U kotów jedna para alleli (B i b) warunkująca barwę sierści jest sprzężona z płcią. Ruda barwa sierści jest warunkowana przez allel B (XB), natomiast barwa czarna – przez allel b (Xb). Osobniki heterozygotyczne mają barwę szylkretową (część włosów jest czarnych, część – rudych).
a)
Ustal, jaką barwę sierści miał samiec, jeżeli wśród jego potomstwa z rudą samicą jedno kocię było szylkretowe, a troje kociąt było rudych. Zapisz genotyp i fenotyp tego samca.
Genotyp samca
Fenotyp samca
b)
Podaj płeć rudych kociąt w tym miocie.
c)
Wyjaśnij, dlaczego wśród potomstwa tych kotów nie pojawią się szylkretowe samce.
Wirusy grypy należą do RNA wirusów. Wyróżnia się trzy typy wirusów grypy – typu A, typu B lub typu C. Duża zmienność tych wirusów i powstawanie nowych szczepów utrudniają ich klasyfikację. W wirusach grypy typu A łatwo dochodzi do wymiany genów, określanej jako skok antygenowy. Ponadto występujące wśród RNA wirusów częste mutacje są przyczyną występowania epidemii grypy. Profilaktyka zakażeń wirusem grypy polega na stosowaniu szczepionek, jednak każdego roku trzeba przyjmować nową szczepionkę.
a)
Uwzględniając mechanizm działania szczepionki, uzasadnij, dlaczego konieczne jest coroczne powtarzanie szczepienia przeciw grypie.
b)
Wyjaśnij, dlaczego duża zmienność genetyczna wirusów grypy przyczynia się do występowania epidemii tej choroby.
Na schemacie przedstawiono namnażanie się retrowirusa HIV wewnątrz limfocytu T (pomocniczego) we krwi człowieka.
a)
Podaj, na czym polega proces oznaczony na schemacie literą X, oraz wyjaśnij jego znaczenie w przebiegu infekcji HIV.
b)
Podaj, który element w budowie wirionu HIV odpowiada za utrudnione rozpoznawanie tego wirusa przez układ odpornościowy zainfekowanej osoby. Odpowiedź uzasadnij.
Na opakowaniach nawozów dla roślin doniczkowych znajdują się dokładne informacje dotyczące ich stosowania. Używanie roztworu nawozów o zbyt wysokim stężeniu jest dla roślin szkodliwe i może skutkować m.in. ich zwiędnięciem.
Wyjaśnij, dlaczego podlewanie roślin roztworami nawozów o zbyt wysokim stężeniu może skutkować ich zwiędnięciem.
Niektóre rośliny do zakwitania wymagają odpowiednich bodźców zewnętrznych. Najczęściej są to właściwy stosunek długości dnia i nocy – tzw. fotoperiod lub czasowe potraktowanie młodych roślin niską temperaturą, czyli tzw. wernalizacja.
Przeprowadzono doświadczenie, którego celem było zbadanie wpływu fotoperiodu i wernalizacji siewek na zakwitanie pewnej odmiany pszenicy ozimej. W tym celu hodowane rośliny podzielono na dwie grupy:
grupa I – rośliny, które hodowano cały czas w temperaturze ok. 20 °C (brak wernalizacji), rozdzielono i połowę z nich hodowano w warunkach krótkiego dnia, a drugą połowę hodowano w warunkach dnia długiego,
grupa II – rośliny, które poddano wernalizacji, rozdzielono i również hodowano w temperaturze 20 °C – połowę tych roślin w warunkach krótkiego dnia, a drugą połowę w warunkach dnia długiego.
Krótki dzień w doświadczeniu to mniej niż 10 godzin oświetlenia, a długi dzień – więcej niż 10 godzin oświetlenia.
Wyniki tego doświadczenia przedstawiono na rysunku.
a)
Sformułuj wniosek wynikający z powyższego doświadczenia, który dotyczy warunków niezbędnych do zakwitania tej odmiany pszenicy w środowisku naturalnym.
b)
Wyjaśnij, dlaczego w krajach tropikalnych położonych blisko równika nie należy wprowadzać upraw odmiany pszenicy, która była badana w doświadczeniu. Podaj argument odnoszący się do wyników tego doświadczenia.
W tabeli przedstawiono dane dotyczące średniej zawartości mioglobiny w mięśniach szkieletowych wybranych ssaków lądowych oraz tych ssaków wodnych, które całe życie lub jego większość spędzają w toni wodnej, aktywnie pływając i nurkując.
Ssak
Zawartość mioglobiny [g/kg masy mięśniowej]
szczur
3,0
człowiek
6,0
pies
6,7
delfin butlonosy
32,5
morświn
41,0
foka pospolita
52, 1
Na podstawie: K. Schmidt-Nielsen, Fizjologia zwierząt. Adaptacje do środowiska, Warszawa 1997.
Wyjaśnij, uwzględniając rolę mioglobiny, związek dużej zawartości mioglobiny w mięśniach wymienionych ssaków wodnych ze środowiskiem i trybem ich życia.
Receptory w jamie ustnej człowieka są przystosowane do wyczuwania między innymi czterech podstawowych rodzajów smaku: słodkiego, słonego, kwaśnego i gorzkiego.
W tabeli zamieszczono informacje o stopniu wrażliwości kubków smakowych człowieka na wybrane substancje chemiczne, które mogą znaleźć się w pożywieniu.
Rodzaje substancji
Próg wrażliwości kubków smakowych – ilość danej substancji w g/dm3
gorzkie
0,0003 g/dm3
kwaśne
0,02 g/dm3
słone
0,5 g/dm3
słodkie
4 g/dm3
Na podstawie: M. Noske, Smak pełen tajemnic, „Wiedza i Życie” nr 12, 2011.
a)
Na podstawie danych z tabeli podaj, na który rodzaj substancji zmysł smaku człowieka jest najbardziej wyczulony.
b)
Wykaż znaczenie adaptacyjne zdolności wykrywania rodzaju substancji, na którą zmysł smaku człowieka jest najbardziej wyczulony.
Regulacja metabolizmu związana jest m.in. z regulacją działania enzymów – ich aktywacją lub hamowaniem. Wiele enzymów, aby pełnić funkcje katalityczne, wymaga przyłączenia cząsteczek, zwanych kofaktorami. Mogą nimi być małe jednostki niebiałkowe, np. jony metali, lub złożone niebiałkowe cząsteczki organiczne, nazwane koenzymami, np. NAD+ czy FAD. Na schematach przedstawiono różne sposoby (A–D) hamowania (inhibicji) pracy enzymu.
Podaj oznaczenia literowe dwóch mechanizmów hamowania pracy enzymu, innych niż blokada centrum aktywnego. Opisz, na czym polega każdy z wybranych mechanizmów.
Warunki wysokogórskie, charakteryzujące się szczególnie niskim ciśnieniem atmosferycznym i obniżonym ciśnieniem parcjalnym tlenu, są przyczyną występowania tzw. „górskiego typu adaptacyjnego” u ludzi stale mieszkających na tych obszarach. Występują u tych osób charakterystyczne cechy morfologiczno-fizjologiczne, których przykłady zamieszczono poniżej. Cechy adaptacyjne ludzi żyjących w warunkach wysokogórskich w porównaniu z cechami ludzi mieszkających na nizinach to:
większy udział szpiku czerwonego w kościach,
większe stężenie hemoglobiny w erytrocytach,
zwiększona częstotliwość oddechów,
większa pojemność płuc,
szybsze tętno.
Na podstawie: Biologia. Podręcznik dla studentów medycyny, pod red. W. N. Jarygina, Warszawa 1991.
Spośród wymienionych cech (A–E) wybierz jedną związaną z funkcjonowaniem układu krwionośnego i jedną związaną z funkcjonowaniem układu oddechowego. Uzasadnij znaczenie adaptacyjne każdej z tych cech do życia ludzi w warunkach wysokogórskich.
Współczynnik oddechowy WO (RQ) to iloraz objętości dwutlenku węgla wydalonego przez organizm i objętości zużytego tlenu. W przypadku zużywania węglowodanów jako źródła energii współczynnik przyjmuje wartość równą jedności, dla białek – około 0,9, a dla tłuszczów – około 0,7. U pewnego gatunku owada, którego larwy są roślinożerne, mierzono zmiany wartości WO podczas procesu przeobrażania. Stwierdzono, że przed przejściem w stadium poczwarki, kiedy larwy stały się nieruchliwe i nie pobierały pokarmu, ich współczynnik oddechowy zmniejszył się z 0,99 do 0,85.
Na podstawie przedstawionych informacji podaj przypuszczalne wyjaśnienie spadku wartości współczynnika WO u badanego owada.
Siarkowe bakterie zielone to organizmy przystosowane do warunków beztlenowych (nie tolerują w ogóle obecności tlenu), panujących w osadach dennych jezior i innych środowiskach niezawierających tlenu. W ich komórkach występuje bakteriochlorofil, a źródłem wodoru do procesu fotosyntezy jest nie woda, ale siarkowodór. Na podstawie: J. Kopcewicz, S. Lewak, Fizjologia roślin, Warszawa 2002.
Wskaż związek między źródłem wodoru wykorzystywanym w procesie fotosyntezy a przystosowaniem zielonych bakterii siarkowych do życia w środowisku, w którym one występują.
Na dwóch grupach roślin (1 i 2) przeprowadzono doświadczenie, mające na celu wykazanie, że CO2 jest konieczny do procesu fotosyntezy. Przebieg doświadczenia przedstawiono na rysunku (zaprezentowano tylko pojedyncze rośliny z każdej grupy).
a)
Określ, w liściach której rośliny (z grupy 1. czy 2.) po dwóch dniach będzie można wykryć obecność większej ilości skrobi. Odpowiedź uzasadnij.
b)
Wyjaśnij, w jakim celu rośliny na początku doświadczenia zostały umieszczone na kilka dni w miejscu bez dostępu światła.
Komórki poszczególnych tkanek w obrębie jednego narządu różnią się budową, co wiąże się z funkcjami, które pełnią, np. charakterystyczną cechą budowy komórek zewnątrzwydzielniczych trzustki jest występowanie w nich silnie rozbudowanej szorstkiej siateczki śródplazmatycznej.
Wykaż związek między funkcją komórek zewnątrzwydzielniczych trzustki a występowaniem w nich dobrze rozwiniętej szorstkiej siateczki śródplazmatycznej.
Metan (CH4) należy do grupy tzw. gazów cieplarnianych (szklarniowych) wpływających na zmiany klimatu. Według różnych ocen wpływ metanu na pogłębianie efektu cieplarnianego jest nawet 20-krotnie wyższy w porównaniu z wpływem dwutlenku węgla. Metan produkowany jest głównie przez bakterie, które rozkładają materię organiczną w warunkach niedoboru tlenu. Człowiek przyczynia się do zwiększania ilości metanu w atmosferze w wyniku wydobywania i spalania paliw kopalnych, hodowli bydła, uprawy ryżu oraz składowania odpadów. W krajach uprzemysłowionych metan stanowi zwykle 15% wszystkich gazów cieplarnianych emitowanych do atmosfery. Coraz częściej przy dużych gospodarstwach hodowli zwierząt oraz przy wysypiskach śmieci budowane są biogazownie, wykorzystujące zbierany biogaz, składający się głównie z metanu, do produkcji energii cieplnej lub elektrycznej. Na podstawie: http://agroenergetyka.pl
Na podstawie powyższych informacji uzasadnij, podając dwa argumenty, że pozyskiwanie i spalanie biogazu z wysypisk śmieci jest korzystne dla środowiska przyrodniczego.
Pole jest ekosystemem sztucznym, którego funkcjonowanie zależy od działalności człowieka. Na schemacie przedstawiono uproszczony model krążenia materii w ekosystemie pola. Przerywanymi liniami oznaczono działania człowieka, które wpływają na ten obieg.
a)
Wymienionym w tabeli sposobom działalności człowieka, wpływającym na obieg materii w ekosystemie pola, przyporządkuj numery, którymi są oznaczone na schemacie.
Działalność człowieka
Numer
Siew lub sadzenie roślin uprawnych.
Zbiór plonów.
Nawożenie obornikiem.
Nawożenie mineralne.
Eliminowanie szkodników roślin.
b)
Wyjaśnij, dlaczego nawożenie gleby jest konieczne do utrzymania prawidłowego obiegu materii w ekosystemie pola, z którego człowiek zbiera plony.
Fenyloketonuria to choroba genetyczna, która może prowadzić do głębokiego upośledzenia umysłowego na skutek gromadzenia się w organizmie fenyloalaniny i pośrednich produktów jej rozkładu. Aby wykryć to schorzenie, jeszcze do niedawna przeprowadzano prosty i tani test Guthriego. Na krążek bibuły pobierano kroplę krwi noworodka, następnie krążki z wysuszoną krwią umieszczano na płytce agarowej z pożywką, która nie zawierała fenyloalaniny. Na takich płytkach hodowano szczep laseczki siennej Bacillus subtilis, bezwzględnie wymagający fenyloalaniny do wzrostu.
a)
Na podstawie powyższych informacji ustal, na którym krążku bibuły (A czy B) znajduje się kropla krwi dziecka chorego na fenyloketonurię. Odpowiedź uzasadnij.
b)
Podaj przykład postępowania, dzięki któremu osoby chore na fenyloketonurię mogą uniknąć groźnych konsekwencji tej choroby.
Tłuszcze, które są nierozpuszczalne w wodzie, krążą we krwi człowieka w postaci związanej z białkami jako lipoproteiny. Do najważniejszych lipoprotein biorących udział w transporcie cholesterolu w naszym organizmie należą lipoproteiny o wysokiej gęstości (HDL), określane mianem „dobrego cholesterolu”, i lipoproteiny o niskiej gęstości (LDL), zwane „złym cholesterolem”.
Na schemacie przedstawiono dwa modele (X i Y) lipoprotein transportujących cholesterol w obwodowych naczyniach krwionośnych.
a)
Określ, który z przedstawionych na schemacie modeli lipoprotein (X czy Y), jest ilustracją HDL. Odpowiedź uzasadnij.
b)
Podaj przykład zalecenia dotyczącego sposobu odżywiania się dla osoby, u której stwierdzono podwyższony poziom LDL i zbyt niski poziom HDL we krwi.
