Cebule tulipanów zimują w gruncie, a wiosną wyrastają z nich liście asymilacyjne i kwiaty. Ogławianie cebulowych roślin ozdobnych jest zabiegiem pielęgnacyjnym polegającym na usuwaniu przekwitniętych kwiatów, ale pozostawianiu liści asymilacyjnych aż do ich zaschnięcia. Latem rośliny wchodzą w stan spoczynku. Aby uzyskać większe cebule, producenci cebul tulipanów ogławiają rośliny już na początku ich kwitnienia.
Na poniższej ilustracji przedstawiono pokrój rośliny nieogłowionej i ogłowionej oraz budowę jej cebuli.
Uwaga: Nie zachowano proporcji wielkości struktur.
Na podstawie: atlas-roslin.pl; naogrodowej.pl; qvc.com
7.1. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego ogławianie tulipanów skutkuje zwiększeniem masy cebul tych roślin.
7.2. (0–1)
Podaj nazwę organu rośliny, którego modyfikacją jest piętka cebuli.
Na zdjęciu przedstawiono fragment przekroju poprzecznego przez młody pęd jesionu (Fraxinus sp.) obserwowany w mikroskopie świetlnym. Podczas przygotowywania preparatu cytoplazma żywych komórek uległa zniszczeniu, ale są widoczne jej pozostałości.
Na podstawie: www.flickr.com
Która tkanka tworzy warstwę oznaczoną na schemacie literą X? Zaznacz odpowiedź spośród podanych, a następnie podaj dwie widoczne na zdjęciu cechy budowy tej tkanki, które umożliwiły jej identyfikację.
Teanina jest aminokwasem występującym np. w zielonej herbacie. Punkt izoelektryczny
teaniny jest równy 5,6.
Substratem do syntezy teaniny jest pewien aminokwas białkowy, który w etapie I ulega
dekarboksylacji do aminy X. W etapie II ta amina ulega kondensacji z kwasem
glutaminowym i powstaje wiązanie peptydowe (amidowe). Udział w reakcji bierze grupa
karboksylowa znajdująca się w łańcuchu bocznym kwasu glutaminowego.
W trzech naczyniach oznaczonych literami A, B i C znajdują się oddzielnie
i w przypadkowej kolejności trzy związki: skrobia, teanina, alanyloalanyloalanina.
Przeprowadzono doświadczenie, podczas którego wykonano dwie próby.
Podczas pierwszej próby na szkiełkach zegarkowych umieszczono niewielkie ilości
wymienionych substancji i na każdą naniesiono kilka kropli roztworu jodu w wodnym
roztworze jodku potasu. Wynik próby pozwolił na identyfikację substancji z naczynia C.
W celu zidentyfikowania substancji znajdujących się w naczyniach A i B przygotowano ich
wodne roztwory i przeprowadzono drugą próbę, w której użytym odczynnikiem był Cu(OH)2.
Jego zastosowanie pozwala na wykrycie związków polihydroksylowych, czy też na
potwierdzenie występowania w cząsteczce co najmniej dwóch wiązań peptydowych
(amidowych).
Przebieg próby przedstawiono na schemacie:
W każdej probówce zaobserwowano różne objawy reakcji. Tylko w probówce II powstał
roztwór o barwie różowofioletowej.
Podaj nazwę substancji znajdującej się w naczyniu A oraz nazwę reakcji, która
przebiegła w probówce II podczas opisanego doświadczenia.
Nazwa substancji znajdującej się w naczyniu A:
Nazwa reakcji, która przebiegła w probówce II:
O trzech metalach umownie oznaczonych symbolami A, X i Z wiadomo, że tworzą wyłącznie
kationy o wzorach X+, A2+, Z3+. Stwierdzono, że właściwości utleniające kationów tych metali
maleją w szeregu: X+, A2+, Z3+.
Przeprowadzono doświadczenie z udziałem metali Z i X oraz wodnych roztworów soli,
w których były obecne jony X+ i A2+. Schemat doświadczenia przedstawiono poniżej.
14.1. (0–1)
Wskaż metal, który jest najsłabszym reduktorem, oraz metal, który jest najsilniejszym
reduktorem. Użyj symboli A, X albo Z.
Najsłabszy reduktor:
Najsilniejszy reduktor:
14.2. (0–2)
W jednej probówce nie zaobserwowano objawów reakcji.
Napisz numer probówki, w której nie zaobserwowano objawów reakcji. Napisz
w formie jonowej skróconej równania dwóch reakcji, które przebiegły podczas
przeprowadzonego doświadczenia. Użyj symboli A, X, Z.
Poniższy schemat przedstawia przemiany, jakim ulegają miedź i jej związki.
Cu (s) A1. CuCl2 (aq) B2. Cu(OH)2 (s) NH3 (aq)3. [Cu(NH3)4](OH)2 (aq)
8.1. (0–1)
Rozstrzygnij, czy substancją A może być kwas solny o stężeniu 10 % masowych.
Uzasadnij swoją odpowiedź. W uzasadnieniu odwołaj się do właściwości miedzi
i kwasu solnego.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
8.2. (0–2)
Napisz wzór sumaryczny substancji B, jeśli wiadomo, że po zajściu reakcji
i odsączeniu osadu w roztworze obecne były kationy sodu i aniony chlorkowe.
Napisz w formie jonowej równanie reakcji 3., której produktem jest m.in. jon
kompleksowy o wzorze [Cu(NH3)4]2+.
Wzór substancji B:
Równanie reakcji 3.:
8.3. (0–1)
Spośród podanych poniżej wzorów wybierz wzory wszystkich substancji, w których
wodnych roztworach na zimno roztwarza się wodorotlenek miedzi(II). Napisz numery
wybranych wzorów.
Z dwóch pierwiastków, które umownie oznaczono literami X i E, powstają wodorki
o wzorach XH3 i EH3. Atomy każdego z tych pierwiastków mają tyle elektronów
niewalencyjnych, ile wynosi liczba nukleonów w atomie izotopu 2814Si. W stanie podstawowym
atomy pierwiastka E mają większą liczbę elektronów niesparowanych niż atomy
pierwiastka X.
1.1. (0–2)
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbole pierwiastków X i E, symbol bloku
konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków, oraz ich maksymalne
stopnie utlenienia.
Symbol pierwiastka
Symbol bloku
Maksymalny stopień utlenienia
pierwiastek X
pierwiastek E
1.2. (0–1)
Napisz fragment konfiguracji elektronowej atomu w stanie podstawowym pierwiastka
E opisujący rozmieszczenie elektronów walencyjnych na podpowłokach – zastosuj
schemat klatkowy. Pod schematem napisz numer powłoki i symbole podpowłok.
Autosomalny gen HTT koduje białko – huntingtynę. Niezmutowany allel h koduje huntingtynę
o prawidłowej strukturze, podczas gdy zmutowany allel H skutkuje powstaniem niewłaściwej
formy huntingtyny, warunkującej chorobę Huntingtona. Allel H ma charakter dominujący,
a obecność nawet tylko jednej jego kopii w genomie jest przyczyną poważnych zaburzeń
fizycznych i umysłowych, które powodują śmierć w przeciągu 15–20 lat od wystąpienia
objawów.
W genie HTT stosunkowo często pojawia się mutacja polegająca na występowaniu
dodatkowych kodonów CAG. Wywołujący chorobę allel H ma więcej niż 35 takich trójek
nukleotydów. W większości przypadków objawy choroby rozwijają się między czwartą
a szóstą dekadą życia.
Na podstawie: journals.viamedica.pl; www.huntington.pl
18.1. (0–1)
Podaj nazwę rodzaju mutacji genowej występującej w allelu H, polegającej na
obecności dodatkowych kodonów CAG.
18.2. (0–1)
Opisz, na czym polega zmiana w I-rzędowej strukturze białka huntingtyny będąca
skutkiem obecności dodatkowych kodonów CAG.
18.3. (0–2)
Określ prawdopodobieństwo wystąpienia choroby Huntingtona u dziecka
heterozygotycznej matki pod względem genu HTT oraz ojca będącego homozygotą
recesywną pod względem tego genu. Odpowiedź uzasadnij, zapisując genotypy
rodziców oraz krzyżówkę genetyczną.
Genotyp matki: Genotyp ojca:
Krzyżówka:
Prawdopodobieństwo wystąpienia choroby Huntingtona:
18.4. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego w populacji ludzkiej utrzymuje się allel H warunkujący chorobę
Huntingtona, mimo że jest on dominujący, a choroba – śmiertelna.
Wiele gatunków mew dokarmia swoje pisklęta poprzez zwracanie (regurgitację) części
zjedzonego pokarmu. Głodne pisklęta, aby uzyskać pokarm od rodzica powracającego
do gniazda, odruchowo uderzają w jego dziób, czym wywołują zwrot pokarmu.
Z wykorzystaniem sztucznych modeli ptasich głów postanowiono sprawdzić, jakie cechy
morfologiczne głowy dorosłej mewy wyzwalają opisane zachowanie piskląt. W badaniach
wzięto pod uwagę następujące cechy:
kształt głowy
kolor upierzenia
obecność oczu
kształt dzioba
występowanie plamki na dziobie.
Na poniższym wykresie przedstawiono wyniki doświadczenia.
Na podstawie: D. Sadava, D.M. Hillis, H.C. Heller, M.R. Berenbaum, Life – The Science of Biology, Sunderland 2014.
Określ, która z badanych cech morfologicznych głowy dorosłych mew jest
najważniejsza w wywołaniu opisanego odruchu u piskląt.
W Ameryce Północnej wiewiórka czerwona (Tamiasciurus hudsonicus) i wiewiórka szara
(Sciurus carolinensis) współwystępują w wielu
regionach. Na Wyspach Brytyjskich jedynym
rodzimym gatunkiem wiewiórki jest wiewiórka
pospolita (Sciurus vulgaris), przedstawiona na
zdjęciu obok. Wiewiórki szare zostały
wprowadzone na Wyspy Brytyjskie w 1876 roku.
Od tamtej pory liczebność wiewiórek pospolitych
zaczęła się zmniejszać. Jedną z przyczyn jest
przenoszenie wirusa ospy przez wiewiórki szare,
które nie wykazują przy tym objawów choroby.
Dla większości wiewiórek pospolitych ta infekcja
jest śmiertelna. Oba gatunki wiewiórek, szara i pospolita, wykorzystują podobne zasoby
pokarmowe, przy czym wiewiórka szara efektywniej wykorzystuje żołędzie.
Na podstawie: J.R. Freeland, Ekologia molekularna, Warszawa 2008; sitn.hms.harvard.edu
12.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji określ, czy wiewiórki Ameryki Północnej
– wiewiórka czerwona i wiewiórka szara – są klasyfikowane w jednym, czy – w dwóch
rodzajach. Odpowiedź uzasadnij.
12.2. (0–2)
Podaj dwie różne widoczne na zdjęciu cechy morfologiczne wiewiórki pospolitej, które
pozwalają jednoznacznie zaklasyfikować ten gatunek do ssaków.
12.3. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Spadek liczebności populacji wiewiórki pospolitej na Wyspach Brytyjskich jest wynikiem m.in.
A.
konkurencji
międzygatunkowej,
ponieważ
1.
nie wynika z ograniczenia jej niszy
ekologicznej przez inny gatunek.
2.
osobniki tego gatunku konkurują ze sobą
o miejsca bytowania.
B.
konkurencji
wewnątrzgatunkowej,
3.
jej nisza ekologiczna pokrywa się
częściowo z niszą wiewiórki szarej.
Jeden z antybiotyków – streptomycyna – łączy się bezpośrednio z małą podjednostką
rybosomu. Zaburza to syntezę białek bakteryjnych. Jednak nie wszystkie bakterie są
wrażliwe na streptomycynę. U bakterii Mycobacterium tuberculosis oporność na
streptomycynę warunkuje mutacja w genie kodującym podjednostkę 16S rRNA.
W celu ustalenia właściwej dawki antybiotyku stosowanego w leczeniu chorób bakteryjnych
określa się wartości:
MIC (ang. minimum inhibitory concentration) – minimalne stężenie antybiotyku, które całkowicie hamuje wzrost szczepu bakterii w pożywce płynnej
MBC (ang. minimum bactericidal concentration) – najmniejsze stężenie w pełni bakteriobójcze dla danego szczepu.
W celu ustalenia wartości MIC i MBC przygotowano osiem probówek z pożywką zawierającą
taką samą, niewielką liczbę komórek pewnego szczepu bakterii. Po dodaniu do siedmiu
probówek różnych ilości streptomycyny wszystkie osiem umieszczono w inkubatorze.
Materiał z probówek, w których nie wykryto wzrostu bakterii, przeniesiono na pożywkę stałą
bez streptomycyny. Poniższy schemat ilustruje wyniki tego doświadczenia.
Na podstawie: J. Baj, Mikrobiologia, Warszawa 2018; W. Irving i in., Krótkie wykłady. Mikrobiologia medyczna, Warszawa 2008;
B. Springer i in., Mechanisms of Streptomycin Resistance: Selection of Mutations in the 16S rRNA Gene Conferring Resistance,
„Antimicrob Agents Chemother” 45, 2001.
6.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych wyników doświadczenia odczytaj wartości MIC oraz
MBC i wpisz je w wyznaczone poniżej miejsca.
wartość MIC: mg/l
wartość MBC: mg/l
6.2. (0–1)
Spośród podanych nazw chorób wybierz i zaznacz nazwy chorób bakteryjnych.
AIDS
borelioza
WZW typu C
gruźlica
tężec
6.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego mutacja w jednym z genów kodujących rRNA bakterii
M. tuberculosis może powodować nabycie przez szczep tych bakterii oporności na
streptomycynę.
6.4. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Rozprzestrzenianie się antybiotykooporności bezpośrednio między komórkami bakterii jest
możliwe na drodze
A.
transformacji,
ponieważ
1.
geny antybiotykooporności w wyniku cyklu lizogenicznego bakteriofagów mogą być wbudowane do genomu bakterii.
B.
transdukcji,
2.
geny antybiotykooporności mogą znajdować się w plazmidach, które są przekazywane innym komórkom bakteryjnym.
C.
koniugacji,
3.
wśród pobranych egzogennych fragmentów DNA może znaleźć się taki, który zawiera geny antybiotykooporności.
6.5. (0–2)
Wykaż, że wirusy nie są wrażliwe na streptomycynę. W odpowiedzi uwzględnij różnicę
w budowie wirusów i bakterii oraz mechanizm działania streptomycyny.
Poniżej przedstawiono wzór pewnego oligopeptydu. W polach oznaczonych numerami 1–4
przedstawiono cztery różne ugrupowania atomów występujące w białkach.
2.1. (0–1)
Które z powyższych ugrupowań atomów stanowi wiązanie powstające pomiędzy
aminokwasami podczas syntezy peptydów w komórce? Zaznacz właściwą odpowiedź
spośród podanych oraz podaj nazwę tego wiązania.
1
2
3
4
Nazwa wiązania:
2.2. (0–1)
Zapisz sekwencję aminokwasową przedstawionego na schemacie oligopeptydu od
końca aminowego do karboksylowego, posługując się pełnymi nazwami
aminokwasów lub ich oznaczeniami literowymi.
Kwas maleinowy to nazwa zwyczajowa kwasu cis-butenodiowego o wzorze
HOOC–CH=CH–COOH. Kwas ten można otrzymać z benzenu. W wyniku katalitycznego
utleniania tego węglowodoru powstaje bezwodnik maleinowy o wzorze:
Bezwodnik maleinowy w reakcji z wodą przekształca się w kwas maleinowy.
Kwasy wieloprotonowe ulegają reakcji zobojętniania stopniowo, np. n-protonowy kwas
HnR reaguje z NaOH zgodnie z poniższym schematem:
pierwszy etap zobojętnienia: HnR + NaOH → NaHn–1R + H2O
ostatni etap zobojętnienia: Nan–1HR + NaOH → NanR + H2O
Z krzywej zależności pH od objętości dodanej zasady można wyznaczyć punkty
równoważnikowe, które odpowiadają kolejnym etapom zobojętniania.
Przeprowadzono miareczkowanie, w którym do 25 cm3 wodnego roztworu kwasu
maleinowego o nieznanym stężeniu dodawano porcjami wodny rozwór wodorotlenku sodu
o stężeniu 0,10 mol ∙ dm–3. Podczas doświadczenia mierzono pH otrzymanego roztworu.
Uzyskano krzywą miareczkowania, na której widoczne są dwa skoki pH – w pobliżu punktów
A i B:
Na podstawie: D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii analitycznej,
Warszawa 2006.
36.1. (0–1)
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) jonów, które stanowią dominującą formę kwasu
maleinowego w punkcie A oraz w punkcie B miareczkowania.
Jon dominujący w punkcie A:
Jon dominujący w punkcie B:
36.2. (0–1)
Określ początkowe stężenie molowe kwasu maleinowego w miareczkowanym roztworze.
Kontrolowane utlenianie alkanów jest stosowane w przemyśle do wytwarzania kwasów
tłuszczowych. W odpowiednich warunkach ta reakcja przebiega selektywnie w taki sposób,
że utleniona zostaje tylko jedna ze skrajnych grup metylowych.
Na podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Warszawa 1984.
Napisz wzór sumaryczny alkanu, który może zostać użyty do otrzymania kwasu
stearynowego (oktadekanowego) opisaną metodą.
Poniżej przedstawiono uproszczone wzory trzech alkenów i jednego węglowodoru cyklicznego
alifatycznego (cykloalkanu). W cząsteczkach węglowodorów cyklicznych szkielet węglowy
tworzy pierścienie.
26.1. (0–1)
Wybierz wszystkie związki, które są izomerami 2,3‑dimetylobut‑1‑enu. Napisz numery,
którymi oznaczono ich wzory.
26.2. (0–1)
Napisz równanie reakcji addycji bromowodoru do związku IV zachodzącej zgodnie
z regułą Markownikowa. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków
organicznych.
Jon kompleksowy składa się z atomu centralnego i ligandów. Funkcję atomu centralnego
spełniają najczęściej kationy metali. Ligandami są drobiny chemiczne, które łączą się z atomem
(jonem) centralnym wiązaniem koordynacyjnym za pomocą wolnej pary elektronowej atomu
donorowego wchodzącego w skład ligandu. Ligandami mogą być cząsteczki obojętne, np.
H2O, NH3, lub aniony, np. Cl−, OH−.
Powstawanie kompleksu jonu metalu M z ligandami L można opisać sumarycznym
równaniem:
M + nL ⇄ MLn
Indeks n oznacza liczbę ligandów, z którymi łączy się jon metalu.
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, Warszawa 2001
oraz M. Cieślak-Golonka, J. Starosta, M. Wasielewski, Wstęp do chemii koordynacyjnej, Warszawa 2010.
Jony kadmu(II) tworzą z anionami jodkowymi jon kompleksowy, w którym przyjmują liczbę
koordynacyjną n = 4.
W przedstawionej poniżej konfiguracji elektronowej atomu kadmu w stanie
podstawowym podkreśl fragment, który nie występuje w jonie kadmu(II), oraz napisz
wzór kompleksu jonów kadmu(II) z anionami jodkowymi.
48Cd 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2
Wzór kompleksu jonów kadmu(II) z anionami jodkowymi:
Rozpuszczalnikami amfiprotycznymi nazywa się rozpuszczalniki, których cząsteczki mogą
zarówno odszczepiać, jak i przyłączać proton. Do rozpuszczalników amfiprotycznych należą
m.in. woda, ciekłe alkohole oraz kwasy karboksylowe, ciekły amoniak i aminy.
W rozpuszczalnikach amfiprotycznych ustala się stan równowagi reakcji autoprotolizy, która
dla wody zachodzi zgodnie z równaniem:
2H2O ⇄ H3O+ + OH−
Reakcję autoprotolizy rozpuszczalnika opisuje stała równowagi nazywana iloczynem jonowym
rozpuszczalnika, np. iloczyn jonowy wody wyraża się równaniem:
Kw = [H3O+] ∙ [OH−]
Poniżej zestawiono wartości iloczynu jonowego trzech rozpuszczalników w temperaturze
25ºC.
Rozpuszczalnik
Iloczyn jonowy rozpuszczalnika
kwas mrówkowy
0,6 ∙ 10−6
metanol
0,2 ∙ 10−16
woda
1,0 ∙ 10−14
Na podstawie: J.J. Fiałkow, A.N. Żytomirski, J.A. Tarasenko, Chemia fizyczna roztworów niewodnych,
Warszawa 1983.
Uszereguj wymienione rozpuszczalniki według wzrastającego stopnia ich autoprotolizy
w temperaturze 25ºC. Napisz nazwy tych rozpuszczalników.
W zamkniętym reaktorze znajdowały się dwa gazy: wodór oraz fluor. Po zakończeniu reakcji
zbiornik zawierał tylko fluorowodór, którego masa była równa 0,4 g.
Napisz, w jakim stosunku objętościowym zmieszano wodór z fluorem w reaktorze, oraz
określ, ile gramów wodoru i ile gramów fluoru wprowadzono do reaktora.
Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2004.
Napisz numer reaktora, w którym pod wpływem wzrostu ciśnienia (T = const) wzrosło
stężenie równowagowe odpowiedniego wodorku, oraz numer reaktora, w którym pod
wpływem wzrostu temperatury (p = const) wzrosło stężenie równowagowe odpowiedniego
wodorku.
Wzrost ciśnienia skutkuje wzrostem stężenia równowagowego wodorku w reaktorze .
Wzrost temperatury skutkuje wzrostem stężenia równowagowego wodorku w reaktorze .
