W celu zbadania struktury populacji dwupiennego mchu płonnika pospolitego (Polytrichum commune) wycięto z podłoża, jego naturalnego stanowiska w lesie, kilka kwadratów o boku
15 cm. Pobranie materiału badawczego nastąpiło pod koniec lata, gdy na ulistnionych pędach
rozwinięte już były sporofity. Ulistnione pędy tego mchu to zazwyczaj pojedyncze łodyżki.
Następnie nożyczkami ścięto blisko podłoża wszystkie pędy płonnika i rozdzielono
je na następujące grupy: pędy żeńskie, pędy męskie i niedojrzałe, pędy rozgałęzione i martwe.
Na podstawie przeprowadzonego badania można określić niektóre cechy populacji
np. liczebność, zagęszczenie, strukturę przestrzenną.
a)
Podaj cechę pozwalającą odróżnić makroskopowo zapłodnione gametofity żeńskie od wszystkich pozostałych.
b)
Spośród wymienionych w tekście cech populacji, które można określić na podstawie przeprowadzonego badania, wybierz i zdefiniuj dwie.
Dryf genetyczny polega na kierunkowej zmianie frekwencji genów w populacji. Zjawisko
to spowodowane jest wyłącznie powtarzającymi się procesami o charakterze losowym.
Na przykład w latach dziewięćdziesiątych XIX wieku liczebność populacji słonia morskiego
północnego (Mirounga angustirostris) oceniana była na 20 osobników. Przyczyną niskiej
liczebności populacji były intensywne polowania na te zwierzęta. Dzięki podjętym
na początku XX wieku działaniom ochronnym populacja tego gatunku obecnie liczy około
30 tys. zwierząt. Badania wykazują, że odznaczają się one bardzo małą różnorodnością
genetyczną.
Na podstawie: http:// seayouaround.wordpress.com/gatunki/fokowate/slon-morski
a)
Zaznacz poniżej przypadek dryfu genetycznego, którego przykład opisano w tekście, i wyjaśnij, na czym ten przypadek polega.
efekt założyciela
efekt wąskiego gardła
b)
Określ przyczynę małej różnorodności genetycznej współczesnych słoni morskich.
Nawet całkowita eliminacja homozygot recesywnych nie może doprowadzić do usunięcia
allelu recesywnego z puli genowej populacji.
Na wykresie przedstawiono zmniejszanie się częstości allelu recesywnego w kolejnych
pokoleniach przy całkowitej eliminacji homozygot recesywnych w każdym pokoleniu.
Na podstawie przedstawionych informacji wyjaśnij przyczynę zmniejszania się częstości allelu recesywnego w kolejnych pokoleniach.
Pewna odmiana pierwiosnka chińskiego (Primula sinensis) wytwarza kwiaty białe lub
czerwone w zależności od temperatury, w której rozwija się roślina.
Jeżeli nasiona zebrane z roślin biało kwitnących zostaną wysiane, a powstałe z nich rośliny
będą rozwijać się w temperaturze 10-20°C, to wytworzone przez nie kwiaty będą czerwone.
Na podstawie: Tablice biologiczne, pod red. K. Grykiel, Gdańsk 2007.
Podaj, czy u podłoża przedstawionej zmienności leży zmiana w DNA – odpowiedź uzasadnij.
Płeć muszki owocowej (Drosophila melanogaster) zależy od stosunku liczby chromosomów
X do liczby kompletów autosomów (2A):
w zygocie XX stosunek ten wynosi 2X : 2A = 1 – samica,
w zygocie XY stosunek ten wynosi 1X : 2A = 0,5 – samiec płodny,
w zygocie X0 stosunek ten wynosi 1X : 2A = 0,5 – samiec bezpłodny.
Określ znaczenie genów znajdujących się na chromosomie Y w kształtowaniu fenotypu samca muszki owocowej.
Genom komórki człowieka składa się z: genomu jądrowego – zawierającego DNA w jądrze
komórkowym i genomu mitochondrialnego – zawierającego DNA zlokalizowane
w mitochondriach (mtDNA). Geny występujące w genomie mitochondrialnym dziedziczą się
niezgodnie z prawami Mendla: dziedziczą się tylko od jednego z rodziców. Dziedziczenie
genów zlokalizowanych w DNA mitochondrialnym nazywamy dziedziczeniem
pozajądrowym lub dziedziczeniem cytoplazmatycznym.
Zaznacz poniżej przypadek, w którym mtDNA (mitochondrialne DNA) nie może być przydatne w identyfikacji osób. Odpowiedź uzasadnij.
Analiza mtDNA jest przydatna w badaniu materiału genetycznego szczątków ludzkich
po ekshumacji lub ofiar katastrof.
Na podstawie analizy mtDNA mężczyzny i dziecka można ustalić (wykluczyć) ojcostwo.
W przypadku identyfikacji sprawców zbrodni badanie mtDNA pozwala wykluczyć
podejrzanego.
Na podstawie analizy mtDNA matki i dziecka można ustalić (wykluczyć) macierzyństwo.
Poniżej zacytowano opis efektów zastosowania szczepionki mikoryzowej w pewnym
ogrodzie, podany na forum internetowym.
„Wiosną 2011 r. zmikoryzowałam drzewa owocowe i nie tylko. Grusza, która nam ciągle
chorowała, już pod koniec lata się rozrosła, a w tym roku pierwszy raz po latach obsypana
była pięknymi, wielkimi owocami. Jabłoń również ma mnóstwo pięknych, dużych jabłek.
Azalie, różaneczniki i róże świetnie przetrwały zimę i rosną doskonale”.
Na podstawie: www.tvn.pl
a)
Podaj, na czym polega mikoryza.
b)
Wyjaśnij, w jaki sposób mikoryza przyczyniła się do polepszenia stanu drzew owocowych i innych roślin opisanych w wypowiedzi.
Przechowywanie ziarna zbóż wymaga zachowania odpowiednich warunków. Nasiona zbóż
przechowuje się w stanie suchym, w pomieszczeniach zabezpieczonych przed wilgocią.
W takich warunkach ich oddychanie jest ograniczone.
a)
Wyjaśnij, dlaczego przechowywanie nasion zbóż w suchych pomieszczeniach skutkuje ograniczeniem ich procesu oddychania.
b)
Wyjaśnij, dlaczego nasilenie procesu oddychania w przechowywanych ziarnach zbóż jest zjawiskiem niekorzystnym z gospodarczego punktu widzenia.
Do naczynia z zawiesiną bakterii zdolnych do samodzielnego ruchu włożono dwie kapilary:
I – z roztworem cukru,
II – z roztworem fenolu
i stwierdzono, że te bakterie gromadzą się w pobliżu ujścia kapilary zawierającej cukier,
a oddalają się od ujścia kapilary zawierającej fenol.
a)
Zaznacz rodzaj ruchu bakterii opisanego w tekście.
nastie
taksje
tropizmy
b)
Zaznacz nazwę rodzaju receptorów błonowych, dzięki któremu opisane bakterie reagują na substancje znajdujące się w ich środowisku.
termoceceptory
fotoreceptory
chemoreceptory
c)
Określ biologiczne znaczenie opisanych reakcji dla tych bakterii.
Komórki drożdży mogą funkcjonować zarówno w obecności tlenu, jak i przy jego braku
(warunki beztlenowe). Jednak w warunkach tlenowych mnożą się one szybciej.
Na podstawie: B. Alberts, D. Bray, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter, Podstawy biologii komórki, Warszawa 1999.
Wyjaśnij, dlaczego w warunkach tlenowych drożdże rosną (pączkują) lepiej.
Jednym z najstarszych sposobów konserwacji mięsa jest użycie soli kuchennej (NaCl).
Stężenia soli powyżej 6% nie przeżywają np. bakterie jadu kiełbasianego, natomiast stężenie
roztworu soli powyżej 10% zatrzymuje prawie całkowicie rozwój większości bakterii
gnilnych.
Wyjaśnij, na czym polega mechanizm działania soli kuchennej chroniący surowe mięso przed bakteriami.
W zależności od wpływu na rozkład cechy w populacji wyróżniamy trzy rodzaje doboru
naturalnego:
I. dobór stabilizujący
II. dobór kierunkowy
III. dobór różnicujący.
21.1. (0–1)
Przyporządkuj zamieszczone poniżej opisy rozkładów cech w populacjach (A–C) do rodzajów doboru (I–III), pod których presją były te populacje.
W populacji zięb zamieszkujących te same wyspy Galapagos, dotkniętych suszą, pojawiły
się zięby cienkodziobe i zięby grubodziobe odżywiające się odmiennym pokarmem.
Populacja trawy mietlicy rozłogowej staje się coraz bardziej odporna na szkodliwe
działanie miedzi wraz z upływem czasu, jaki upłynął od momentu skażenia środowiska.
Dane kopalne wskazują, że średnie rozmiary niedźwiedzia jaskiniowego w Europie
powiększały się w okresach zlodowaceń, a zmniejszały się w czasie cieplejszych okresów.
A.
B.
C.
21.2. (0–1)
Na podstawie opisu C, wykaż związek między zwiększeniem rozmiarów ciała niedźwiedzi jaskiniowych a ich adaptacją do niskiej temperatury otoczenia w okresach zlodowaceń.
Szczepionki DNA zawierają najczęściej koliste cząsteczki plazmidów, na których kodowane
są antygeny organizmów, przeciwko którym skierowana jest szczepionka. Dzięki promotorom
wirusowym informacja genetyczna zawarta na plazmidzie ulega ekspresji w komórkach
ludzkich i organizm może wytworzyć pamięć immunologiczną. Szczepionki DNA nie są
skuteczne, jeżeli zostaną zaprojektowane dla antygenów naturalnie zawierających reszty
cukrowe.
Na podstawie : J. Stojak, Ze szczepionką za pan brat, „Biologia w Szkole” nr 3., Warszawa 2013.
20.1. (0–1)
Określ, która z informacji przedstawia kolejne etapy prowadzące do wytworzenia odporności u człowieka przez szczepionki DNA.
DNA kodujące antygen → translacja → transkrypcja → antygen → różnicowanie
limfocytów T i B → komórki pamięci
DNA kodujące antygen → translacja → transkrypcja → przeciwciało → różnicowanie
limfocytów T i B → antygen
DNA kodujące antygen → transkrypcja → translacja → przeciwciało → wytwarzanie
limfocytów Th → antygen → komórki pamięci.
DNA kodujące antygen → transkrypcja → translacja → antygen → różnicowanie
limfocytów T i B → komórki pamięci.
20.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego szczepionki DNA nie są skuteczne, jeżeli są zaprojektowane dla antygenów naturalnie zawierających reszty cukrowe.
Badania epidemiologiczne wykazują, że stężenie witaminy D3 lub jej metabolitów
u większości dorosłych ludzi jest poniżej prawidłowego poziomu. Witamina ta powstaje
w skórze z prowitaminy D pod wpływem promienia ultrafioletowego (UV). Niedobór
witaminy D3 lub zaburzenia jej przemian, mogą być przyczyną wielu chorób, takich jak:
choroby nowotworowe, sercowo-naczyniowe, krzywica u dzieci, czy osteoporoza polegająca
na postępującym ubytku masy kostnej. Przy odpowiedniej ilości tej witaminy w organizmie
pula wchłanianych z pokarmów jonów wapniowych wynosi od 30% do 80%, natomiast przy
niskim poziomie witaminy D3 jest to jedynie 10–15%, co prowadzi do niedoboru tego
pierwiastka w organizmie. Poziom jonów wapniowych we krwi jest regulowany przez
hormony – kalcytoninę i parathormon.
17.1. (0–1)
Uzupełnij zdania opisujące regulację poziomu jonów wapnia we krwi. Podkreśl właściwe określenia wybrane spośród zapisanych w nawiasach tak, aby otrzymać poprawną informację.
Spadek poziomu jonów wapniowych we krwi powoduje (kalcytonina / parathormon). Jeżeli
poziom jonów wapniowych we krwi jest niski, to (kalcytonina / parathormon) powoduje ich
uwalnianie z (kości / krwi). Opisana regulacja odbywa się dzięki (współdziałaniu / przeciwstawnemu działaniu) tych hormonów.
17.2. (0–1)
Wyjaśnij związek między niedoborem witaminy D3 w organizmie człowieka a podwyższonym ryzykiem wystąpienia osteoporozy.
17.3. (0–1)
Wykaż związek między niedoborem witaminy D3 w organizmie człowieka a coraz powszechniejszym używaniem kremów z filtrem UV.
Uwagi od BiologHelp: Zapoznaj się z dostępnym w kluczu odpowiedzi zastrzeżeniem do pytania 17.3.
Żylaki kończyn dolnych to trwałe poszerzenia żył powierzchownych z ich jednoczesnym
wydłużeniem i poskręcaniem. Jest to związane z nieprawidłowym przepływem krwi w tych
naczyniach.
Na schemacie przedstawiono mechanizm przepływu krwi w naczyniach żylnych kończyn
dolnych człowieka.
16.1. (0–1)
Wyjaśnij, jaką funkcję w przepływie krwi przez naczynia żylne pełnią znajdujące się w nich zastawki.
16.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego długotrwała praca, której towarzyszy stałe napięcie mięśni kończyn dolnych, np. wielogodzinne stanie w jednym miejscu, może być przyczyną powstawania żylaków.
Karibu to wspólna nazwa północnoamerykańskich podgatunków renifera, zamieszkujących
przede wszystkim tundrę. Ich podstawowym pokarmem są mchy, porosty, trawy, karłowate
brzozy i płożące wierzby. Niekiedy renifery ogryzają zasobne w związki wapnia i fosforu
poroże, zrzucone przez innego osobnika. Takie zachowanie karibu występuje często
na terenach, na których gleby są ubogie w niektóre składniki mineralne.
14.1. (0–1)
Spośród przykładów podstawowego pokarmu karibu podanych w tekście wybierz ten, który nie jest pokarmem roślinnym. Odpowiedź uzasadnij.
14.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego renifery żyjące na niektórych obszarach włączają do swojej podstawowej diety także poroża innych osobników.
