Na rysunku A przedstawiono budowę układu pokarmowego człowieka, na rysunku B –
struktury związane z wchłanianiem substancji pokarmowych.
a)
Określ, w jaki sposób na proces trawienia w układzie pokarmowym człowieka wpływa wątroba.
b)
Podaj nazwę struktur przedstawionych na rysunku B oraz ich lokalizację w przewodzie pokarmowym człowieka i określ znaczenie tych struktur dla funkcjonowania tego odcinka przewodu pokarmowego.
Jedną z chorób kości jest osteoporoza, należąca do grupy chorób, w których duże znaczenie
ma stosowana przez człowieka dieta.
Na rysunkach przedstawiono przekrój przez kość kobiet w różnym wieku. Jasnym kolorem
oznaczono beleczki kostne, ciemnym – przestrzeń pomiędzy beleczkami kostnymi.
a)
Na podstawie rysunków określ, na czym polega zmiana struktury kości spowodowana osteoporozą i podaj tego przyczynę.
b)
Zaznacz poprawne dokończenie poniższego zdania.
Dieta chroniąca organizm przed osteoporozą powinna uwzględniać pokarmy bogate w
magnez i witaminę B.
fosfor i witaminę A.
wapń i witaminę D.
cynk i witaminę C.
c)
Wyjaśnij, dlaczego zagrożenie osteoporozą u kobiet wzrasta wraz z ich wiekiem. W odpowiedzi uwzględnij nazwę i rolę hormonów zmniejszających ryzyko wystąpienia choroby.
Przeprowadzono badania w celu określenia wpływu liczebności populacji wilka na populację
rysia. Wykazały one, że obie populacje mogą bytować na tym samym obszarze. Rysie żywią
się głównie sarnami. Upolowaną zdobycz (jeśli jej nie zjedzą) ukrywają, wciągając np.
na drzewo lub przykrywając trawą. Wataha wilków poluje przede wszystkim na jelenie
(łanie i cielęta).
a)
Na podstawie tekstu określ, dlaczego populacje rysia i wilka mogą bytować na tym samym obszarze.
b)
Wyjaśnij, w jaki sposób zmniejszenie zagęszczenia ofiar obu gatunków (np. na skutek nadmiernych polowań) może wpłynąć na relacje między tymi drapieżnikami.
Obecnie głównym źródłem enzymów stosowanych w różnych dziedzinach gospodarki są
rekombinowane mikroorganizmy. Preparaty enzymatyczne dodawane do pasz mają zdolność
rozkładu, np. celulozy, skrobi i pektyn. Natomiast w produkcji środków piorących stosuje się
lipazy i proteinazy, które zwiększają ich efektywność i pozwalają na pranie w niższej
temperaturze. Środki piorące wzbogacone w enzymy zawierają mniejszą ilość fosforanów
niż jeszcze 20 lat temu.
a)
Wyjaśnij, dlaczego wzbogacanie pasz pochodzenia roślinnego w preparaty enzymatyczne skutkuje przyspieszonym wzrostem hodowanych zwierząt, zwłaszcza drobiu i trzody chlewnej. W odpowiedzi uwzględnij właściwości preparatów enzymatycznych.
b)
Podaj przykład korzyści dla środowiska naturalnego wynikającej ze stosowania środków piorących zawierających enzymy.
Na rysunku przedstawiono parę chromosomów homologicznych i położenie czterech genów
(I–IV).
Określ, w przypadku których par loci – I i II czy III i IV – występuje większe
prawdopodobieństwo sprzężonego dziedziczenia alleli. Odpowiedź uzasadnij.
Kwas foliowy (witamina z grupy B) jest niezbędny przy podziale komórkowym i dlatego
odgrywa szczególną rolę w tkankach, w których podziały komórkowe są intensywne. Pełni on
funkcję koenzymu w reakcjach przenoszenia grup jednowęglowych w procesie syntezy zasad
purynowych i pirymidynowych. Podczas tych reakcji kwas foliowy ulega utlenieniu,
a regenerowanie polega na ponownej jego redukcji. Antagonistą kwasu foliowego jest
metotreksat (MTX). Wiąże się on z centrum aktywnym enzymu odpowiedzialnego za reakcję
redukcji kwasu foliowego 10 000 razy silniej niż naturalny substrat. Metotreksat działa
swoiście na dzielące się komórki, głównie w fazie S cyklu komórkowego, i dlatego jest
stosowany w leczeniu wielu chorób nowotworowych. Ubocznym skutkiem opisanej
chemioterapii okazuje się wpływ leku na inne prawidłowo dzielące się komórki organizmu, np.
na niewyspecjalizowane komórki szpiku kostnego.
Na podstawie: J. Berg, J. Tymoczko, L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2009.
a)
Zaznacz właściwe dokończenie zdania wybrane spośród A–B oraz jego poprawne uzasadnienie wybrane spośród 1.–3.
Po podaniu MTX zachodzi inhibicja
A.
kompetycyjna,
ponieważ
1.
metotreksat, podobnie jak kwas foliowy, pełni funkcję koenzymu w reakcjach redukcji grup jednowęglowych.
2.
metotreksat wiąże się z centrum aktywnym enzymu odpowiedzialnego za reakcję redukcji kwasu foliowego.
B.
niekompetycyjna,
3.
metotreksat zmienia kształt centrum aktywnego enzymu katalizującego redukcję kwasu foliowego, co jest przyczyną wypierania cząsteczek tego kwasu.
b)
Określ, czy podczas leczenia pacjenta chemioterapią, z wykorzystaniem dużych dawek MTX, można odwrócić inhibicję reakcji redukcji kwasu foliowego za pomocą wysokiej dawki tego kwasu. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do właściwości metotreksatu.
c)
Podaj, dlaczego jednym ze skutków ubocznych stosowania małych dawek metotreksatu jest zahamowanie wytwarzania przeciwciał w organizmie. W odpowiedzi odnieś się do komórek układu odpornościowego.
Zwierzęta stałocieplne, w celu utrzymania stałej temperatury ciała w warunkach, gdy jest zbyt
chłodno, muszą zatrzymywać ciepło w organizmie i chronić się przed jego utratą.
a)
Zaznacz prawidłowe dokończenie poniższego zdania.
Futro pokrywające ciało ssaków jest dobrym izolatorem ciepła, ponieważ
warstwy zewnętrzne włosa zbudowane są z płaskich, zrogowaciałych komórek, które
pochłaniają ciepło.
włosy zawierają barwnik pochłaniający promieniowanie UV, które dodatkowo ogrzewa
organizm.
włosy faliście powyginane, tzw. wełniste, ogrzewają najbardziej zewnętrzną część skóry.
między włosami znajduje się warstwa powietrza, które jest izolatorem ciepła.
b)
Opisz, w jaki sposób reakcja naczyń krwionośnych ogranicza utratę ciepła przez skórę w sytuacji, gdy jest zbyt chłodno.
Na poniższym zdjęciu przedstawiono budowę skóry typową dla wielu przedstawicieli pewnej
gromady kręgowców lądowych.
a)
Określ przynależność systematyczną – gromadę – zwierzęcia, od którego pobrano tkankę, a następnie wykonano przedstawiony preparat. Odpowiedź uzasadnij, wskazując jedną cechę budowy skóry charakterystyczną dla wszystkich zwierząt zaliczanych do tej gromady.
b)
Dla każdej z wymienionych warstw skóry podaj nazwę listka zarodkowego, z którego ta warstwa się rozwija.
Skóra właściwa:
Naskórek:
c)
Wykaż, że gruczoły jadowe odgrywają istotną rolę w funkcjonowaniu organizmu, którego budowę skóry przedstawiono na zdjęciu.
Stawonogi i większość mięczaków to bezkręgowce wytwarzające szkielet zewnętrzny.
Wyjaśnij, odwołując się do budowy szkieletu, dlaczego u stawonogów występuje wzrost
skokowy, a mięczaki rosną w sposób ciągły aż do osiągnięcia stadium dojrzałości.
Kserofity to rośliny żyjące w warunkach okresowego niedoboru wody. Wyróżnia się wśród
nich dwa sposoby przystosowania do życia w suchym środowisku:
jeden – polega na ograniczaniu transpiracji (sklerofityzm)
drugi – na pobieraniu w krótkim czasie i gromadzeniu dużej ilości wody (sukulentność).
Do kserofitów należą np. kaktusy, wawrzyny, oleandry, rozchodniki, wrzośce oraz aloesy.
Na poniższych rysunkach przedstawiono budowę liści roślin należących do różnych grup
ekologicznych.
Określ, który z rysunków: A, B czy C przedstawia przekrój przez liść sukulenta, a który –
sklerofita. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do cech widocznych na rysunku.
U drzew odległość między liśćmi asymilującymi CO2 i eksportującymi produkty fotosyntezy
a korzeniami pobierającymi wodę i składniki mineralne z podłoża dochodzi nawet
do kilkudziesięciu metrów. Koniecznością jest więc sprawne funkcjonowanie transportu tych
substancji w całej roślinie. Za transport wody i składników mineralnych odpowiadają naczynia
drewna, a przez łyko jest przemieszczana główna masa związków organicznych, w tym – produkty
fotosyntezy. Wyjątek stanowi transport wiosenny u drzew okrytonasiennych, gdy nie ma jeszcze
liści. Wówczas cukry są przemieszczane przez drewno.
Na podstawie: Podstawy fizjologii roślin, pod red. J. Kopcewicza i S. Lewaka, Warszawa 1998.
a)
Uporządkuj poszczególne elementy uczestniczące w transporcie cukrów u roślin okrytonasiennych w okresie letnim – zgodnie z kierunkiem transportu. Wpisz numery 2.–6. we właściwe miejsca tabeli.
Elementy uczestniczące w transporcie cukrów w roślinie
Kolejność
komórka miękiszu spichrzowego
komórka przyrurkowa w liściu
stroma chloroplastu
1
cytoplazma komórki miękiszu asymilacyjnego
człony rurki sitowej
komórka przyrurkowa w korzeniu
b)
Wyjaśnij, dlaczego ograniczony dostęp wody w podłożu skutkuje ograniczeniem pobierania CO2 przez roślinę. W odpowiedzi uwzględnij funkcjonowanie aparatów szparkowych.
c)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby powstał poprawny opis dotyczący wiosennego transportu cukrów przez elementy drewna rośliny. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.
Transport wiosenny cukrów u drzew okrytozalążkowych, gdy nie ma jeszcze liści, zachodzi
z udziałem drewna. Te cukry pochodzą z rozkładu (glikogenu / skrobi) – wielocukru, który
został zmagazynowany w okresie jesiennym w komórkach miękiszowych pnia lub korzeni
drzewa. Siłą napędową tego transportu jest (siła ssąca / parcie korzeniowe).
Dla grzybów saprofitycznych źródłem substancji pokarmowych są związki organiczne, które
grzyby pobierają z martwych szczątków organizmów całą powierzchnią ciała. W tym procesie
u grzybów wielokomórkowych ważną rolę odgrywają: budowa morfologiczna (długie, cienkie
strzępki grzybni, które się szybko rozrastają) oraz enzymy (celulazy, proteazy, chitynazy,
enzymy rozkładające ligninę).
Wykaż, że budowa grzybni oraz zdolność wytwarzania enzymów uwalnianych
do otoczenia są przystosowaniem do sposobu odżywiania się wielokomórkowych grzybów.
Kolageny to białka będące głównym składnikiem macierzy zewnątrzkomórkowej zwierząt. Ich
główną funkcją jest utrzymanie integralności strukturalnej i sprężystości tkanki łącznej. Kolagen
jest syntetyzowany w formie łańcuchów α, będących produktem ekspresji odrębnych genów.
Te łańcuchy zawierają duże ilości lizyny i proliny – głównych składników kolagenu stabilizujących
jego cząsteczkę. Aminokwasy te następnie ulegają hydroksylacji z udziałem hydroksylaz, których
kofaktorem w tym procesie jest witamina C, pobudzająca także bezpośrednio syntezę kolagenu
przez aktywację transkrypcji kodujących go genów. W kolejnym etapie łańcuchy α łączą się
trójkami za pomocą mostków dwusiarczkowych, w wyniku czego powstaje prokolagen.
Z cząsteczek prokolagenu wydzielonych poza komórkę powstają cząsteczki kolagenu, które mogą
agregować w większe struktury, takie jak włókienka, włókna lub sieci.
Na podstawie: J. Kawiak, J. Zabel, Seminaria z cytofizjologii, Wrocław 2002;
K.A. Czubak, H.M. Żbikowska, Struktura, funkcja i znaczenie biomedyczne kolagenów, Ann. Acad. Med. Siles.,
4/2014.
a)
Na podstawie przedstawionych informacji określ najwyższą rzędowość struktury białka – prokolagenu. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do cechy budowy tego białka.
b)
Na podstawie przedstawionych informacji i własnej wiedzy wyjaśnij, dlaczego przy niedoborze witaminy C mogą pękać naczynia krwionośne. W odpowiedzi uwzględnij budowę naczyń krwionośnych.
Skrobia i celuloza, należące do węglowodanów, są polimerami zbudowanymi z monomerów
glukozy. W skrobi cząsteczki glukozy łączą się wiązaniem α-1,4-glikozydowym, tworząc
łańcuchy, które się rozgałęziają (dzięki powstawaniu wiązania α-1,6-glikozydowego)
i zwijają się w helisę.
Celuloza, w której monomery glukozy są wydłużone i łączą się wiązaniem
β-1,4-glikozydowym, tworzy długie, proste łańcuchy ułożone równolegle. Między grupami
hydroksylowymi (-OH) monomerów glukozy powstają liczne wiązania wodorowe.
Wykaż, że budowa opisanych polimerów ma związek z ich funkcją w komórce roślinnej.
Wśród mikroflory jelita krwiopijnego pluskwiaka Rhodnius prolixus, który jest wektorem
świdrowca wywołującego u ludzi groźną chorobę Chagasa, dominuje bakteria –
Rhodococcus rhodnii. Do genomu tej bakterii wprowadzono gen ćmy kodujący cekropinę A –
peptyd wywołujący śmierć świdrowca. W wyniku tego w ciele pluskwiaka liczba świdrowców
znacznie spadła. Preparaty zawierające transgeniczne bakterie Rhodococcus rhodnii mogą być
wykorzystywane do zapobiegania roznoszenia choroby Chagasa poprzez wprowadzanie ich do
środowiska życia pluskwiaków.
Na podstawie: M. Kukla, Z. Piotrowska-Seget, Symbioza owady – bakterie, „Kosmos”, t. 60/2011.
19.1. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego gen kodujący cekropinę A wprowadza się do genomu bakterii Rhodococcus rhodnii w postaci cDNA otrzymanego w wyniku odwrotnej transkrypcji na matrycy eukariotycznego mRNA.
19.2. (0–1)
Uzasadnij tezę, że stosowanie preparatów zawierających transgeniczne bakterie Rhodococcus rhodnii w celu zapobiegania roznoszenia choroby Chagasa jest korzystniejsze dla środowiska niż stosowanie chemicznych metod zwalczania tego pluskwiaka.
W pewnej populacji motyli (populacja I), w której występują dwa allele warunkujące
ubarwienie ciała, pozostającej w stanie równowagi genetycznej pod względem tych alleli,
występowały zarówno motyle ciemne, jak i jasne. Jednorazowe pojawienie się drapieżnika
spowodowało śmierć wszystkich osobników o fenotypie jasnym. W wyniku rozmnażania się
osobników ciemnych, które przeżyły, powstała populacja II. Ubarwienie ciała tego gatunku
motyla jest cechą autosomalną, determinowaną przez: dominujący allel A – warunkujący
ubarwienie ciemne i recesywny allel a – warunkujący ubarwienie jasne.
18.1. (0–1)
Oblicz częstość allelu warunkującego ciemne ubarwienie ciała motyli w populacji I przed atakiem drapieżnika. Zapisz obliczenia.
Obliczenia:
18.2. (0–1)
Po przyjęciu założenia, że krzyżowanie się osobników jest losowe, określ, czy w populacji II motyli będą występowały osobniki o jasnym ubarwieniu ciała. Odpowiedź uzasadnij.
Białka histonowe, typowe dla eukariontów, zbudowane są z części globularnej oraz
z tzw. ogonka, wystającego poza nukleosom. Ogonki białek histonowych są miejscem
modyfikacji chemicznych polegających m.in. na acetylacji i deacetylacji. Modyfikacje te
wpływają na strukturę chromatyny: regulują w ten sposób ekspresję informacji genetycznej
w komórce. Na schemacie przedstawiono modyfikacje fragmentu chromatyny o długości
ok. 600 par zasad.
16.1. (0–1)
Podaj, który z procesów przedstawionych na schemacie – acetylacja czy deacetylacja – prowadzi do zahamowania ekspresji informacji genetycznej danego fragmentu DNA. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do znaczenia powstałych zmian w strukturze chromatyny.
16.2. (0–1)
Określ, czy prawdziwe jest stwierdzenie, że procesy przedstawione na schemacie nie mogą zachodzić w mitochondrium. Odpowiedź uzasadnij.
W celu sprawdzenia, czy na przejście komórek do fazy M cyklu komórkowego mogą mieć
wpływ związki chemiczne zawarte w cytoplazmie innych komórek będących w fazie M,
przeprowadzono doświadczenie w dwóch wariantach: A i B. W doświadczeniu wykorzystano
oocyty żaby Xenopus, które są wygodnym obiektem sprawdzania aktywności czynników
kierujących komórkę do fazy M, gdyż mają one zakończoną replikację DNA i są zatrzymane
tuż przed fazą podziału jądra komórkowego.
Z oocytu żaby Xenopus, znajdującego się w interfazie cyklu komórkowego, pobrano
cytoplazmę, następnie wstrzyknięto ją do innego oocytu tej żaby, znajdującego się
w interfazie.
Z dzielącego się jaja żaby Xenopus, znajdującego się w fazie M cyklu komórkowego,
pobrano cytoplazmę, następnie wstrzyknięto ją do oocytu tej żaby, znajdującego się
w interfazie.
Przebieg doświadczenia i jego wyniki przedstawiono na poniższych schematach.
15.1. (0–1)
Sformułuj wniosek na podstawie wyników przedstawionego doświadczenia.
15.2. (0–1)
Określ, który wariant tego doświadczenia – A czy B – stanowił dla niego próbę kontrolną. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do roli tej próby w interpretacji wyników doświadczenia.
15.3. (0–1)
Podaj nazwę podziału jądra komórkowego, który został wywołany wstrzyknięciem do oocytu cytoplazmy z dzielącej się komórki w fazie M, i rozpoznaj fazę podziału, którą oznaczono na schemacie literą X. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do zmian w komórce.
Nazwa podziału:
Faza podziału:
Uzasadnienie:
15.4. (0–1)
Uzasadnij tezę, że konsekwencją mutacji genów kodujących białka regulujące cykl komórkowy może być u człowieka rozwój nowotworu.
15.5. (0–1)
Podaj przykład funkcji, jaką pełnią w niedzielącym się oocycie mikrotubule wchodzące w skład cytoszkieletu komórki.
