Feladatok
1. Feladat: A biológiai membránok felépítése és működése
Az ábra egy sejtalkotó határoló membránjának egy részletét szemlélteti.
Ábraelemzés: Válaszában az ábrarészlet betűjelét adja meg!
1. A membrán alapvázát alkotja
2. Apoláris oldódású molekularészlet
3. Poláris jellegű molekularészlet
4. Enzimrendszer tagjai
Rövid válasz
5. Milyen mechanizmussal jutnak át a biológiai membránokon az oxigénmolekulák?
Négyféle asszociáció
A. A-val jelölt membránrészlet
B. C-vel jelölt membránrészlet
C. mindkét membránrészlet
D. egyik membránrészlet sem
6. passzív transzport történhet rajta keresztül
7. Aktív transzport történhet rajta keresztül
8. Poláris makromolekulák számára is átjárható része a membránnak
9. Apoláris anyagok számára átjárható része a membránnak
10. Ionok haladhatnak rajta keresztül
Ábraelemzés
11. Adja meg annak (azoknak) a membránalkotó(k)nak a betűjelét, amelyek szabadon mozognak a membrán síkjában!
12. Adja meg annak a fehérjének a betűjelét, amelyik a legkönnyebben eltávolítható a membránból!
FORRÁS: Kropog-Mándics-Molnár-Sz. Heszlényi: Biológia feladatgyűjtemény, 91.o.
2. Feladat: A sejtmembrán felépítése
Szövegelemzés
„A plazmamembrán felépítéséről és szerkezetéről alkotott elképzelések is sokat változtak az utóbbi évtizedekben. Már egy évszázaddal ezelőtt egyértelműen kiderült, hogy a sejtmembrán kémiai felépítésében fehérjék és lipidek egyaránt részt vesznek. A fehérjék közül különböző hidrofil oldalláncúak, a lipidek közül pedig a poláris csoportokat is tartalmazó foszfatidok jelentőségére derült fény. Az akkori elképzelés szerint a vizes fázisban lévő lipidmolekulák kettős rétegben helyezkednek el, melyben a hidrofób csoportok egymás felé fordulva találhatók, míg a hidrofil csoportok a sejt belseje felé, illetve az ugyancsak vizes közeget jelentő külső tér felé néznek. A kettős apoláris réteg között semmiféle víz elhelyezkedésére nincs lehetőség, ezért kezdetben a plazmamembránt folytonos rétegnek vélték, amelyben a fehérjék a kettős lipidréteg alatt és felett helyezkednek el (szendvicsszerkezet)“
Rövid válasz
1. Mit jelent a hidrofil és mit a hidrofób oldallánc?
2. Később a sejtélettani kutatások ez ellen a szerkezet ellen szóltak. Alapvetően miért?
Egyszerű választás
3. Milyen mérettartományban tanulmányohatók elektronmikroszkópban az anyagok?
A. 10-2 mm
B. 10-3 mm
C. 10-4 mm
D. 10-6 mm
E. 10-9 mm
„ A ma általánosan elfogadott Singer- Nicolson-féle fluid, azaz folyékonymembrán-modell kielégíti mind a biokémiai, mind a sejtélettani vizsgálatok eredményei alapján támasztott követelményeket, és az elektronmikroszkópos vizsgálatok is alátámasztják ezt a szerkezetet. Eszerint a plazmamembrán tömegének mintegy felét lipidek adják. Legnagyobb mennyiségben foszfatidokat tartalmaz, melyekben az észteresítő zsírsavak közül az egyik rendszerint telítetlen.“
Rövid válasz
4. Mi a magyarázata annak, hogy ilyen magas a membránt felépítő lipidek közül a foszfatidok aránya?
5. A membrán melyik tulajdonsága szempontjából van jelentősége a telítetlen zsírsavaknak a foszfatidok felépítésében?
Igaz-Hamis állítások
6. A sejtmembránok fehérjéi a membrán lipidállományába különböző mértékben besüllyedve találhatók.
7. Vannak olyan membránfehérjék is, amelyek teljesen átérik a membránt.
8. A sejtmembránt teljesen átérő „csatornafehérjéknek“ apoláris és poláris részei egyaránt vannak.
9. A „csatornafehérjék“ belső felszínét poláris molekularészek bélelik.
10. A sejtmembrán felszíni fehérjéi mindig apolárisak.
Szövegelemzés
A membrán asszimetrikus, belső felszíne alatt főleg aktinszálakból álló vékony szövedék (lamina) mutatható ki, melynek fő szerepe a membrán szilárdítása, valamint az, hogy a belső membránok, vezikulák, plazmamembránhoz jutását szabályozza. A plazma-membrán-lamina együttes felel meg a XIX.században fénymikroskópos szinten leírt sejthártyának.
Rövid válasz
11. Mit jelent a plazmamembrán asszimetrikussága?
12. Kémiai szempontból milyen vegyületcsoportba sorolhatók az aktinszálak?
Táblázatos feladat
Írj egy-egy példát a membránfehérjék alábbi működésére egyes sejtekben!
| A fehérje működése | Példa |
| Szállítófehérje | 13. |
| Egyediséget biztosító fehérje | 14. |
| Receptorfehérje | 15. |
| Enzimfehérje | 16. |
Szövegkiegészítés
A sejthártya minden élő sejtre jellemző. Mintegy 10-12 (17.) vastagságú, az egész sejtet beburkolja. (18) a környezetétől, ám a kapcsolattartást is biztosítja a rajta keresztül megvalósuló anyagtranszporton keresztül. Egyes esetekben, például a baktériumoknál, növényi sejteknél és a (19) esetében sejtfalat termel külső felszínére.
FORRÁS: Szerényi Gábor: Nagy biológia feladatgyűjtemény, 285-286.o.
3. Feladat: A sejtmembrán transzportfolyamatai
Rövid válasz
1. Mit nevezünk a sejtmembrán transzportfolyamatainak?
Négyféle asszociáció
A. csak a passzív transzportra igaz
B. csak az aktív transzportra igaz
C. mindkét folyamatra igaz
D. egyik folyamatra sem igaz
2. a sejt belseje felé vagy a külső tér irányába is történhet
3. Kizárólag szállítómolekula közreműködésével valósul meg
4. Csak élő sejt membránján keresztül valósul meg
5. Diffúzióval is megvalósulhat
6. Anyagfelvétel vagy anyagleadás történhet ily módon
7. Az anyagmozgás az alacsonyabb anyagkoncentrációjú helyről a magasabb anyagkoncentrációjú hely felé is történhet
8. csak élettelen sejt membránján keresztül valósul meg
9. Kizárólag a magasabb koncentrációjú hely felől történik az anyag mozgása
10. Megvalósulásához a sejt energiabefektetése szükséges
11. A sejt saját energiafelhasználása nélkül megy végbe
12. Közvetítőmolekula nélkül is megvalósul
Rövid válasz
Döntsd el, hogy az alábbi anyagok felvétele (ill. leadása) aktív vagy passzív transzporttal valósul meg!
13. Szteroidok, 14. Oxigén, 15. Aminosav, 16. Szén-dioxid, 17. Monogliceridek, 18. Víz, 19. Nukleotidok, 20. Etilalkohol, 21. K+
A glükóz a sejtekbe egyszerű és gyorsított diffúzióval is bejuthat.
Ábraelemzés
22. Helyettesítsd a betűvel jelzett ábrarészleteket az alábbi fogalmakkal!
gyorsított diffúzió, sejten kívüli glükózkoncentráció (mmol), glükózbeáramlás( mmól ml-1 min-1), egyszerű diffúzió
Rövid válasz
23. Mivel magyarázható, hogy az egyik glükózfelvételi mód telítési görbét mutat?
FORRÁS: Szerényi Gábor: Nagy biológia feladatgyűjtemény, 287-288.o.
4. Feladat: Transzport membránáthelyezéssel
Szövegelemzés
A sejtek egy része membránjának átrendezésével más sejtek, különböző szerves maradványok, folyadékcseppek felvételére közvetlenül képes. Ez a folyamat az endocitózis.
Rövid válasz
1. Hogyan nevezzük magyarul ezt a folyamatot?
2. Nevezz meg egy olyan agysejtű eukarióta fajt, amelyik ily módon veszi fel a táplálékát!
3. Szervezetünk melyik sejttípusának működéséven játszik fontos szerepet ez az anyagfelvételi mód?
Az endocitózis két formáját különböztetjük meg. A szilárd halmazállapotú részecskéke felvétele a fagocitózis, a folyadékcseppek felvétele a pinocitózis.
Rövid válasz
Ki volt az az orosz mikrobiológus (1845-1916), aki először írta le a fagocitózis jelenségét?
Az endocitózissal ellentétes irányú folyamat az exocitózis.
5. Mondj egy példát exocitózisra szervezetünk működésében!
FORRÁS: Szerényi Gábor: Nagy biológia feladatgyűjtemény, 288.o.
5. Feladat: A sejtmembrán áteresztőképessége
Problémafeladat
Három kémcsőbe 1-1cm3 élesztőszuszpenziót teszünk. Ezután mindegyikbe 3-3 csepp kongóvörösoldatot adagolunk (A kongóvörös egy mikroszkópi színezék, az alkoholos oldatát használjuk). Ezt követően az 1. Kémcsőbe 4 csepp tömény formalinoldatot teszünk és összerázzuk, a 2. Kémcső tartalmát felforraljuk, a 3. Kémcső tartalmát pedig változatlanul hagyjuk.
Egyszerű választás
1. Hová tartozik rendszertanulag az élesztő?
A. nyálkagombák
B. moszatgombák
C. tömlősgombák
D. bazídiumos gombák
E. hasadógombák
Rövid várakozás után mikroszkóppal nagy nagyítás mellett mindegyik kémcső tartalmából megvizsgálunk 1-1 cseppet.
2. Mit tapasztalunk a vizsgálódás során?
A. mindhárom kémcső élesztősejtjei pirosra festődnek
B. az 1. Kémcső élesztősejtjei pirosra festődnek, a 2. És a 3. Kémcsőé nem
C. az 1. És a 3. Kémcső élesztősejtjei pirosra festődnek, a 2. Kémcsőé nem
D. az 1. És a 2. Kémcső élesztősejtjei pirosra festődnek, a 3. Kémcsőé nem
E. egyik kémcső élesztősejtjei sem festődnek pirosra
Igaz-Hamis-állítások
3. A sejtmembránok féligáteresztő tulajdonságúak
4. A sejtmembránok áteresztőképessége adott körülmények között megváltozhat.
5. A sejtek aktívan, szelektív módon válogatnak a környezetükben lévő anyagok felvételét illetően
6. Elsősorban a sejtmembránokat felépítő lipidmolekulák szerkezete felelős a sejtek szelektív anyagfelvételéért
7. A vizsgálat tapasztalatai alapján a formaldehiddel kezelt sejtek membránjának áteresztőképessége nagyobb mértékű, mint a nem kezelt kontroll sejteké
8. A felforralt sejtek membránjainak áteresztőképessége megegyezett a nem kezelt sejtek membránjának áteresztőképességével
9. A formaldehiddel kezelt sejtek membránjainak áteresztéképessége nagyobb mértékűnek bizonyult, mint a felforralt sejtek membránjának áteresztőképessége
10. A sejtmembránok áteresztőképességének megváltoztatása összefüggésben van a sejtek különböző kezelésével
11. Az elpusztult sejtek membránjainak áteresztőképessége lecsökkent
FORRÁS: Szerényi Gábor: Nagy biológia feladatgyűjtemény, 288-289.o.
6-7. Feladat: emelt szintű érettségi feladatok
8. Feladat: A membránváltozás (Esszéfeladat)
1. Ismertesse az endo- és exocitózis fogalmát, lezajlásuk folyamatát és okát!
2. Hozza összefüggésbe ezeket a transzportfolyamatokat a lizoszómák működésével!
3. Említsen olyan emberi sejttípusokat, amelyek körében kiemelt jelentősége van az endo- és exocitózisnak!
FORRÁS: Sebőkné Orosz Katalin: Biológia érettségi, esszé típusú feladatok, 49-50.o.
Megoldások
1. Feladat
1. A, 2. F, 3. G, 4. H, 5. Diffúzióval, 6. C, 7. B, 8. D, 9. A, 10. B, 11. A, B, C, D, 12. E
2. Feladat
1. hidrofil vízben oldódó, hidrofób víztaszító, 2. Mert ez átjárhatatlan lett volna a víz számára, 3. E, 4. Mert amfipatikus molekulákból áll, 5. Aa félfolyékony jelleg kialakításában, 6. I, 7. I, 8. I, 9. I, 10. H, 11. Külső és belső felszíne nem azonos felépítésű, 12. Fehérjék, 13. Na-K-pumpa szállítófehérjéje, 14. A-vércsoportantigén, 15. Inzulint megkötő hormonreceptor, 16. Amiláz, 17. Nanométer, 18. Elválasztja, 19. Gombák
3. Feladat
1. a membránon át történő anyagfelvételt és leadást, 2. C, 3. B, 4. B, 5. A, 6. C, 7. B, 8. D, 9. A, 10. B, 11. A, 12. A, 13. Passzív, 14. Passzív, 15. Aktív, 16. Passzív, 17. Aktív, 18. Passzív, 19. Aktív, 20. Passzív, 21. Aktív is és passzív is, 22. A gyorsított diffúzió, B. egyszerű diffúzió, C. glükózbeáramlás, D. glükózkoncentráció, 23. Mert szállítómolekulával valósul meg, és bizonyos koncentráció felett valamennyi szállítómolekula „foglalt“
4. Feladat
1. bekebelezés, 2. Óriás amőba, 3. Neutrofil granulocita, 4. Mecsnyikov, 5. Tiroxin leadása mirigysejtekből
5. Feladat
1. C, 2. D, 3. I, 4. I, 5. I., 6. H, 7. I, 8. H, 9. I, 10. I, 11. H
6-7. Feladat
8. Feladat
- Az endocitózis az anyagmozgás irányától függetlenül mindig membránhólyag kialakulásával járó transzportfolyamat, míg az exocitózis mindig a membránhólyag megszűnését eredményezi
- Amennyiben szilárd, nagyméretű, nagy mennyiségű anyag felvétele történik endocitózissal, akkor fagocitózisról beszélünk
- Amennyiben nagy mennyiségű, folyékony anyag jut endocitózissal a sejtbe, a folyamat neve pinocitózis
- Fagocitózisra csak a sejtfal nélküli sejtek képesek
- Mindkét esetben a bekebelezendő anyag mentén a membrán begyűrődik, körbenövi a szállítandó anyagot és a képződmény a sejt belsejében lefűzódik
- Az exocitózis fordítva történik, a felesleges vagy transzportra szánt anyagot tartalmazó membránhólyag (vesicula) a sejthártyához vándorol, az érintés mentén mindkettő felszakad és membránjuk egymásba olvad, miközben a hólyag tartalma a sejten kívüli térbe kerül
- A fagocitózis eredményeképpen lefűződött membránhólyagott fagoszómának nevezzük
- A fagoszóma a sejtváz mentén egy bontóenzimeket tartalmazó, de inaktív membránhólyag felé, az elsődleges lizoszóma (korai endoszóma) felé vándorol, majd exocitózissal egyesülnek
- Az így kialakult másodlagos lizoszómában a bontandó anyag hatására aktiválódnak az enzimek, és megkezdődik a lizoszomális emésztés
- A megemésztett, kisméretű, a sejt számára hasznosítható anyagok aktív vagy passzív transzporttal a sejtplazmába jutnak a lizoszómából
- A nem emészthető anyagokat tartalmazó hólyag a harmadlagos lizoszóma vagy maradványtest, mely a sejthártyához vándorol és exocitózissal üríti tartalmát a sejten kívüli térbe
- Emberben a falósejtek működésében játszik kulcsszerepet az endocitózis
- A kisebb falósejtek (neutrofil granulociták) prokarióta és kisebb méretű eukarióta sejteket vesznek fel ilyen módon és bontanak le
- A nagyobb falósejtek, a monociták nagyméretű eukarióta sejteket is képesek bekebelezni és lebontani
- A monociták ilyen módon kiemelt szerepet vállalnak a daganatsejtek elpusztításában is
- Az exocitózis kiemelt jelentőségű a váladéktermelő mirigysejtekben (külső és belső elválasztású mirigyek), az idegsejtek szinaptikus hólyagocskáinak ürítésében a szinaptikus rés felé, így az ingerület átadásában
- A hímivarseht sisakjából exocitózissal jutnak ki az addig tárolt enzimek, melyek az osztódás alatt álló petesejt védőburkát alakítják át
- A bemutatósejtek exocitózissal teszik ki az antigént sejtfelszínükre, ily módon jelezve a többi fehérvérsejtnek
Érettségi harmincévesen 