Na stepach południowo-wschodniej Mongolii obok traw występują również niskie, cierniste
krzewy – karagany i gatunki roślin zielnych o silnym zapachu lub ostrym smaku, np. piołun
czy czosnek.
Deszcze padają tu przez kilka dni w roku, a sezon wegetacyjny trwa zaledwie cztery miesiące.
Na tych stepach żyją liczne owady, np. szarańcza, oraz łasice, lisy, gryzonie (kopiące systemy
nor i korytarzy), ptaki ziarnojady, np. wróble ziemne, zajmujące opuszczone przez gryzonie
nory, ptaki drapieżne.
Na rysunku przedstawiono schemat niektórych zależności panujących na stepie.
Na podstawie: J. Weiner, Życie i ewolucja biosfery. Podręcznik ekologii ogólnej, Warszawa 2003, s. 239.
a)
Do umieszczonych na schemacie pustych kratek wpisz odpowiednie litery (A–E) w taki sposób, aby można było odczytać obieg pierwiastków w ekosystemie.
Odchody i szczątki gryzoni.
Pobieranie pierwiastków odżywczych przez rośliny.
Zjadanie roślin przez gryzonie.
Destruenci.
Szczątki roślinne.
b)
Określ rodzaj zależności występującej między gryzoniami a:
trawami,
lisami,
wróblami ziemnymi.
Przedstaw rolę gryzoni w tych zależnościach.
c)
Oceń prawdziwość podanych stwierdzeń dotyczących znaczenia roślinożerności w przyrodzie. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli.
Lp.
Informacja
Prawda
Fałsz
1.
Zgryzanie roślin przez roślinożerców powoduje ubytek masy roślin, zakłóca ich wzrost i rozwój, a nawet wywołuje obumieranie całych roślin.
2.
Zgryzanie roślin przez roślinożerców może być czynnikiem selekcyjnym, eliminującym ze środowiska gatunki roślin szczególnie wrażliwe na ten czynnik.
3.
Eliminacja ze środowiska gatunków nieodpornych na zgryzanie jest przykładem działania doboru naturalnego rozrywającego.
Na poletkach doświadczalnych o różnej wilgotności gleby uprawiano trzy gatunki traw
z rodzajów stokłosa, rajgras i wyczyniec. Uprawiano je wszystkie razem oraz każdy gatunek
oddzielnie. Na wykresach przedstawiono przyrost dla każdego gatunku trawy uprawianej
oddzielnie (wykres A) oraz wynik konkurencji między tymi gatunkami, gdy są uprawiane
razem (wykres B) na poletkach o różnej wilgotności gleby.
Na podstawie: T. Umiński, Ekologia, środowisko, przyroda. Podręcznik dla szkół średnich, Warszawa 1996, s. 99.
a)
Sformułuj problem badawczy do przeprowadzonego doświadczenia.
b)
Podaj wniosek wynikający z porównania optimum wilgotności badanych gatunków traw, gdy uprawiane są razem oraz oddzielnie.
Wydra morska jest drapieżnikiem polującym na jeżowce, ryby, mięczaki i skorupiaki
w północnym Pacyfiku. Jej przysmakiem są jeżowce odżywiające się plechami brunatnic,
zwłaszcza listownicy, która tworzy podwodne zarośla, będące schronieniem oraz miejscem
tarła wielu gatunków ryb. W XIX w. na zachodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych wydry
morskie zostały prawie całkowicie wytępione przez łowców futer, co wpłynęło
na zmniejszenie liczebności ryb przybrzeżnych. Międzynarodowe przepisy ochrony tego
gatunku umożliwiły odrodzenie się populacji wydry morskiej, która pod koniec XX w. była
już znowu znaczącym elementem ekosystemu. Zaobserwowano wówczas także znaczny
wzrost liczebności przybrzeżnych stad ryb północnego Pacyfiku.
Na podstawie: T. Umiński, Ekologia, środowisko, przyroda. Podręcznik dla szkół średnich, Warszawa 1996, s. 85.
a)
Na podstawie tekstu przedstaw w formie zapisu łańcuch pokarmowy spasania, uwzględniający wydry i jeżowce.
b)
Wyjaśnij, w jaki sposób działalność człowieka przyczyniła się do zmniejszenia liczebności ryb przybrzeżnych w północnym Pacyfiku w XIX w. W odpowiedzi uwzględnij odpowiednie zależności pokarmowe.
W zależności od zakresu tolerancji organizmów w stosunku do różnych czynników
zewnętrznych wyróżnia się eurybionty i stenobionty. Przedrostki eury- i steno-, w połączeniu
z częścią nazwy odpowiedniego czynnika środowiskowego, określają zakres tolerancji
danego gatunku na ten czynnik. Na przykład w odniesieniu do temperatury wyróżniamy
gatunki eurytermiczne i stenotermiczne.
Na wykresie przedstawiono grupy organizmów wyróżnione na podstawie ich wymagań
i tolerancji na działanie czynników środowiskowych.
Na podstawie: Biologia. Jedność i różnorodność, praca zbiorowa, Warszawa 2008, s. 874.
a)
Określ, do której grupy – stenobiontów czy eurybiontów – zaliczamy gatunki wskaźnikowe. Odpowiedź uzasadnij.
b)
Na podstawie analizy wykresu podane przykłady organizmów (1–4) przyporządkuj do odpowiedniej grupy (A–C).
W lasach deszczowych Ekwadoru i Kostaryki występują rośliny z rodzaju Axinaea, które
wytwarzają zmodyfikowane, rozdęte pręciki, z rurkowato wydłużonym zakończeniem.
Rozdęte pręciki, dzięki kontrastowemu zabarwieniu, rzucają się w oczy i przypominają
ptakom jagody. Rośliny wydatkują dużo energii na wyprodukowanie zjadanych przez ptaki,
słodkich i pożywnych pręcików, których 100 g ma wartość 360 kcal. 40% objętości pręcików
stanowi powietrze, więc gdy zostaną naciśnięte, wypchnięty gaz gwałtownie wyrzuca pyłek
z wydłużonej części pręcika na zewnątrz, obsypując nim ptaka.
Na podstawie: O. Orzyłowska-Śliwińska, Ptaki-zapylacze, „Wiedza i Życie”, 2014 nr 9, s. 11.
a)
Wykaż związek między budową pręcików roślin z rodzaju Axinaea a sposobem ich zapylania, podając dwie cechy budowy pręcików i znaczenie adaptacyjne każdej z nich.
b)
Określ, czy relacje między ptakami i roślinami są dla obu stron korzystne. Uzasadnij odpowiedź.
c)
Opisane zjawisko jest przykładem koewolucji. Wyjaśnij, na czym polega to zjawisko.
Na wykresach przedstawiono strukturę wiekową trzech populacji ssaków żyjących w parku
narodowym. Każdy z prostokątów tworzących piramidę przedstawia jedną grupę wiekową.
Na podstawie: http://pawelkar.republika.pl/BIO/eko/Populacja%20i%20jej%20cechy [dostęp: 28.11.2014].
a)
Na podstawie analizy danych postanowiono objąć ochroną populację B. Uzasadnij słuszność tej decyzji.
b)
Pracownicy parku przewidują w najbliższej przyszłości znaczny przyrost osobników populacji C. Wyjaśnij, czy przewidywania te są uzasadnione.
Na podstawie obserwacji przeprowadzonych w lasach dębowych w północno-wschodniej
części Stanów Zjednoczonych pod koniec lat 90. XX w. stwierdzono, że istnieje związek
między występującym co 3–4 lata wysypem żołędzi a gwałtownym wzrostem liczebności
populacji myszaków leśnych, żywiących się chętnie żołędziami, a także poczwarkami
brudnicy nieparki żerującej na liściach dębu, jak również wzrostem liczby jeleni i kleszczy.
Zaobserwowano również, dwa lata po wysypie żołędzi, zwiększoną zachorowalność
na boreliozę wśród mieszkających w okolicy ludzi.
Na podstawie: E.P. Solomon, L.R. Berg, D.W. Martin, Biologia, Warszawa 2014, s. 1175.
a)
Opisz, w jaki sposób myszaki leśne wpływają na wzrost plonu żołędzi.
b)
Wyjaśnij związek między wysypem żołędzi a zwiększoną zachorowalnością ludzi na boreliozę.
c)
Przedstaw na schemacie sieć zależności pokarmowych uwzględniającą wszystkie wymienione w tekście organizmy eukariotyczne ekosystemu leśnego.
W ekosystemie autotroficznym pierwotnym źródłem energii jest słońce – jego energię
wykorzystują producenci, a następnie – wraz z pokarmem – konsumenci. Podczas przepływu
energii przez kolejne poziomy troficzne występują jej straty. Na schemacie przedstawiono
przepływ energii przez ekosystem.
Na podstawie: C.J. Clegg, D.G. Mackean, Advanced Biology, London 2012, s. 70.
a)
Korzystając z własnej wiedzy i przedstawionych na schemacie informacji, opisz dwie widoczne drogi utraty energii podczas jej przepływu przez ekosystem, oznaczone jako R i W.
b)
Przyjmując, że:
C – to energia chemiczna zawarta w pokarmie zjedzonym przez organizm z poziomu II, A – to energia przyswojona przez organizm z poziomu II, R – to energia utracona, W – to energia utracona inną drogą niż energia R, i pamiętając, że suma wydatków energetycznych na wszystkie czynności życiowe
zwierzęcia z poziomu II musi być równa energii zawartej w zjedzonym pokarmie,
zapisz (posługując się podanymi symbolami) drugą stronę równania:
A =
c)
Podaj nazwę grupy organizmów oznaczonych na schemacie literą D oraz określ ich rolę w funkcjonowaniu ekosystemu.
W ekosystemach nieustannie zachodzi produkcja biomasy i jej rozkład (dekompozycja),
umożliwiający ponowne wykorzystanie pierwiastków przez producentów.
W tabeli przedstawiono średnią zawartość węgla w biomasie i w glebie, w pięciu typach
ekosystemów.
Typ ekosystemu
Średnia zawartość C organicznego w biomasie (kg · m–2)
Średnia zawartość C organicznego w glebie (kg · m–2)
1. Las równikowy
18
10
2. Las strefy umiarkowanej
3
12
3. Tajga
8
15
4. Sawanna
2
4
5. Tundra
0,2
22
Na podstawie: J. Weiner, Życie i ewolucja biosfery. Podręcznik ekologii ogólnej, Warszawa 2003, s. 139.
a)
Na podstawie danych z tabeli narysuj diagram słupkowy ilustrujący średnią zawartość węgla organicznego w biomasie i w glebie podanych typów ekosystemów.
b)
Wyjaśnij, dlaczego w tundrze synteza biomasy jest niewielka, zaś akumulacja martwej materii organicznej – wysoka.
Poniżej przedstawiono graficzny obraz chromosomów (kariotyp) pewnej osoby.
Na podstawie: D.J. Taylor, N.P.O. Green, G.W. Stout, Biological science 2, Cambridge 2006, s. 864.
a)
Zaznacz prawdziwą informację spośród A–D oraz napisz jej uzasadnienie tak, aby powstało prawidłowe dokończenie zdania.
A.
triploidia,
ponieważ
B.
zespół Downa,
C.
zespół Turnera,
D.
zespół Klinefeltera,
b)
Zaznacz prawidłowe dokończenie zdania odnoszącego się do przebiegu mejozy podczas powstawania gamet u rodziców osoby, której kariotyp przedstawiono wyżej.
Podczas mejozy
u jednego rodzica rozdzieliły się wszystkie pary chromosomów, a u drugiego nie rozdzieliły się wszystkie pary chromosomów.
u jednego rodzica rozdzieliły się wszystkie pary chromosomów, a u drugiego nie rozdzieliła się jedna para autosomów.
u jednego rodzica nie rozdzieliła się para autosomów, a u drugiego rozdzieliła się tylko para chromosomów płci.
u jednego rodzica nie rozdzieliła się para autosomów, a u drugiego nie rozdzieliła się para chromosomów płci.
c)
W poniższych zdaniach podkreśl odpowiednie wyrażenie spośród zaproponowanych tak, aby powstały prawdziwe informacje.
Liczba chromosomów w podanym kariotypie świadczy o tym, że komórka ta może / nie może odbyć mitozę/y.
Liczba chromosomów w podanym kariotypie świadczy o tym, że komórka ta może / nie może odbyć mejozę/y.
d)
Podaj nazwę procesu, w wyniku którego każdy chromosom składa się z dwóch chromatyd i dokładną nazwę etapu cyklu komórkowego, w którym proces ten się odbywa.
Na rysunku przedstawiono fragment genu oraz fragment powstałego na jego podstawie
mRNA, a następnie fragment zsyntetyzowanego polipeptydu przed mutacją oraz po mutacji.
Na podstawie: L.B. Jorde, J.C. Carey, M.J. Bamshad, Genetyka medyczna, Wrocław 2014, s. 27.
a)
Wyjaśnij, na czym polega przedstawiony rodzaj mutacji, uwzględniając najpierw sekwencję nukleotydów w genie, a następnie przebieg i wynik procesu ekspresji informacji genetycznej zawartej w tym genie.
b)
Przyjmując, że na DNA nie działały czynniki mutagenne, podaj typową przyczynę powstawania takich mutacji, jak zilustrowana na schemacie.
c)
Korzystając z tabeli kodu genetycznego (zamieszczonego w zestawie Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych na egzamin maturalny z biologii, chemii i fizyki), odczytaj, które trzy aminokwasy zostaną wbudowane do polipeptydu po zajściu tej mutacji i wpisz w wykropkowane miejsca skróty ich nazw.
d)
Spośród wymienionych niżej chorób człowieka wybierz i podkreśl tę, której przyczyną może być przedstawiony typ mutacji.
Nazwy chorób: miażdżyca, mukowiscydoza, anemia złośliwa, zespół Klinefeltera, cukrzyca,
zespół Turnera.
Albinizm jest chorobą genetyczną, warunkowaną obecnością recesywnego allelu
powodującego brak enzymu tyrozynazy, który przekształca prekursor melaniny w barwnik
melaninę. Albinizm może występować u ludzi oraz zwierząt. Częstotliwość występowania tej
choroby u ludzi wynosi od 1 : 5000 do 1 : 15000, ale w niektórych populacjach może być
znacząco wyższa, np. w Tanzanii wynosi średnio 1 : 1400. Pojęcie albinizmu stosuje się także
w przypadku roślin, u których zaszła mutacja zaburzająca syntezę chlorofilu.
Na podstawie:http://pl.wikipedia.org/wiki.albinizm [dostęp: 23.01.2015]
a)
Wyjaśnij, dlaczego albinizm jest chorobą szczególnie niebezpieczną dla ludzi żyjących w strefie klimatów równikowych.
b)
Skrzyżowano albinotyczną samicę myszy z normalnie ubarwionym samcem. Zaznacz, jakie jest prawdopodobieństwo, że potomstwo tej pary będzie albinotyczne.
0%
0% lub 50%
100%
50% lub 100%
c)
Wyjaśnij, dlaczego całkowicie albinotyczne rośliny nie mają szans przeżycia.
Nukleozydy są związkami, które powstają przez połączenie zasady azotowej purynowej lub
pirymidynowej z cukrem. Natomiast nukleozydy, do których zostaje dołączona reszta kwasu
fosforowego, to nukleotydy. W kwasach nukleinowych, których monomerami są nukleotydy,
cukrem jest ryboza lub deoksyryboza.
Na schemacie przedstawiono nukleozydy z zasadami pirymidynowymi.
Na podstawie: B.D. Hames, N.M. Hooper, Biochemia. Krótkie wykłady, Warszawa 2002, s. 168, 189.
a)
Podaj oznaczenie literowe nukleozydu, który w przedstawionej tu postaci nie występuje w kwasach nukleinowych organizmów żywych. Uzasadnij swój wybór.
b)
Korzystając ze wzoru, w którym ponumerowano atomy węgla w cząsteczce cukru, określ, w którym miejscu i jakim wiązaniem może przyłączyć się do tej cząsteczki reszta kwasu fosforowego i utworzyć nukleotyd.
Przeprowadzono badanie, w którym skrzyżowano homozygotyczne muszki owocowe, mające
allele dominujące (K) – warunkujące skrzydła proste (krzyżówka A) oraz homozygotyczne
muszki owocowe, mające allele recesywne (k) – warunkujące skrzydła odgięte (krzyżówka
B). Na rysunku przedstawiono fenotypy potomstwa tych muszek, hodowanego w różnej
temperaturze (15°C i 25°C).
a)
Uzupełnij tabelę – wpisz genotypy i fenotypy osobników pokolenia F1 ustalone na podstawie przedstawionych wyników.
Dane
Krzyżówka A
Krzyżówka B
osobniki pokolenia F1
I (15°C)
II (25°C)
III (15°C)
IV (25°C)
genotypy osobników F1
kształt skrzydeł osobników pokolenia F1
b)
Wśród A–D zaznacz wniosek wynikający z przedstawionych wyników badań.
Wiele charakterystycznych cech muszki owocowej nie jest dziedziczonych.
Kształt skrzydeł muszki owocowej warunkowany jest jedynie przez genotyp.
Mutacje występują tylko wtedy, gdy muszki owocowe hodowane są w niskiej temperaturze.
Kształt skrzydeł może być warunkowany przez współdziałanie genotypu i warunków środowiska.
Biotechnologia obejmuje działania z wykorzystaniem organizmów żywych lub ich
składników, prowadzące do wytworzenia użytecznych produktów. Biotechnologia tradycyjna
stosuje naturalne enzymy lub organizmy niezawierające obcego materiału genetycznego,
a nowoczesna – organizmy zmodyfikowane genetycznie oraz wytwarzane przez nie białka,
w tym – enzymatyczne. Rozszerzenie zakresu potencjalnych zastosowań biotechnologii
nowoczesnej umożliwił rozwój inżynierii genetycznej, czyli kierunkowe manipulacje genami
prowadzące do uzyskania określonych celów. W tworzeniu zrekombinowanego DNA wykorzystuje
się głównie bakteryjne enzymy restrykcyjne, a także inne enzymy, np. ligazy, polimerazy.
Na poniższych schematach przedstawiono dwa przykłady sześcionukleotydowych sekwencji
palindromowych w DNA, rozpoznawanych i przecinanych przez dwa enzymy restrykcyjne
(strzałkami wskazano miejsce działania enzymu).
Na podstawie: Biologia. Jedność i różnorodność, praca zbiorowa, Warszawa 2008, s. 990–991.
a)
Na podstawie schematu podaj, czym charakteryzuje się sekwencja palindromowa nukleotydów w DNA.
b)
Na podstawie analizy schematów oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń, dotyczących działania enzymów restrykcyjnych. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli.
Lp.
Informacja
Prawda
Fałsz
1.
Określony enzym restrykcyjny rozpoznaje specyficzną sekwencję nukleotydową i tnie ją również w specyficzny dla siebie sposób (symetryczny lub asymetryczny)
2.
Jeżeli restryktazy tną cząsteczki DNA symetrycznie, wtedy produkt ma wystające, jednoniciowe lepkie końce, jeśli tną DNA asymetrycznie – wtedy końce są tępe.
3.
Lepkie końce umożliwiają przyłączanie do nich (tak samo wytworzonych) komplementarnych fragmentów DNA pochodzących z innych źródeł.
c)
Korzystając z przedstawionych schematów, zapisz dwuniciową sekwencję nukleotydową DNA przed cięciem przez enzym i po cięciu, jeżeli restryktaza (KpnI) rozpoznaje sekwencję 5’...GGTACC...3’ z miejscem cięcia pomiędzy cząsteczkami cytozyny.
d)
Uzupełnij tabelę – wpisz odpowiednie informacje dotyczące uzyskiwania wymienionych produktów spożywczych metodą biotechnologii tradycyjnej.
Na schemacie przedstawiono etapy jednego cyklu łańcuchowej reakcji polimerazy – PCR,
który zachodzi w termocyklerach w zmiennej temperaturze – od 40°C do 95°C. W tej
metodzie wykorzystuje się polimerazę Taq wyizolowaną z bakterii Thermus aquaticus, która
żyje w gorących źródłach.
Na podstawie: K. Charon, M. Świtoński, Genetyka zwierząt, Warszawa 2000, s. 79.
a)
Zaznacz wśród A–D cząsteczkę DNA z poprawnie oznaczonymi końcami obu macierzystych nici.
b)
Podaj, ile cząsteczek DNA znajdzie się w mieszaninie reakcyjnej po 5. cyklach PCR, jeżeli matrycę stanowi 1 cząsteczka DNA.
c)
Wyjaśnij, dlaczego polimeraza DNA zastosowana w metodzie PCR nie ulega inaktywacji w warunkach termicznych tej metody.
d)
Określ, czy metoda PCR jest przydatna:
w diagnostyce zespołu Turnera
w testach wykrywających obecność HIV w organizmie człowieka
Odpowiedź uzasadnij w każdym przypadku.
e)
Zaznacz poprawne dokończenie zdania.
Jednym z substratów w łańcuchowej reakcji polimerazy jest
Choroba Huntingtona to schorzenie powodowane mutacją w genie HD. Zmutowany allel tego
genu koduje białko, które – gromadząc się w neuronach – uszkadza je, doprowadzając do ich
śmierci. U chorych dochodzi do zaburzeń ruchowych, psychicznych i postępującego
otępienia. Pierwsze objawy pojawiają się zwykle ok. 45. roku życia i stopniowo się
wzmagają.
Schemat przedstawia rodowód pewnej rodziny, w której wystąpiła genetycznie warunkowana
choroba Huntingtona. Kwadratami oznaczono mężczyzn, kołami kobiety, czarne figury
oznaczają osoby chore, u których wystąpił zmutowany allel genu HD, białe figury to osoby
zdrowe, nieposiadające zmutowanego allelu.
Na podstawie: http://www.poradnikmedyczny.pl/;
http://pl.wikipedia.org/wiki/Pl%C4%85sawica_Huntingtona [dostęp: 20.11.2014].
a)
Na podstawie analizy tekstu i rodowodu określ sposób dziedziczenia choroby Huntingtona – podkreśl właściwe wyrażenie spośród zaproponowanych. Uzasadnij każdą wybraną odpowiedź.
Choroba Huntingtona jest
autosomalna / sprzężona z płcią, ponieważ
recesywna / dominująca, ponieważ
b)
Określ prawdopodobieństwo wystąpienia choroby Huntingtona u dzieci heterozygotycznych rodziców. Uzasadnij odpowiedź zapisem odpowiedniej krzyżówki genetycznej.
c)
Zaznacz poprawne dokończenie zdania.
Allel odpowiedzialny za chorobę Huntingtona utrzymuje się w populacji ludzkiej, ponieważ
mutacje tego allelu są letalne.
objawy choroby występują zwykle w późniejszym wieku.
allel przenoszony jest przez nosicieli, którzy nie chorują.
dobór naturalny eliminuje osobniki w sposób losowy.
Poniżej zilustrowano mutację, która jest przyczyną mukowiscydozy – choroby genetycznej
autosomalnej recesywnej, upośledzającej funkcjonowanie płuc, trzustki i innych narządów.
Ocenia się, że w populacji europejskiej choruje 1 na 2500 osób.
ALLEL PRAWIDŁOWY Numer kodonu Łańcuch DNA Aminokwasy
503 ATC Ile
507 ATC Ile
508 TTT Phe
509 GGT Gly
510 GTT Val
ALLEL ZMUTOWANY Numer kodonu Łańcuch DNA Aminokwasy
506 ATC Ile
507 AT- Ile
508 --T
509 GGT Gly
510 GTT Val
Na podstawie: K.M. Charon, M. Świtoński, Genetyka zwierząt, Warszawa 2000, s. 121.
a)
Korzystając z tabeli kodu genetycznego określ, czy przedstawiony fragment łańcucha DNA jest nicią kodującą, czy matrycową. Uzasadnij odpowiedź.
b)
Uzasadnij na podstawie podanej informacji, że kod genetyczny jest zdegenerowany.
c)
Podaj nazwę przedstawionego rodzaju mutacji genowej i określ skutek tej mutacji dla struktury I-rzędowej powstającego białka.
d)
Oblicz, korzystając z równań Hardy’ego-Weinberga, częstość występowania nosicieli allelu mukowiscydozy w populacji europejskiej.
