Inżynieria i badania genetyczne

Oto lista zadań maturalnych z danego działu biologii. Aby skorzystać z dodatkowych opcji, uniknąć duplikatów zadań lub wybrać zadania z pozostałych działów kliknij poniżej.

Przejdź do wyszukiwarki zadań

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 31. (1 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Restryktazy (enzymy restrykcyjne) – to enzymy wytwarzane przez bakterie w celu obrony przed wirusowym DNA, ale są także powszechnie wykorzystywane przez człowieka w inżynierii genetycznej.

Oceń prawdziwość informacji dotyczących mechanizmu działania restryktaz i ich zastosowania w inżynierii genetycznej. Zaznacz w tabeli P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.


1.	Warunkiem przecięcia łańcucha DNA przez restryktazę jest wcześniejsze rozpoznanie określonej sekwencji nukleotydów właściwych dla danego enzymu.	P	F
2.	Ten sam rodzaj restryktazy może rozcinać różne cząsteczki DNA na fragmenty z tępymi lub lepkimi końcami.	P	F
3.	Restryktazy przeprowadzają także reakcje łączenia odcinków DNA wektora i DNA dawcy.	P	F

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 24. (3 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Przeprowadzono doświadczenie: z w pełni zróżnicowanych komórek pobranych z jelita kijanki żaby pobrano jądra komórkowe i wprowadzono je do komórek jajowych żaby, z których wcześniej usunięto ich własne jądra komórkowe. Wiele zygot otrzymanych w ten sposób rozwinęło się w normalne kijanki. Doświadczenie to może dowodzić, że w wyspecjalizowanych komórkach organizmu znajduje się „pełen zestaw instrukcji” niezbędnych do utworzenia całego organizmu.

Na podstawie: Biologia, pod red. N.A. Campbella, Poznań 2012.

a)	Podaj nazwę opisanego sposobu otrzymywania organizmów potomnych.

b)	Na podstawie wyników doświadczenia uzasadnij prawdziwość stwierdzenia: „Wszystkie zróżnicowane komórki danego organizmu zawierają jego pełną informacje genetyczną”.

c)	Wyjaśnij, dlaczego, komórki różnych tkanek tego samego organizmu mogą się różnić budową i funkcją, mimo że zawierają tę samą informację genetyczną.

Matura Maj 2010, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 28. (1 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

W tworzeniu organizmów genetycznie zmodyfikowanych (GMO) wykorzystuje się kilka metod. Poniżej podano opis trzech metod stosowanych przy tworzeniu GMO.

Wybierz i podkreśl opis, który przedstawia wprowadzenie obcego DNA za pomocą wektora biologicznego.

Pod wpływem impulsów elektrycznych następuje naruszenie struktury błony komórkowej i powstają w niej pory, przez które fragmenty obcego DNA mogą przeniknąć do wnętrza modyfikowanej komórki.
Bakterie z rodzaju Agrobacterium mogą wprowadzać swoje DNA z dodatkiem wybranych genów do wnętrza modyfikowanych komórek roślin dwuliściennych.
Mikroskopijnej wielkości kulki z wolframu lub złota są opłaszczane (owijane) wybranymi fragmentami DNA, a następnie „wstrzeliwane” do wnętrza modyfikowanych komórek.

Matura Maj 2010, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 27. (1 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Podaj/wymień

U roślin kwiatowych kluczowym genem inicjującym powstawanie kwiatów jest gen LEAFY. Badacze wprowadzili do komórek osiki kopię tego genu wyizolowanego z rzodkiewnika. Uzyskali rośliny, które kwitły i owocowały w wieku kilku miesięcy i przy wysokości kilku centymetrów. Dla porównania – w normalnych warunkach drzewo to zakwita w wieku 18–20 lat, kiedy osiągnie wysokość około 10 m.

Podaj jeden przykład praktycznego wykorzystania wyników badań przeprowadzonych z wykorzystaniem opisanej techniki inżynierii genetycznej.

Matura Maj 2010, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 5. (2 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Pozostałe

W roku 2008 nagrodę Nobla w dziedzinie chemii przyznano za odkrycie i wyizolowanie białka GFP (green fluorescent protein) wykazującego fluorescencję. Białko to emituje nikłe, jasnozielone światło w normalnym (widzialnym) świetle, a po naświetleniu ultrafioletem wykazuje wyraźną zieloną luminescencję. Możliwości wykorzystania tego białka mogą być wielorakie.

Dokończ poniższe zdania przedstawiające dwie możliwości wykorzystania białka GFP, wpisując właściwe dla opisanych sytuacji zakończenia tych zdań.

Przed kodonem stop sekwencji nukleotydów kodującej pewne białko wstawiono fragment DNA kodujący białko GFP. W konsekwencji powstanie białko fuzyjne, które po oświetleniu promieniami UV będzie wykazywać zieloną luminescencję. Działanie takie pozwoli na
Myszom zaimplantowano komórki nowotworowe z wklonowanym genem białka GFP. Dzięki temu będzie można zaobserwować

Matura Czerwiec 2011, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 26. (1 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Wyhodowano transgeniczne świnie z ludzkim genem kodującym enzym, który modyfikuje łańcuchy cukrowe glikoprotein znajdujących się w błonach komórkowych. Tym samym enzym ten upodobnia glikoproteiny komórek świni do glikoprotein znajdujących się na powierzchni komórek ludzkich narządów – antygenów układu zgodności tkankowej człowieka. Naukowcy potrafią też usunąć z genomu świni geny, które warunkują powstawanie glikoprotein charakterystycznych dla błon komórkowych komórek świni.

Na podstawie: Biologia. Jedność i różnorodność, pod red. M. Maćkowiak, A. Michalak, PWN, Warszawa 2008

Podaj, jakie znaczenie w transplantacji narządów człowieka mogą mieć opisane badania.

Matura Czerwiec 2011, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 30. (1 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Aby uzyskać czysty czynnik VIII krzepliwości krwi, wykorzystano proces odwrotnej transkrypcji, w wyniku którego na matrycy eukariotycznego mRNA otrzymano tzw. cDNA. Uzyskany produkt (cDNA) jest pozbawiony intronów i innych sekwencji towarzyszących. Za pomocą wektorów wprowadza się go do komórek bakterii, gdzie następuje jego ekspresja.

Wyjaśnij, dlaczego gen kodujący białko organizmu eukariotycznego musi być wprowadzony do komórek bakterii w postaci cDNA.

Matura Czerwiec 2011, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 29. (2 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Owca Dolly była pierwszym sklonowanym ssakiem. Sklonowano ją, przenosząc jądro komórkowe z komórki nabłonkowej gruczołu mlekowego owcy rasy fińskiej do pozbawionego jądra oocytu owcy rasy szkockiej. Podział oocytu stymulowano impulsem elektrycznym, a powstały zarodek przeniesiono do macicy matki zastępczej, którą była owca rasy szkockiej. Matka zastępcza urodziła owcę rasy fińskiej – Dolly.

Uzasadnij, że Dolly i jej genetyczna matka miały ten sam genom jądrowy, a różniły się genomem mitochondrialnym.

Genom jądrowy

Genom mitochondrialny

Matura Maj 2011, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 37. (2 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Metody badawcze i doświadczenia Podaj/wymień

Jedną z podstawowych metod stosowanych obecnie w badaniach molekularnych i inżynierii genetycznej jest PCR (łańcuchowa reakcja polimerazy). Jest to reakcja umożliwiająca powielenie (amplifikację) w krótkim czasie fragmentu genomowego DNA w miliardach kopii. Metoda ta pozwala na analizę bardzo małych, wręcz śladowych ilości DNA.

Podaj dwa przykłady praktycznego zastosowania PCR.

Matura Maj 2011, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 28. (2 pkt)

Układ immunologiczny Inżynieria i badania genetyczne Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Terapię genową można stosować jako metodę leczenia chorych na nowotwory. W zwalczaniu czerniaka próbuje się wykorzystać następującą metodę: przygotowuje się genetycznie zmienione komórki nowotworu pacjenta, a następnie wprowadza się je do jego organizmu.

a)	Wyjaśnij, dlaczego opisaną metodę można nazwać „szczepionką przeciwnowotworową”.

b)	Określ, czy taka „szczepionka przeciwnowotworowa” przygotowana dla konkretnego pacjenta będzie skuteczna w terapii innego pacjenta. Odpowiedź uzasadnij.

Matura Sierpień 2011, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 30. (2 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Jednym z podstawowych dowodów w procesie ustalania domniemanego ojcostwa jest ekspertyza genetyczna. Z materiału biologicznego pobranego od pozwanego, dziecka i matki uzyskuje się wzory prążkowe fragmentów DNA. Występowanie prążka we wzorze prążkowym danej osoby można interpretować jako obecność allelu dominującego. Porównanie wzorów prążkowych dziecka, matki i pozwanego pozwala wykluczyć lub potwierdzić ojcostwo.

Poniżej przedstawiono wyniki dotyczące badania ojcostwa w dwóch sprawach alimentacyjnych.

a)	Ustal, w której sprawie alimentacyjnej (I czy II) można potwierdzić ojcostwo pozwanego. Odpowiedź uzasadnij.

b)	Podaj inny przykład zastosowania ekspertyzy genetycznej w sądownictwie.

Matura Czerwiec 2012, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 31. (1 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Komórki pluripotentne to komórki, które mogą dać początek każdemu typowi komórek dorosłego organizmu. W 2006 r. otrzymano indukowane komórki macierzyste (iPSC) myszy. Dokonano tego w następujący sposób: do komórek somatycznych myszy wprowadzono cztery geny, które są aktywne tylko w zarodku. W wyniku eksperymentu uzyskano komórki reprogramowane o właściwościach komórek macierzystych, które wprowadzone do organizmu myszy mogą różnicować się na wiele różnych typów komórek.
Na podstawie: K. Hochedlinger, Lekarstwo z wnętrza ciała, Świat nauki nr 6, 2010.

Na podstawie tekstu oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących możliwości zastosowania pluripotentnych komórek reprogramowanych w medycynie. Wpisz w odpowiednie miejsca tabeli literę P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli stwierdzenie jest fałszywe.

		P/F
1.	Uzyskane w ten sposób komórki reprogramowane (iPSC) myszy mogą być wykorzystane w przeszczepach u chorego człowieka.
2.	Hodowla iPSC pacjenta i przekształcenie ich w uszkodzony rodzaj tkanki pozwoli na badanie w tych komórkach rozwoju choroby i reakcji na stosowane lekarstwa.
3.	Uzyskane iPSC od chorego pacjenta mogą być przekształcone w zdrowe komórki, które można wszczepić do jego organizmu, by otrzymać prawidłowo rozwijające się tkanki.

Matura Czerwiec 2013, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 24. (3 pkt)

Układ immunologiczny Inżynieria i badania genetyczne Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

W celu wywołania odporności na drobnoustroje chorobotwórcze lekarze zalecają szczepienia ochronne. Tradycyjna szczepionka zawiera martwe lub żywe drobnoustroje chorobotwórcze, o osłabionej zjadliwości. Najczęściej podawana jest przez iniekcję (w zastrzyku). Rozwój technik inżynierii genetycznej umożliwia zastąpienie szczepionek tradycyjnych, szczepionkami wytwarzanymi w zmodyfikowanych genetycznie roślinach, co ilustruje schemat.

a)	Uzasadnij, uwzględniając zawartość szczepionki i sposób jej podawania, że opisana szczepionka „biotechnologiczna” jest bezpieczniejsza od szczepionki tradycyjnej.

Zawartość szczepionki

Sposób podawania

b)	Podkreśl trzy cechy odporności organizmu, która zostanie wywołana podaniem opisanej szczepionki.

nieswoista, swoista, sztuczna, naturalna, bierna, czynna

Matura Maj 2013, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 24. (2 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Na rysunku przedstawiono etapy klonowania pierwszego ssaka, w wyniku którego powstała słynna owca Dolly.

a)	Uporządkuj wymienione w tabeli czynności, tak aby odpowiadały kolejnym etapom klonowania. Wpisz odpowiednio numery 2–6.

Opis czynności	Numer etapu
Przeniesienie zarodka do macicy kolejnej owcy rasy szkockiej
Pobudzanie podziałów komórkowych oocytu impulsem elektrycznym
Hodowanie zarodka we wczesnym stadium rozwojowym w warunkach laboratoryjnych
Pobranie oocytu od owcy rasy szkockiej, usunięcie z niego jądra komórkowego	1
Pobranie komórki somatycznej od owcy rasy fińskiej i przeniesienie jej jądra komórkowego do oocytu owcy rasy szkockiej
Otrzymanie klonu

b)	Zaznacz owcę, której klonem była owca Dolly. Odpowiedź uzasadnij.

owca rasy fińskiej
owca rasy szkockiej
zastępcza matka owca rasy szkockiej

Uzasadnienie

Matura Czerwiec 2013, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 32. (1 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Poniżej przedstawiono dwie metody postępowania, którego celem jest wprowadzenie do komórki bakterii nowego genu. W obydwu metodach wektorem jest zrekombinowany plazmid, który dodawany jest do pożywki, na której są hodowane bakterie. W ten sposób bakterie mogą ulec transformacji. Różnica w obydwu metodach polega na sposobie otrzymywania zrekombinowanego plazmidu.

Metoda I – polega na wycięciu odpowiedniego fragmentu DNA dawcy, zawierającego interesujący nas gen, i połączeniu go z plazmidem.
Metoda II – polega na wyizolowaniu z komórki dawcy odpowiedniego mRNA, syntezie komplementarnej do mRNA nici DNA i po uzyskaniu dwuniciowej struktury DNA połączeniu jej z plazmidem.

Na podstawie: E. Solomon, L. Berg, D. Martin, C. Vilee, Biologia, wyd VII, Warszawa 2011.

Wyjaśnij, dlaczego w przypadku, gdy do komórki bakteryjnej wprowadzany jest ludzki gen w celu uzyskania ludzkiego białka, można zastosować tylko II metodę.

Matura Maj 2013, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 36. (3 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Skrobia ziemniaczana jest stosowana na szeroką skalę w przemyśle papierniczym i włókienniczym, ale aby móc ją wykorzystać, należy ze skrobi usunąć amylozę. Ten proces wymaga dużych ilości energii i wody, jest więc kosztowny, jednak uzyskane produkty są jakościowo lepsze i trwalsze. Jednym z osiągnięć biotechnologii jest zmodyfikowany genetycznie ziemniak, zwany amflorą, do którego wprowadzono jedynie dodatkową kopię jego własnego genu, co spowodowało zahamowanie ekspresji białka GBSS, odpowiedzialnego za biosyntezę amylozy – dlatego jego skrobia składa się wyłącznie z amylopektyny. Amflora została dopuszczona przez Komisję Europejską do uprawy w krajach Europy jedynie dla celów przemysłowych. Rolnicy, którzy uprawiają amflorę, są zobowiązani do przestrzegania wielu zasad, m.in. do zbioru plonów przed wyprodukowaniem nasion przez rośliny oraz zapobiegania pozostawianiu bulw ziemniaków na polu po zbiorach.

Na podstawie: GMO dla opornych, Wiedza i Życie, wrzesień 2010.

a)	Określ, czy ziemniak amflora jest organizmem transgenicznym. Odpowiedź uzasadnij.

b)	Wyjaśnij, dlaczego rolnicy są zobowiązani do zbierania z uprawy bulw amflory przed wyprodukowaniem nasion.

c)	Biorąc pod uwagę możliwe skutki dla środowiska przyrodniczego, podaj jeden argument „za” uprawą amflory.

Inżynieria i badania genetyczne

Strony