak
3. ATP (adenozin-trifoszfát)
4. Mitokondriumban
5. Kémiai energia tárolása és közvetítése a sejtekben
6. 1 mol adenin, 1 mol ribóz, 2 mol foszforsav
7. Tejsavas erjedés

2. Feladat

B, D, E, A, C, A, C, D

3. Feladat

1. 95,5% (elsődleges biogén elemek: C, H, O, N)
2. 98,42%
3. az a) táblázatban általában az élőlények, a b) táblázatban az ember szerepel
4. a szénnek eggyel kevesebb elektronhéja van, a szén-szénatomok között igen stabil kovalens kötésekkel hosszú szénláncok és gyűrűk alakulhatnak ki, a szén oxidjai oldódnak a vízben, a szén elektronburka igen szoros térkitöltésű
5. kovamoszatok, zsurlók
6. a fluor a gerincesek számára fontos nyomelem, a fogzománc alkotója
7. alumínium, szilícium
8. jód, a tiroxin alkotója

4. Feladat

D, A, C, B, E, D, B, F, C, F, A, E

5. Feladat

C, A, F, D, B, E, G, D, F, D, A, B

6. feladat

• Az élő anyagot alkotó elemeket biogén / organigén elemeknek nevezzük. Esszenciálisak, mert más elemekkel nem helyettesíthetők az élő szervezetben
• Az elsődleges biogén elemek a sejt anyagainak közel 98%át adják. A C, O, H, N tartozik ide, amelyek a legfontosabb molekulák felépítésében vesznek részt.
• A másodlagos biogén elemek a sejt anyagainak maximum 2%-át teszik ki.A felsorolt elemek közül ebbe a csoportba tartozik a Fe, S és P
• Az elsődleges és másodlagos biogén elemeket makroelemeknek nevezzük.
• A sejt anyagainak néhány ezrelékét kitevő elemek a harmadlagos biogén elemek, vagy nyomelemek, vagy mikroelemek, a felsorolt elemek közül ide tartozik az I és a Si
• Jód jódozott konyhasóval és tengeri élőlények fogyasztásával pótolható.
• A megfelelő mennyiségű jód a pajzsmirigyhormonok termeléséhez szükséges
• Foszfort ivóvízzel és a legtöbb élelmiszerrel beviszünk a szervezetbe, ezért hiányállapota nem jelentkezik.
• Nagy jelentősége van a nukleotidok és a nukleinsavak felépítésében, az energiaforgalmi (ATP, ADP, AMP, makroerg kötések) és a szállítási folyamatokban (NAD,NADP, KoA).
• A szilícium a kötő- és támasztószövetek normális szerkezetének kialakításában játszik fontos szerepet, a növényi rostban gazdag táplálékkal biztosíthatjuk a szükséges mennyiségét.
• A vas elengedhetetlen a légzési lánc elemeinek, a citokrómoknak, a hemoglobinnak és a mioglobinnak a felépítésében, a szárnyasok, a máj és a spenót fogyasztásával fedezhető a szükséglete.
• A két nét aminosav (cisztein, meitonin) és a KoA kialakításában vesz részt, magas fehérjetartalmú táplálék fedezi a szükségletét.

7. Feladat

• A víz testünk közel 60%-át teszi ki, a belső folyadékerek (vér, szövetnedv, nyirok) és a sejtplazma fő alkotója
• Kiváló oldószer, reakcióközeg és reakciópartner, a kolloidok hidratálásával a sejt rugalmasságát biztosítja, szerkezeti anyag, hőstabiliátor, szállítóközeg
• A szervezetbe a táplálékkal jut be, fokozott bevitelét a hipotalamusz szomjúságközpontja serkenti
• Víz a servezetben is keletkezik a kondenzációs folyamatokban és a biológiai oxidáció végtermékeként
• A táplálékkal felvett víz először a gyomorból szívódhat fel, ha már testhőmérsékletűre felmelegedett, elsősorban azonban a vékonybél mikrobolyhos hengerhámsejtekkel borított bélbolyhain keresztül szívódik fel, és jut a vérbe.
• A maradék víz a vastagbélhámon keresztül jut a vérbe, miközben a béltartalom erőteljesen besűrűsödik
• A vízfelszívás mindenhol passzív transzporttal történik, a vízfelszívás mértékét a vér ozmotikus értékei és a perisztaltika sebessége befolyásolják
• A kapillárskeringés területén az artériás száron a víz és a vízben oldott kisméretű anyagok lépnek át az érfalon és jutnak a szövetnedvbe
• A sejtek innen vesznek fel vizet, vagy ide adják le a felesleges víztartalmukat passzív transzporttal
• A kapilláriskeringés vénás szárán a szövetnedv egy része visszaszedődik a vérbe, másik része a nyirokerekbe kerül, és csak később, a nyirokbeömléssel jut vissza a vérbe
• A vesén keresztül a vizelettel távozik a felesleges víz nagy része. A vizelet víztartalmát a hipotalamusz nagysejtes állománya által termelt (a hipofízis hátulsó lebenyében tárolódó) ADH (vazopresszin) szabályozza
• Víz a kilégzés során a szén-dioxiddal együtt is távozik a szervezetből, mértékét a nyúlvelői és a hídban lévő légzésszabályozó központok befolyásolják
• Víz a bőrön keresztül, a hőszabályozás szolgálatában álló verejtékezéssel is távozik a szervezetből, ami a hipotalamusz hűtőközpontja serkent
• A test vízforgalmát a szervrendszerek összehangolt működése úgy befolyásolja, hogy a homeosztázis, a vér plazmatérfogata és ozmotikus koncentrációja közel állandó maradjon

8. Feladat

• A táplálékban fehérjék, aminosavak, nukleotidok és származékaik, nukleinsavak, esetleg vitaminok és a kitin (gombában) tartalmaznak nitrogént
• A makromolekulák fajra jellemzőek, testidegen anyagok, ezért meg kell emészteni őket, mielőtt a vérbe jutnának és immunválaszt indítanának el
• A fehérjék emésztése a gyomorban kezdődik el. A pepszin bizonyos aminosavak közötti peptidkötéseket hasít, így polipeptidek jönnek létre.
• A vékonybél patkóbél szakaszába ömlik a hasnyál, melynek tripszin nevű enzime (esetleg kimotripszin) tovább hasítja a polipeptidet olido- illetve dipeptidre
• A hasnyál nukleáza a nukleinsavak emésztését kezdi el a patkóbélban, nukleotidokra bontja
• A vékonybél távolabbi szakaszán a vékonybélnedv erepszinje (több fehérjebontó enzim gyűjtőneve) aminosav szintig lebontja a fehérjéket, az aminosavak aktív transzporttal a vérbe szívódnak fel
• A vékonybélnedv nukleáza teljesen nukleotidokra bontja a még megmaradt nukleinsavakat, a nukleotidáz pedig a nukleotidokat hasítja pentózra, N-tartalmú szerves bázisra és foszfátcsoportra
• A pentózok aktív, a bázisok passzív transzporttal jutnak a felszívást végző sejtbe, majd onnan passzív transzporttal a vérbe
• A bélboholyvénák májkapuérré szedődnek össze, mely a májba szállítja a vért
• A máj a homeosztázisnak megfelelően beállítja a vér aminosav- bázis-, pentóz- és foszfátszintjét, az aminosavak egy részéből vérplazmafehérjéket szintetizál és azokat a vérbe juttatja.
• A kapilláriskeringés révén a sejtek a szövetnedvből veszik fel a számukra szükséges anyagokat, melyekből saját fehérjéiket, nukleotidjaikat, nukleotidszármazékaikat és nukleinsavaikat állítják elő
• A sejtek a szövetnedvbe adják le a felesleges aminosavak és a pirimidinvázas bázisok bomlásából származó ammóniát, ammóniumiont, karbamidot és a purinvázas bázisok bomlásából származó húgysavat, foszfátot
• Az így módosult összetételű szövetnedv egy része a vérbe visszajut, a vér a vesén keresztül a vizelettel távolítja el a felesleges nitrogént tartalmazó bimlásermékeket és foszfátot
• A foszfátvisszaszívást a vesében a parathormon fokozza

9. és 10. Feladat

Biogén elemek – emelt szintű érettségi-feladatok megoldásaHerunterladen