W leczeniu chorób serca coraz częściej przeprowadza się zabiegi wprowadzania stentów do naczyń wieńcowych. Stent to niewielka „sprężynka”, którą umieszcza się wewnątrz naczynia krwionośnego za pomocą cewnika zakończonego niewielkim balonem. W miejscu docelowym balon rozpręża się, powodując rozszerzenie zygzakowatych drucików stentu.
Na schemacie, w sposób uproszczony, przedstawiono przekrój tętnicy człowieka, u którego stwierdzono miażdżycę, oraz przekrój tego naczynia z wprowadzonym stentem.
Wyjaśnij, dlaczego wprowadzenie stentu do tętnicy wieńcowej sprawia, że ryzyko martwicy mięśnia serca się zmniejsza.
Mitochondria to centra energetyczne komórki. Ich liczba w komórkach różnych tkanek jest różna. W pojedynczej komórce organizmu człowieka przeciętnie występuje od kilkuset do kilku tysięcy mitochondriów, np. w komórkach wątroby jest ich około 1000–2000.
a)
Wyjaśnij, dlaczego mitochondria nazywa się „centrami energetycznymi komórki”.
b)
Określ, od czego zależy liczba mitochondriów w komórce.
c)
Uzasadnij, że brak mitochondriów w erytrocytach jest przystosowaniem budowy tych komórek do transportu tlenu.
Wiedza o zależnościach międzygatunkowych znajduje zastosowanie praktyczne. Dla sosny posadzonej na ubogich gruntach, poważnym zagrożeniem jest pasożytniczy grzyb huba korzeniowa. Rozwój huby korzeniowej mogą hamować na drodze allelopatii inne gatunki grzybów, np. takie, które żyją w symbiozie z korzeniami brzozy i jawora.
Na podstawie: T. Umiński, Ekologia, środowisko, przyroda, Warszawa 1995.
a)
Na podstawie tekstu wyjaśnij, dlaczego między młodymi sosnami sadzi się młode brzozy i jawory.
b)
Podaj nazwę rodzaju symbiozy grzybów z korzeniami drzew oraz określ korzyść dla drzew, wynikającą z tego rodzaju współżycia.
Era kenozoiczna składająca się z dwóch okresów (trzeciorzęd i czwartorzęd) zwana jest erą panowania ssaków. Pod koniec trzeciorzędu nastąpiło znaczne ochłodzenie klimatu, a w następnym okresie – czwartorzędzie – rozpoczęły się zlodowacenia. Na rozległych obszarach Eurazji i Ameryki Północnej wyewoluowały specyficzne gatunki megafauny, przystosowane do chłodnego klimatu. Były to m.in. mamuty, nosorożce włochate, tygrysy szablozębne i lwy jaskiniowe. Zwierzęta te były większe od ich współcześnie żyjących krewnych.
a)
Wyjaśnij, uwzględniając względny stosunek powierzchni ciała do jego objętości, dlaczego dobór naturalny w czwartorzędzie preferował zwierzęta o dużych rozmiarach ciała.
b)
Podkreśl nazwę tego rodzaju doboru naturalnego, którego wynikiem działania było powstanie charakterystycznych dla epoki lodowcowej gatunków ssaków o dużych rozmiarach ciała.
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.
Odkryto, że przed procesem translacji część transkrybowanego RNA może podlegać procesowi tzw. edycji, który zmienia jego sekwencję tak, że różni się ona od wyjściowej sekwencji DNA. U ssaków występują dwa rodzaje edycji RNA. Przykładem jednego z nich jest przekształcenie adenozyny (A) w inozynę (I), która jest rozpoznawana przez aparat translacyjny jako guanina (G). Stwierdzono, że miejsce modyfikacji mRNA wyznaczane jest przez sekwencje intronowe, a katalizatorem tego procesu jest enzym, tzw. ADAR. Nieodzownym elementem inicjującym aktywność tego enzymu jest powstanie dwuniciowego RNA poprzez parowanie sekwencji intronowych i eksonów.
Na podstawie: M. Sacharczuk, K. Jaszczak i A. H. Świergiel, Funkcjonalne znaczenie redagowania transkryptów przez deaminazę adenozyny dwuniciowego RNA, Kosmos, tom 53, nr 2 (263)/2004.
a)
Na podstawie analizy powyższego tekstu podaj, czy ADAR działa przed, czy po procesie składania eksonów (splicingu). Odpowiedź uzasadnij.
b)
Podaj, jaki będzie efekt procesu edycji w wytworzonym białku, zakładając że nastąpił on w miejscu CAG w eksonie danego genu. Wykorzystaj fragment zamieszczonej tabeli kodu genetycznego.
Białko bez działania procesu edycji
Nowe białko po procesie edycji
Hemoglobina (Hb), czerwony barwnik krwi zawarty w erytrocytach ssaków, może trwale lub nietrwale łączyć się z różnymi gazami oddechowymi.
a)
Uzupełnij poniższe reakcje, podając pełną nazwę chemiczną związku powstałego z połączenia hemoglobiny z określonym gazem oraz określ typ powstałego połączenia (trwałe / nietrwałe).
Hb + O2 = połączenie nietrwałe
Hb + CO2 = karbaminohemoglobina połączenie
Hb + CO = połączenie
b)
Podaj, do którego z wyżej wymienionych gazów (O2, CO czy CO2) hemoglobina wykazuje największe powinowactwo, i wyjaśnij konsekwencje tej właściwości dla organizmu człowieka.
Rozwój piskląt obejmuje okres inkubacji zachodzący wewnątrz jaja oraz okres po wykluciu, aż do uzyskania pełnej samodzielności.
W tabeli przedstawiono wyniki badań dotyczące czasu rozwoju piskląt wybranych gatunków ptaków.
Gatunek
Masa dorosłego osobnika (g)
Czas rozwoju piskląt (tygodnie)
Inkubacja
Do uzyskania przez pisklę samodzielności
Skowronek
40
2
Szpak
75
2
6
Kos
100
2
5
Sójka
160
2,5
6,5
Gołąb grzywacz
500
2
7
Źródło: W. Pawłowski, Ptasie dzieciństwo, Wiedza i Życie nr 5/1997.
Na podstawie analizy danych w tabeli podaj, czy istnieje zależność pomiędzy masą dorosłego ptaka a długością czasu rozwoju piskląt. Odpowiedź uzasadnij.
Niższe ciśnienie atmosferyczne na dużych wysokościach oznacza, że ciśnienie parcjalne tlenu jest tam niższe niż na poziomie morza.
Na wykresie przedstawiono krzywe dysocjacji tlenowej krwi lamy – ssaka żyjącego w wysokich partiach Andów, oraz innych ssaków – żyjących na nizinach (pole zacienione), w zależności od ciśnienia parcjalnego tlenu w powietrzu.
Korzystając z powyższych danych, wyjaśnij, dlaczego organizm lamy jest lepiej przystosowany do życia na dużych wysokościach niż organizmy ssaków żyjących na nizinach.
Na schemacie przedstawiono budowę układu krążenia charakterystyczną dla kręgowców pierwotnie wodnych.
a)
Podaj cechę budowy serca tego układu, która odróżnia je od serc kręgowców lądowych. Zaznacz strzałką na schemacie kierunek przepływu krwi przez to serce.
b)
Podkreśl rodzaj krwi przepływającej przez serce w przedstawionym układzie krążenia. Odpowiedź uzasadnij.
Na rysunku przedstawiono etapy cyklu rozwojowego motyla (bielinka kapustnika).
Podaj nazwę rodzaju rozwoju złożonego, występującego u przedstawionego na rysunku motyla i wyjaśnij, które stadium rozwojowe umożliwia jego rozpoznanie.
Kłosówka wełnista (Holcus lanatus) to pospolity gatunek trawy, występujący na łąkach i pastwiskach w całym kraju. W porównaniu z innymi gatunkami traw, kłosówka wykazuje małą zdolność wiązania jodu z gleby i powietrza.
Na podstawie: www.dbc.wroc.pl/Content/2061/b22_Kuro.pdf
Wyjaśnij, dlaczego wypasanie bydła w miejscach porośniętych głównie kłosówką wełnistą, stwarza poważne zagrożenie wystąpienia u tych zwierząt niedoczynności tarczycy.
Zakażenie HIV można wykryć za pomocą specjalistycznych testów serologicznych i genetycznych, które są wykonywane najczęściej w odpowiedniej kolejności:
tzw. test przesiewowy na przeciwciała przeciwko wirusowi we krwi człowieka,
tzw. test potwierdzający, wykrywający antygeny HIV we krwi człowieka,
test genetyczny wykrywający odpowiednią sekwencję materiału genetycznego HIV.
Na schemacie przedstawiono budowę HIV.
a)
Korzystając ze schematu budowy HIV, wyjaśnij zasadę działania jednego z testów służących do wykrycia tego wirusa we krwi człowieka.
b)
Podaj rolę odwrotnej transkryptazy w przebiegu infekcji wirusowej.
Bakteriofagi to specyficzne wirusy atakujące bakterie.
Na rysunku A przedstawiono strukturę bakteriofaga T2, natomiast na rysunku B przedstawiono pierwszy etap infekcji komórki bakterii przez tego bakteriofaga.
a)
Określ rolę kapsydu główki bakteriofaga i podaj nazwę związku chemicznego, z którego jest on zbudowany.
b)
Na podstawie rysunku opisz pierwszy etap infekcji komórki bakterii przez bakteriofaga T2, uwzględniając udział poszczególnych elementów jego budowy.
c)
Przedstaw, w jaki sposób wytwarzane są nowe elementy składowe wirusa w komórkach bakterii.
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.
