Instrukcije iz biologije

STANIČNI METABOLIZAM

Dio svjetlosne energije, u crvenom i plavom djelu spektra, apsorbira se u kloroplastima i pretvara u kemijsku energiju (fotosinteza).

STANIČNI METABOLIZAM – sve kemijske reakcije koje se događaju u stanici.

Pri svakoj kemijskoj reakciji zbiva se pretvorba energije.

AUTOTROFNI ORGANIZMI – mogu iz anorganskih tvari primljenih iz okoliša sintetizirati organske spojeve koristeći:

• svjetlosnom energijom → FOTOAUTOTROFI (biljke)

• kemijskom energijom oslobođenom u različitim kemijskim reakcijama → KEMOAUTOTROFI (prokarioti)

HETEROTROFNI ORGANIZMI – ovisni o organskim spojevima koje su sintetizirali autotrofni organizmi (primarni producenti).

Biljne stanice pretvaraju svjetlosnu energiju u kemijsku energiju pohranjenu u obliku potencijalne energije u molekuli šećera (glukoze).

GLIKOLIZA

Oslobađanje energije iz molekule glukoze započinje procesom glikolize.

Molekula glukoze se oksidira do dvije molekule piruvata uz nastajanje po dvije molekule ATPa i NADH.

Glikoliza se događa u citoplazmi.

Piruvat se dalje razgrađuje u jednom od dva moguća metabolička puta. Prvi je anaeroban (bez sudjelovanja kisika), a drugi aeroban (disanje), u kojem se energija oslobađa uz pomoć kisika.

Instrukcije iz biologije - Građa biljne stanice III

Građa biljne stanice III

MITOHONDRIJI

Semiautonomni organeli koji sadrže vlastitu genetsku informaciju. Obavijeni su dvjema visokospecijaliziranim membranama. Unutrašnja membrana je naborana (kriste).

U mitohondrijima se odvija proces staničnog disanja.

 

Proces staničnog disanja

RIBOSOMI

Makromolekularne nakupine ribonukleinske kiseline i proteina na kojima se aminokiseline povezuju u proteine. Mogu se nalaziti na površini hrapavog endoplazmatskog retikuluma ili slobodno u citoplazmi.

MIKROTJELEŠCA

PEROKSISOMI

Okrugle membranske vezikule obavijene jednostrukom membranom. Imaju važnu ulogu u oksidaciji štetnih u netoksične tvari.

GLIOKSISOMI

Obavijeni su jednostrukom membranom, a nalaze se u sjemenkama koje za pričuvne tvari imaju ulja. U njima se događa pretvorba masnih kiselina u šećere.

VAKUOLA

Vakuola je okružena plazmatskom membranom – tonoplastom.

U vakuoli je stanični sok koji sadrži anorganske ione, organske kiseline, šećere, hidrolitičke enzime i brojne sekundarne metabolite.

 

Instrukcije iz biologije - Građa biljne stanice II

Građa biljne stanice II

GOLGIJEVO TIJELO

Golgijevo tijelo se sastoji od diktiosoma.

Pojedinačni diktiosomi su nakupine 5–10 plosnatih membranskih vrećica –Golgijevih cisterni.

Tu se sintetiziraju polisaharidi stanične stijenke (hemiceluloza i pektini).

PLASTIDI

PROPLASTIDI – plastidi meristemskih stanica koji ne pokazuju fotosintetsku aktivnost. Preteča su različitih tipova plastida (kloroplasta, kromoplasta, leukoplasta).

KLOROPLASTI – fotosintetski aktivni plastidi prisutni u stanicama zelenih dijelova biljke (listu, stabljici, plodu). Okrugla ili ovalna tjelešca promjera 4 – 8 μm. Obavijeni su ovojnicom koju čine dvije membrane.

Unutarašnja membrana odvaja stromu; u kojoj se sintetiziraju škrob i mast; i pohranjuju u obliku škrobnih zrnaca ili kapljica masti. U stromi se nalazi i prstenasta DNA, te ribosomi.

U unutrašnjosti kloroplasta je membranski sustav tilakoida. Pojedinačni tilakoidi nazivaju se stroma – tilakoidima, a višeslojne naslage grana – tilakoidima. Na tilakoidne membrane vezani su pigmenti (klorofil, karoteni i ksantofil).

KROMOPLASTI –  plastidi koji su obojeni žuto, narančasto ili crveno. Daju boju zrelim plodovima, laticama cvijeća i korijenu nekih biljnih vrsta. Mogu nastati iz proplastida ili kloroplasta.

Ne fotosintetiziraju jer nemaju klorofil. Od pigmenata sadrže karotenoide.

LEUKOPLASTI – plastidi koji ne sadrže pigmente, a nalaze se u spremišnim tkivima kao što su sjemenke, gomolji i korijen.

AMILOPLASTI – leukoplasti s velikim škrobnim zrncima

PROTEINOPLASTI – leukoplasti s proteinskim tjelešcima

ELAIOPLASTI – leukoplasti koji sadrže lipide

ETIOPLASTI – plastidi prisutni u stanicama biljaka koje rastu u tami. Izlaganjem svjetlosti u njima se formiraju funkcionalni tilakoidi.

Instrukcije iz biologije - Građa biljne stanice

Građa biljne stanice

Stanice su osnovne građevne jedinice bioloških sustava.

Biljna se stanica sastoji od stanične stijenke i protoplasta.

Protoplast uključuje protoplazmu u koju su uklopljene vakuole, organeli, membranski sustavi, makromolekularne nakupine.

Protoplazma je od stanične stijenke odvojena plazmatskom membranom (plazmalemom), a od vakuole tonoplastnom membranom (tonoplastom).

STANIČNA STIJENKA

Izgrađena je od celuloznih mikrofobrila uronjenih u amorfni polisaharidni matriks kojeg čine hemiceluloza, pektini i male količine strukturnih proteina.

Biljne stanice imaju dva tipa stijenki: primarne (mlade stanice koje rastu) i sekundarne (stanice koje su završile rast).

U sekundarnoj staničnoj stijenci mogu se gomilati tvari kao što su lignin, suberin, različite anorganske mineralne tvari (kalcijev karbonat, silicijev dioksid, kalcijev oksalat), kutin itd.

CITOPLAZMA

Kompleksna masa koja se sastoji najvećim dijelom od vode. U citoplazmi se nalaze različiti organeli i makromolekulske nakupine.

Citosol je citoplazma bez organela. U citosolu se nalazi gusta trodimenzionalna mreža proteinskih niti (citoskelet).

PLAZMATSKA MEMBRANA

Plazmatska membrana sastoji se od dva sloja fosfolipida u koji su uronjeni proteini (model tekućeg mozaika). Proteini djeluju kao specifični receptori, enzimi ili prenositelji, a razlikuju se dva tipa: integralni i periferni.

Plazmatske membrane sadrže i ugljikohidrate koji imaju signalnu ulogu.

Plazmatske membrane su probirno propusne (selektivno permeabilne).

CITOSKELET

Citoskelet (stanični kostur) je trodimenzionalna mreža proteina. Ima važnu ulogu u mitozi, mejozi, citokinezi, održavanju oblika stanice, gibanju organela.

Postoje tri tipa elemenata:

MIKROTUBULI – šuplje cjevčice građene od α - i β – tubulina. Imaju važnu ulogu u diobi stanice (čine prijeprofaznu vrpcu, diobeno vreteno), sudjeluju u stvaranju središnje ploče (fragmoplasta).

MIKROFILAMENTI – sastoje se od dva zavojito uvijena lanca aktina. Uključeni su u strujanje citoplazme i rast peludne mješinice.

INTERMEDIJARNI FILAMENTI – sastoje se od više nitastih proteinskih vlakana. Imaju važnu ulogu u održavanju oblika stanice i određivanju položaja organela (jezgra).

JEZGRA

Jezgra je obavijena jezgrinom ovojnicom koju čine dvije membrane. Unutar ovojnice je nukleoplazma koja je preko pora u jezgrinoj ovojnici povezana sa citoplazmom.

U jezgri se nalazi DNA u kojoj je pohranjena genetska uputa.

ENDOPLAZMATSKI RETIKULUM

Endoplazmatski retikulum (ER) je sustav membrana koji se u obliku spljoštenih vrećica ili cjevčica proteže kroz citoplazmu. ER može biti gladak ili hrapav.

Na površini hrapavog endoplazmatskog retikuluma nalaze se zavojito raspoređeni ribosomi, gdje se sintetiziraju proteini.

Na površini glatkog endoplazmatskog retikuluma nema ribosoma, ovo je glavno mjesto sinteze lipida.

Pripreme za državnu maturu

Kemija

Jesenski rok 2010.

U sljedećim zadacima dopunite tablice ili rečenice upisivanjem pojmova koji nedostaju.

6. Kalcit je glavni sastojak sedimentnih stijena poput vapnenca. Vapnenac uglavnom nastaje iz ljušturica uginulih morskih organizama, primjerice, planktona.

Žarenjem kalcita dobiva se tvar B i bezbojni plin C.

6.1. Napišite jednadžbu kemijske reakcije žarenja kalcita i označite agregacijska stanja reaktanata i produkata.

______________________________________________________________

6.2. Napišite kemijske nazive tvari B i plina C.

6.2.1. Tvar B ______________________________________________

6.2.2. Plin C ______________________________________________

6.3. Izračunajte koliki bi bio volumen plinovitoga produkta nastaloga žarenjem 50 kg kalcita pri 0 °C i pri tlaku od 1013 hPa.

Postupak:

Rezultat: ____________________

Točni odgovori:

6.1. CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)

6.2.1. Tvar B kalcijev oksid

6.2.2. Plin C ugljikov(IV) oksid

6.3. Postupak:

n(kalcit) = 50 kg / 100 g mol⁻¹ = 500 mol

n(kalcit) = n(CO₂) = 1 : 1

V(CO₂) = n(CO₂) · V_m = 500 mol ∙ 22,4 dm³ mol⁻¹ = 11 200 dm³

Rezultat: V(CO₂) = 11,2 m³

7. Reakcijom kalcijeva oksida s vodom nastaje tvar koja mijenja boju crvenoga lakmus papira u plavu.

7.1. Napišite jednadžbu kemijske reakcije kalcijeva oksida s vodom u velikome suvišku i označite agregacijska stanja reaktanata i produkata.

______________________________________________________________

7.2. Doda li se tekućini koja nastaje reakcijom kalcijeva oksida i vode sumporna kiselina, doći će do kemijske reakcije i nastat će nova tvar. Napišite jednadžbu te kemijske reakcije i označite agregacijska stanja reaktanata i produkata.

______________________________________________________________

7.3. Napišite kemijski naziv soli koja nastaje kemijskom reakcijom opisanom u zadatku 7.2.

______________________________________________________________

7.4. Nacrtajte Lewisovu strukturnu formulu aniona soli koja je nastala kemijskom reakcijom opisanom u zadatku 7.2.

Točni odgovori:

7.1. CaO(s) + H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq)

7.2. Ca(OH)₂(aq) + H₂SO₄(aq) → CaSO₄(s) + 2 H₂O(l)

7.3. Kalcijev sulfat

7.4.

8. Sumporov(IV) oksid može se katalitički oksidirati u sumporov(VI) oksid pri 575 °C uz uporabu platinske mrežice kao katalizatora. Ovu kemijsku promjenu može se opisati ovim izrazom:

2 SO₂(g) + O₂(g) → 2 SO₃(g); Δ_rH < 0.

8.1. Napišite izraz za tlačnu konstantu ravnoteže navedene oksidacije sumporova dioksida rabeći parcijalne tlakove reaktanata i produkata.

U sljedećim zadatcima strelicom udesno (→) označite ako će navedena promjena povećati ravnotežnu količinu produkata u reakcijskome sustavu, strjelicom ulijevo (←) ako će navedena promjena smanjiti količinu produkata u reakcijskome sustavu i crticom (−) ako navedena promjena ne utječe na ravnotežne količine reaktanata i produkata u reakcijskome sustavu.

8.2. Povišenje temperature reakcijskoga sustava

8.3. Povećanje tlaka u reakcijskome sustavu

8.4. Dodavanje kisika u reakcijski sustav

8.5. Objasnite kako katalizator utječe na kemijsku ravnotežu reakcijskoga sustava.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

8.6. Nacrtajte entalpijski dijagram katalitičke oksidacije sumporova dioksida opisane izrazom:

2 SO₂(g) + O₂(g) → 2 SO₃(g); Δ_rH < 0.

Točni odgovori:

 8.1.

 

8.2. ←

8.3. →

8.4. →

8.5.Katalizator ne mijenja ravnotežne koncentracije reaktanata i produkata već omogućuje njihovo brže postizanje (ostvarivanje), tj. ubrzava postizanje stanja dinamičke ravnoteže u reakcijskom sustavu.

8.6.

 

9. Na slici je prikazana strukturna formula molekule limunske kiseline.

9.1. Napišite molekulsku formulu molekule limunske kiseline.

_________________________________

9.2. Izračunajte maseni udio vodika u molekuli limunske kiseline.

Postupak:

Rezultat: _________________________________

9.3. Koliko je hidroksidnih iona potrebno za potpunu neutralizaciju jedne molekule limunske kiseline?

_________________________________

9.4. Prehrambeni aditiv čija je oznaka E333 je sol limunske kiseline, kalcijev citrat.

Napišite kemijsku formulu kalcijeva citrata.

_________________________________

9.5. Esterifikacija je poznata reakcija kiselina i alkohola.

Napišite jednadžbu kemijske reakcije esterifikacije metanske kiseline i etanola.

______________________________________________________________

9.6. Napišite kemijski naziv estera nastaloga reakcijom iz zadatka 9.5.

______________________________________________________________

Točni odgovori:

9.1. C₆H₈O₇

9.2. w(H, C₆H₈O₇) = 4,2%

9.3. 3 hidroksidna iona

9.4. Ca₃(C₆H₅O₇)₂

9.5. HCOOH + CH₃CH₂OH → HCOOCH₂CH₃ + H₂O

9.6. Etil-metanoat ili etil-formijat

 

10. Galvanski članak načinjen je od dvaju polučlanaka pri standardnome tlaku i pri temperaturi od 25 °C. Srebrna elektroda uronjena je u otopinu srebrovih(I) iona, a željezna elektroda u otopinu željezovih(II) iona.

E°(Ag⁺/Ag) = +0,799 V i E°(Fe²⁺/Fe) = –0,440 V

10.1. Napišite shemu toga galvanskoga članka.

______________________________________________________________

10.2. Napišite kemijske reakcije na elektrodama.

10.2.1. Katoda: _________________________________________________

10.2.2. Anoda: _________________________________________________

10.3. Napišite sumarnu jednadžbu kemijske reakcije ovoga galvanskoga članka.

______________________________________________________________

10.4. Izračunajte razliku potencijala ovoga galvanskoga članka.

Postupak:

Rezultat: ______________

10.5. Jedan od načina zaštite metalnih predmeta od korozije je zaštita prevlakama od plemenitih metala. Uroni li se čelična šipkica u rastaljeno srebro, nastat će srebrna prevlaka koja će dobro štititi šipkicu od korozije.

Što će se dogoditi ako se zaštitni sloj ošteti, a predmet se nalazi u vlažnoj atmosferi? Obrazložite.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

Točni odgovori:

10.1. Fe(s) │ Fe²⁺(aq) ¦¦ Ag⁺(aq) │ Ag(s)

10.2.1. Katoda: Ag⁺(aq) + e⁻ → Ag(s)

10.2.2. Anoda: Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2 e⁻

10.3. 2 Ag⁺(aq) + Fe(s) → 2 Ag(s) + Fe²⁺(aq)

10.4. Račun:

ΔE = E°katoda − E°anoda = (+0,799 V) – (– 0,44 V) = +1,239 V

Rezultat: ΔE = 1,239 V

10.5. Ošteti li se zaštitna prevlaka, korozija će se pojačati. Redukcijski potencijal željeza značajno je negativniji od redukcijskog potencijala srebra, pa nastaje korozijski članak u kojem je željezo anoda te će se još lakše oksidirati nego da nema srebra.

Pitanja i odgovori preuzeti sa stranice Nacionalnog centra za vanjsko vrednovanje obrazovanja.

Pripreme za državnu maturu

Kemija

Jesenski rok 2010.

U sljedećim zadacima dopunite tablice ili rečenice upisivanjem pojmova koji nedostaju.

1. Nabrojene tvari razvrstajte na vrste koloidnih otopina: aerosol, pjena, emulzija i sol-gel. Obilježite znakom X vrstu koloidnih otopina kojoj pripada pojedina tvar.

Točni odgovori:

 

2. a) Napišite odgovarajuće kemijske formule navedenih spojeva.

2.1. aluminijev sulfid ____________________

2.2. kalcijev perklorat ____________________

2.3. amonijev hidrogensulfat ____________________

Točni odgovori:

2.1. Aluminijev sulfid Al₂S₃

2.2. Kalcijev perklorat Ca(ClO₄)₂

2.3. Amonijev hidrogensulfat NH₄HSO₄

2. b) Napišite odgovarajuće kemijske nazive navedenih spojeva.

2.4. Ca(CN)₂ _____________________________________

2.5. FePO₄ ∙ 2 H₂O _____________________________________

2.6. KNO₂ _____________________________________

Točni odgovori:

2.4. Ca(CN)₂ kalcijev cijanid

2.5. FePO₄ ∙ 2H₂O željezov(III) fosfat dihidrat

2.6. KNO₂ kalijev nitrit

3.1. Poredajte po veličini od najmanje do najveće ove jedinke: Ar, K⁺, Cl⁻, Ca²⁺, S²⁻.

______________________________________________________________

3.2. Što je zajedničko jedinkama iz zadatka 3.1.?

______________________________________________________________

3.3. Napišite elektronsku konfiguraciju osnovnoga stanja atoma sumpora.

______________________________________________________________

3.4. Nacrtajte Lewisove simbole kloridnoga iona, atoma argona i kalijeva kationa.

Točni odgovori:

3.1. Ca²⁺, K⁺, Ar, Cl⁻, S²⁻ (ili obrnutim redom)

3.2. Elektronska konfiguracija, ukupan broj elektrona ili to su izoelektronske čestice

3.3. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴

3.4.

4. Kao elementarna tvar kalcij nema značajnije uporabe, no kalcijevi spojevi poput krede, gipsa, vapnenca i mramora su vrlo učestali i rabljeni u svakodnevnome životu.

Hidroksiapatit, Ca₅(PO₄)₃(OH), temeljni je sastojak naših kostiju i zuba. Elementarni kalcij prvi je izolirao engleski kemičar Humphrey Davy 1808. godine propustivši istosmjernu električnu struju kroz taljevinu kalcijeva klorida.

Kristali kalcija pripadaju kubičnomu sustavu, a njegova elementarna ćelija je kocka s duljinom stranice od 5,56 ∙ 10⁻⁸ cm. Gustoća kalcija je 1,55 g cm⁻³.

Izračunajte broj atoma u elementarnoj ćeliji kristala kalcija i odredite kojoj vrsti atomskih slagalina pripada.

Postupak:

Broj atoma ___________

Slagalina _________________________________________________________

Točni odgovori:

Račun:

V(kocke) = a³ = (5,56∙10⁻⁸ cm)³ = 1,719 ∙ 10⁻²² cm³

m_kocke = 2,664 ∙ 10⁻²² g

m_a(Ca) = 6,655 ∙ 10⁻²³ g

m_kocke/m_atoma = 4

Elementarna ćelija sadrži 4 atoma kalcija, stoga je to plošno centrirana kocka.

5. Kristale jedne soli izgrađuju kalcijevi ioni i njima izoelektronski jednoatomni, dvovalentni anioni.

5.1. Napišite kemijsku formulu te soli kalcija.

______________________________________________________________

5.2. Kristalna struktura kalcijeve soli iz zadatka 5.1. pripada tipu struktura natrijeva klorida. Izračunajte gustoću te kalcijeve soli i iskažite je jedinicom g mL^–1 ako je duljina brida elementarne (jedinične) ćelije 0,5690 nm.

Postupak:

Rezultat: ________________________

5.3. Koliki je koordinacijski broj kationa i aniona u kristalu tvari iz zadatka 5.1. s obzirom na tip kristalne strukture?

______________________________________________________________

5.4. Iz jednoga grama taljevine kalcijeva spoja iz zadatka 5.1. elektrolizom je izlučen sav prisutan kalcij. Izračunajte naboj potreban za taj pokus. Pretpostavite da je iskorištenje struje bilo potpuno (100%-tno).

Postupak:

Rezultat: ________________________

Točni odgovori:

5.1. CaS

5.2.

Račun:

m(CaS) = 1,198 ∙ 10⁻²⁵ kg

m(ćelije) = 4,791 ∙ 10⁻²⁵ kg

V = 1,842 ∙ 10⁻²⁸ m³

ρ(CaS) = 2,60 g mL⁻¹

Rezultat: ρ(CaS) = 2,60 g mL⁻¹

5.3. N(kation) = N(anion) = 6

5.4. Rješenje:

Ca²⁺(l) + 2 e⁻ → Ca(s)

Q = n(e⁻) · F

Q = n(Ca²⁺) · F

Q = m(CaS)/M(CaS) · z · F

Q = (1 g/72,14 g mol⁻¹) · 2 · 6,02 · 10²³ mol⁻¹· 1,60 · 10⁻¹⁹ C = 2670 C

Pitanja i odgovori preuzeti sa stranice Nacionalnog centra za vanjsko vrednovanje obrazovanja.