Oto lista zadań maturalnych z danego działu biologii. Aby skorzystać z dodatkowych opcji, uniknąć duplikatów zadań lub wybrać zadania z pozostałych działów kliknij poniżej.
Poniżej przedstawiono fotografię pewnego organellum komórkowego, wykonaną
z wykorzystaniem transmisyjnego mikroskopu elektronowego.
Na podstawie: C.J. Clegg, Biology, Londyn 2014.
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące widocznego na zdjęciu organellum są
prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Występuje w większości komórek roślinnych.
P
F
2.
Stanowi miejsce organizacji mikrotubul budujących wrzeciono kariokinetyczne.
Na poniższym schemacie przedstawiono zmiany liczby cząsteczek DNA i chromosomów jądrowych pewnych komórek eukariotycznych.
2.1 (0-1)
Przyporządkuj oznaczeniom literowym ze schematu (A, B, C, D) odpowiednie określenia etapów interfazy oraz rodzaj podziału komórkowego spośród niżej podanych propozycji.
faza G1
faza S
Mitoza
Mejoza
faza G2
A
B
C
D
2.2 (0-1)
Rozstrzygnij, czy komórki opisane za pomocą wykresu załączonego do zadania mogą przechodzić podział redukcyjny jądra komórkowego. Odpowiedź uzasadnij.
Choroba Gauchera jest rzadką chorobą dziedziczącą się autosomalnie recesywnie. W populacji zachodnioeuropejskiej występuje z częstością około 1:40 000 mieszkańców. Jej przyczyną jest defekt enzymu lizosomalnego, odgrywającego ważną rolę w procesie rozkładu glikolipidów, głównie glukozyloceramidu stanowiącego składnik błon komórkowych.
Przebieg choroby Gauchera zależy od resztkowej aktywności uszkodzonego enzymu. Ze względu na zróżnicowany obraz kliniczny dzieli się ją na 3 typy o różnym stopniu ciężkości przebiegu. Opisywany defekt enzymatyczny w różnym stopniu obciąża poszczególne grupy komórek i tkanek, w zależności od ich funkcji. Znaczny ładunek glukozyloceramidu do zmetabolizowania wiąże się z naturalnym bądź nadmiarowym rozpadem komórek krwi.
4.1. (0–1)
Korzystając z prawa Hardy’ego-Weinberga, oblicz częstość występowania w populacji zachodnioeuropejskiej nosicieli mutacji powodującej chorobę Gauchera. Zapisz obliczenia.
Częstość występowania nosicieli choroby Gauchera w populacji zachodnioeuropejskiej wynosi .
4.2. (0–1)
Zaznacz, spośród niżej wymienionych, grupę komórek, która ze względu na swoją funkcję będzie najsilniej dotknięta opisywanym defektem enzymu lizosomalnego.
Narządem oddechowym u większości ryb są skrzela osadzone na łukach skrzelowych. Osadzone na łukach skrzelowych listki skrzelowe posiadają dodatkowe wypustki zwiększające powierzchnię wymiany gazowej, określane mianem blaszek skrzelowych. Poza powierzchnią wymiany gazowej na zwiększenie efektywności wymiany gazowej w skrzelach wpływa także mechanizm wymiany przeciwprądowej.
Skrzela ryb promieniopłetwych pełnią również dodatkowe funkcje oprócz wymiany gazowej. Mogą one brać udział w usuwaniu produktów przemiany materii oraz w osmoregulacji. Istotną rolę w osmoregulacji pełnią obecne w skrzelach komórki solne (jonocyty). Komórki te odpowiedzialne są za aktywne pobieranie lub wydalanie soli, przy czym kierunek transportu zależny jest od środowiska życia ryby.
Na poniższym schemacie przedstawiono budowę skrzeli ryb wraz z kierunkami przepływu krwi i wody.
18.1. (0–1)
Wyjaśnij na czym polega mechanizm przeciwprądowy wymiany gazowej w skrzelach u ryb oraz w jaki sposób wpływa on na zwiększenie efektywności wymiany gazowej.
18.2. (0–1)
Uzupełnij poniższą tabelę dotyczącą osmoregulacji u ryb promieniopłetwych. Wykorzystaj sformułowania podane w nawiasach przy tytułach kolumn.
Środowisko życia
Picie wody (tak/nie)
Funkcja komórek solnych (wydalanie/pobieranie soli)
Ilość wydalanego moczu (duża/mała)
Słonowodne
Słodkowodne
18.3. (0–1)
Podkreśl, spośród wymienionych poniżej organelli komórkowych te, w które komórki solne powinny być szczególnie zasobne ze względu na swoją funkcję. Odpowiedź uzasadnij.
Apoptoza, określana także programowaną śmiercią komórki, stanowi bardzo istotny proces zachodzący w organizmach wielokomórkowych, zapewniający im prawidłowy rozwój oraz chroniący przed utrwalaniem nabytych przez komórki patologii. Różni się od nekrozy (martwicy) tym, że najczęściej jest zjawiskiem naturalnym w organizmie i nie wywołuje procesu zapalnego. Apoptoza następuje po zaistnieniu odpowiedniego sygnału pochodzącego z wnętrza komórki lub z jej otoczenia i wiąże się z aktywacją co najmniej jednego z dostępnych szlaków aktywacji programowanej śmierci komórki.
Na podstawie własnej wiedzy podaj dwa przykłady korzyści dla organizmu wielkokomórkowego, wynikające z apoptozy. W odpowiedzi posłuż się przykładami przypadków, w których zachodzi to zjawisko.
Dzięki rozwiniętej strukturze kompartmentów w komórkach eukariotycznych mogą obok siebie zachodzić różne, często przeciwstawne procesy. W przypadku organizmów wielokomórkowych stopień rozwinięcia poszczególnych kompartmentów czy liczba określonego typu organelli wiąże się ze specjalizacją danej komórki do pełnienia specyficznej funkcji.
Poniżej przedstawiono schemat budowy typowej komórki zwierzęcej.
3.1. (0–2)
Na powyższym schemacie zaznaczono klamrą pewną strukturę wewnątrzkomórkową. Podaj nazwę tej struktury. Biorąc pod uwagę jej funkcję w komórce podkreśl 2 typy komórek człowieka spośród niżej wymienionych, u których struktura ta będzie najlepiej rozwinięta.
Nazwa struktury:
Typy komórek eukariotycznych:
erytrocyty
adipocyty
komórki gruczołowe trzustki
komórki gruczołowe kory nadnerczy
plazmocyty
3.2. (0–1)
Część organelli komórkowych powstała w toku ewolucji komórki eukariotycznej poprzez kompartmentację komórki, jednak niektóre z organelli posiadają na tyle specyficzną budowę, że bardziej prawdopodobne jest iż powstały na skutek wchłonięcia przez komórkę eukariotyczną organizmów prokariotycznych. Pogląd taki zgodny jest z teorią pierwotnej endosymbiozy.
Podaj nazwy dwóch organelli występujących w komórkach eukariotycznych, które zgodnie z teorią pierwotnej endosymbiozy mają pochodzenie prokariotyczne. Przedstaw dwa argumenty przemawiające za endosymbiotycznym pochodzeniem tych organelli, odnoszące się do ich budowy.
Nazwy organelli:
Argumenty przemawiające za ich endosymbiotycznym pochodzeniem:
Na zdjęciu A, wykonanym za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego, widoczna jest struktura oznaczona literą X. Ta struktura występuje w większości komórek zwierzęcych. Na rysunku B przedstawiono schematycznie budowę tej struktury.
Na podstawie: E.P. Salomon, L.R. Berg, D.W. Martin, Biologia, Warszawa 2014.
Podaj nazwę struktury oznaczonej literą X oraz określ jej funkcję w komórce.
Na poniższych zdjęciach A i B, wykonanych za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego, przedstawiono dwie różne komórki roślinne.
Uwaga: Obydwa zdjęcia mają zachowaną jednakową skalę.
Na podstawie: www.vcbio.science.ru.nl; www.cas.miamioh.edu
2.1. (0–1)
Określ, która komórka – na zdjęciu A czy na zdjęciu B – pochodzi z tkanki merystematycznej. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do jednej widocznej na zdjęciu cechy budowy wybranej komórki.
2.2. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Główną funkcją nabłonka wyścielającego żołądek jest wydzielanie kwasu solnego i enzymów trawiennych. Ten nabłonek zawiera również komórki wydzielające hormony oraz komórki wytwarzające śluz. Komórki żołądka produkujące kwas solny noszą nazwę komórek okładzinowych. Są one duże, z centralnie położonym jądrem i licznymi mitochondriami. W ich błonie komórkowej znajdują się głębokie, wyścielone mikrokosmkami wpuklenia, tzw. kanaliki.
Na rysunku przedstawiono budowę komórki okładzinowej żołądka człowieka.
Na podstawie: A. Stevens, J.S. Lowe, Histologia człowieka, Warszawa, Bremen 2000; A.C. Engevik, I. Kaji, J.R. Goldenring, The Physiology of the Gastric Parietal Cell, „Physiological Reviews” 2020.
11.1. (0–2)
Wypisz z tekstu dwie cechy komórek okładzinowych człowieka, które są przystosowaniem do wydzielania kwasu solnego, oraz określ, na czym polega każde z tych przystosowań.
11.2. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące kwasu solnego produkowanego przez komórki okładzinowe człowieka są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Kwas solny umożliwia przekształcenie pepsynogenu w pepsynę.
P
F
2.
Kwas solny denaturuje białka, ułatwiając ich enzymatyczne trawienie przez pepsynę.
P
F
3.
Kwas solny ułatwia enzymatyczne trawienie skrobi przez amylazę ślinową.
P
F
11.3. (0–1)
Przedstaw rolę, jaką spełnia śluz produkowany przez komórki żołądka w funkcjonowaniu tego narządu.
Synteza fosfolipidów budujących błony biologiczne zachodzi dzięki enzymom związanym z cytozolową warstwą błony siateczki śródplazmatycznej. Część z nowopowstałych cząsteczek fosfolipidów jest następnie przenoszona z warstwy cytozolowej do warstwy niecytozolowej błony. Ten proces zachodzi dzięki flipazom – enzymom przenoszącym między warstwami błony tylko fosfolipidy o określonej budowie chemicznej.
Enzymy występujące we wnętrzu aparatu Golgiego glikozylują fosfolipidy, tzn. przyłączają do ich cząsteczek grupy cukrowe. Nie ma jednak enzymów, które przenoszą glikolipidy między dwiema warstwami błony. Węglowodany wchodzące w skład glikolipidów tworzą na powierzchni komórek zwierzęcych warstwę zwaną glikokaliksem. Może ona być o wiele grubsza niż sama dwuwarstwa lipidowa.
Na rysunku przedstawiono oderwanie się pęcherzyka błonowego od błony aparatu Golgiego i jego fuzję z błoną komórkową.
Na podstawie: B. Alberts i in., Podstawy biologii komórki, Warszawa 2016.
2.1. (0–2)
Na podstawie przedstawionych informacji podaj dwie przyczyny różnic w składzie nieglikozylowanych fosfolipidów w dwóch warstwach błon biologicznych.
2.2. (0–1)
Wyjaśnij, w jaki sposób glikolipidy syntetyzowane w wewnętrznej błonie aparatu Golgiego dostają się do zewnętrznej warstwy błony komórkowej.
2.3. (0–2)
Oceń, czy poniższe informacje dotyczące błon w komórce są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Dwie warstwy błon biologicznych różnią się od siebie składem fosfolipidów, ale mają taki sam skład glikolipidów.
P
F
2.
W wyniku fuzji pęcherzyka z błoną komórkową warstwa błony zwrócona do wnętrza pęcherzyka staje się warstwą cytozolową błony komórkowej.
P
F
3.
Glikokaliks stanowi warstwę ochronną błony komórkowej komórek zwierzęcych.
Wytworzony w wątrobie człowieka cholesterol jest transportowany w krwiobiegu w postaci
związanej z białkiem jako lipoproteina o małej gęstości – LDL. Warunkiem wniknięcia LDL do
komórki jest jej przyłączenie do receptora błonowego i utworzenie kompleksu LDL-receptor.
Te kompleksy trafiają następnie do endosomów, gdzie niskie pH sprzyja odłączaniu się LDL
od receptora. Następnie LDL jest transportowana do lizosomu, w którym mają miejsce jej
enzymatyczny rozkład i uwolnienie cholesterolu.
Synteza błonowych receptorów LDL zależy od ilości cholesterolu w komórkach. Gdy
cholesterolu w komórkach jest dużo, nie powstają nowe receptory LDL, przez co pobieranie
LDL jest ograniczone. Na poniższym schematycznym rysunku przedstawiono pobieranie
LDL i procesy prowadzące do uzyskania wolnego cholesterolu przez komórkę.
Na podstawie: J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2007;
B. Alberts i in., Podstawy biologii komórki, Warszawa 2019.
14.1. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Przedstawiony na rysunku transport cząsteczki LDL do wnętrza komórki to przykład
A.
endocytozy,
ponieważ
1.
bezpośrednio przez błonę są transportowane
małe cząsteczki.
2.
uczestniczy w nim fragment błony komórkowej,
otaczający pobierane cząsteczki.
B.
dyfuzji prostej,
3.
pobierane cząsteczki cholesterolu nie są trawione
w komórce.
14.2. (0–1)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące cholesterolu w organizmie człowieka
są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Cholesterol jest prekursorem hormonów steroidowych, takich jak np. testosteron i estrogeny.
P
F
2.
Cholesterol jest jednym ze składników żółci wytwarzanej przez wątrobę.
P
F
14.3. (0–1)
Określ wpływ cholesterolu na właściwości fizyczne błony komórkowej i funkcje
pełnione przez tę błonę.
14.4. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały poprawny opis regulacji ilości
pobieranego cholesterolu przez komórkę. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe
określenie.
Wzrost stężenia cholesterolu w komórce (aktywuje / hamuje) syntezę receptorów LDL. Dzięki
temu komórka pobiera (mniej / więcej) cholesterolu z krwiobiegu. Taki mechanizm regulacji
nazywa się (dodatnim / ujemnym) sprzężeniem zwrotnym.
14.5. (0–1)
Określ wpływ delecji obu alleli genu kodującego receptor LDL na pobieranie
cholesterolu przez komórkę. Odpowiedź uzasadnij.
Mikrotubule są dynamicznymi strukturami, które mogą wydłużać się lub skracać w wyniku
polimeryzacji lub depolimeryzacji cząsteczek tubuliny.
Na rysunku przedstawiono mikrotubulę, z której do cytozolu są uwalniane cząsteczki
tubuliny, co prowadzi do skrócenia tej mikrotubuli.
Na podstawie: B. Alberts i in., Podstawy biologii komórki, Warszawa 2017;
mpibpc.mpg.de/grubmueller/microtubules
10.1. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące podziałów komórkowych są prawdziwe.
Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Mikrotubule wrzeciona podziałowego w komórkach, zarówno zwierzęcych, jak i roślinnych, są wytwarzane w centrosomach z udziałem centrioli.
P
F
2.
Zablokowanie polimeryzacji mikrotubul może hamować niekontrolowane podziały komórkowe w obrębie guza nowotworowego.
P
F
3.
Zarówno w mitozie, jak i w mejozie mikrotubule wrzeciona podziałowego wiążą się z centromerami chromosomów metafazowych.
P
F
10.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały poprawny opis przebiegu mejozy.
Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.
Podczas II podziału mejotycznego skracanie się mikrotubul zachodzi w czasie
(metafazy / anafazy) i umożliwia rozejście się (chromatyd siostrzanych / biwalentów)
do przeciwległych biegunów komórki. II podział mejotyczny zapewnia właściwą
(ilość DNA / ploidalność jąder) w komórkach potomnych.
10.3. (0–1)
Jaką funkcję pełnią mikrotubule w ruchu komórek? Zaznacz właściwą odpowiedź
spośród podanych.
Mikrotubule tworzą wewnętrzny szkielet wici.
Podjednostki tubuliny hydrolizują ATP dostarczający energii do ruchu wici.
Skracanie się mikrotubul wici skutkuje ciągnięciem za sobą całej komórki.
Polimeryzacja mikrotubul powoduje wydłużanie wici i odpychanie się komórki od podłoża.
Mitogeny to cząsteczki sygnałowe, które wiążą się z receptorami na powierzchni komórki.
Związanie mitogenu z odpowiednim receptorem błonowym uruchamia szlaki sygnalizacyjne
w komórce, umożliwiające przejście komórki z fazy G1 cyklu komórkowego do fazy S.
Jednym z czynników hamujących to przejście jest aktywna forma białka Rb, które blokuje
transkrypcję genów kodujących białka niezbędne do podziału komórki.
Mutacja w genie RB1 zlokalizowanym na chromosomie 13, kodującym białko Rb, jest
najczęstszą przyczyną retinoblastomy (siatkówczaka) – złośliwego nowotworu siatkówki
występującego u dzieci z częstością 1/20 000 żywych urodzeń. Do rozwoju choroby
dochodzi, gdy w komórce siatkówki zostanie całkowicie zahamowana produkcja białka Rb
na skutek uszkodzenia lub usunięcia obu kopii genu RB1.
Choroba może mieć podłoże dziedziczne. W przypadku odziedziczenia jednego
uszkodzonego allelu genu RB1 od rodzica drugi zwykle ulega mutacji spontanicznej
w komórkach siatkówki podczas rozwoju osobniczego. Dzieci, które odziedziczyły
uszkodzony allel genu RB1, mają wrodzoną skłonność do rozwoju siatkówczaka – ryzyko
zachorowania wynosi aż 90%.
Na podstawie: B. Alberts i in., Podstawy biologii komórki, Warszawa 2017.
5.1. (0–1)
W której fazie cyklu komórkowego zachodzi replikacja DNA? Zaznacz właściwą
odpowiedź spośród podanych.
faza G1
faza S
faza G2
faza M
5.2. (0–1)
Określ wpływ aktywnego białka Rb na częstość podziałów komórkowych.
5.3. (0–1)
Spośród pary rodziców, którzy zgłosili się do poradni genetycznej, przyszły ojciec nie ma
mutacji w genie RB1, ale przyszła matka odziedziczyła uszkodzony allel RB1 po swoim ojcu.
Ile wynosi prawdopodobieństwo, że u dziecka tej pary rodziców rozwinie się
siatkówczak? Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
W wielu komórkach zwierzęcych błona komórkowa stanowi zaledwie 2–5% powierzchni
wszystkich błon cytoplazmatycznych, a 95–98% powierzchni przypada na błony
wewnątrzkomórkowe. Metabolizm typów komórek przedstawionych w tabeli zachodzi
w większości przy udziale ich błon wewnętrznych.
Rodzaj błony
Udział procentowy błony w całkowitej powierzchni błon komórki
komórki wątroby (hepatocyty)
komórki zewnątrzwydzielnicze trzustki
błona komórkowa
2
5
błona siateczki śródplazmatycznej szorstkiej
35
60
błona siateczki śródplazmatycznej gładkiej
16
< 1
błona aparatu Golgiego
7
10
zewnętrzna błona mitochondrialna
7
4
wewnętrzna błona mitochondrialna
32
17
inne
ok. 1
ok. 3
Na podstawie: R. Milo, R. Phillips, Cell Biology by the Numbers, Garland Science, 2015.
3.1. (0–1)
Zaznacz poprawne dokończenie poniższego zdania – wybierz odpowiedź spośród A–B
oraz odpowiedź spośród 1.–3.
Większy procentowy udział błon siateczki śródplazmatycznej gładkiej w całkowitej
powierzchni błon komórki występuje w
A.
komórkach wątroby,
ponieważ
1.
zachodzą tam procesy związane z syntezą cholesterolu.
2.
są one odpowiedzialne za wydzielanie hormonów.
B.
komórkach zewnątrzwydzielniczych trzustki,
3.
odpowiadają one za syntezę białek, które umożliwiają np. detoksykację.
3.2. (0–1)
Na podstawie informacji z tabeli określ, które z przedstawionych komórek – komórki
wątroby czy komórki trzustki – mają większą zdolność do syntezy ATP. Odpowiedź
uzasadnij.
Białka histonowe są odpowiedzialne za pierwszy poziom upakowania DNA w chromatynie
organizmów eukariotycznych. Rdzeń każdego nukleosomu tworzą białka histonowe z klas:
H2A, H2B, H3 i H4. Chemiczne modyfikacje histonów mają bezpośredni wpływ na regulację
ekspresji informacji genetycznej. Synteza białek histonowych w komórce odbywa się głównie
w fazie S cyklu komórkowego.
Analiza składu aminokwasowego białka histonowego H3, składającego się ze 136
aminokwasów, wykazała obecność wszystkich rodzajów aminokwasów z wyjątkiem
tryptofanu. Jednocześnie stwierdzono w nim wysoką zawartość lizyny i argininy oraz obecność
cysteiny.
Na podstawie: https://www.chegg.com/homework-help/amino-acid-composition-histone-h3-protein-binds-dna-
shown-fo-chapter-13-problem-112cq-solution-9780534493493-exc (...); S .B. Hake, C.D. Allis, Histone H3 variants and their potential role in indexing mammalian genomes: The ‘‘H3
barcode hypothesis’’, Proceedings…103, No 17. 2006.
2.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji i własnej wiedzy uzupełnij tekst dotyczący
białka histonowego H3 tak, aby powstał poprawny jego opis. W każdym nawiasie
podkreśl właściwe określenie.
Strukturę pierwszorzędową białka histonowego H3 tworzy 136 aminokwasów, które są
połączone wiązaniami (peptydowymi / wodorowymi). Histony H3 cechuje znaczna zawartość
aminokwasów, które mają charakter (zasadowy / kwasowy / obojętny), dzięki czemu mogą
oddziaływać (kowalencyjnie / elektrostatycznie) z DNA.
2.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego w komórce eukariotycznej produkcja białek histonowych
w większości odbywa się w fazie S cyklu komórkowego, chociaż ogólne tempo syntezy
białek w tej fazie jest niskie.
Gen TP53, zwany „strażnikiem genomu”, jest genem supresorowym, którego mutacje mogą
być przyczyną nowotworów. Badania wykazały, że w ok. 50% przypadków nowotworów u ludzi
stwierdzono mutacje w obrębie genu TP53. Białko p53 kodowane przez ten gen ma wiele
funkcji – do najważniejszych jego zadań należy regulacja przejścia komórki z fazy G1
do fazy S. Prawidłowe białko p53 jest przyczyną zatrzymania cyklu komórkowego w fazie G1
oraz indukowania naprawy DNA, gdy wykryje uszkodzenia DNA spowodowane czynnikami
mutagennymi. Skuteczna naprawa DNA pozwala kontynuować cykl komórkowy. Jeżeli
naprawa się nie powiedzie, białko p53 powoduje aktywację genu BAX, który uruchamia
procesy prowadzące do apoptozy. Na poniższym schemacie przedstawiono cykl komórkowy.
Na podstawie: https://www.abmgood.com;
J.A. McCubrey i wsp., Roles of TP53 in determining therapeutic sensitivity, growth,
cellura senescence, invasion and metastasis, „Adv. Biol. Regul.” 63, 2017
17.1. (0–1)
Opisom faz cyklu komórkowego wymienionym w tabeli przyporządkuj ich oznaczenia
wybrane spośród: G1, G2, M, S.
Procesy zachodzące w danej fazie
Faza
Intensywna synteza białek, głównie służących do wytworzenia mikrotubul wrzeciona kariokinetycznego.
Kariokineza i cytokineza.
Intensywna synteza różnych białek, głównie enzymów potrzebnych do replikacji DNA.
Podwojenie ilości DNA w komórce, bez zmiany ploidalności komórki, intensywna synteza histonów.
17.2. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Brak aktywacji genu BAX w komórce z delecją genu TP53 może doprowadzić do
A.
rozwoju nowotworu,
ponieważ
1.
komórka z uszkodzonym DNA będzie mogła przejść z fazy G1 do fazy S.
2.
komórka z uszkodzonym DNA zatrzyma się w fazie G1 cyklu i nie przejdzie do fazy S.
Peroksysomy to pęcherzyki otoczone pojedynczą błoną biologiczną, występujące
w komórkach roślinnych i zwierzęcych. Od innych struktur błoniastych w komórce odróżnia je
m.in. obecność enzymu – katalazy. Zawierają one także różne enzymy z grupy
oksydoreduktaz. Nazwa peroksysomów pochodzi od angielskiej nazwy nadtlenku wodoru –
hydrogen peroxide (H2O2), który jest toksyczny dla komórek, a powstaje w peroksysomach
w procesach utleniania i jest rozkładany przez katalazę. Szczególnie duże i liczne peroksysomy występują np. w komórkach wątrobowych (hepatocytach) i w bulwach ziemniaka.
Uczniowie zaplanowali doświadczenie, którego celem było określenie optymalnej temperatury
dla działania katalazy występującej w komórkach bulwy ziemniaka. Przygotowali sok z bulwy
ziemniaka, który rozdzielili w równej objętości (po 5 ml) do 30 probówek, umieszczonych
po sześć w termostatach ustawionych na temperaturę: 0, 10, 20, 30 i 40°C.
Na podstawie: Biologia, pod red. N.A. Campbella, Poznań 2012.
2.1. (0–2)
Zaplanuj dalszy ciąg tego doświadczenia tak, aby umożliwił określenie optymalnej
temperatury dla działania katalazy.
Nazwa lub wzór związku chemicznego, którego należy użyć:
Sposób zastosowania tego związku chemicznego:
Oczekiwany jakościowy wynik reakcji:
Metoda ilościowego określenia wyniku reakcji:
2.2. (0–1)
Opisz próbę kontrolną, która pozwoli wykazać, że rozkład H2O2 w tym doświadczeniu
miał charakter enzymatyczny.
2.3. (0–1)
Wyjaśnij, jakie znaczenie dla funkcjonowania komórki ma obecność katalazy
w peroksysomach – wyodrębnionych przedziałach komórkowych, w których powstaje
nadtlenek wodoru.
Paklitaksel to związek chemiczny wyizolowany z kory cisa krótkolistnego (Taxus brevifolia).
Stosuje się go w leczeniu m.in. raka sutka, jajnika i płuc. Działanie paklitakselu polega
na stabilizacji mikrotubul i zahamowaniu ich depolimeryzacji, co uniemożliwia ich skracanie.
Apigenina jest flawonem występującym m.in. w kwiatach rumianku, pietruszce i selerze.
Poniżej przedstawiono wykres ilustrujący odsetek komórek nowotworowych, które pozostały
żywe po 24 godzinach od podania paklitakselu (Pak), apigeniny (Api) lub obu związków razem
(Pak i Api).
Słupki błędów wskazują odchylenie standardowe, a symbol ** oznacza, że wartość średnia dla
próby badawczej różniła się istotnie statystycznie od wartości średniej uzyskanej w próbie
kontrolnej (p < 0,01).
Na podstawie: Y. Xu i inni, Synergistic Effects of Apigenin and Paclitaxel on Apoptosis of Cancer
Cells, „PLoS ONE" 6(12), 2011, s. 1-12.
3.1. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Paklitaksel jest przyczyną zatrzymania cyklu komórkowego w fazie
A.
S,
ponieważ
1.
chromatydy siostrzane nie mogą być rozdzielone.
B.
G2,
2.
hamuje on syntezę DNA.
C.
M,
3.
powoduje on wydłużanie mikrotubul.
3.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby powstał poprawny opis interpretacji
przedstawionego wykresu. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Paklitaksel i apigenina podane razem powodują, że po 24 godzinach przeżywa średnio około (50% / 80%) komórek. Na podstawie wykresu zamieszczonego we wprowadzeniu do zadania można stwierdzić, że podanie paklitakselu i apigeniny
(razem / oddzielnie) będzie – średnio rzecz biorąc – skuteczniejsze w terapii raka niż podawanie ich
(razem / oddzielnie).
U ssaków przeciwciała produkowane przez matkę mogą zostać przekazane potomstwu
nie tylko w czasie życia płodowego, lecz także po urodzeniu. Zawarte w mleku matki
przeciwciała klasy IgG mogą przedostać się przez nabłonek jelita do krwiobiegu niemowlęcia,
ale przeciwciała klasy IgA są wchłaniane do enterocytów tylko w niewielkim stopniu, gdzie są
następnie trawione.
Selektywny transport przeciwciał umożliwia białko FcRn, składające się z dwóch
niekowalencyjnie związanych łańcuchów: ciężkiego H oraz lekkiego L. Przechodzi ono
modyfikacje potranslacyjne – do co najmniej jednego aminokwasu są dołączane reszty
cukrowe. Białko FcRn pełni funkcję receptora na powierzchni błony enterocytu, a jego
powinowactwo do przeciwciał jest zależne od pH środowiska. U młodych ssaków treść
dwunastnicy i jelita czczego ma kwaśny odczyn, a więc niższy niż fizjologiczne pH krwi.
Transport przeciwciał zilustrowano na poniższym schemacie.
Na podstawie: M. Pyzik i inni, The Architect Behind the Immune and Nonimmune
Functions of IgG and Albumin, „Journal of Immunlogy” 194, 2015, s. 4595–4603.
1.1. (0–1)
Wybierz i zaznacz makroelement, który może wejść w skład białka wyłącznie w wyniku
modyfikacji potranslacyjnej.
węgiel
wodór
azot
tlen
fosfor
siarka
1.2. (0–1)
Na podstawie przedstawionych we wstępie do zadania informacji określ najwyższą rzędowość struktury białka
FcRn. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do cechy budowy tego białka.
1.3. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby powstał poprawny opis transportu przeciwciał przez
komórkę nabłonka jelita z mleka matki do krwiobiegu niemowlęcia. W każdym nawiasie
podkreśl właściwe określenie.
Przeciwciała dostają się z treści jelita niemowlęcia do wnętrza enterocytu na zasadzie
(dyfuzji wspomaganej / endocytozy), a następnie wydostają się z niego do jego krwiobiegu
w procesie (dyfuzji prostej / egzocytozy).
1.4. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego przez barierę jelitową do krwiobiegu niemowlęcia przedostają
się wyłącznie przeciwciała klasy IgG, mimo że w mleku matki są zawarte także
przeciwciała klasy IgA. W odpowiedzi uwzględnij rolę białka FcRn.
