1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z biologii

Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 10. (2 pkt)

Miareczkowanie Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Badano reakcje mocnego kwasu HA i słabego kwasu HX z mocną zasadą. W tym celu wykonano miareczkowanie wodnych roztworów tych kwasów za pomocą wodnego roztworu wodorotlenku potasu – zgodnie z poniższym opisem.

Umieszczono w zlewce 20,0 cm3 roztworu wybranego kwasu o stężeniu 0,10 mol ∙ dm−3 i zmierzono pH tego roztworu. Następnie do zlewki z roztworem kwasu dodawano porcjami wodny roztwór KOH o stężeniu 0,10 mol ∙ dm−3. Po dodaniu każdej porcji roztworu wodorotlenku mierzono pH mieszaniny reakcyjnej. Punkt równoważnikowy (PR) został osiągnięty po dodaniu takiej objętości roztworu KOH, w jakiej liczba moli zasady jest równa liczbie moli kwasu. Uzyskane wyniki przedstawiono w formie wykresu zależności mierzonego pH od objętości roztworu KOH – naniesione punkty połączono, w wyniku czego otrzymano krzywą miareczkowania.

Poniżej przedstawiono krzywą miareczkowania wodnego roztworu jednego z tych kwasów (HA albo HX) wodnym roztworem wodorotlenku potasu.

Rozstrzygnij, czy przedstawiony wykres ilustruje wyniki miareczkowania wodnego roztworu słabego kwasu HX wodnym roztworem KOH w opisanym doświadczeniu. Odpowiedź uzasadnij – przytocz dwa różne argumenty.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 7. (1 pkt)

Dysocjacja Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

W wodnych roztworach słabych kwasów jednoprotonowych zachodzi dysocjacja. Dla danej wartości stężenia molowego roztworu i w danej temperaturze ustala się stan równowagi między cząsteczkami i jonami obecnymi w roztworze.

Na poniższym wykresie przedstawiono zależność stopnia dysocjacji (α) dwóch kwasów jednoprotonowych HX i HQ od stężenia molowego roztworu w temperaturze 20 °C.

Wartości stopnia dysocjacji kwasu HX dla wybranych stężeń molowych (𝑐0) zebrano w tabeli (𝑡 = 20 °C).
𝑐0, mol ∙ dm−3 0,002 0,008 0,018 0,028 0,042 0,100
α, % 43,6 25,2 17,6 14,4 11,9 7,9

Rozstrzygnij, na podstawie analizy danych zamieszczonych na wykresie, który kwas (HX czy HQ) jest mocniejszy. Zaznacz jego wzór. Odpowiedź uzasadnij.

HX
HQ

Uzasadnienie:

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 19. (2 pkt)

Metody badawcze i doświadczenia Ekologia Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

U wybrzeży Australii przeprowadzono badanie wpływu roślinożernych jeżowców na rozprzestrzenianie się brunatnic. Uważa się, że jeżowce są biotycznym czynnikiem ograniczającym rozprzestrzenianie się tych glonów. Aby odróżnić efekty wywołane przez jeżowce od efektu wywołanego przez ślimaka żywiącego się wodorostami – czareczki – przygotowano trzy poletka doświadczalne:

  • z pierwszego usunięto zarówno jeżowce, jak i czareczki
  • z drugiego usunięto tylko jeżowce
  • z trzeciego usunięto tylko czareczki.

Wyniki porównano z próbą kontrolną, w której występowały oba gatunki żywiące się brunatnicami. Wyniki obserwacji zilustrowano na poniższym wykresie.

Na podstawie: W.J. Fletcher, Interactions Among Subtidal Australian Sea Urchins, Gastropods, and Algae: Effects of Experimental Removals, „Ecological Monographs” 57(1), 1987.

19.1. (0–1)

Na podstawie analizy wykresu rozstrzygnij, które zwierzęta – jeżowce czy czareczki – miały decydujący wpływ na rozprzestrzenianie się brunatnic w badanym ekosystemie morskim. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

19.2. (0–1)

Jeżowce stanowią ważną część pożywienia wydr morskich.

Wyjaśnij, jak spadek liczebności wydr wpłynie na liczebność brunatnic w badanym ekosystemie. W odpowiedzi uwzględnij zależności pokarmowe między obserwowanymi organizmami.

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 17. (2 pkt)

Wpływ człowieka na środowisko i jego ochrona Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Rodzina storczykowatych jest jedną z grup systematycznych roślin najbardziej zagrożonych wyginięciem w skali światowej. Jednym z głównych powodów tego zagrożenia są zmiany zachodzące w siedliskach zajmowanych przez storczyki.

Miodokwiat krzyżowy (Herminium monorchis), należący do rodziny storczykowatych, jest rośliną niezwykle rzadką, światłożądną, niewielkich rozmiarów, kwitnącą od maja do sierpnia i zapylaną przez owady. W Europie rośnie na ciepłolubnych murawach i na wilgotnych łąkach. W Polsce ze wszystkich wcześniej zidentyfikowanych naturalnych stanowisk zachowało się do chwili obecnej tylko jedno – znajdujące się w obszarze chronionego krajobrazu „Dolina Rospudy”. To stanowisko w Puszczy Augustowskiej liczyło w 1987 r. około 100 roślin kwitnących i 50 płonnych, rosnących w skupieniach po 2 do 8 osobników, na powierzchni około dwóch hektarów. W Puszczy Augustowskiej miodokwiat rośnie na silnie nawodnionym, rozległym torfowisku. Dla ochrony tego stanowiska zaproponowano utworzenie rezerwatu. Ten projekt nie doczekał się jednak realizacji, ale wprowadzono zabiegi ochrony czynnej polegające m.in. na usuwaniu siewek drzew i krzewów. Miodokwiat krzyżowy podlega ścisłej ochronie gatunkowej oraz ochronie na mocy konwencji CITES.

Na podstawie: F. Jarzombkowski, Krajowy program ochrony miodokwiatu krzyżowego Herminium monorchis, Świebodzin 2012; Polska Czerwona Księga Roślin, Kraków 2001;
siedliska.gios.gov.pl

17.1. (0–1)

Wykaż, że usuwanie siewek drzew i krzewów na terenie występowania miodokwiatu krzyżowego w Puszczy Augustowskiej sprzyja przetrwaniu tego gatunku.

17.2. (0–1)

Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Miodokwiat krzyżowy podlega ochronie na mocy konwencji CITES, co oznacza, że

  1. handel okazami tego gatunku podlega ograniczeniom.
  2. konieczna jest ochrona terenów podmokłych na terenie występowania tego gatunku.
  3. zabroniona jest budowa dróg w pobliżu terenów występowania okazów tego gatunku.
  4. zabronione jest zbieranie okazów tego gatunku poza specjalnie wyznaczonymi miejscami.

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 14. (3 pkt)

Dziedziczenie Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Wąż zbożowy (Elaphe guttata) ma charakterystyczne ubarwienie w postaci pomarańczowych plam otoczonych czarną obwódką – jest to tzw. ubarwienie typu dzikiego (zdjęcie A). Te plamy są nieregularnie rozmieszczone na całym ciele węża, które jest zabarwione na kolor żółtawy. Ubarwienie tego gada kontrolują dwa geny:

  • dominujący allel R jest odpowiedzialny za wytwarzanie barwnika pomarańczowego, natomiast recesywny allel r odpowiada za brak barwnika pomarańczowego
  • dominujący allel B warunkuje powstanie barwnika czarnego, natomiast recesywny allel b uniemożliwia syntezę czarnego pigmentu.

W populacji występują zarówno węże mające pomarańczowe plamy bez czarnych obwódek (zdjęcie B), jak i węże z czarnymi obwódkami, ale bez ich pomarańczowego wypełnienia (zdjęcie C). Natomiast podwójne homozygoty recesywne są formami albinotycznymi, na których ciele występują jednak blade plamy w tej samej liczbie i w tych samych miejscach, co kolorowe plamy ubarwienia typu dzikiego (zdjęcie D).

W poniższej tabeli przedstawiono częstości poszczególnych genotypów i odpowiadających im fenotypów otrzymane po skrzyżowaniu podwójnie heterozygotycznych osobników o ubarwieniu dzikim.

Częstość genotypu Genotyp Fenotyp
1/16 RRBB dziki
2/16 RRBb dziki
1/16 RRbb pomarańczowe plamy bez czarnych obwódek
2/16 RrBB dziki
4/16 RrBb dziki
2/16 Rrbb pomarańczowe plamy bez czarnych obwódek
1/16 rrBB czarne obwódki wokół jasnych plam
2/16 rrBb czarne obwódki wokół jasnych plam
1/16 rrbb albinotyczny
Na podstawie: red. M. Maćkowiak, A. Michalak, Biologia. Jedność i różnorodność, Warszawa 2008;
www.sussexvt.k12.de.us

14.1. (0–1)

Na podstawie przedstawionych wyników krzyżówki określ, czy geny warunkujące ubarwienie węża zbożowego są ze sobą sprzężone. Odpowiedź uzasadnij.

14.2. (0–2)

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące dziedziczenia ubarwienia ciała węża zbożowego są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Allel B wykazuje niepełną dominację względem allelu b. P F
2. Allel R w pełni dominuje nad allelem r. P F
3. Za liczbę plam na ciele węża odpowiadają zarówno allel B, jak i allel R. P F

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 13. (5 pkt)

Układ krążenia Dziedziczenie Podaj/wymień Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Krew i jej składniki są substancjami medycznymi pochodzenia ludzkiego. Pod pojęciem krwi pełnej jest rozumiana krew pobrana od zdrowego dawcy, zawierająca wszystkie składniki krwi. Obecnie przetaczanie krwi pełnej w zasadzie nie jest już stosowane, a pacjentom są przetaczane jedynie składniki krwi, których niedobór występuje u danej osoby. Koncentrat krwinek czerwonych (KKCz) zawiera jednak pewną ilość osocza, ponieważ otrzymuje się go z krwi pełnej, a proces usuwania osocza nie ma 100% wydajności.

Przetoczenie krwi jest poprzedzone dwukrotnym oznaczeniem grupy krwi biorcy w układzie ABO oraz próbą zgodności serologicznej, podczas której jest weryfikowana zgodność grup krwi dawcy i biorcy. Do oznaczania przynależności grupowej krwi w układzie ABO służą hemotesty, zawierające aglutyniny anty-A (α) uzyskane z krwi grupy B, aglutyniny anty-B (β) uzyskane z krwi grupy A oraz aglutyniny anty-A (α) i anty-B (β) uzyskane z krwi grupy O. Technika oznaczania grupy krwi polega na dodaniu do surowicy testowej zawiesiny badanych krwinek w soli fizjologicznej oraz na obserwacji, czy zachodzi ich aglutynacja (zlepianie się).

Niebezpieczeństwo powikłań po przetoczeniu krwi jest minimalizowane przez stosowanie do transfuzji krwi grupy jednoimiennej, czyli takiej, jaką ma pacjent. Jeżeli grupa krwi biorcy nie jest znana, a występują bezpośrednie zagrożenie życia chorego i konieczność natychmiastowego przetoczenia, lekarz może podjąć decyzję o podaniu KKCz grupy O.

Grupa krwi w układzie ABO jest warunkowana przez allele kodominujące IA i IB oraz allel recesywny i.

Na podstawie: praca zbiorowa, Wytyczne w zakresie leczenia krwią i jej składnikami oraz produktami krwiopochodnymi w podmiotach leczniczych, Warszawa 2014;
red. T. Brzozowski, Konturek. Fizjologia człowieka, Wrocław 2019.

13.1. (0–1)

Podaj grupę krwi układu ABO, której krwinki nie ulegają aglutynacji w żadnej z surowic testowych.

13.2. (0–1)

Wyjaśnij, dlaczego przetoczenie KKCz grupy O może być szkodliwe dla biorcy, który ma grupę krwi B. W odpowiedzi odnieś się do układu ABO.

13.3. (0–3)

Rodzice, z których matka ma grupę krwi AB, a ojciec – grupę krwi O, spodziewają się dziecka.

Podaj genotypy rodziców. Na podstawie krzyżówki genetycznej określ wszystkie możliwe grupy krwi potomstwa oraz prawdopodobieństwo wystąpienia grupy krwi AB u dziecka tej pary rodziców. Zastosuj oznaczenia alleli podane w tekście.

Genotyp matki:
Genotyp ojca:

Krzyżówka genetyczna:

Możliwe grupy krwi potomstwa:

Prawdopodobieństwo wystąpienia grupy krwi AB: %

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 11. (2 pkt)

Ssaki Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

W trakcie polowania nietoperze emitują i odbierają ultradźwięki o częstotliwości niekiedy przekraczającej 200 kiloherców.

Na podstawie: M.B. Fenton i in., Signal Strength, Timing, and Self-Deafening: The Evolution of Echolocation in Bats, „Paleobiology” 21(2), 1995.

11.1. (0–1)

Wykaż, że zdolność nietoperzy do emitowania i odbierania dźwięków o wysokiej częstotliwości jest przystosowaniem do nocnego trybu życia, który prowadzą nietoperze.

11.2. (0–1)

Spośród podanych cech nietoperzy A–E wybierz i zaznacz dwie, które świadczą o przynależności nietoperzy do gromady ssaków.

  1. występowanie błon płodowych
  2. obecność włosów
  3. obecność kręgosłupa
  4. stałocieplność
  5. karmienie młodych mlekiem matki

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 10. (6 pkt)

Układ hormonalny Układ wydalniczy Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

Podstawową jednostką funkcjonalno-strukturalną nerki jest nefron. W początkowej części nefronu znajduje się ciałko nerkowe, zbudowane z kłębuszka nerkowego oraz otaczającej go torebki Bowmana. Śródbłonek kapilar kłębuszka jest zespolony z nabłonkiem blaszki trzewnej torebki Bowmana, co sprawia, że płyn przefiltrowany przez kapilary kłębuszka przepływa bezpośrednio do światła torebki Bowmana, a następnie – do kanalika bliższego nefronu.

Część osocza krwi przepływającej przez naczynia włosowate kłębuszków nerkowych ulega przefiltrowaniu do światła torebki Bowmana. Związki przefiltrowane do przesączu kłębuszkowego przepływają następnie przez kanaliki nerkowe, gdzie dochodzi do wchłaniania zwrotnego.

W tabeli przedstawiono zawartość wybranych związków w przesączu kłębuszkowym oraz ilości tych związków ulegające wchłanianiu zwrotnemu u zdrowego człowieka.

Nazwa związku Zawartość w przesączu kłębuszkowym,
g/doba		 Ilość ulegająca wchłanianiu zwrotnemu,
g/doba		 Ilość pozostająca w moczu,
g/doba
glukoza 180 180 0
jony sodu 588 584 4
Na podstawie: J.E. Hall, Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, Filadelfia 2016;
D.U. Silverthon, Fizjologia człowieka. Zintegrowane podejście, Warszawa 2021.

10.1. (0–2)

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące procesów zachodzących w nefronie zdrowego człowieka są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Budowa ciałka nerkowego uniemożliwia przemieszczanie się elementów morfotycznych krwi do światła kanalika nerkowego. P F
2. Podczas filtracji kłębuszkowej większość białek osocza przemieszcza się do światła kanalika nerkowego. P F
3. Zmiany średnicy tętniczki doprowadzającej pozwalają na utrzymanie względnie stałego przepływu krwi przez kłębuszek nerkowy mimo zmian ciśnienia krwi w tętnicy nerkowej. P F

10.2. (0–1)

Określ czynniki warunkujące przechodzenie glukozy z osocza krwi do światła torebki Bowmana. W odpowiedzi uwzględnij wielkość cząsteczki glukozy oraz jedną cechę budowy kapilar kłębuszka nerkowego.

10.3. (0–1)

Uzupełnij poniższe zdania tak, aby w poprawny sposób opisywały funkcjonowanie nefronu. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

Wchłanianie zwrotne Na+ w kanaliku bliższym powoduje, że płyn zewnątrzkomórkowy śródmiąższu nerki staje się (hipertoniczny / hipotoniczny) w stosunku do filtratu pozostałego w świetle kanalika. Dzięki temu woda jest (wydzielana do / wchłaniana z) kanalika bliższego.

10.4. (0–2)

Każdy z hormonów wymienionych poniżej (1.–4.) przyporządkuj do odpowiedniego składnika moczu, którego wchłanianie zwrotne ze światła kanalika nerkowego jest regulowane przez ten hormon. W wyznaczone miejsca wpisz odpowiednie oznaczenie hormonu (lub hormonów).

  1. hormon antydiuretyczny (wazopresyna)
  2. parathormon
  3. kalcytonina
  4. aldosteron

woda:
jony sodu:
jony wapnia:

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 9. (4 pkt)

Układ pokarmowy i żywienie Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Na rysunku przedstawiono widok jamy ustnej człowieka od strony przyśrodkowej, uwzględniający śliniankę podjęzykową, śliniankę podżuchwową oraz ich przewody odprowadzające:

  • przewód podżuchwowy
  • przewód większy ślinianki podjęzykowej
  • przewody mniejsze ślinianki podjęzykowej.

Uwaga: na rysunku nie przedstawiono języka.

Na podstawie: W. Dauber, Ilustrowana anatomia człowieka Feneisa, Warszawa 2010;
J. Sokołowska-Pituchowa (red.), Anatomia człowieka, Warszawa 2020.

9.1. (0–1)

Określ, czy ślinianki podjęzykowa i podżuchwowa są gruczołami wydzielania wewnętrznego, czy – wydzielania zewnętrznego. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do informacji przedstawionych na rysunku.

9.2. (0–1)

Który rodzaj zęba oznaczono na schemacie literą X? Zaznacz odpowiedź spośród podanych.

  1. siekacz
  2. kieł
  3. przedtrzonowiec
  4. trzonowiec

9.3. (0–1)

Wykaż związek między budową jamy ustnej a trawieniem w niej skrobi.

9.4. (0–1)

Spośród podanych produktów spożywczych wybierz i zaznacz wszystkie produkty zawierające skrobię.

mięso wieprzowe
kasza jęczmienna
suszone borowiki
marynowana cebula
masło

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 8. (4 pkt)

Metody badawcze i doświadczenia Sformułuj wnioski, hipotezę lub zaplanuj doświadczenie Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Susłogon arktyczny (Urocitellus parryii) to gatunek gryzonia występującego na Alasce, w północnej Kanadzie oraz na Syberii.

Zbadano wpływ temperatury środowiska na następujące parametry susłogona arktycznego podczas hibernacji:

  • całkowite tempo przemiany materii (wyrażone ilością zużytego tlenu w przeliczeniu na jednostkę masy ciała)
  • wewnętrzną temperaturę ciała
  • współczynnik oddechowy.

Stan hibernacji u susłogona ma charakter przystosowawczy, który zwiększa jego tolerancję wobec niesprzyjających warunków środowiskowych. Wartość współczynnika oddechowego pozwala określić, jakie substancje są głównym źródłem energii dla danego organizmu.

Współczynnik oddechowy wynosi:

  • dla cukrów prostych 1
  • dla białek ok. 0,8
  • dla tłuszczów nasyconych ok. 0,7.

Badaniom poddano osiem zwierząt: cztery samce i cztery samice, wszystkie pochodzące z tej samej populacji żyjącej na Alasce. Przed przejściem w stan hibernacji zwierzęta były żywione paszą dla gryzoni z dodatkiem marchwi oraz nasion kukurydzy.

Na wykresie przedstawiono średnie arytmetyczne otrzymanych wyników.

Na podstawie: C.L. Buck, B.M. Barnes, Effects of Ambient Temperature on Metabolic Rate, Respiratory Quotient, and Torpor in an Arctic Hibernator, „American Journal of Physiology – Regulatory, Integrative and Comparative Physiology” 279(1), 2000.

8.1. (0–2)

Wypisz z powyższego opisu przeprowadzonych badań po jednym przykładzie zmiennej niezależnej, zmiennej zależnej i zmiennej kontrolowanej.

Zmienna niezależna:

Zmienna zależna:

Zmienna kontrolowana:

8.2. (0–1)

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące przedstawionych wyników badań są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. W temperaturach otoczenia poniżej 0 °C – im niższa jest temperatura otoczenia, tym niższe jest tempo metabolizmu badanych zwierząt. P F
2. Wraz ze wzrostem temperatury otoczenia z 0 °C do 12 °C wzrastają zarówno wewnętrzna temperatura ciała, jak i całkowite tempo metabolizmu badanych zwierząt. P F

8.3. (0–1)

Na podstawie przedstawionych wyników badań określ, czy podczas trwania hibernacji jedynym substratem energetycznym susłogonów arktycznych są tłuszcze. Odpowiedź uzasadnij.

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 7. (5 pkt)

Metody badawcze i doświadczenia Fizjologia roślin Ekologia Sformułuj wnioski, hipotezę lub zaplanuj doświadczenie Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Zdolność wiązania i redukcji azotu atmosferycznego mają m.in. bakterie z rodzaju Rhizobium żyjące w brodawkach roślin bobowatych oraz wolnożyjące bakterie z rodzaju Azotobacter, które występują w strefie korzeniowej roślin. Substancjami odżywczymi Azotobacter chroococcum są węglowodany oraz inne związki organiczne (np. mannitol) wydzielane przez korzenie roślin.

Sformułowano następujące pytanie badawcze: Czy obecność dwóch szczepów A. chroococcum (AC1 i AC10) pozwala na ograniczenie podczas uprawy bawełny dawki nawozu azotowego – mocznika?

W tym celu z wykorzystaniem sześciu donic uprawianej bawełny przeprowadzono następujące badanie:

  • w pierwszych trzech donicach roślin bawełny stosowano nawożenie mocznikiem w różnych stężeniach – 100%, 75% albo 50% – w stosunku do dawki zalecanej przez producenta
  • w pozostałych trzech donicach roślin bawełny wprowadzano do gleby szczepy A. chroococcum oraz 50% dawkę nawozu w następujących kombinacjach:
    ‒ szczep AC1 oraz nawóz
    ‒ szczep AC10 oraz nawóz
    ‒ szczepy AC1 i AC10 wraz z nawozem.

Następnie zmierzono długości pędu i korzeni. Wykonano trzy niezależne powtórzenia każdego z wariantów doświadczenia. Średnie wyniki przedstawiono na wykresach I i II.

W badaniu sprawdzano również obecność substancji wydzielanych do gleby przez bakterie i wykazano obecność: auksyn, enzymów proteolitycznych oraz ureazy, rozkładającej mocznik do jonów amonowych i dwutlenku węgla.

Na podstawie: F. Romero-Perdomo i in., Azotobacter chroococcum […], „Revista Argentina de Microbiología” 49, 2017.

7.1. (0–1)

Na podstawie przedstawionych wyników badania sformułuj odpowiedź na postawione pytanie badawcze.

7.2. (0–1)

Wykaż związek pomiędzy obecnością ureazy wydzielanej do gleby przez A. chroococcum a wzrostem bawełny.

7.3. (0–2)

Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

Bakteria A. chroococcum jest (chemoautotrofem / heterotrofem). Prowadzi (pasożytniczy / saprobiontyczny) tryb życia, ponieważ (wydziela enzymy proteolityczne / pobiera substancje pokarmowe wydzielane przez korzenie roślin).

7.4. (0–1)

Określ, jaka zależność – mutualizm czy komensalizm – występuje między bakteriami z rodzaju Rhizobium a roślinami bobowatymi. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do definicji wybranej zależności oraz do przykładów korzyści lub strat odnoszonych przez wymienione organizmy.

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 6. (3 pkt)

Wirusy, wiroidy, priony Prokarionty Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

Fag T4 jest niezwykle rozpowszechniony w środowisku i należy do fagów ogonkowych – jest zbudowany z główki oraz z kurczliwego ogonka. Genom faga T4 stanowi dwuniciowy DNA. Jednym z gospodarzy faga T4 jest bakteria Escherichia coli. Pierwszym etapem infekcji jest adsorpcja faga na powierzchni bakterii. Ten proces wymaga obecności – na powierzchni bakterii – odpowiednich receptorów. Wprowadzenie DNA do wnętrza bakterii następuje po enzymatycznym strawieniu związku wchodzącego w skład ściany komórkowej bakterii. Kilka minut po infekcji dochodzi do ekspresji genu imm faga T4, który to gen koduje białko Imm, wbudowujące się w błonę wewnętrzną bakterii.

Na poniższych schematach przedstawiono: (A) etap wnikania faga T4 do komórki bakterii E. coli oraz (B) lokalizację i sposób działania białka Imm podczas próby zakażenia tej samej komórki kolejnym fagiem.

Na podstawie: S.J. Labrie i in., Bacteriophage Resistance Mechanisms, „Nature Reviews Microbiology” 8, 2010;
G. Figura i in., Bakteriofag T4: molekularne aspekty infekcji komórki bakteryjnej, rola białek kapsydowych, „Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej” 64, 2010;
K. Shi i in., Structural Basis of Superinfection Exclusion by Bacteriophage T4 Spackle, „Communications Biology” 3, 2020.

6.1. (0–1)

Na podstawie przedstawionych informacji wykaż, że wytworzenie białka lmm zapobiega wtórnej infekcji komórek E. coli kolejnym fagiem T4.

6.2. (0–1)

Podaj nazwę głównego składnika ściany komórkowej bakterii E. coli zapewniającego bakteriom ochronę przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz przed wpływem czynników fizycznych i chemicznych.

6.3. (0–1)

Określ, czy E. coli jest bakterią Gram-dodatnią czy Gram-ujemną. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do widocznej na schemacie jednej cechy budowy tej bakterii.

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 3. (4 pkt)

Budowa i funkcje komórki Metody badawcze i doświadczenia Sformułuj wnioski, hipotezę lub zaplanuj doświadczenie Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Przeprowadzono obserwację zjawiska plazmolizy w komórkach roślinnych. Do obserwacji mikroskopowej przygotowano następujące materiały:

  • świeżą czerwoną cebulę – wykorzystano zewnętrzną skórkę liścia spichrzowego cebuli, która zawiera barwnik w dużej ilości
  • szkiełka mikroskopowe: podstawowe i nakrywkowe
  • wodę wodociągową
  • nasycony roztwór NaCl
  • pipetę
  • skalpel.

Obserwację przeprowadzono w dwóch etapach.

  • Etap 1. – wykonano przyżyciowy preparat mikroskopowy ze skórki liścia spichrzowego cebuli i przeprowadzono obserwację mikroskopową tego preparatu (fotografia 1.).
  • Etap 2. – w celu zaobserwowania zjawiska plazmolizy do tego preparatu dodano nasycony roztwór NaCl i ponownie przeprowadzono obserwację mikroskopową preparatu (fotografia 2.).
Fotografia 1.
Fotografia 2.
Na podstawie: www.microbehunter.com

3.1. (0–1)

Opisz, w jaki sposób należy przygotować preparat mikroskopowy przedstawiony na fotografii 1. W opisie uwzględnij materiały wybrane spośród wymienionych we wprowadzeniu do zadania.

3.2. (0–2)

Opisz zaobserwowane zmiany w wyglądzie komórek przedstawionych na fotografiach 1. i 2. Wyjaśnij mechanizm prowadzący do zmian zaobserwowanych w tym doświadczeniu.

Opis zmian wyglądu komórek:

Wyjaśnienie zaobserwowanych zmian:

3.3. (0–1)

Określ, w jaki sposób można odwrócić zmiany w wyglądzie komórek przedstawionych na fotografii 2., aby przypominał on wygląd komórek przedstawionych na fotografii 1.

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 1. (3 pkt)

Budowa i funkcje komórki Fotosynteza Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

RuBisCO, czyli karboksylaza/oksygenaza rybulozo-1,5-bisfosforanowa, jest enzymem katalizującym pierwszy etap cyklu Calvina w fazie ciemnej fotosyntezy. W skład RuBisCO wchodzą dwa rodzaje podjednostek:

  • mniejsze – określane jako łańcuchy S – są kodowane przez jądrowy gen rbcS
  • większe – określane jako łańcuchy L – są kodowane przez chloroplastowy gen rbcL i tworzą centra katalityczne enzymu.

Nowo powstałe łańcuchy S są transportowane do stromy chloroplastów w celu połączenia z łańcuchami L. W pełni funkcjonalny kompleks białkowy RuBisCO składa się z czterech dimerów podjednostek L i czterech dimerów podjednostek S.

Na podstawie: biotechnologia.pl

1.1. (0–2)

Na podstawie przedstawionych informacji oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące RuBisCO są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. W pełni funkcjonalny kompleks białkowy RuBisCO składa się z 8 łańcuchów polipeptydowych. P F
2. Łańcuchy L enzymu RuBisCO są syntezowane w stromie chloroplastu. P F
3. Jednym z substratów reakcji katalizowanej przez RuBisCO w cyklu Calvina jest rybulozo-1,5-bisfosforan. P F

1.2. (0–1)

Na przykładzie budowy RuBisCO wykaż, że chloroplasty są organellami półautonomicznymi.

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 17. (5 pkt)

Wpływ człowieka na środowisko i jego ochrona Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Przedstawiony na poniższej fotografii rezerwat „Zbocza Płutowskie” utworzono w 1963 roku na prawym zboczu doliny dolnej Wisły. Celem podjętych działań była ochrona muraw kserotermicznych oraz związanych z nimi światło- i ciepłolubnych gatunków roślin. Przed utworzeniem rezerwatu na całej powierzchni zboczy przeważały zbiorowiska muraw, które były wykorzystywane gospodarczo – koszono trawę i prowadzono wypas bydła. W ciągu 40 lat od utworzenia rezerwatu i od zaprzestania użytkowania gospodarczego zaobserwowano zmiany w składzie roślinności, związane z wkraczaniem gatunków krzewiastych i gatunków azotolubnych.

W 2000 roku na terenie rezerwatu zaczęto wypasać owce. Obok pozytywnych efektów tego eksperymentu – utrzymanie się w wypasanych miejscach dużych płatów muraw kserotermicznych – zauważono także jego negatywne skutki, m.in. zwiększenie erozji gleby i znaczny wzrost udziału wilczomlecza sosnki (Euphorbia cyparissias) – gatunku, którego owce nie zjadają ze względu na gorzki smak. Zbyt intensywny wypas, który trwa przez cały sezon wegetacyjny, może po dłuższym czasie być przyczyną także zubożenia gatunkowego muraw i ograniczenia kwitnienia.

Na podstawie: L. Rutkowski i in., Stan zachowania i przekształcenia szaty roślinnej wybranych rezerwatów nad dolną Wisłą, w: Wycieczki geobotaniczne. Region Kujawsko-Pomorski, Toruń 2004;
parki.kujawsko-pomorskie.pl; źródło fotografii: Wikimedia Commons.

17.1. (0–2)

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące roślinności muraw kserotermicznych znajdujących się w rezerwacie „Zbocza Płutowskie” są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Murawy kserotermiczne w rezerwacie „Zbocza Płutowskie” są ekosystemami, których utrzymanie wymaga działalności człowieka. P F
2. Na murawach kserotermicznych w rezerwacie „Zbocza Płutowskie” po zaprzestaniu użytkowania gospodarczego doszło do zmian składu gatunkowego ekosystemu. P F
3. Umiarkowane użytkowanie gospodarcze muraw kserotermicznych w rezerwacie „Zbocza Płutowskie” jest działaniem umożliwiającym zachowanie typowego składu gatunkowego muraw kserotermicznych. P F

17.2. (0–1)

Wyjaśnij, dlaczego zaniechanie gospodarczego użytkowania zboczy wpłynęło negatywnie na roślinność muraw kserotermicznych.

17.3. (0–2)

Zaznacz dwa przykłady działań z zakresu ochrony czynnej muraw kserotermicznych.

  1. Regularna głęboka orka.
  2. Wycinka drzew i krzewów.
  3. Kontrolowany wypas zwierząt.
  4. Wprowadzenie do rezerwatu roślin uprawnych.
  5. Nawożenie muraw kserotermicznych związkami azotowymi.

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 16. (3 pkt)

Ewolucjonizm i historia życia na ziemi Ekologia Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

Wargatek czyściciel (Labroides dimidiatus) żywi się pasożytniczymi bezkręgowcami, które przebijają i rozrywają skórę oraz skrzela innych ryb. Wargatek jest dobrze widoczny w toni wodnej dzięki czarnemu pasowi biegnącemu od głowy do ogona oraz niebieskim plamom na tułowiu i na ogonie. Aby pozbyć się pasożytów, do wargatka czyściciela podpływają ryby z około 50 różnych gatunków. Wśród ryb zbliżających się do wargatka znajdują się także drapieżniki, które go nie atakują, ale pozwalają mu na usunięcie pasożytów.

Z wargatkiem współwystępuje inna ryba – aspidont (Aspidontus taeniatus) – która jest podobna morfologicznie do wargatka, ale prowadzi odmienny tryb życia. Gdy do aspidonta zbliży się większa ryba, ten szybko atakuje i odgryza jej kawałek płetwy bądź skóry, po czym ucieka do swojej kryjówki. Oba gatunki przedstawiono na poniższych ilustracjach.

Na podstawie: T. Kaleta, Zachowanie się zwierząt. Zarys problematyki, Warszawa 2014;
J. Morrissey i in., Introduction to the Biology of Marine Life, Sudbury 2009.

16.1. (0–1)

Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Zależność między wargatkiem czyścicielem a rybą przez niego czyszczoną to

  1. mutualizm.
  2. komensalizm.
  3. drapieżnictwo.
  4. pasożytnictwo.

16.2. (0–1)

Na podstawie przedstawionych informacji określ znaczenie adaptacyjne morfologicznego podobieństwa aspidonta do wargatka czyściciela.

16.3. (0–1)

Wyjaśnij, w jaki sposób w toku ewolucji doszło do utrwalenia się wyglądu aspidonta przedstawionego na rysunku. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm działania doboru naturalnego.

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 15. (3 pkt)

Dziedziczenie Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Psy rasy labrador retriever mogą mieć sierść czarną, brązową lub żółtą. Za barwę sierści psów tej rasy odpowiadają dwa niezależnie dziedziczone geny. Każdy z tych genów ma dwa allele.

  • Allele pierwszego genu warunkują powstanie pigmentu – allel dominujący E warunkuje jego wytworzenie i powstanie ciemnej sierści, natomiast recesywny allel e w układzie homozygotycznym uniemożliwia wytworzenie pigmentu i sierść pozostaje jasna – żółta.
  • Allele drugiego genu są odpowiedzialne za kolor ciemnej sierści – dominujący allel B odpowiada za wytworzenie czarnego barwnika, natomiast recesywny allel b – za barwnik brązowy.

Psy o sierści żółtej mogą mieć różny kolor nosa – może on być ciemny, jeżeli w ich genotypie występuje przynajmniej jeden allel B, albo jasny – gdy nie mają tego allelu.

Skrzyżowano żółtą samicę i brązowego samca mających już szczenięta: czarne, brązowe i żółte.

Na podstawie: www.labrador.org.pl

Zapisz krzyżówkę genetyczną i na jej podstawie podaj oczekiwany stosunek fenotypowy szczeniąt czarnych, brązowych i żółtych w potomstwie opisanej pary psów oraz określ prawdopodobieństwo, że żółte szczenię będzie miało ciemny nos.

Krzyżówka genetyczna:

Oczekiwany stosunek fenotypowy:

Prawdopodobieństwo, że żółte szczenię będzie miało ciemny nos:

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 14. (4 pkt)

Skład organizmów Ekspresja informacji genetycznej Genetyka - pozostałe Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Na schemacie A przedstawiono początkowy fragment polipeptydu, obejmujący pierwsze cztery reszty aminokwasowe łańcucha liczącego łącznie 172 reszty aminokwasowe. Na skutek mutacji w trzeciej pozycji czwartego kodonu w genie kodującym ten polipeptyd dochodzi do przedwczesnego zakończenia translacji i powstaje skrócony peptyd składający się tylko z trzech reszt aminokwasowych (schemat B).

14.1. (0–1)

Podaj sekwencję aminokwasową fragmentu polipeptydu przedstawionego na schemacie A. Sekwencję zapisz od końca aminowego do końca karboksylowego, posługując się pełnymi nazwami aminokwasów lub ich oznaczeniami trójliterowymi.

14.2. (0–1)

Podaj dwie możliwe sekwencje nukleotydowe mRNA kodujące fragment polipeptydu przedstawiony na schemacie A. Sekwencje zapisz od końca 5′ do końca 3′.

14.3. (0–1)

Podaj sekwencję nukleotydową czwartego kodonu mRNA kodującego tripeptyd przedstawiony na schemacie B. Sekwencję zapisz od końca 5′ do końca 3′.

14.4. (0–1)

Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Kod genetyczny określa się jako zdegenerowany, co oznacza, że

  1. różne organizmy mają ten sam kod genetyczny.
  2. kolejne kodony następują bezpośrednio po sobie.
  3. jeden aminokwas może być kodowany przez więcej niż jeden kodon.
  4. kolejność kodonów w mRNA odpowiada kolejności reszt aminokwasowych w peptydzie.

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 13. (3 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

Na poniższym schemacie przedstawiono przebieg pierwszego cyklu amplifikacji DNA metodą PCR. Uwzględniono tylko dwa z czterech deoksyrybonukleotydów niezbędnych do syntezy DNA.

Uwaga: deoksyrybonukleotydy oznacza się czteroliterowymi skrótowcami, np. trifosforan deoksyguanozyny – dGTP (ang. deoxyguanosine triphosphate).

Na podstawie: B. Alberts i in., Podstawy biologii komórki, Warszawa 2016.

13.1. (0–1)

Uzupełnij powyższy schemat – wpisz w wyznaczone miejsca (+ ..........) oznaczenia dwóch deoksyrybonukleotydów niezbędnych do syntezy DNA, brakujących na schemacie.

13.2. (0–1)

Określ, w jaki sposób przeprowadza się rozdzielenie dwuniciowego DNA podczas pierwszego etapu każdego cyklu PCR.

13.3. (0–1)

Wyjaśnij, dlaczego w cyklu PCR etap syntezy DNA musi być poprzedzony przyłączeniem starterów. W odpowiedzi uwzględnij właściwości polimerazy DNA.

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 12. (4 pkt)

Układ nerwowy i narządy zmysłów Skład organizmów Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Złącze nerwowo-mięśniowe to synapsa znajdująca się między neuronem ruchowym a włóknem mięśniowym. Warunkiem niezbędnym do uwolnienia w synapsie przekaźnika nerwowego, np. acetylocholiny, jest połączenie pęcherzyków synaptycznych zawierających neurotransmiter z błoną komórkową neuronu. Umożliwia je kompleks fuzyjny tworzony przez kilka białek transbłonowych (SNARE).

Toksyna botulinowa jest wytwarzana przez beztlenowe bakterie Clostridium botulinum. Po dostaniu się do organizmu człowieka toksyna botulinowa dociera do szczeliny synaptycznej, gdzie łączy się z receptorami w błonie neuronu i wnika do jego wnętrza. Forma aktywna toksyny składa się z dwóch podjednostek – łańcucha lekkiego oraz łańcucha ciężkiego – które są połączone mostkiem disiarczkowym. Po rozłączeniu się tych podjednostek łańcuch lekki rozkłada białka z grupy SNARE. Ostatecznie dochodzi do zablokowania przewodzenia w złączu nerwowo-mięśniowym, w wyniku czego mięśnie ulegają zwiotczeniu.

Na poniższych schematach przedstawiono mechanizm przekazywania pobudzenia w synapsie nerwowo-mięśniowej osoby zdrowej (A) oraz mechanizm działania toksyny botulinowej (B). Strzałkami oznaczono kolejność zdarzeń przedstawionych na schematach.

Na podstawie: P. Čapek, T.J. Dickerson, Sensing the Deadliest Toxin: Technologies for Botulinum Neurotoxin Detection, „Toxins” 2(1), 2010;
A. Mazurkiewicz-Pisarek, A. Płucienniczak, Toksyna botulinowa – cudowna trucizna, „Biotechnologia” 2(85), 2009.

12.1. (0–2)

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące działania toksyny botulinowej są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. W procesie porażania mięśni przez toksynę botulinową dochodzi do przemieszczenia jej łańcucha lekkiego do cytozolu neuronu. P F
2. Po związaniu się z receptorem w szczelinie synaptycznej toksyna botulinowa wnika do neuronu na drodze endocytozy. P F
3. Toksyna botulinowa po przedostaniu się do szczeliny synaptycznej blokuje receptory acetylocholiny w błonie komórki mięśniowej. P F

12.2. (0–1)

Na podstawie przedstawionych w tekście informacji określ najwyższą rzędowość struktury białka – toksyny botulinowej. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do jednej cechy budowy tego białka.

12.3. (0–1)

Uzupełnij tabelę – uporządkuj w odpowiedniej kolejności procesy fizjologiczne zachodzące w synapsie nerwowo-mięśniowej u zdrowego człowieka. Wpisz numery 2.–4. w odpowiednie miejsca tabeli.

Proces fizjologiczny Kolejność
Dotarcie impulsu nerwowego do synapsy nerwowo-mięśniowej i utworzenie kompleksu fuzyjnego przez białka transbłonowe (SNARE). 1
Depolaryzacja błony komórkowej komórki mięśniowej i powstanie potencjału czynnościowego.
Fuzja pęcherzyków synaptycznych z błoną presynaptyczną i uwolnienie acetylocholiny do szczeliny synaptycznej.
Wiązanie się acetylocholiny z mięśniowym receptorem błonowym.

Strony