Biologia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)
Zbiór zadań wydany przez CKE w 2015 r, zawierający przykładowe zadania według nowej formuły wraz z ich omówieniem i odpowiedziami.
Zadanie 1. (1 pkt)
Białka mają zróżnicowaną budowę, z czego wynika szeroki zakres pełnionych przez nie funkcji. Na rysunkach przedstawiono budowę cząsteczki hemoglobiny i mioglobiny.
Na podstawie analizy rysunków i posiadanej wiedzy porównaj budowę cząsteczek oraz funkcje biologiczne hemoglobiny i mioglobiny.
Zadanie 2. (4 pkt)
Węglowodany, białka, lipidy i kwasy nukleinowe to grupy związków organicznych występujących w organizmach. Poniżej przedstawiono wzór strukturalny pewnego związku organicznego.
| a) | Zaznacz poprawne dokończenie zdania. |
Przedstawiony związek jest dipeptydem, ponieważ
- występują w nim grupy: hydroksylowa – OH i karboksylowa – COOH.
- występują w nim grupy: aminowa – NH2 i karboksylowa – COOH.
- występują w nim grupy: metylowa – CH3 i karboksylowa – COOH.
- występuje w nim jedno wiązanie peptydowe między monomerami.
| b) | Podaj nazwę pierwszego aminokwasu (od końca aminowego NH2) przedstawionego dipeptydu i wyjaśnij, czy może to być pierwszy aminokwas w syntetyzowanym łańcuchu polipetydowym. Skorzystaj z Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych na egzamin z biologii, chemii i fizyki. |
| c) | Zakładając, że przedstawiony dipeptyd jest końcowym fragmentem powstającego podczas translacji łańcucha polipeptydowego, podaj do którego końca przedstawionego dipeptydu zostanie przyłączony kolejny aminokwas, np. lizyna. Odpowiedź uzasadnij. |
| d) | Korzystając z Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych na egzamin z biologii, chemii i fizyki, podaj, jaki antykodon może mieć tRNA transportujący do rybosomu lizynę. |
Zadanie 3. (3 pkt)
Aminokwasy, podobnie jak większość związków organicznych, można łatwo rozpoznać po charakterystycznych grupach funkcyjnych. Z aminokwasów zbudowane są białka – związki o skomplikowanej strukturze przestrzennej. Na schematach przedstawiono budowę dwóch aminokwasów.
| a) | Na wzorze strukturalnym cysteiny otocz kółkiem dwie grupy funkcyjne, charakterystyczne dla wszystkich aminokwasów. Oznacz je cyframi 1 i 2 oraz podaj ich nazwy. |
1.
2.
| b) | Zapisz wzór strukturalny dipeptydu powstałego z połączenia glicyny i cysteiny (Gly-Cys) oraz otocz linią lub zaznacz strzałką wiązanie peptydowe. |
| c) | Wyjaśnij, jakie znaczenie w tworzeniu struktury III-rzędowej białka ma cysteina. |
Zadanie 4. (2 pkt)
Na schemacie przedstawiono klasyfikację związków organicznych budujących organizmy.
Poniżej przedstawiono listę nazw wybranych związków i grup związków organicznych (1–8) budujących organizm człowieka:
- albuminy
- fruktoza
- glikogen
- glukoza
- metaloproteiny
- sacharoza
- skrobia
- steroidy
| a) | Uzupełnij schemat – wpisz w puste ramki po jednym właściwym oznaczeniu cyfrowym związku lub grup związków wchodzących w skład organizmu człowieka. |
| b) | Z listy związków organicznych oraz ze schematu wybierz i zapisz nazwy dwóch związków, które gromadzone są w tkankach człowieka jako rezerwa energetyczna. Obok każdego związku podaj po jednym miejscu jego magazynowania w organizmie. |
Związek 1:
Związek 2:
Zadanie 5. (2 pkt)
Na rysunkach A–D w przypadkowej kolejności zobrazowano I-, II-, III- i IV-rzędową strukturę białek.
| a) | Podaj oznaczenia literowe rysunków w takim porządku, żeby odzwierciedlały kolejno I-, II-, III- i IV-rzędową strukturę białek. |
| b) | Określ funkcję, jaką w kształtowaniu struktury białek pełnią wymienione w legendzie (do rysunków) rodzaje wiązań chemicznych. |
Zadanie 6. (1 pkt)
Na rysunkach przedstawiono fragment cząsteczki kolagenu.
Korzystając z rysunku, wykaż związek między strukturą kolagenu a jego funkcją biologiczną w organizmie człowieka.
Zadanie 7. (2 pkt)
Woda jest aktywnym związkiem nieorganicznym, którego polarne cząsteczki łączą się ze sobą za pomocą wiązań wodorowych. Cząsteczki wody mają zdolność do adhezji, czyli przylegania do innych substancji, oraz wzajemnego przyciągania się, czyli tzw. kohezji (spójności). Wiązania wodorowe ulegają zerwaniu pod wpływem energii cieplnej cząsteczek. Na schemacie przedstawiono wiązania wodorowe powstałe między cząsteczkami wody.
| a) | Określ, w którym zdaniu – A czy B – prawidłowo opisano rolę sił kohezji w transporcie wody w roślinie. Odpowiedź uzasadnij. |
- Zapobiegają przerwaniu się słupa wody w naczyniach i cewkach ksylemu między korzeniem a liściem.
- Zapobiegają odrywaniu się nitek wody przewodzonej w ksylemie od ścian komórkowych naczyń.
| b) | Wyjaśnij związek budowy cząsteczki wody z jej wysokim ciepłem parowania. |
Zadanie 8. (2 pkt)
Wśród węglowodanów, w zależności od ich budowy, wyróżnia się monosacharydy – pojedyncze monomery, które mogą tworzyć większe cząsteczki: oligosacharydy (2–10 monomerów), oraz polisacharydy, zbudowane z więcej niż 10 monomerów. Na schemacie I przedstawiono reakcję kondensacji dwóch cząsteczek glukozy (monomeru), w wyniku której powstaje disacharyd, a na schemacie II – dwa disacharydy, z których każdy zbudowany z dwóch różnych monomerów.
| a) | Podpisz powyższe wzory disacharydów w miejscach oznaczonych literami A–C. Ich nazwy wybierz spośród wymienionych. |
Nazwy disacharydów: sacharoza, celobioza, trehaloza, maltoza, laktoza.
| b) | Zaznacz poprawne dokończenie zdania. |
Między dwiema cząsteczkami glukozy podczas reakcji kondensacji powstało wiązanie
- kowalencyjne – glikozydowe.
- wodorowe – glikozydowe.
- kowalencyjne – estrowe.
- jonowe – glikozydowe.
Zadanie 9. (1 pkt)
Monosacharydy i pewne disacharydy mają właściwości redukujące, ponieważ zawierają
wolną grupę karbonylową (C=O), która utlenia się do grupy karboksylowej (COOH),
redukując jednocześnie inny związek. Do wykrywania obecności cukrów redukujących służy
odczynnik Benedicta o barwie niebieskiej. Cukry redukują CuSO4, znajdujący się
w odczynniku, do Cu2O, który po podgrzaniu wytrąca się jako osad o różnym zabarwieniu
(od zielonożółtego poprzez pomarańczowy do czerwonego), zależnie od ilości cukru
redukującego w analizowanej próbie.
W celu sprawdzenia właściwości redukujących disacharydów przeprowadzono następujące
doświadczenie:
Przygotowano cztery probówki, do których dodano:
- probówka I.– 2 ml 1% roztworu sacharozy
- probówka II. – 2 ml 1% roztworu maltozy
- probówka III. – 2 ml 1% roztworu laktozy
- probówka IV.– 2 ml wody destylowanej.
Do każdej probówki dodano 1 ml odczynnika Benedicta i dokładnie wymieszano, a następnie
wszystkie probówki wstawiono na 3 min do łaźni wodnej o temperaturze 70°C.
Zaobserwowane wyniki doświadczenia zestawiono w tabeli.
| Próba | Barwa odczynnika Benedicta |
|---|---|
| I. sacharoza | niebieska |
| II. maltoza | pomarańczowa |
| III. laktoza | pomarańczowa |
| IV. woda destylowana | niebieska |
Na podstawie analizy przedstawionych wyników sformułuj wniosek do przeprowadzonego doświadczenia.
Zadanie 10. (4 pkt)
Poniżej przedstawiono wzory strukturalne trzech węglowodanów.
| a) | Na podstawie analizy przedstawionych wzorów i posiadanej wiedzy oceń prawdziwość informacji dotyczących budowy węglowodanów. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Cząsteczka monosacharydu zbudowana jest z co najmniej 3 atomów węgla. | ||
| 2. | W cząsteczce monosacharydu każdy atom węgla połączony jest z grupą hydroksylową. | ||
| 3. | Obecność polarnych grup hydroksylowych sprawia, że monosacharydy są hydrofobowe. |
| b) | Podaj przykład, innej niż przedstawiona powyżej, pentozy i określ jej biologiczne znaczenie. |
| c) | Każdemu z cukrów (I–III) przyporządkuj spośród A–D jego znaczenie dla organizmu roślinnego. |
- Jest głównym materiałem energetycznym dla komórek.
- Stanowi związek wyjściowy do tworzenia cukrów bardziej złożonych.
- Wchodzi w skład kwasów nukleinowych.
- Stanowi materiał budulcowy ściany komórkowej roślin.
| d) | Wyjaśnij, dlaczego cukry proste nie mogą być materiałem zapasowym w komórkach zwierząt. W odpowiedzi uwzględnij ich rozpuszczalność w wodzie. |
Zadanie 11. (3 pkt)
Wśród komórek eukariotycznych wyróżnia się komórki roślinne, zwierzęce i komórki grzybowe. Na rysunku przedstawiono dwa rodzaje komórek eukariotycznych (A i B), w których cyframi (1–7) oznaczono ich organelle.
J. Nicklin, K. Graeme-Cook, R. Killington, Mikrobiologia. Krótkie wykłady, Warszawa 2012, s. 208, 220.
| a) | Rozpoznaj rodzaje komórek eukariotycznych przedstawione na rysunku. Podpisz każdą z nich oraz podaj element budowy różniący je od siebie. |
| b) | Do każdego z elementów budowy oznaczonych cyframi 1 i 2 przyporządkuj po dwa zdania wybrane spośród I–VI, które ten element opisują. |
- Jest zbudowany z glikoprotein i kolagenu.
- Jest zbudowany głównie z węglowodanów.
- Jest zbudowany głównie z lipidów i białek.
- Oddziela protoplast od środowiska zewnętrznego.
- Chroni protoplast przed parowaniem i patogenami.
- Uniemożliwia wzrost komórki.
Element budowy 1
Element budowy 2
| Oznaczenie cyfrowe organellum | Nazwa organellum | Biosynteza białek | Synteza ATP | ||
| komórka A | komórka B | komórka A | komórka B | ||
| 4 | |||||
| 5 | |||||
| 6 | |||||
Zadanie 12. (4 pkt)
Na rysunku I przedstawiono budowę jednego z rodzajów komórek, a na rysunku II – kolejne etapy pewnego zjawiska zachodzącego w takiej komórce, umieszczonej w 7% wodnym roztworze sacharozy.
M. Podbielkowska, Z. Podbielkowski, Biologia z higieną i ochroną środowiska, Warszawa 1994, s. 32.
| a) | Podaj, który rodzaj komórek (roślinne, zwierzęce, czy grzybowe) przedstawiono na rysunku I. Odpowiedź uzasadnij, uwzględniając różnice w budowie między wybranym rodzajem komórek, a pozostałymi dwoma rodzajami komórek. |
| b) | Podaj nazwę zjawiska przedstawionego na rysunku II oraz, uwzględniając proces osmozy, wyjaśnij na czym to zjawisko polega. |
| c) | Podaj właściwość błon plazmatycznych, która warunkuje przebieg zjawiska w sposób przedstawiony na rysunku II. Odpowiedź uzasadnij. |
| d) | Wymień organella półautonomiczne występujące w komórce przedstawionej na rysunku I. Sformułuj dwa argumenty na rzecz ich endosymbiotycznego pochodzenia, uwzględniając cechy budowy tych organelli. |
Zadanie 13. (3 pkt)
Na schemacie przedstawiono budowę komórki.
- zachodzi synteza ATP,
- przechowywana jest informacja genetyczna,
- zachodzą modyfikacje białek oraz lipidów przeznaczonych do egzocytozy.
| b) | Uzupełnij zdania – wpisz w miejsce kropek określenia wybrane spośród podanych poniżej. Wybrane określenia nie mogą się w zdaniach powtarzać. |
Określenia: bakterii, grzyba, rośliny, zwierzęcia.
Przedstawiona na schemacie komórka nie zawiera plastydów ani ściany komórkowej, dlatego nie może to być komórka . Obecność jądra świadczy o tym, że nie jest to komórka . Komórka ta nie posiada ściany komórkowej, więc nie należy do .
- palisadowym i gąbczastym,
- spichrzowym.
Zadanie 14. (2 pkt)
Cytoszkielet komórki budują trzy rodzaje filamentów: mikrofilamenty, filamenty pośrednie
i mikrotubule. Mikrofilamenty to cienkie i elastyczne struktury zbudowane z identycznych
globularnych cząsteczek aktyny. Mikrotubule są najgrubsze z tych struktur i mają postać
długich, pustych wewnątrz rurek. Odpowiadają za organizację wnętrza komórki. Filamenty
pośrednie są zbudowane z mocno zwiniętych nici, dzięki czemu są najbardziej sztywne
i wytrzymałe spośród wymienionych elementów cytoszkieletu.
Na rysunku przedstawiono trzy rodzaje filamentów budujących cytoszkielet komórki.
| a) | Przyporządkuj każdą z podanych funkcji do właściwego elementu cytoszkieletu – wpisz znak X w odpowiednie miejsca tabeli. |
| Funkcja | Mikrofilamenty | Filamenty pośrednie | Mikrotubule |
|---|---|---|---|
| Zapobiegają pękaniu komórek pod wpływem rozciągania. | |||
| Utrzymują organelle w określonym miejscu komórki. | |||
| Są niezbędne komórkom do wykonywania różnego rodzaju ruchów. |
| b) | Zaznacz prawidłowe dokończenie zdania. |
Filamenty tworzące cytoszkielet komórki zbudowane są z
- białek.
- lipidów.
- węglowodanów.
- kwasów nukleinowych.
Zadanie 15. (3 pkt)
Stopień uwodnienia wyrośniętych, mających wakuole komórek roślinnych, regulowany jest
dzięki osmozie. Ze względu na sposób pobierania wody, komórkę można uznać za układ
osmotyczny. Błona komórkowa jest selektywnie przepuszczalna, a wnętrze komórki wypełnia
wakuola, zawierająca wodny roztwór substancji osmotycznie czynnych. Ściana komórkowa
jest przepuszczalna dla wody i substancji w niej rozpuszczonych.
Na rysunkach przedstawiono zmiany zachodzące w dwóch takich samych komórkach
roślinnych umieszczonych w różnych roztworach.
J. Michejda, L. Ratajczak, Ćwiczenia z fizjologii roślin, Warszawa 1986, s. 47–48.
| a) | Na obu rysunkach narysuj strzałki ilustrujące kierunek przepływu wody między komórką a roztworem, w którym została umieszczona. |
- Występuje zjawisko plazmolizy............... .
- Powiększenie objętości protoplastu........... .
- Zmniejszenie się turgoru komórki............. .
- Wzrost ciśnienia protoplastu na ścianę komórkową......... .
- Pobieranie wody przez komórkę.......... .
| c) | Opisz, jaką rolę w utrzymaniu jędrności (turgoru) komórki roślinnej odgrywają wakuola i ściana komórkowa. |
Zadanie 16. (5 pkt)
Kolagen jest zbudowany z trzech łańcuchów polipeptydowych. Każdy łańcuch składa się z powtarzającego się tripeptydu, mającego sekwencję Gly-X-Y, w którym Gly to glicyna, a X i Y mogą być jakimikolwiek aminokwasami, ale najczęściej: X – jest proliną, a Y – hydroksyproliną. Każdy łańcuch, zbudowany z ok. tysiąca aminokwasów, ma strukturę α-helisy. Trzy łańcuchy polipeptydowe (α-helisy), owijając się wokół siebie, tworzą trójniciową helisę wyższego rzędu, która jest utrzymywana głównie dzięki wiązaniom wodorowym powstającym między grupami aminowymi glicyn jednej helisy i grupami hydroksylowymi jednej z pozostałych helis. W stabilizowaniu struktury trójniciowej helisy biorą również udział grupy –OH hydroksyproliny. Na rysunku schematycznie przedstawiono biosyntezę kolagenu.
B.D. Hames, N.M. Hooper, Biochemia. Krótkie wykłady, Warszawa 2002, s. 55–56.
| a) | Korzystając z rysunku i swojej wiedzy, przedstaw etapy biosyntezy kolagenu. W tym celu uzupełnij tabelę, wpisując w odpowiednich rubrykach nazwę organellum, cyfrę oznaczającą proces (1–5) oraz rodzaj procesu, jaki w nim zachodzi. |
| Nazwa organellum | Cyfra oznaczająca proces | Rodzaj procesu |
|---|---|---|
| b) | Na podstawie informacji zawartych w tekście przedstaw strukturę pierwszorzędową kolagenu, zapisując fragment łańcucha złożonego z dziewięciu aminokwasów. |
| c) | Zaznacz prawidłowe dokończenie zdania. |
Przedstawiony na rysunku proces biosyntezy kolagenu zachodzi w komórkach
- tkanki łącznej płynnej – limfocytach.
- tkanki łącznej stałej – fibroblastach.
- tkanki mięśniowej – miocytach.
- wątroby – hepatocytach.
| d) | Wiedząc, że podczas biosyntezy kolagenu (w procesie przyłączania grup –OH do proliny) jest niezbędny kwas askorbinowy, wyjaśnij, dlaczego niedobór witaminy C (kwasu askorbinowego) może powodować zmniejszenie szczelności naczyń krwionośnych. |
Zadanie 17. (3 pkt)
Główną cechą niemal wszystkich komórek prokariotycznych jest obecność ściany
komórkowej. Różni się ona budową i składem cząsteczkowym od ścian komórek
eukariotycznych, które zawierają zwykle celulozę lub chitynę. Większość ścian
komórkowych bakterii zawiera peptydoglikan (związek chemiczny złożony z dwóch
łańcuchów polisacharydów połączonych krótkimi łańcuchami polipeptydowymi).
Skuteczność antybiotyku penicyliny wynika z tego, że blokuje ona aktywność enzymów
bakteryjnych biorących udział w syntezie peptydoglikanu. Na podstawie różnic w budowie
ściany komórkowej i wynikających z tego różnic w barwieniu tej ściany techniką nazywaną
barwieniem Grama, podzielono bakterie na Gram-dodatnie i Gram-ujemne.
Na schematach przedstawiono budowę ściany komórkowej bakterii Gram-dodatnich
i Gram-ujemnych.
| a) | Na podstawie schematów podaj różnicę w budowie ściany komórkowej bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych oraz wyjaśnij, jakie ma ona znaczenie dla bakterii chorobotwórczych. |
| b) | Uzasadnij, dlaczego penicylina działa szkodliwie na komórki bakterii, a nie wpływa na komórki człowieka. |
| c) | Zaznacz wśród niżej wymienionych grup protistów (A–E) te dwie grupy, które charakteryzują się obecnością ściany komórkowej. |
- ameby
- orzęski
- okrzemki
- sporowce
- lęgniowce.
Zadanie 18. (2 pkt)
Na wykresie przedstawiono wyniki uzyskane w pewnym doświadczeniu dotyczącym fotosyntezy.
| a) | Na podstawie analizy wykresu sformułuj hipotezę, której słuszność potwierdzają wyniki tego doświadczenia. |
| b) | Wyjaśnij, dlaczego nie można zbadać wyłącznie wpływu natężenia światła lub wyłącznie wpływu stężenia CO2 na intensywność fotosyntezy, bez obecności drugiego z czynników. |
Zadanie 19. (4 pkt)
Amylaza jest enzymem, który hydrolizuje skrobię do cukrów niskocząsteczkowych. Przeprowadzono doświadczenie, w którym badano wpływ temperatury na aktywność amylazy. W tym celu dokonywano pomiarów szybkości wytwarzania cukru redukującego (niskocząsteczkowego) powstającego w wyniku enzymatycznej hydrolizy skrobi. Otrzymane wyniki przedstawiono w tabeli.
| Temperatura (°C) | Szybkość wytwarzania cukru redukującego (niskocząsteczkowego) (g/min) |
|---|---|
| 0 | 0,0 |
| 10 | 0,5 |
| 20 | 0,7 |
| 30 | 0,9 |
| 40 | 1,1 |
| 50 | 0,4 |
| 70 | 0,0 |
www.pg.gda.pl/chem/.../Instrukcja_amylaza.doc [dostęp: 09.12.2014].
| a) | Na podstawie danych w tabeli narysuj wykres liniowy ilustrujący zależność aktywności amylazy od temperatury, mierzoną jako szybkość wytwarzania cukru redukującego w reakcji enzymatycznej hydrolizy skrobi. |
| b) | Na podstawie danych z tabeli podaj optymalną temperaturę dla reakcji enzymatycznej hydrolizy skrobi. Uzasadnij odpowiedź. |
| c) | Wyjaśnij, dlaczego w temperaturze 70°C nie zachodzi reakcja enzymatycznej hydrolizy skrobi. |
Zadanie 20. (2 pkt)
W tkankach roślin zwykle odbywa się oddychanie tlenowe, w warunkach braku lub niedoboru tlenu występuje też fermentacja mlekowa. Podczas beztlenowego rozkładu 1 mola glukozy do 2 moli pirogronianu, powstają 2 mole NADH oraz 2 mole ATP w procesie fosforylacji substratowej. W tlenowych etapach rozkładu 2 moli pirogronianu wytwarzane są 2 mole ATP w procesie fosforylacji substratowej oraz 8 moli NADH i 2 mole FADH2. Z utleniania tych cząsteczek NADH i FADH2 oraz NADH powstałego w czasie glikolizy powstają 32 mole ATP (dane teoretyczne). Ilość energii niezbędna do syntezy 1 mola ATP wynosi 12 kcal. Spalanie 1 mola glukozy w bombie kalorymetrycznej wyzwala 687 kcal energii.
| a) | Porównaj losy NADH powstałego podczas fermentacji mlekowej z losami NADH powstałego podczas tlenowego rozkładu glukozy. W tym celu wypełnij poniższą tabelę. |
| Rodzaj oddychania | Proces, w którym NADH bierze udział jako substrat | Lokalizacja procesu, w którym NADH bierze udział jako substrat |
|---|---|---|
| fermentacja mlekowa | ||
| oddychanie tlenowe |
| b) | Oblicz teoretyczną wydajność energetyczną oddychania tlenowego oraz wydajność energetyczną fermentacji mlekowej dla 1 mola glukozy. Przedstaw swoje obliczenia – wyniki podaj w procentach. |
Zadanie 21. (5 pkt)
Ureaza to enzym należący do hydrolaz. Katalizuje on reakcję hydrolitycznego rozkładu
mocznika. Występuje w bakteriach, drożdżach i niektórych roślinach wyższych.
Do doświadczenia badającego wpływ stężenia ureazy na szybkość reakcji użyto
0,1-molowego roztworu kwasu octowego, 1% roztworu mocznika, roztworu ureazy
i uniwersalnego wskaźnika pH, który zmienia barwę w zależności od środowiska (zasadowe –
niebieska, kwasowe – czerwona). Na początku doświadczenia roztwory we wszystkich
probówkach miały barwę czerwoną. Podczas doświadczenia w niektórych probówkach
zaobserwowano zmianę barwy roztworów.
Na rysunku przedstawiono sposób przygotowania doświadczenia.
| a) | Podaj nazwy produktów katalitycznej hydrolizy mocznika i podkreśl ten, który spowodował zaobserwowaną zmianę pH w niektórych próbkach. |
| b) | Podaj numer próbki, w której czerwona barwa roztworu najszybciej zmieniła się na niebieską i uzasadnij odpowiedź. |
| c) | Podaj numer probówki, która stanowi próbę kontrolną w doświadczeniu i uzasadnij odpowiedź. |
| d) | Określ, czy wzrost stężenia enzymu, przy stałym początkowym stężeniu substratu, będzie proporcjonalnie zwiększać natężenie zachodzenia reakcji. Uzasadnij odpowiedź. |
| e) | Wyjaśnij, na czym polega udział bakterii i grzybów produkujących ureazę w udostępnianiu roślinom związków azotowych. |
Zadanie 22. (4 pkt)
Kropidlak czarny (Aspergillus niger) wydziela zewnątrzkomórkowo enzymy, m.in.
glukoamylazę, która hydrolizuje skrobię do glukozy. Glukoamylazy nie występują ani
u zwierząt, ani u roślin. Pozyskany z grzyba enzym wykorzystuje się w piekarnictwie,
przemyśle cukierniczym, owocowo-warzywnym, mleczarskim, farmaceutycznym
i fermentacyjnym. Obecnie glukoamylazę pozyskuje się głównie z transgenicznych szczepów
Aspergillus niger. Otrzymany z nich enzym cechuje się dużą odpornością na zmiany pH
i temperatury.
Na wykresach przedstawiono wpływ temperatury (I) i wartości pH (II) na aktywność
glukoamylazy zawartej w jednym z preparatów stosowanych w przemyśle fermentacyjnym.
http://agrobiol.sggw.waw.pl/biochemia/media/Enzymologia/Enzymologia%20p%20dzik/ Glukoamylaza_06_11_2012.pdf [dostęp: 11.11.2014].
| a) | Wyjaśnij, jakie znaczenie adaptacyjne dla kropidlaka ma zdolność wydzielania enzymu poza komórkę w naturalnym środowisku życia tego grzyba. |
| b) | Wypełnij tabelę – podaj nazwy dwóch enzymów, należących do amylaz, wytwarzanych przez człowieka oraz nazwy narządów, w świetle których te enzymy działają i nazwy produktów reakcji katalizowanych przez te enzymy. |
| Nazwa enzymu | Miejsce działania (narząd) | Produkt reakcji |
|---|---|---|
| c) | Na podstawie obu wykresów określ warunki, w jakich preparat z glukoamylazą jest najbardziej wydajny. |
| d) | Podaj po jednym przykładzie (innym niż opisane w tekście) wykorzystywania grzybów w biotechnologii tradycyjnej i nowoczesnej. |
Zadanie 23. (2 pkt)
Bakterie to organizmy cudzożywne lub samożywne. Wśród bakterii samożywnych
wyróżniamy fotoautotrofy i chemoautotrofy.
W tabeli przedstawiono niezbędne warunki rozwoju oraz składniki pokarmowe trzech
gatunków bakterii: A, B, C.
| Warunki rozwoju i składniki pokarmowe | A | B | C |
|---|---|---|---|
| światło | + | – | – |
| woda i sole mineralne | + | + | + |
| tlenek węgla(IV) CO2 | + | – | + |
| siarkowodór H2S | + | – | – |
| amoniak NH3 | – | – | + |
| glukoza C6H12O6 | – | + | – |
| tiamina (witamina B1) | – | + | – |
| a) | Korzystając z informacji w tabeli, przyporządkuj do każdego z gatunków bakterii A, B i C właściwy sposób odżywiania – wybierz go spośród podanych poniżej. |
| b) | Podaj, który z wymienionych gatunków bakterii (A, B, czy C) jest bezwzględnym anaerobem. Odpowiedź uzasadnij. |
Zadanie 24. (2 pkt)
Synteza kwasów tłuszczowych w komórkach roślinnych odbywa się w chloroplastach i proplastydach. Na schemacie przedstawiono cykl Calvina i jego związek z innymi przemianami metabolicznymi.
| a) | Wykaż związek cyklu Calvina z syntezą kwasów tłuszczowych w chloroplastach. |
| b) | Podaj nazwę struktury komórki zwierzęcej oraz nazwę zachodzącego w niej procesu, dostarczającego substratu do syntezy kwasów tłuszczowych w takich komórkach. |
Zadanie 25. (3 pkt)
Na schemacie przedstawiono wpływ enzymu na przebieg katalizowanej reakcji.
| a) | Określ funkcję enzymu w katalizowanej reakcji, którą zilustrowano na powyższym schemacie. |
| b) | Podaj, czy zilustrowana schematem reakcja jest przemianą anaboliczną,czy kataboliczną. Odpowiedź uzasadnij. |
| c) | Wyjaśnij, czy na schemacie przedstawiono swoistość substratową enzymu. |
Zadanie 26. (2 pkt)
Na schemacie przedstawiono przebieg fazy fotosyntezy zależnej od światła.
Fizjologia roślin, red. J. Kopcewicz, S. Lewak, Warszawa 2005, s. 284–291.
| a) | Na podstawie informacji uzyskanych z analizy schematu oceń prawdziwość zapisanych w tabeli stwierdzeń dotyczących przebiegu fazy fotosyntezy zależnej od światła. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | U roślin prowadzących oksygeniczny typ fotosyntezy istotą fazy zależnej od światła jest przepływ elektronów od wody do PS I i następnie do NADP+. | ||
| 2. | W transporcie elektronów od wody do NADP+ uczestniczą oba fotosystemy oraz przenośniki elektronów niezwiązane z fotosystemami. | ||
| 3. | Transportowi elektronów od cząsteczki wody do NADP+ towarzyszy wytworzenie w poprzek błony tylakoidu gradientu stężenia protonów, który jest siłą napędową fosforylacji ADP. |
| b) | Na podstawie analizy schematu podaj, czy przedstawiony proces fosforylacji fotosyntetycznej przebiega cyklicznie, czy niecyklicznie. Odpowiedź uzasadnij. |
Zadanie 27. (4 pkt)
Wykonano eksperyment, w którym oświetlano komórki skrętnicy (Spirogyra) – słodkowodnego nitkowatego glonu należącego do zielenic – światłem przepuszczanym przez pryzmat, eksponując różne odcinki nitkowatej plechy na światło o różnej długości fali. W każdej komórce skrętnicy znajduje się jeden długi, spiralnie zwinięty chloroplast, zawierający chlorofile. Bakterie tlenowe z rodzaju Pseudomonas, wprowadzone do wody akwariowej, w której hodowano skrętnicę, wybiórczo gromadziły się wokół niektórych odcinków nitkowatej plechy oświetlanych światłem o różnej barwie. Wynik eksperymentu zilustrowano na rysunku.
| długość fali światła (nm) | barwa światła |
|---|---|
| 660 | czerwona |
| 590 | pomarańczowa |
| 525 | zielona |
| 480 | niebieska |
| a) | Pamiętając, że tlen jest produktem fotosyntezy, sformułuj problem badawczy tego doświadczenia. |
| b) | Wyjaśnij, dlaczego bakterie gromadziły się najliczniej wokół odcinków nitkowatej plechy oświetlanych światłem o barwach czerwonej i niebieskiej. |
| c) | Sformułuj wniosek potwierdzony wynikami eksperymentu. |
| d) | Podaj, w jaki sposób zmieni się wynik doświadczenia, jeśli na drodze światła pomiędzy pryzmatem i plechą wstawiony zostanie czerwony filtr. Uzasadnij odpowiedź. |
Zadanie 28. (3 pkt)
W procesie fotosyntezy ATP jest wytwarzany w fazie zależnej od światła. Na rysunku zilustrowano przebieg doświadczenia, przeprowadzonego w całkowitej ciemności, w którym wyizolowane z komórki chloroplasty zakwaszano przez zanurzenie ich w fizjologicznym roztworze o wartości pH równej 4. Gdy pH wnętrza tylakoidu chloroplastu osiągnęło wartość pH równą 4, chloroplasty przenoszono do roztworu zasadowego o wartości pH równej 8, zawierającego ADP i Pi. W tych warunkach wartość pH stromy chloroplastu wzrastała szybko do 8, natomiast pH wnętrza tylakoidów przez pewien czas pozostawało na poziomie wartości pH równej 4. Po takim potraktowaniu chloroplastów wzrastało w nich stężenie ATP.
L. Stryer, Biochemia, Warszawa 1999, s. 709.
| a) | Dorysuj grot strzałki ilustrującej transport protonów (H+) pomiędzy wnętrzem tylakoidu a stromą chloroplastu w tym doświadczeniu i wyjaśnij, dlaczego chloroplasty były zdolne do syntezy ATP w ciemności. |
| b) | Wyjaśnij rolę światła w produkcji ATP w procesie fotosyntezy. |
Zadanie 29. (5 pkt)
Toksycznym produktem ubocznym metabolizmu komórkowego jest nadtlenek wodoru
(H2O2). Katalaza, enzym zlokalizowany w peroksysomach, przyspiesza rozkład H2O2
do produktów nieszkodliwych dla komórki. Enzym ten występuje w komórkach organizmów
oddychających tlenowo, znaczne jego ilości występują w wątrobie.
W celu zbadania aktywności katalazy przeprowadzono doświadczenie. W moździerzu
roztarto 10 g surowej wątroby i dodano 100 ml wody destylowanej, otrzymując w ten sposób
homogenat z wątroby. W dwóch probówkach (A i B) umieszczono po 10 ml homogenatu.
Probówkę A ogrzano aż do zagotowania zawartości, a następnie ostudzono. Do obu probówek
dodano po 5 cm3 wody utlenionej (3% roztwór H2O2), a następnie włożono żarzące się
łuczywko. W probówce B zaobserwowano wydzielanie się pęcherzyków gazu oraz rozpalenie
się łuczywka. W probówce A pęcherzyki gazu nie powstały, łuczywko nie rozpaliło się.
| a) | Sformułuj problem badawczy do przeprowadzonego doświadczenia. |
| b) | Wyjaśnij, dlaczego łuczywko rozpaliło się po włożeniu do probówki B. |
| c) | Podaj, która probówka (A czy B) stanowiła próbę kontrolną w tym doświadczeniu. Odpowiedź uzasadnij. |
| d) | Zapisz wniosek potwierdzony wynikami tego doświadczenia. |
| e) | Określ funkcję, jaką w funkcjonowaniu wątroby człowieka pełnią peroksysomy. |
Zadanie 30. (1 pkt)
Na wykresie przedstawiono optymalne wartości pH dla dwóch enzymów układu pokarmowego człowieka.
Ustal, który wykres (A czy B) przedstawia optymalne pH dla trypsyny. Odpowiedź uzasadnij.
Zadanie 31. (5 pkt)
W organizmach oligosacharydy i polisacharydy pod wpływem działania enzymów mogą ulegać hydrolizie. Na rysunku przedstawiono katalizowaną przez enzym hydrolizę sacharozy, której etapy oznaczono literami (A–D), oraz obok – wykres zależności szybkości reakcji enzymatycznej od stężenia substratu.
B.D. Hames, N.M. Hooper, Biochemia, Krótkie wykłady, Warszawa 2002, s. 83, 96–99;
M. Barbor, M. Boyle, M. Cassidy, K. Senior, Biology, London 1999, s. 73.
- Odłączenie produktów od enzymu.
- Przekształcanie substratu w produkty.
- Przyłączenie cząsteczki wody do wolnego substratu.
- Enzym z centrum aktywnym gotowy do przyłączenia substratu.
- Przyłączenie substratu do enzymu, powstanie kompleksu enzym-substrat (ES).
| b) | Korzystając z wykresu wyjaśnij, dlaczego przy wysokim stężeniu substratu jego dalszy wzrost nie wpływa już na zwiększenie szybkości reakcji enzymatycznej. |
| c) | Wiedząc, że w przedstawionym enzymie centrum aktywne jest miejscem, do którego może przyłączać się inhibitor, określ jaki typ inhibicji enzymu może zachodzić w przypadku tej reakcji i wyjaśnij, na czym ona polega. |
| d) | Wiedząc, że sacharoza jest w organizmach roślinnych główną formą transportu węglowodanów, przedstaw drogę jej przemieszczania (od miejsca powstania do miejsca rozładunku) oraz podaj nazwę tkanki, w której ten transport odbywa się. |
| e) | Podaj nazwę enzymu katalizującego reakcję hydrolizy sacharozy w przewodzie pokarmowym człowieka oraz miejsce jego wytwarzania i działania. |
Zadanie 32. (5 pkt)
Na schemacie przedstawiono pewien proces metaboliczny.
| a) | Na podstawie schematu wykaż, że przedstawiony proces jest cyklem przemian metabolicznych. |
| b) | Określ, czy przedstawiony proces jest procesem anabolicznym, czy katabolicznym. Odpowiedź uzasadnij jednym argumentem. |
| c) | Wyjaśnij, na czym polega znaczenie adaptacyjne przedstawionego procesu dla zwierząt lądowych. |
| d) | Podaj nazwę narządu człowieka, w którym zachodzi przedstawiony proces. |
| e) | Podaj, jaki rodzaj diety należy zastosować w przypadku pacjenta, u którego stwierdzono wrodzony niedobór jednego z enzymów uczestniczących w opisanym procesie, co skutkuje podwyższonym stężeniem amoniaku w jego organizmie. Odpowiedź uzasadnij. |
Zadanie 33. (3 pkt)
Na rysunkach przedstawiono dwie próby doświadczenia, w którym do dwóch probówek wlano taką samą objętość wodnego roztworu ludzkiej pepsyny o takim samym stężeniu oraz taką samą ilość ściętego (ugotowanego) białka jaja kurzego. W próbie 1. do probówki dodano kwasu solnego. Po 20 min porównano zawartość obu probówek. Początek doświadczenia i jego wynik w każdej z prób (próba 1. i próba 2.) pokazano na rysunkach.
| a) | Sformułuj problem badawczy przedstawionego doświadczenia. |
| b) | Określ warunek zewnętrzny, który powinien zostać spełniony dla uzyskania optymalnego przebiegu reakcji, a którego nie podano w opisie doświadczenia, i zaproponuj sposób jego spełnienia. |
| c) | Podaj, jaki będzie wynik próby 1. w sytuacji, gdy zamiast pepsyny wprowadzi się ludzką trypsynę. Odpowiedź uzasadnij. |
Zadanie 34. (4 pkt)
Na rysunku przedstawiono próbę badawczą doświadczenia, którego celem było sprawdzenie, czy roślina może żyć w zamkniętym obiegu tlenu i dwutlenku węgla. W dużym szklanym słoju umieszczono roślinę w doniczce, glebę doniczkową podlano wodą wodociągową, szczelnie dokręcono zakrętkę. Zestaw pozostawiono przez 5 dni w pokoju, w którym utrzymywano temperaturę 20°C oraz normalne warunki dziennego oświetlenia. Codziennie obserwowano wygląd rośliny. Po 5 dniach roślina nadal rosła i miała normalny wygląd. Zauważono również, że okresowo na wewnętrznej ścianie słoja pojawiały się kropelki bezbarwnej cieczy.
| a) | Opisz próbę kontrolną tego doświadczenia. |
| b) | Uzupełnij opis tego doświadczenia, wypełniając poniższą tabelę. |
| Proces metaboliczny przeprowadzany przez roślinę i dostarczający do układu badawczego tlenu | Proces metaboliczny przeprowadzany przez roślinę i dostarczający do układu badawczego dwutlenku węgla |
|---|---|
| Nazwa procesu: |
Nazwa procesu: |
| Zapis procesu (równanie reakcji): |
Zapis procesu (równanie reakcji): |
| Źródła substratów dla tego procesu w warunkach doświadczenia: |
Źródła substratów dla tego procesu w warunkach doświadczenia: |
| c) | Podaj nazwę cieczy, której kropelki pojawiały się na ścianach słoja i nazwę proces fizjologicznego, w wyniku którego ta ciecz pojawiła się w zestawie badawczym. Wyjaśnij przyczynę zachodzenia tego procesu u rośliny w tym zestawie. |
| d) | Zaznacz odpowiedź A, B albo C i jej uzasadnienie spośród 1–3 tak, aby powstało poprawne dokończenie poniższego zdania. |
W trakcie trwania doświadczenia pobieranie wody przez badaną roślinę
| A. | zwiększa się, | ponieważ niedosyt wilgotności w powietrzu ją otaczającym | 1. | zwiększa się. |
| B. | zmniejsza się, | 2. | zmniejsza się. | |
| C. | nie zmienia się, | 3. | nie zmienia się. |
Zadanie 35. (1 pkt)
Na rysunkach A–E, bez zachowania prawidłowej kolejności, przedstawiono przekroje poprzeczne strefy granicznej między korzeniem i łodygą w roślinie okrytonasiennej, z uwzględnieniem rozmieszczenia tkanek przewodzących w różnych warstwach tej strefy.
Uporządkuj rysunki A–E w takiej kolejności, aby poprawnie przedstawiały proces przejścia tkanek przewodzących z korzenia do łodygi.
Zadanie 36. (5 pkt)
Na rysunkach 1–7 przedstawiono (bez zachowania proporcji wielkości) zwierzęta należące do różnych gromad w królestwie zwierząt.
| a) | Podaj nazwę gromady, do której należy zwierzę oznaczone cyfrą 1 oraz – widoczną na rysunku – jedną cechę budowy zewnętrznej, charakterystyczną wyłącznie dla tej gromady i występującą u wszystkich jej przedstawicieli. |
| b) | Dopisz prawidłowe dokończenie zdania, wpisując oznaczenia cyfrowe zwierząt spośród 1–7. |
Powłoka ciała, zapobiegająca przenikaniu wody do wnętrza ciała dzięki martwym wytworom nabłonka oraz tłuszczowej wydzielinie komórek gruczołowych nabłonka, występuje u zwierząt oznaczonych cyframi .
| c) | Zaznacz w tabeli znakiem X prawidłowe elementy aparatu ruchu zwierząt oznaczonych cyframi 1 i 4. |
| Zwierzę | Układ mięśniowy | Szkielet |
| 1. | □ mięśnie wora powłokowego | □ płyn jamy ciała |
| □ wyspecjalizowane wiązki mięśni | □ oskórkowy szkielet zewnętrzny | |
| 4. | □ mięśnie wora powłokowego | □ płyn jamy ciała |
| □ wyspecjalizowane wiązki mięśni | □ oskórkowy szkielet zewnętrzny |
| d) | Zaznacz odpowiedź A, B, C albo D i jej uzasadnienie spośród I–IV tak, aby powstało poprawne dokończenie poniższego zdania. |
Krew płynie w zamkniętym systemie naczyń krwionośnych u
| A. | wszystkich wymienionych zwierząt | i jest wykorzystana do transportu tlenu u |
I | wszystkich wymienionych zwierząt. |
| B. | wszystkich wymienionych zwierząt z wyjątkiem 1. |
II | wszystkich wymienionych zwierząt z wyjątkiem 1. |
|
| C. | wszystkich wymienionych zwierząt z wyjątkiem 4. |
III | wszystkich wymienionych zwierząt z wyjątkiem 4. |
|
| D. | wszystkich wymienionych zwierząt z wyjątkiem 1. i 4. |
IV | u wszystkich wymienionych zwierząt z wyjątkiem 1. i 4. |
| e) | Przedstaw znaczenie fizjologiczne wydalania kwasu moczowego przez zwierzęta oznaczone cyframi 1 i 7. |
Zadanie 37. (3 pkt)
Wśród współcześnie żyjących zwierząt zdolnością lotu charakteryzują się owady, ptaki oraz należące do ssaków nietoperze. Mechanizm lotu u wymienionych grup zwierząt różni się, wszystkie jednak do poruszania skrzydłami wykorzystują pracę mięśni. U większości owadów mięśnie poruszające skrzydłami są przymocowane do płytek szkieletu zewnętrznego, a u ptaków i nietoperzy – do określonych kości szkieletu wewnętrznego. U owadów skurcz mięśni powoduje przemieszczanie się płytek szkieletu, co wprawia skrzydła w ruch. Na rysunkach przedstawiono: ruch skrzydeł owada w górę (I) i w dół (II) oraz szkielet ptaka (III) z zaznaczonymi elementami mającymi znaczenie podczas lotu.
Zoologia, red. Z. Grodziński, Warszawa 1969, s. 275.
| a) | Na podstawie analizy rysunków I i II uzupełnij poniższe zdania – wpisz rodzaj pracujących mięśni oraz kierunek przemieszczania się płytki szkieletu i skrzydeł tak, aby powstał opis mechanizmu poruszania skrzydłami u owadów. |
Podczas skurczu mięśni następuje płytki grzbietowej, co powoduje skrzydeł. Natomiast podczas skurczu mięśni następuje płytki grzbietowej, co powoduje skrzydeł.
| b) | Do opisanych na rysunku III elementów pasa barkowego i klatki piersiowej szkieletu ptaka (A–E), przyporządkuj ich nazwy, wybierając spośród wymienionych (1–6). |
- obojczyk
- żebro
- mostek
- łopatka
- grzebień
- kość krucza
| c) | Określ miejsce w szkielecie ptaka, do którego przymocowane są mięśnie poruszające skrzydłami. |
Zadanie 38. (3 pkt)
W większości komórek prokariotycznych oprócz DNA w postaci chromosomu bakteryjnego
(genoforu) znajdują się też koliste, dwuniciowe cząsteczki DNA, czyli plazmidy. Plazmidy
zawierają informację o cechach, których zazwyczaj nie ma w chromosomowym (genoforowym)
DNA, np. takich, jak oporność na antybiotyki.
Na schemacie przedstawiono przebieg koniugacji bakterii (pilus = mostek cytoplazmatyczny).
| a) | Opisz trzy etapy koniugacji bakterii przedstawione na rysunkach B–D. |
| b) | Oceń prawdziwość zapisanych w tabeli stwierdzeń dotyczących koniugacji bakterii. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Po koniugacji komórka dawcy nie zmienia swoich właściwości, a komórka biorcy nabywa nowe. | ||
| 2. | Po koniugacji między komórkami dawcy i biorcy nie zachodzi rekombinacja materiału genetycznego. | ||
| 3. | Koniugacja może prowadzić do rozprzestrzeniania się antybiotykooporności bakterii. |
| c) | Wyjaśnij, dlaczego koniugacji, zaliczanej do procesów płciowych u bakterii, nie można nazwać sposobem rozmnażania. |
Zadanie 39. (4 pkt)
Pantofelek i euglena wykorzystywane są często jako materiał badawczy w różnych doświadczeniach. Na wykresach przedstawiono wyniki doświadczenia przeprowadzonego na dwóch gatunkach pantofelków (Paramecium aurelia i Paramecium caudatum).
http://www.zuzel.kwasior.com/?title=Plik:Competition_Gause1934.svg [dostęp: 03.12.2014].
| a) | Na podstawie analizy wykresów wyjaśnij, dlaczego krzywe ilustrujące zmiany zagęszczenia populacji dwóch gatunków pantofelków (P. aurelia i P. caudatum) mają inny przebieg, kiedy gatunki te hodowane są każdy oddzielnie (krzywe I), w warunkach jednakowego dostępu do zasobów pokarmowych, i kiedy hodowane są razem (krzywe II), w takich samych warunkach. |
| b) | Wyjaśnij, dlaczego w małym naczyniu, w którym w ciemności są hodowane pantofelki wraz euglenami, woda musi być dotleniana, natomiast w dobrze oświetlonym małym naczyniu dotlenianie wody jest niepotrzebne. W odpowiedzi uwzględnij budowę i funkcjonowanie hodowanych organizmów. |
| c) | Sformułuj wniosek, jaki wynika z innego doświadczenia, w którym wykazano, że w kropli czystej wody pantofelki poruszają się w różnych kierunkach, a po dodaniu glukozy – skupiają się wokół niej. |
| d) | Podaj i uzasadnij, w której części pola widzenia (prawej czy lewej) w mikroskopie optycznym będzie można obserwować zmiany w ruchu pantofelków po wprowadzeniu roztworu glukozy z prawej strony szkiełka nakrywkowego oraz określ powiększenie obrazu pantofelków, jeżeli okular mikroskopu powiększa obraz 20 razy, a obiektyw powiększa go 10 razy. |
Zadanie 40. (3 pkt)
Na rysunkach przedstawiono wybrane rośliny lądowe.
| a) | Podaj, na czym polega rozmnażanie bezpłciowe przedstawionych roślin. |
| b) | Określ funkcję biologiczną każdego z rodzajów pędów skrzypu polnego (I) i podaj ich cechy budowy, które umożliwiają pełnienie tych funkcji. |
| c) | Podaj nazwę podziału komórkowego, który zachodzi w strukturze A rośliny przedstawionej na rysunku II oraz określ jego rolę w cyklu rozwojowym roślin I–III. |
Zadanie 41. (2 pkt)
Na rysunkach 1–4 przedstawiono fragmenty rodzimych roślin należących do nagonasiennych.
| a) | Podaj nazwy rodzajowe roślin przedstawionych na rysunkach (1–4). |
| b) | Podaj nazwy dwóch, widocznych na rysunkach organów i cechy tych organów, świadczące o przynależności przedstawionych roślin do nagonasiennych. |
Zadanie 42. (2 pkt)
Na rysunku przedstawiono przekrój poprzeczny liścia rośliny okrytonasiennej.
| a) | Ustal, czy przedstawiony na rysunku liść jest charakterystyczny dla rośliny jednoliściennej, czy – dwuliściennej. Odpowiedź uzasadnij, wskazując cechę budowy liścia potwierdzającą wybór. |
| b) | Wymień dwie funkcje liścia i korzystając z rysunku, podaj, na czym polega przystosowanie w jego budowie anatomicznej do pełnienia każdej z nich. |
Zadanie 43. (3 pkt)
Na rysunkach I–III przedstawiono budowę anatomiczną liści roślin należących do różnych grup ekologicznych pod względem wymagań w stosunku do wody.
| a) | Przyporządkuj liściom, przedstawionym na rysunkach I–III, nazwy grup ekologicznych roślin, mających liście o takiej budowie. W odpowiedzi posłuż się ich symbolami literowymi (A–D). |
- mezofity
- hydrofity
- sukulenty
- sklerofity
| b) | Podaj dwie różnice w budowie skórki liścia roślin I i II, i na przykładzie jednej z nich przedstaw związek budowy liścia tej rośliny ze środowiskiem, w którym występuje. |
| c) | Wykaż na przykładzie jednej cechy budowy liścia rośliny III jej przystosowanie do środowiska, w którym występuje. |
Zadanie 44. (5 pkt)
Rzęsa (Lemna L.) – rodzaj drobnych roślin wodnych, liczący trzynaście gatunków, występujących niemal na całym świecie, z czego w Polsce występuje pięć gatunków (w tym dwa introdukowane). Są to rośliny o budowie uproszczonej do poziomu organizacji roślin plechowatych, a ich jedynymi wyróżnialnymi organami są zredukowane kwiaty oraz korzeń, co zilustrowano poniższymi rysunkami.
Rośliny te osiągnęły niezwykłą skuteczność rozmnażania wegetatywnego – w sprzyjających
warunkach potrafią podwoić swoją liczebność nawet w ciągu 48 godzin. Charakteryzuje je
wysoka zawartość białka – można pozyskać więcej białka z rzęsy niż z soi rosnącej na takiej
samej powierzchni.
W tabeli przedstawiono wyniki badania składu chemicznego rzęsy pobranej ze stawu i rzęsy
pobranej ze zbiornika w oczyszczalni ścieków.
| Składniki | Zawartość składników mineralnych w suchej masie (%) | |
| rzęsa ze stawu | rzęsa z oczyszczalni ścieków | |
| azot (ogólny) | 0,7 | 4,7 |
| fosfor (ogólny) | 0,3 | 2,1 |
| wapń | 0,3 | 1,2 |
| potas | 0,3 | 1,4 |
http://pl.wikipedia.org/wiki/Fitoremediacja [dostęp: 08.11.2014];
A. Szweykowska, J. Szweykowski: Botanika, t. 2., Warszawa 2007, s. 454.
| a) | Podaj nazwę zależności (oraz czynnik stanowiący jej podłoże), która może zaistnieć między rzęsą pokrywającą powierzchnię stawu i roślinami żyjącymi pod powierzchnią wody. Określ skutki tej zależności dla roślin w stawie. |
| b) | Na podstawie tekstu wymień dwie cechy rzęsy, które sprawiają, że uprawia się ją na skalę przemysłową jako paszę dla zwierząt. Odpowiedź uzasadnij. |
| c) | Na podstawie danych z tabeli narysuj diagram słupkowy (w jednym układzie współrzędnych), ilustrujący zawartość dwóch pierwiastków biogennych w suchej masie rzęsy ze stawu i rzęsy z oczyszczalni ścieków. |
| d) | Na podstawie informacji o składzie chemicznym rzęsy ze stawu i z oczyszczalni ścieków, sformułuj wniosek dotyczący właściwości rzęsy przydatnych w oczyszczaniu ścieków. |
Zadanie 45. (2 pkt)
Na rysunkach A–H przedstawiono cechy budowy organów roślin jednoliściennych i dwuliściennych.
| a) | Zapisz wszystkie oznaczenia literowe rysunków, które ilustrują cechy budowy organów roślin jednoliściennych. |
| b) | Podaj, w którym z organów – B czy G – zachodzi przyrost wtórny. Uzasadnij odpowiedź. |
Zadanie 46. (4 pkt)
Na schematach przedstawiono w uproszczeniu budowę anatomiczną korzenia i łodygi rośliny okrytonasiennej.
| a) | Podaj nazwy tkanek oznaczonych na schematach cyframi 1–4 i określ funkcję tkanki oznaczonej cyfrą 4. |
| b) | Określ, czy roślina okrytonasienna, której organy przedstawiono na schematach, należy do roślin dwu-, czy jednoliściennych. Uzasadnij odpowiedź. |
| c) | Określ, która z tkanek korzenia zaznaczonych na schemacie zabarwi się na czerwono, jeżeli korzeń rośliny, na kilka godzin przed wykonaniem preparatu, zostanie zanurzony w wodzie zawierającej czerwony barwnik. |
| d) | Podaj nazwę strefy korzenia, z której pochodzi przedstawiony na schemacie przekrój poprzeczny. Uzasadnij odpowiedź. |
Zadanie 47. (4 pkt)
Spośród pierwiastków naturalnie występujących w przyrodzie tylko kilkanaście uważa się
za niezbędne dla prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin. Rośliny pobierają przez korzenie
składniki mineralne z podłoża, na którym rosną. W tym procesie dużą rolę odgrywa wymiana
jonowa, w przypadku której za każdy pobrany kation roślina wydziela do podłoża jon
wodorowy (H+), a za każdy pobrany anion – jon wodorowęglanowy (HCO3–). Na proces
pobierania jonów wpływają warunki zewnętrzne, w tym odczyn środowiska.
Na schemacie przedstawiono wpływ odczynu gleby na dostępność wybranych składników
mineralnych w podłożu.
| a) | Na podstawie schematu wskaż pierwiastek, którego pobieranie jest najbardziej wrażliwe na zmiany odczynu gleby. |
| b) | Podaj zakres wartości pH odczynu gleby, który jest optymalny dla wzrostu i rozwoju roślin z punktu widzenia pobierania przez nie składników mineralnych. Uzasadnij odpowiedź. |
| c) | Korzystając z dołączonych do zadania informacji, wykaż, że KCl jest solą zakwaszającą glebę, skoro wiadomo, że z glebowego chlorku potasu roślina wybiórczo pobiera kationy potasu w większych ilościach, niż aniony chloru. |
| d) | Określ, w jaki sposób zakwaszenie gleby wpływa na pobieranie przez rośliny azotu z podłoża oraz wyjaśnij, jaki ma to wpływ na intensywność procesu fotosyntezy. |
Zadanie 48. (1 pkt)
Na schemacie przedstawiono dwa wodne roztwory sacharozy (A i B) o takiej samej objętości, oddzielone od siebie błoną półprzepuszczalną. Potencjał wody ( Ψ ) roztworu A = – 2000 kPa, a roztworu B = – 1000 kPa.
Określ kierunek przemieszczania się wody między tymi roztworami. Uzasadnij odpowiedź, odnosząc się do stężenia sacharozy w obu roztworach.
Zadanie 49. (3 pkt)
Na rysunku przedstawiono wynik pewnego doświadczenia (prowadzonego w trzech powtórzeniach) po kilku dniach jego trwania. Pozostałe warunki doświadczenia, nieujawnione na rysunku, były takie same.
| a) | Sformułuj problem badawczy do tego doświadczenia. |
| b) | Oceń, czy przedstawione doświadczenie zaplanowano zgodnie z metodologią badań biologicznych. Odpowiedź uzasadnij trzema argumentami. |
| c) | Wyjaśnij, jakie funkcje w doświadczeniu pełnią oliwa i naczynie z wodą bez rośliny. |
Zadanie 50. (6 pkt)
W pierwszym etapie kiełkowania nasion kukurydzy w zarodku powstaje giberelina, która
indukuje syntezę enzymu α-amylazy w warstwie aleuronowej i transport tego białka
do bielma.
Przeprowadzono doświadczenie, aby zweryfikować hipotezę: Owoce kukurydzy (ziarniaki)
zawierają α-amylazę. W tym celu przygotowano dwie szalki z jałowym żelem zawierającym
skrobię. Kilka ziarniaków kukurydzy moczono w wodzie przez 1–2 dni, aż napęczniały,
a następnie każdy z nich przecięto. Jedną połówkę każdego przeciętego ziarniaka gotowano
przez 10 minut. Wszystkie części ziarniaków zdezynfekowano podchlorynem sodu. Połówki
ziarniaków ułożono na szalkach przeciętą powierzchnią w stronę żelu. Po upływie 3 dni
na szalki wylano cienką warstwę roztworu płynu Lugola. Obserwowano zabarwienie żelu
na obu szalkach. Sposób przygotowania doświadczenia przedstawia poniższy rysunek.
| a) | Określ rolę płynu Lugola w doświadczeniu. |
| b) | Podaj, w jaki sposób uniemożliwiono rozwój bakterii i grzybów, które mogłyby rozkładać skrobię w żelu. |
| c) | Wyjaśnij, dlaczego jedną połówkę każdego z ziarniaków ugotowano i w jakim celu wykonano próbę I. |
| d) | Opisz i wyjaśnij wynik doświadczenia w obu próbach przyjmując, że hipoteza jest prawdziwa. |
| e) | Podaj, jakiego wyniku doświadczenia można by się spodziewać, gdyby użyto do niego ziarniaków kukurydzy, z których przed namoczeniem usunięto zarodki. Uzasadnij odpowiedź. |
| f) | Wyjaśnij, jaką funkcję w procesie normalnego kiełkowania pełni α-amylaza w ziarniaku kukurydzy. |
Zadanie 51. (3 pkt)
Na rysunkach przedstawiono przebieg doświadczenia, w którym siewki rośliny w kulturach hydroponicznych w przezroczystych szklanych naczyniach poddano jednostronnemu działaniu światła przez kilka dni. Pod wpływem światła w rosnących częściach rośliny przemieszczają się auksyny, powodując charakterystyczną jej reakcję, widoczną na rysunku.
| a) | Sformułuj problem badawczy do przedstawionego doświadczenia. |
| b) | Sformułuj wniosek dotyczący reakcji pędu i korzenia na światło. |
| c) | Wyjaśnij, uwzględniając funkcję auksyny, mechanizm reakcji rośliny podczas przebiegu doświadczenia. |
Zadanie 52. (2 pkt)
Tkanka miękiszowa, stanowiąca główną masę ciała roślin, jest zbudowana z żywych komórek o regularnych kształtach, których wnętrze wypełnia centralnie położona wakuola i otacza cienka, celulozowa ściana komórkowa. Włókna celulozowe ściany komórkowej zanurzone są w bezpostaciowej macierzy, składającej się z hemiceluloz, pektyn oraz wielocukrowcowego śluzu. Pomiędzy składniki macierzy mogą wnikać większe ilości wody. W zależności od pełnionej funkcji wyodrębnia się kilka rodzajów tkanki miękiszowej, które mogą występować w różnych organach rośliny. Czasami rodzaj miękiszu danej rośliny zależy od jej środowiska życia. Na rysunku przedstawiono różne rodzaje tkanki miękiszowej, oznaczone literami (A–E).
E. Malinowski, Anatomia roślin, Warszawa 1983, s. 132;
Encyklopedia szkolna. Biologia, praca zbiorowa, Warszawa 1999, s. 531–532.
| a) | Wiedząc, że komórki miękiszu oznaczonego literą E, zawierają substancje śluzowe zarówno w dużych wakuolach, jak i w ścianie komórkowej (wzbogaconej również pektynami), określ, jaką funkcję pełni ten rodzaj miękiszu w roślinie. Odpowiedź uzasadnij. |
| b) | Podaj, jakie rodzaje tkanki miękiszowej (A–E) występują u wymienionych typów ekologicznych roślin 1–3. Uzasadnij swój wybór, odnosząc się do każdego z nich. |
- hydrofity
- kserofity (sukulenty)
- mezofity
Zadanie 53. (4 pkt)
System korzeniowy roślin znajduje się w warunkach naturalnych w środowisku uwodnionym i przewietrzanym. Stałe pobieranie jonów z podłoża przez korzenie powoduje niedobór składników mineralnych dostępnych dla roślin, który może być uzupełniany przez nawożenie. Sole wprowadzone do podłoża, z których kation jest pobierany w innym stopniu niż anion, powodują zmianę pH środowiska. Można je wobec tego podzielić na sole fizjologicznie kwaśne, zasadowe lub obojętne. Składniki mineralne mogą być pobierane nie tylko przez korzenie, lecz również w bardzo ograniczonym stopniu przez liście, głównie przez otwarte szparki. Na wykresie przedstawiono wpływ pH gleby na dostępność makroelementów w podłożu. Różna grubość zamalowanego obszaru oznacza różną dostępność pierwiastków.
| a) | Na podstawie powyższych informacji podaj, jaki rodzaj soli należy zastosować, aby przy słabo zasadowym pH gleby spowodować dobrą przyswajalność wszystkich makroelementów. Odpowiedź uzasadnij. |
| b) | Na podstawie analizy wykresu wyjaśnij, dlaczego kwaśne opady (o pH niższym od 5,2) stanowią zagrożenie dla roślin. |
| c) | Zaznacz, który ze związków chemicznych może być najłatwiej pobieranym, bezpośrednio przez liście, źródłem makroelementu dla rośliny. |
- SO2
- (NH4)2SO4
- NaNO3
- KCl
| d) | Wymień cechę budowy liścia, która utrudnia pobieranie składników mineralnych przez blaszkę liściową. Odpowiedź uzasadnij. |
Zadanie 54. (1 pkt)
Siewkę kukurydzy (I) wyrwano z podłoża i położono poziomo na podłożu (II) w ciemnym i wilgotnym pomieszczeniu. Po kilku godzinach zaobserwowano zmianę kształtu siewki (III).
Podaj, jaki rodzaj reakcji rośliny badano przy pomocy tego doświadczenia. Odpowiedź
uzasadnij.
Zadanie 55. (4 pkt)
Na rysunku pokazano zestaw doświadczalny: w otwartym szklanym słoju, z kilkucentymetrową warstwą wody na dnie, umieszczono skiełkowane nasienie fasoli (nasienie narysowano w powiększeniu). Przymocowano je delikatnie do wewnętrznej powierzchni kawałka czarnej bibuły, którym wyłożono część wewnętrznej powierzchni słoja. Przez cały czas trwania doświadczenia zestaw ten był umiarkowanie oświetlany w sposób pokazany na rysunku i pozostawiony w pomieszczeniu, w którym panowała temperatura 20°C. Przez 5 dni uzupełniano wodę oraz obserwowano kierunek wzrostu pędu oraz korzenia. Możliwe kierunki wzrostu tych organów podano w tabeli.
| Organ rośliny | Pęd | Korzeń |
| Kierunek wzrostu |
1. przeciwnie do kierunku światła | 1. przeciwnie do kierunku światła |
| 2. w kierunku światła | 2. w kierunku światła | |
| 3. prosto do góry | 3. prosto do góry | |
| 4. prosto w dół | 4. prosto w dół |
| a) | Sformułuj problem badawczy do przedstawionego doświadczenia. |
| b) | Korzystając z tabeli, podaj oznaczenia cyfrowe opisów reakcji pędu i reakcji korzenia, które potwierdzają hipotezę badawczą, postawioną w opisanym doświadczeniu. |
| c) | Opisz próbę kontrolną do przedstawionego doświadczenia, i korzystając z tabeli, podaj wyniki tej próby. |
| d) | Korzystając z tabeli, podaj prawidłowy wynik doświadczenia, w którym taki sam zestaw, jak w próbie badawczej, pozostawiony przez 5 dni w takich samych warunkach światła i temperatury, obracany był w osi pionowej co godzinę o 45°. |
Zadanie 56. (4 pkt)
Grzyby stanowią bardzo zróżnicowaną pod względem budowy i czynności życiowych grupę
organizmów. Wszystkie grzyby są heterotroficzne. Stosując kryterium, dotyczące sposobu
pozyskiwania przez grzyba przyswajalnych substancji organicznych, wśród organizmów tych
wyróżnia się grzyby: saprobiontyczne, pasożytnicze, symbiotyczne oraz drapieżne.
Charakterystyczne dla różnych grup grzybów są ich cykle rozwojowe.
Na schematach przedstawiono cykl rozwojowy pieczarki (A) i przekrój poprzeczny przez
różne typy plech porostów (B).
Biologia. Jedność i różnorodność, praca zbiorowa, Warszawa 2008, s. 643.
| a) | Podaj, na czym polega różnica w sposobie pozyskiwania przyswajalnych substancji organicznych między grzybem saprobiontycznym a grzybem symbiotycznym. |
| b) | Do oznaczeń cyfrowych 1–3 ze schematu cyklu rozwojowego pieczarki przyporządkuj określenia: dikariofaza, diplofaza i haplofaza oraz podaj, która z tych faz jest dominująca. |
| c) | Na podstawie rysunku przedstawiającego przekrój poprzeczny przez różne typy plech porostów, wykaż na przykładzie dwóch cech (po jednej dotyczącej glonów i grzybów) zróżnicowanie budowy plechy porostów. |
| d) | Wyjaśnij, jak należałoby zmienić dotychczasowe określenie wzajemnych zależności między grzybami i glonami tworzącymi porosty, jeżeli zostaną potwierdzone ostatnie badania wskazujące na dominację grzybów w plesze porostów. Dotyczy ona na przykład kontroli wzrostu, kontroli aktywności fotosyntetycznej glonów, a nawet – w pewnych warunkach – na trawieniu przez grzybnię ich komórek. |
Zadanie 57. (5 pkt)
Na schematach przedstawiono cykle rozwojowe bruzdogłowca szerokiego (A) i tasiemca uzbrojonego
| a) | Zaznacz w tabeli wiersz, w którym właściwie przyporządkowano żywicieli w cyklu rozwojowym bruzdogłowca szerokiego. |
| Żywiciel pośredni | Żywiciel ostateczny | |
|---|---|---|
| A. | człowiek | ryba |
| B. | oczlik | ryba |
| C. | człowiek | oczlik |
| D. | ryba | człowiek |
| b) | Zaznacz prawidłowe dokończenie zdania. |
Larwa mająca postać wypełnionego płynem pęcherzyka, z wpukloną do środka główką, to
- onkosfera.
- wągier.
- koracidium.
- procerkoid.
| c) | Podaj dwie różnice między cyklem rozwojowym bruzdogłowca szerokiego i tasiemca uzbrojonego, uwzględniając liczbę żywicieli pośrednich oraz środowisko, w którym przebiega rozwój pasożyta. |
| d) | Określ warunek niezbędny do przekształcenia się procerkoidu w następne stadium larwalne – plerocerkoid. |
| e) | Na podstawie analizy schematu podaj sposób postępowania, dzięki któremu zostaje zmniejszone ryzyko zarażenia się człowieka tasiemcem uzbrojonym. |
Zadanie 58. (2 pkt)
Na rysunku przedstawiono budowę morfologiczną jednego z bezkręgowców.
| a) | Zaznacz poprawne dokończenie zdania. |
Bezkręgowiec ten jest przedstawicielem
- skąposzczetów.
- wieloszczetów.
- skorupiaków.
- wijów.
| b) | Podaj nazwę typu zwierząt, do którego należy przedstawiony na rysunku bezkręgowiec i jedną widoczną cechę jego budowy morfologicznej, charakterystyczną dla tego typu. |
Zadanie 59. (2 pkt)
Na rysunku przedstawiono budowę lancetnika.
| a) | Korzystając z rysunku, wypisz dwie cechy budowy lancetnika (poza obecnością struny grzbietowej), charakterystyczne wyłącznie dla strunowców i występujące w którymś stadium życiowym u każdego strunowca. |
| b) | Uzasadnij przynależność człowieka do strunowców, uwzględniając budowę jego szkieletu osiowego. |
Zadanie 60. (3 pkt)
Na rysunku przedstawiono budowę zewnętrzną żaby.
| a) | Podaj dwie – widoczne na rysunku – cechy budowy zewnętrznej żaby, które powstały u płazów jako przystosowania do życia na lądzie. Uzasadnij odpowiedź. |
| b) | Opisz, jakie zachowanie żaby chroni ją jednocześnie przed przegrzaniem oraz odwodnieniem. |
| c) | Zaznacz w tabeli znakiem X prawidłowy kierunek przenikania przez skórę żaby obu wymienionych substancji (1 i 2) w stosunku do ciała żaby, która zanurzona jest w stawie. |
| Substancja | Kierunek przenikania w stosunku do ciała żaby |
|---|---|
| 1. woda | □ na zewnątrz / □ do wnętrza |
| 2. dwutlenek węgla | □ na zewnątrz / □ do wnętrza |
Zadanie 61. (3 pkt)
Na rysunkach A i B przedstawiono w uproszczeniu zasadę funkcjonowania układu wydalniczego zwierząt należących do dwóch gromad kręgowców lądowych.
| a) | Podaj, na którym rysunku – A czy B – przedstawiono funkcjonowanie układu wydalniczego gadów. Odpowiedź uzasadnij. |
| b) | Określ, na czym polega proces zachodzący w nefronie w miejscu oznaczonym na rysunku literą X. |
| c) | Uzasadnij na podstawie powyższych informacji, że oba kręgowce są przystosowane do lądowego trybu życia. |
Zadanie 62. (4 pkt)
Myśliczki to drapieżne chrząszcze należące do rodziny kusaków. Mają półkoliste, olbrzymie,
zbudowane z tysiąca ommatidiów oczy, które są wrażliwe na zmiany w otoczeniu i pozwalają
szybko reagować na ruch. Ich aparat gębowy zbudowany jest z wargi górnej, żuwaczek, szczęk
oraz wargi dolnej, przekształconej w długi lepki język, błyskawicznie wyrzucany w kierunku
ofiary, która przykleja się do lepkiej wydzieliny i trafia między silne żuwaczki. Gruczoły
umiejscowione w głowie myśliczka produkują substancje tłuszczowe i białka wchodzące
w skład wydzieliny, dzięki czemu język przylepia się do każdej powierzchni – hydrofilowej
i hydrofobowej.
Język kameleona to narząd mięśniowy położony w jamie gębowej. Jest bardzo długi, na końcu
szeroki, pokryty lepkim śluzem. Kameleon strzela w ofiarę językiem dwa razy dłuższym
od siebie samego, co pozwala pochwycić pokarm w ułamku sekundy z dużej odległości.
| a) | Na podstawie analizy tekstu wymień trzy cechy budowy myśliczka przystosowujące go do drapieżnictwa. |
| b) | Określ, który składnik lepkiej wydzieliny gruczołów myśliczka ułatwia przylepienie się języka do powierzchni hydrofobowej. |
| c) | Określ, czy oczy myśliczka są proste, czy złożone i podaj jedną ich cechę, która o tym świadczy. |
| d) | Zaznacz odpowiedź A lub B i jej uzasadnienie, wybierając spośród 1–3 tak, aby powstało poprawne dokończenie zdania. |
Język myśliczka i kameleona to narządy
| A. | analogiczne, | ponieważ | 1. | mają wspólne pochodzenie ewolucyjne i podobną budowę. |
| 2. | pełnią podobne funkcje, chociaż mają różne pochodzenie ewolucyjne. | |||
| B. | homologiczne, | |||
| 3. | należą do zwierząt blisko ze sobą spokrewnionych. |
Zadanie 63. (4 pkt)
Na rysunku A przedstawiono aksolotla (zaliczanego do płazów ogoniastych) w pewnym stadium rozwojowym, a na rysunku B – cykl rozwojowy płaza bezogonowego (bez zachowania proporcji wielkości przedstawionych form).
http://www.lizzieharper.co.uk/gallery/amphibia_and_ reptiles/ [dostęp: 20.11.2014].
| a) | Podaj nazwy etapów cyklu rozwojowego płaza bezogonowego oznaczonych na rysunku cyframi I, II, III. |
| b) | Podaj oznaczenie cyfrowe etapu rozwoju płazów, w którym wykształcają się listki zarodkowe i wymień ich nazwy. |
| c) | Podaj nazwę stadium rozwojowego, w jakim znajduje się przedstawiony na rysunku aksolotl. Odpowiedź uzasadnij. |
| d) | Zaznacz poprawne dokończenie zdania. |
Charakteryzując dorosłe płazy na podstawie zamieszczonych rysunków, należy użyć określeń:
- płucodyszne, żuchwowce, owodniowce.
- owodniowce, skrzelodyszne, bezżuchwowce.
- bezowodniowce, płucodyszne, rozdzielnopłciowe.
- bezżuchwowce, bezowodniowce, rozdzielnopłciowe.
Zadanie 64. (2 pkt)
Tłuszcze, pochodzące z układu pokarmowego, docierają włosowatymi naczyniami krwionośnymi do komórek tkanki tłuszczowej, w których są gromadzone. Podczas deficytu energii w organizmie ulegają w nich hydrolizie (do kwasów tłuszczowych i glicerolu), a produkty hydrolizy transportowane są przez krew do wątroby lub innych narządów.
| a) | Korzystając z podanych informacji i własnej wiedzy, podaj przystosowania tkanki tłuszczowej do przeprowadzania zachodzących w tej tkance trzech procesów opisanych w tekście. |
| b) | Uzupełnij schemat ilustrujący metabolizm tłuszczów w komórkach tłuszczowych, a następnie w komórkach wątroby, wpisując w pustych miejscach odpowiednie nazwy produktów reakcji lub procesów. Wybierz je spośród wymienionych poniżej. |
Nazwy produktów reakcji lub procesów: glikoliza, hydroliza, β-oksydacja, pirogronian, cholesterol, kwasy tłuszczowe, glicerol, acetylo-CoA.
Zadanie 65. (4 pkt)
Na schemacie przedstawiono ciśnienie parcjalne gazów oddechowych w powietrzu atmosferycznym i pęcherzykowym oraz we krwi żylnej i tętniczej w naczyniach włosowatych płuc człowieka.
| a) | Na podstawie analizy schematu narysuj i uzupełnij tabelę, w której przedstawisz ciśnienie parcjalne tlenu i dwutlenku węgla w powietrzu atmosferycznym i pęcherzykowym oraz w naczyniach doprowadzających krew do płuc i odprowadzających krew z płuc. |
| b) | Oceń prawdziwość podanych stwierdzeń dotyczących dyfuzji gazów w pęcherzykach płucnych. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Dyfuzja tlenu i dwutlenku węgla między powietrzem pęcherzykowym a krwią odbywa się zgodnie z gradientem ciśnień parcjalnych tych gazów. | ||
| 2. | Cząsteczki tlenu dyfundują z pęcherzyków płucnych do krwi, ponieważ w powietrzu pęcherzykowym ciśnienie parcjalne tlenu jest większe niż we krwi dopływającej do płuc. | ||
| 3. | Cząsteczki dwutlenku węgla dyfundują z krwi do pęcherzyków płucnych, ponieważ w powietrzu pęcherzykowym ciśnienie parcjalne tego gazu jest większe niż w powietrzu atmosferycznym. |
| c) | Określ dwa warunki niezbędne do zapewnienia sprawnej dyfuzji tlenu z pęcherzyków płucnych do krwi. |
| d) | Podaj nazwę naczyń krwionośnych, które doprowadzają krew z płuc do serca i określ, jaka krew w nich płynie – natlenowana czy odtlenowana. |
Zadanie 66. (4 pkt)
Na wykresach przedstawiono wyniki pomiarów stężenia glukozy (wykres A) i insuliny (wykres B) w osoczu krwi zdrowego człowieka rejestrowane w ciągu 9 godzin. Po 2 godzinach od rozpoczęcia pomiarów badana osoba spożyła 50 g glukozy. Ostatni posiłek badana osoba spożyła 12 godzin przed rozpoczęciem badania.
| a) | Odczytaj z wykresu i zapisz wartość prawidłowego (mieszczącego się w przyjętej normie) zakresu wahań stężenia glukozy na czczo w osoczu krwi u badanej osoby. Określ, w ciągu ilu godzin po spożyciu glukozy jej stężenie w osoczu wraca do wartości z tego zakresu. |
| b) | Podaj nazwę narządu produkującego insulinę oraz określ, w jaki sposób na zmiany stężenia insuliny w osoczu wpływa spożycie glukozy. |
| c) | Podaj przykład mechanizmu, w jaki insulina obniża stężenie glukozy w osoczu krwi. |
| d) | Podaj, po jakim czasie od chwili spożycia glukozy wykryto maksymalne jej stężenie w osoczu krwi oraz określ, ile razy w tym czasie wzrasta wartość stężenia tego cukru u badanej osoby. |
Zadanie 67. (2 pkt)
Na rysunku przedstawiono fragmenty wybranych tkanek człowieka (1–4).
M. i Z. Podbielkowscy, Biologia z higieną i ochroną środowiska, Warszawa 1998, s. 59, 61, 63.
Poniżej podano przykłady lokalizacji tych tkanek w organizmie (A–E).
Lokalizacja tkanek:
- wnętrze nasad kości długich
- trzony kości długich
- powierzchnie stawowe
- krążki międzykręgowe
- ścięgna
Spośród podanych przykładów tkanek (1–4) wybierz dwie należące do tkanek łącznych i wypełnij tabelę – podaj nazwy tych tkanek, oznaczenia cyfrowe rysunków, które je ilustrują, oraz oznaczenia literowe ich lokalizacji w organizmie.
| Nazwa tkanki | Oznaczenie cyfrowe rysunku | Oznaczenie literowe lokalizacji |
|---|---|---|
Zadanie 68. (4 pkt)
W organizmie człowieka występuje tkanka tłuszczowa żółta i brunatna, przy czym brunatna
jest obecna tylko u noworodków i małych dzieci.
W tabeli porównano tkankę tłuszczową żółtą i brunatną.
| Cecha | Tkanka tłuszczowa żółta | Tkanka tłuszczowa brunatna |
|---|---|---|
| Liczba mitochondriów w komórce | duża | bardzo duża |
| Sprzężenia między oddychaniem komórkowym a syntezą ATP | ścisłe | luźne |
| Główna forma energii wytwarzanej w komórkach | ATP | ciepło |
| Występowanie zakończeń nerwowych na powierzchni komórek | nie | tak |
| a) | Na podstawie informacji zamieszczonych w tabeli podaj po jednej funkcji tkanki tłuszczowej żółtej i brunatnej w organizmie człowieka. |
| b) | Wykaż związek między występowaniem zakończeń nerwowych na powierzchni komórek w tkance brunatnej a wytwarzaniem przez nią ciepła. |
| c) | Wyjaśnij, uwzględniając funkcję tkanki tłuszczowej brunatnej, dlaczego ta tkanka występuje tylko u noworodków i małych dzieci. |
| d) | Zaznacz poprawne dokończenie zdania. |
Syntezę tłuszczów w tkance tłuszczowej żółtej może wzmagać podwyższone stężenie w organizmie
- insuliny.
- glukagonu.
- adrenaliny.
- kalcytoniny.
Zadanie 69. (5 pkt)
W hali sportowej, w której panowało normalne ciśnienie atmosferyczne, a temperatura powietrza wynosiła 20°C, przeprowadzono pomiar: na ciele zdrowego mężczyzny uprawiającego sport umocowano miernik wilgotności, przy pomocy którego przez 120 minut, w odstępach 10-minutowych, mierzono ilość wydzielanego przez niego potu. Podczas pierwszej części pomiaru (60 minut) mężczyzna nie wykonywał żadnych ćwiczeń i nie pocił się. Podczas drugiej części pomiaru (kolejne 60 minut) biegł bez przerwy, bez żadnego obciążenia, z taką samą prędkością. Wyniki uzyskane w drugiej części pomiaru posłużyły do obliczenia objętości potu wytworzonego w ciągu 1 minuty w każdym 10-minutowym przedziale czasowym, czyli do obliczenia intensywności pocenia się. Dane te zamieszczono w tabeli.
| Czas biegu (min) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| Intensywność pocenia (cm3 potu / min) | 0 | 5 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| a) | Wykorzystując dane zamieszczone w tabeli, sporządź wykres liniowy, ilustrujący zależność intensywności pocenia się od czasu trwania biegu. |
| b) | Podaj warunek, który powinien być taki sam w pierwszej i drugiej części przeprowadzonego pomiaru, a nie został przedstawiony w opisie obserwacji. |
| c) | Wyjaśnij, dlaczego podczas biegu – w przeciwieństwie do okresu braku aktywności fizycznej – u obserwowanego mężczyzny wystąpił proces pocenia się. |
| d) | Zaznacz odpowiedź A lub B i jej uzasadnienie 1 lub 2 tak, aby powstało poprawne dokończenie zdania. |
Im dłużej biegacz biegnie, tym stężenie hormonu antydiuretycznego w jego krwi jest
| A. | wyższe, | gdyż podwzgórze reaguje na | 1. | wzrost potencjału wody w osoczu krwi. |
| B. | niższe, | 2. | spadek potencjału wody w osoczu krwi. |
Zadanie 70. (4 pkt)
W układzie pokarmowym odbywa się pobieranie pokarmu, jego stopniowe rozdrabnianie,
rozkład (trawienie) składników pokarmowych oraz wchłanianie produktów trawienia. Składniki
pokarmowe są rozkładane przez enzymy zwykle w kilku odcinkach przewodu pokarmowego.
W zależności od rodzaju wiązania chemicznego, na które działają enzymy w trawionych
związkach organicznych, wyróżnia się enzymy: proteazy, glikozydazy, esterazy i nukleazy.
Na rysunku przedstawiono schematycznie elementy układu pokarmowego w powiązaniu
z obiegiem ustrojowym układu krwionośnego.
| a) | Oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących układu pokarmowego człowieka. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Układ pokarmowy dostarcza organizmowi człowieka materiały do budowy i odnowy tkanek oraz substancje energetyczne. | ||
| 2. | W przewodzie pokarmowym człowieka zachodzi trawienie wewnątrzkomórkowe i zewnątrzkomórkowe. | ||
| 3. | Energia zawarta w pokarmach spożywanych przez człowieka pochodzi w pośredni sposób z energii słonecznej. |
| b) | Określ, jakie związki organiczne są rozkładane przez glikozydazy (enzymy amylolityczne) oraz podaj oznaczenia literowe (A–F) i nazwy narządów, w których zachodzi ich trawienie. |
| c) | Podaj nazwy naczyń krwionośnych oznaczonych na rysunku cyframi 1 i 2. Określ, które z nich charakteryzuje się wyższym stężeniem mocznika. Odpowiedź uzasadnij. |
| d) | Zaznacz prawidłowe dokończenie zdania. |
Po posiłku złożonym z warzyw w komórkach wątroby, biorącej udział w utrzymywaniu stałego stężenia glukozy we krwi, zachodzi
- glikoliza – pobudzana przez glukagon.
- glikogeneza – pobudzana przez insulinę.
- glikogenoliza – pobudzana przez glukagon.
- glukoneogeneza – pobudzana przez insulinę.
Zadanie 71. (4 pkt)
Utrzymanie równowagi cieplnej organizmu człowieka jest możliwe dzięki procesom o charakterze metabolicznym (np. utlenianie biologiczne), fizjologicznym, np. drżenie mięśni, oraz fizycznym – promieniowanie, przewodzenie, parowanie i konwekcja. Procesy te prowadzą do pozyskiwania ciepła lub strat ciepła, w zależności od warunków otoczenia organizmu i jego aktywności.
| a) | Spośród wymienionych w tekście, podaj przykład procesu (1), który prowadzi wyłącznie do strat ciepła z organizmu oraz przykład procesu (2), który prowadzi wyłącznie do pozyskania ciepła przez organizm. |
| b) | Podaj przykład narządu, który uczestniczy w termoregulacji zachodzącej w wyniku parowania. |
| c) | Zaznacz poprawne dokończenie zdania. |
Człowiek zanurzony w zimnej, płynącej wodzie traci ciepło wskutek
- konwekcji.
- parowania.
- przewodzenia.
- promieniowania.
| d) | Oceń poprawność zdań dotyczących mechanizmów termoregulacji oraz ich skutków w organizmie człowieka. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Silniejsze pocenie przyczynia się do utraty wody z organizmu, ponieważ wzmaga wydzielanie wazopresyny. | ||
| 2. | W reakcji na niską temperaturę otoczenia zwężają się powierzchniowe naczynia krwionośne skóry, ograniczając w ten sposób straty ciepła z organizmu. | ||
| 3. | Wydzielanie tyroksyny zwiększa się w wyższej temperaturze otoczenia pod wpływem sygnału z podwzgórza. |
Zadanie 72. (5 pkt)
Warunkiem prawidłowego funkcjonowania organizmu jest utrzymanie homeostazy, w tym
utrzymanie stałej temperatury ciała w różnych warunkach otoczenia i przy określonej
aktywności człowieka, np. podczas treningu, w czasie którego w pracujących mięśniach
powstają duże ilości ciepła.
Na wykresie przedstawiono zmiany masy ciała człowieka podczas 3–godzinnego treningu
o tej samej intensywności, wykonywanego w niskiej i wysokiej temperaturze otoczenia w hali
treningowej, w kontrolowanych warunkach.
| a) | Określ na podstawie wykresu tendencję zmian masy ciała podczas treningu. Wyjaśnij, dlaczego tak się dzieje. |
| b) | Podaj, która krzywa (I czy II) ilustruje zmiany masy ciała podczas treningu w wyższej temperaturze otoczenia. Odpowiedź uzasadnij. |
| c) | Podaj czynnik środowiska, którego wartość powinna być jednakowa w obu próbach badawczych, aby wyniki pomiaru były wiarygodne. |
| d) | Wyjaśnij, dlaczego w pracujących mięśniach ciepło wydzielane jest w dużych ilościach. |
| e) | Wykaż, że intensywnie pracujące mięśnie wymagają wzmożonej pracy układów krwionośnego i oddechowego. |
Zadanie 73. (3 pkt)
Czynności układu pokarmowego są regulowane na drodze nerwowej i hormonalnej. Komórki gruczołowe błony śluzowej żołądka wydzielają składniki soku żołądkowego; jedne – kwas solny (HCl) i wodę, drugie – pepsynogen, jeszcze inne – śluz. W części odźwiernikowej żołądka znajdują się wewnątrzwydzielnicze komórki W, wytwarzające i gromadzące gastrynę. Na rysunku przedstawiono wydzielanie różnych substancji przez komórki żołądka.
| a) | Na podstawie analizy rysunku podaj dwa czynniki, pod wpływem których komórki oznaczone jako W (3) wydzielają gastrynę. |
| b) | Korzystając z podanych informacji, określ wpływ gastryny i acetylocholiny na komórki główne i okładzinowe błony śluzowej żołądka. |
| c) | Wyjaśnij, dlaczego gastryna dociera do komórek gruczołowych żołądka inną drogą niż acetylocholina. |
Zadanie 74. (3 pkt)
Droga szerzenia chorób zakaźnych, inaczej droga zakażenia – to sposób i mechanizm
przenoszenia zarazków do organizmu ze środowiska zewnętrznego.
Możliwe jest przeniesienie zarazków przez kontakt seksualny, drogą pokarmową, oddechową,
przez krew i przez wektory (stawonogi, gryzonie).
Jednym z najbardziej skutecznych sposobów profilaktyki chorób zakaźnych, obok
przestrzegania zasad higieny osobistej i żywienia, są szczepienia.
| a) | Wśród wymienionych poniżej chorób bakteryjnych podkreśl wszystkie te, w przypadku których człowiek chory nie stanowi bezpośredniego źródła zakażenia. |
Choroby: borelioza, czerwonka bakteryjna, dur brzuszny, cholera, gruźlica, tężec, wąglik.
| b) | Podaj, inny niż szczepienie, sposób zapobiegania zachorowaniu na cholerę. |
| c) | Uzasadnij, że szczepionka zapewnia organizmowi odporność swoistą czynną. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm jej działania. |
Zadanie 75. (6 pkt)
Głównymi antygenami transplantacyjnymi człowieka są antygeny grupowe AB0 występujące na erytrocytach oraz antygeny głównego układu zgodności tkankowej HLA, które występują na powierzchni wszystkich komórek jądrzastych. Jeżeli występuje niezgodność antygenów, to zostaje zainicjowana reakcja odpornościowa, która jest przyczyną odrzucenia przeszczepu. Liczne geny układu HLA znajdują się w 6. chromosomie, ale między nimi rzadko dochodzi do crossing-over, dlatego zwykle geny te dziedziczą się razem, co jest ważne dla przeszczepów rodzinnych. Zestaw alleli genów znajdujący się w tym samym chromosomie i razem dziedziczony zwany jest haplotypem. Każda komórka w organizmie potomka posiada na swojej powierzchni cząsteczki HLA zarówno typu matczynego, jak i ojcowskiego. Na schemacie przedstawiono dziedziczenie genów HLA.
| a) | Korzystając ze schematu, uzupełnij poniższe zdania, wybierając wartość liczbową spośród: 25, 50, 75, 100. |
Przeszczepy narządów od rodzica do dziecka i odwrotnie wykazują % zgodnych alelli HLA. Prawdopodobieństwo urodzenia się dziecka z jednym z przedstawionych możliwych zestawów alleli HLA wynosi %.
| b) | Określ, w którym przypadku może być większa szansa przyjęcia się przeszczepu przez chorego – gdy dawcą narządu jest jedno z rodzeństwa, czy – gdy dawcą narządu jest rodzic. Odpowiedź uzasadnij. |
| c) | Określ, czy geny HLA dziedziczą się zgodnie z II prawem Mendla. Uzasadnij odpowiedź. |
| d) | Zaznacz poprawne dokończenie zdania. |
W sposobie ekspresji genów HLA występuje
- kodominacja.
- dominacja zupełna.
- dominacja niezupełna.
| e) | Wyjaśnij, dlaczego w przypadku powtórnego przeszczepu narządu z podobnymi antygenami transplantacyjnymi jego odrzucenie następuje wcześniej niż za pierwszym razem. |
| f) | Zaznacz poprawne dokończenie zdania. |
Powtórne odrzucenie przeszczepu to głównie przejaw mechanizmu odporności
- nabytej.
- wrodzonej.
- nieswoistej humoralnej.
- nieswoistej komórkowej.
Zadanie 76. (3 pkt)
Czynności układu pokarmowego są regulowane między innymi przez autonomiczny układ nerwowy. Na rysunku przedstawiono wydzielanie substancji przez komórki żołądka pod wpływem działania impulsu nerwowego.
| a) | Korzystając z rysunku i własnej wiedzy, wykreśl w zdaniach, spośród zapisanych kursywą, niewłaściwe wyrażenia w taki sposób, aby powstała informacja prawdziwa. Uzasadnij swój wybór. |
Nerwy błędne należą do nerwów rdzeniowych/czaszkowych. Są to nerwy, w których przebiegają włókna współczulne/przywspółczulne autonomicznego układu nerwowego.
| b) | Opisz widoczną na rysunku drogę odśrodkową łuku odruchowego autonomicznego, korzystając z oznaczeń I–III, i pamiętając, że składa się ona z dwóch neuronów. |
| c) | Oceń prawdziwość podanych stwierdzeń na temat pokarmowych odruchów bezwarunkowych i warunkowych. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Smak pokarmu jest bodźcem bezwarunkowym, a widok pokarmu – bodźcem warunkowym odruchu wydzielania soku żołądkowego. | ||
| 2. | Pokarmowy odruch warunkowy kształtuje się wtedy, gdy ośrodek głodu w podwzgórzu jest pobudzony, a ośrodek sytości – zahamowany. | ||
| 3. | Odruchy bezwarunkowe i warunkowe podlegają w życiu osobniczym niewielkim zmianom. |
Zadanie 77. (2 pkt)
Na schemacie przedstawiono budowę ucha człowieka.
| a) | Podaj, które z elementów budowy ucha wskazanych na schemacie znajdują się w uchu środkowym oraz określ rolę trąbki słuchowej w funkcjonowaniu ucha. |
| b) | Określ kolejność przedstawionych etapów procesu słyszenia – wpisz w kolumnie tabeli numery 1–5. |
| Etapy procesu słyszenia | Nr etapu |
|---|---|
| Drgania błony bębenkowej wprawiają w drgania kostki słuchowe, które wzmacniają je i poprzez strzemiączko przekazują na błonę okienka owalnego. | |
| Fala dźwiękowa zewnętrznym przewodem słuchowym dociera do błony bębenkowej, wprawiając ją w drgania. Fala dźwiękowa zewnętrznym przewodem słuchowym dociera do błony bębenkowej, wprawiając ją w drgania. | |
| Komórki słuchowe ulegają wzbudzeniu, a impulsy nerwowe przewodzone są do mózgu za pośrednictwem nerwu ślimakowego. Komórki słuchowe ulegają wzbudzeniu, a impulsy nerwowe przewodzone są do mózgu za pośrednictwem nerwu ślimakowego. | |
| Fale ciśnienia wprawiają w drgania błonę podstawną, na której spoczywają komórki słuchowe w narządzie Cortiego. Fale ciśnienia wprawiają w drgania błonę podstawną, na której spoczywają komórki słuchowe w narządzie Cortiego. | |
| Drgania błony okienka owalnego przenoszone są, jako fale ciśnienia, przez płyn wypełniający błędnik. |
Zadanie 78. (3 pkt)
Na wykresie przedstawiono powierzchnię słyszalności, którą wyznaczają granice słyszalności, czyli skrajne częstotliwości fal dźwiękowych (górna i dolna) oraz dolna i górna wartość ciśnienia akustycznego dźwięków, które są słyszalne przez ucho ludzkie. Granice słyszalności są pojęciem umownym i zostały uśrednione (były wielokrotnie wyznaczane empirycznie przez różnych badaczy). Głos to zjawisko akustyczne, które posiada kilka specyficznych właściwości, między innymi: wysokość, która wiąże się z częstotliwością wydobywanego dźwięku mierzoną w hercach (Hz) i natężenie głosu, mierzone w decybelach (dB).
K. Barrett, H. Brooks, S. Boitano, S. Barman, Ganong’s Review of Medical Physiology, New York-[...]-Toronto 2010, s. 209–211.
| a) | Podaj, o ile decybeli wyższy jest poziom ciśnienia akustycznego, przy którym słyszymy ton o częstotliwości 100 Hz, od tego, przy którym słyszymy ton o częstotliwości 1000 Hz. |
| b) | Zaznacz poprawne dokończenie zdania. |
Częstotliwość tonu, dla którego ucho ludzkie jest najbardziej czułe, wynosi około
- 20 Hz.
- 100 Hz.
- 4000 Hz.
- 10000 Hz.
| c) | Wśród opisów głosów (A–D) zaznacz dwa, które mieszczą się w obszarze (zasięgu) ludzkiej rozmowy. |
- Głośno mówiąca osoba (70 dB), mająca niski głos (150 Hz).
- Krzycząca osoba (78 dB), mająca dość wysoki głos (500 Hz).
- Cicho mówiąca osoba (50 dB), mająca wysoki głos (2000 Hz).
- Normalnie mówiąca osoba (58 dB), mająca dość wysoki głos (1000 Hz).
Zadanie 79. (2 pkt)
Na schemacie przedstawiono mechanizm regulacji wydzielania hormonu tarczycy.
| a) | Do oznaczeń cyfrowych (1–4) na schemacie przyporządkuj odpowiednie nazwy wybrane spośród A–F. |
- tyroksyna
- kora mózgowa
- podwzgórze
- kalcytonina
- przysadka mózgowa
- liberyna
| b) | Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących potencjalnych przyczyn znacznego obniżenia stężenia TSH we krwi pacjenta i skutków tej zmiany dla jego organizmu. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Nieprawidłowa dieta, która prowadzi do niedoboru jodu. | ||
| 2. | Nadczynności tarczycy, której skutkiem są zaburzenia metaboliczne. | ||
| 3. | Uszkodzenie przedniego (gruczołowego) płata przysadki mózgowej, które prowadzi między innymi do niedoczynności tarczycy. |
Zadanie 80. (2 pkt)
Na wykresie przedstawiono zmiany intensywności wydzielania do krwi badanego pacjenta dwóch hormonów trzustkowych (1 i 2), w zależności od stężenia glukozy w osoczu krwi tego pacjenta. Prawidłowy poziom glukozy we krwi zdrowego człowieka na czczo wynosi od 70 do 99 mg/dl.
| a) | Na podstawie analizy wykresu podaj nazwy hormonów 1 i 2. Uzasadnij odpowiedź. |
| b) | Podaj, który z hormonów (1 czy 2) warunkuje powrót stężenia glukozy we krwi do wartości stężenia prawidłowego, kiedy stężenie tego cukru w osoczu wynosi 140 mg/dl. Uzasadnij odpowiedź. |
Zadanie 81. (1 pkt)
Uzupełnij poniższy schemat, wpisując w wykropkowane miejsca brakujące nazwy hormonów i wyjaśnij, na czym polega ich antagonistyczne działanie w utrzymaniu prawidłowego stężenia glukozy we krwi.
Wyjaśnienie:
Zadanie 82. (3 pkt)
Komórka jajowa ssaków kończy podział komórkowy dopiero po wniknięcia do niej jednego
z plemników podczas zapłodnienia.
Na rysunkach A–E przedstawiono kolejne etapy procesu zapłodnienia.
| a) | Korzystając z rysunku, podaj nazwę etapu podziału komórkowego, na którym znajduje się proces oogenezy w momencie owulacji. |
| b) | Podaj, jaką funkcję spełniają ciałka kierunkowe w procesie powstawania komórki jajowej. |
| c) | Uszereguj wymienione poniżej etapy procesu zapłodnienia według kolejności ich zachodzenia. W odpowiedzi posłuż się ich numerami. |
- Usunięcie ciałka kierunkowego.
- Wniknięcie plemnika.
- Reakcja akrosomalna.
- Blok przeciwko polispermii.
Zadanie 83. (1 pkt)
W tabeli przedstawiono częstość rekombinacji (procent (%) crossing-over) pomiędzy czterema genami (k, m, o, p) znajdującymi się w jednym z autosomów badanego gatunku.
| Geny | k | m | o | p |
| k | - | 25 | 11 | 5 |
| m | 25 | - | 36 | 20 |
| o | 11 | 36 | - | 16 |
| p | 5 | 20 | 16 | - |
Wśród A–D zaznacz odpowiedź, w której podano prawidłową kolejność występowania (ułożenia) badanych genów w chromosomie.
- k, o, p, m
- m, p, k, o
- p, k, m, o
- m, k, p, o
Zadanie 84. (4 pkt)
Poniżej zilustrowano mutację, która jest przyczyną mukowiscydozy – choroby genetycznej autosomalnej recesywnej, upośledzającej funkcjonowanie płuc, trzustki i innych narządów. Ocenia się, że w populacji europejskiej choruje 1 na 2500 osób.
| ALLEL PRAWIDŁOWY Numer kodonu Łańcuch DNA Aminokwasy |
503 ATC Ile |
507 ATC Ile |
508 TTT Phe |
509 GGT Gly |
510 GTT Val |
| ALLEL ZMUTOWANY Numer kodonu Łańcuch DNA Aminokwasy |
506 ATC Ile |
507 AT- Ile |
508 --T |
509 GGT Gly |
510 GTT Val |
| a) | Korzystając z tabeli kodu genetycznego określ, czy przedstawiony fragment łańcucha DNA jest nicią kodującą, czy matrycową. Uzasadnij odpowiedź. |
| b) | Uzasadnij na podstawie podanej informacji, że kod genetyczny jest zdegenerowany. |
| c) | Podaj nazwę przedstawionego rodzaju mutacji genowej i określ skutek tej mutacji dla struktury I-rzędowej powstającego białka. |
| d) | Oblicz, korzystając z równań Hardy’ego-Weinberga, częstość występowania nosicieli allelu mukowiscydozy w populacji europejskiej. |
Zadanie 85. (5 pkt)
Muszka owocowa (Drosophila melanogaster) ma cztery pary chromosomów. Gen
warunkujący barwę oczu znajduje się u tego owada w chromosomie X, przy czym allel
warunkujący barwę białą (a) jest recesywny, zaś allel warunkujący barwę czerwoną (A) jest
dominujący. Niesprzężony z płcią jest natomiast gen warunkujący cechę skrzydeł: allel
dominujący (S) warunkuje skrzydła długie, a recesywny (s) warunkuje skrzydła krótkie
(zredukowane). Dziedziczenie płci u muszki owocowej odbywa się według podobnych zasad
jak u człowieka. Samica posiada dwa chromosomy płci XX, a samiec chromosomy płci XY.
Cykl rozwojowy muszki owocowej w temperaturze 25°C trwa od 8 do 9 dni. Gatunek ten,
ze względu na swoje cechy, wykorzystywany jest w badaniach genetycznych jako organizm
modelowy.
Na poniższych rysunkach przedstawiono zestawy chromosomów czterech osobników muszki
owocowej (A–D). W chromosomach płci zaznaczono lokalizację genu warunkującego barwę
oczu.
| a) | Spośród rysunków A–D zaznacz te, które przedstawiają zestawy chromosomów osobników męskich i określ barwę oczu każdego z tych osobników. |
| b) | Spośród krzyżówek muszki owocowej (1–4) zaznacz tę, w wyniku której w potomstwie męskim prawdopodobieństwo wystąpienia osobników o oczach czerwonych, jak też białych wynosi 0,5 (50%). Uzasadnij odpowiedź, przedstawiając wynik tej krzyżówki w postaci szachownicy Punnetta. Podkreśl genotypy osobników męskich o oczach czerwonych. |
- XAXa × XaY
- XAXA × XaY
- XaXa × XAY
- XAXA × XAY
| c) | Stosując oznaczenia literowe alleli genów podane w informacji do zadania, zapisz wszystkie możliwe genotypy: |
- samicy o czerwonych oczach i długich skrzydłach
- samca o czerwonych oczach i krótkich skrzydłach
| d) | Na poniższym schemacie, przedstawiającym cykl rozwojowy muszki owocowej, wpisz nazwy stadiów rozwojowych oznaczonych cyframi 1 i 2 oraz podaj nazwę typu przeobrażenia występującego u tego owada. |
Nazwa typu przeobrażenia:
| e) | Na podstawie podanych informacji oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących trafności wyboru muszki owocowej jako organizmu modelowego w badaniach genetycznych. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Samice i samce muszki owocowej wyraźnie różnią się kolorem i rozmiarem, co ułatwia obserwację. | ||
| 2. | Mała liczba potomstwa pozwala na wiarygodną analizę statystyczną wzorów dziedziczenia. | ||
| 3. | Krótki cykl życiowy umożliwia obserwację wzorów dziedziczenia w kolejnych pokoleniach w krótkim czasie. | ||
| 4. | Ponieważ muszka owocowa ma mały genom, więc mała ilość DNA, który trzeba poddać analizie, ułatwia lokalizację genów badanych cech. |
Zadanie 86. (4 pkt)
Choroba Huntingtona to schorzenie powodowane mutacją w genie HD. Zmutowany allel tego
genu koduje białko, które – gromadząc się w neuronach – uszkadza je, doprowadzając do ich
śmierci. U chorych dochodzi do zaburzeń ruchowych, psychicznych i postępującego
otępienia. Pierwsze objawy pojawiają się zwykle ok. 45. roku życia i stopniowo się
wzmagają.
Schemat przedstawia rodowód pewnej rodziny, w której wystąpiła genetycznie warunkowana
choroba Huntingtona. Kwadratami oznaczono mężczyzn, kołami kobiety, czarne figury
oznaczają osoby chore, u których wystąpił zmutowany allel genu HD, białe figury to osoby
zdrowe, nieposiadające zmutowanego allelu.
http://pl.wikipedia.org/wiki/Pl%C4%85sawica_Huntingtona [dostęp: 20.11.2014].
| a) | Na podstawie analizy tekstu i rodowodu określ sposób dziedziczenia choroby Huntingtona – podkreśl właściwe wyrażenie spośród zaproponowanych. Uzasadnij każdą wybraną odpowiedź. |
Choroba Huntingtona jest
- autosomalna / sprzężona z płcią, ponieważ
- recesywna / dominująca, ponieważ
| b) | Określ prawdopodobieństwo wystąpienia choroby Huntingtona u dzieci heterozygotycznych rodziców. Uzasadnij odpowiedź zapisem odpowiedniej krzyżówki genetycznej. |
| c) | Zaznacz poprawne dokończenie zdania. |
Allel odpowiedzialny za chorobę Huntingtona utrzymuje się w populacji ludzkiej, ponieważ
- mutacje tego allelu są letalne.
- objawy choroby występują zwykle w późniejszym wieku.
- allel przenoszony jest przez nosicieli, którzy nie chorują.
- dobór naturalny eliminuje osobniki w sposób losowy.
Zadanie 87. (5 pkt)
Na schemacie przedstawiono etapy jednego cyklu łańcuchowej reakcji polimerazy – PCR, który zachodzi w termocyklerach w zmiennej temperaturze – od 40°C do 95°C. W tej metodzie wykorzystuje się polimerazę Taq wyizolowaną z bakterii Thermus aquaticus, która żyje w gorących źródłach.
| a) | Zaznacz wśród A–D cząsteczkę DNA z poprawnie oznaczonymi końcami obu macierzystych nici. |
| b) | Podaj, ile cząsteczek DNA znajdzie się w mieszaninie reakcyjnej po 5. cyklach PCR, jeżeli matrycę stanowi 1 cząsteczka DNA. |
| c) | Wyjaśnij, dlaczego polimeraza DNA zastosowana w metodzie PCR nie ulega inaktywacji w warunkach termicznych tej metody. |
| d) | Określ, czy metoda PCR jest przydatna: |
- w diagnostyce zespołu Turnera
- w testach wykrywających obecność HIV w organizmie człowieka
Odpowiedź uzasadnij w każdym przypadku.
| e) | Zaznacz poprawne dokończenie zdania. |
Jednym z substratów w łańcuchowej reakcji polimerazy jest
- replikaza.
- cytydynotrifosforan (CTP).
- adenozynodifosforan (ADP).
- deoksyguanidynotrifosforan (dGTP).
Zadanie 88. (4 pkt)
Cykl komórkowy eukariontów jest to uporządkowana sekwencja zdarzeń w życiu komórki od jej powstania, w wyniku podziału komórki rodzicielskiej, do jej podziału na komórki potomne. W czasie podziału komórki zmienia się poziom złożoności organizacji DNA, co prowadzi do uformowania się kariotypu. Regulacja cyklu komórkowego obejmuje między innymi wykrywanie uszkodzeń materiału genetycznego i ich naprawę, apoptozę komórek oraz zapobieganie niekontrolowanym podziałom komórkowym. To są główne mechanizmy chroniące materiał genetyczny komórek przed mutacjami i transformacją nowotworową.
| a) | Uszereguj wymienione struktury (A–D) w kolejności obrazującej wzrost złożoności organizacji jądrowego DNA. |
- nukleosom
- chromosom
- podwójna helisa
- chromatyda
| b) | Wpisz nazwy elementów chromosomu metafazowego oznaczonych na schemacie cyframi 1–4. |
| c) | Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń, dotyczących kariotypu w komórkach somatycznych człowieka. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Każdy z 44 autosomów w niezmutowanej komórce somatycznej człowieka zawiera 1 allel określonego genu. | ||
| 2. | Morfologiczny obraz chromosomów jest taki sam w komórkach somatycznych człowieka, niezależnie od jego płci. | ||
| 3. | Niezmutowane komórki somatyczne różnych ludzi mogą zawierać różne zestawy alleli poszczególnych genów. |
| d) | Zaznacz poprawne dokończenie zdania. |
Jeżeli nowotwór charakteryzuje się nadmierną proliferacją komórkową (namnażaniem się komórek) i amplifikacją genów (zwiększeniem liczby kopii genów), to zahamowanie nowotworowej transformacji komórek może nastąpić przez
- zatrzymanie cyklu komórkowego.
- inaktywację mechanizmów indukujących apoptozę.
- uzyskanie zdolności do nielimitowanej liczby podziałów.
- uniezależnienie się komórek od czynników regulujących proliferację.
Zadanie 89. (4 pkt)
Biotechnologia obejmuje działania z wykorzystaniem organizmów żywych lub ich
składników, prowadzące do wytworzenia użytecznych produktów. Biotechnologia tradycyjna
stosuje naturalne enzymy lub organizmy niezawierające obcego materiału genetycznego,
a nowoczesna – organizmy zmodyfikowane genetycznie oraz wytwarzane przez nie białka,
w tym – enzymatyczne. Rozszerzenie zakresu potencjalnych zastosowań biotechnologii
nowoczesnej umożliwił rozwój inżynierii genetycznej, czyli kierunkowe manipulacje genami
prowadzące do uzyskania określonych celów. W tworzeniu zrekombinowanego DNA wykorzystuje
się głównie bakteryjne enzymy restrykcyjne, a także inne enzymy, np. ligazy, polimerazy.
Na poniższych schematach przedstawiono dwa przykłady sześcionukleotydowych sekwencji
palindromowych w DNA, rozpoznawanych i przecinanych przez dwa enzymy restrykcyjne
(strzałkami wskazano miejsce działania enzymu).
| a) | Na podstawie schematu podaj, czym charakteryzuje się sekwencja palindromowa nukleotydów w DNA. |
| b) | Na podstawie analizy schematów oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń, dotyczących działania enzymów restrykcyjnych. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Określony enzym restrykcyjny rozpoznaje specyficzną sekwencję nukleotydową i tnie ją również w specyficzny dla siebie sposób (symetryczny lub asymetryczny) | ||
| 2. | Jeżeli restryktazy tną cząsteczki DNA symetrycznie, wtedy produkt ma wystające, jednoniciowe lepkie końce, jeśli tną DNA asymetrycznie – wtedy końce są tępe. | ||
| 3. | Lepkie końce umożliwiają przyłączanie do nich (tak samo wytworzonych) komplementarnych fragmentów DNA pochodzących z innych źródeł. |
| c) | Korzystając z przedstawionych schematów, zapisz dwuniciową sekwencję nukleotydową DNA przed cięciem przez enzym i po cięciu, jeżeli restryktaza (KpnI) rozpoznaje sekwencję 5’...GGTACC...3’ z miejscem cięcia pomiędzy cząsteczkami cytozyny. |
| d) | Uzupełnij tabelę – wpisz odpowiednie informacje dotyczące uzyskiwania wymienionych produktów spożywczych metodą biotechnologii tradycyjnej. |
| Lp. | Produkty | Stosowane mikroorganizmy | Zachodzące procesy |
|---|---|---|---|
| 1. | jogurt, kiszone ogórki | ||
| 2. | chleb, piwo |
Zadanie 90. (2 pkt)
Przeprowadzono badanie, w którym skrzyżowano homozygotyczne muszki owocowe, mające allele dominujące (K) – warunkujące skrzydła proste (krzyżówka A) oraz homozygotyczne muszki owocowe, mające allele recesywne (k) – warunkujące skrzydła odgięte (krzyżówka B). Na rysunku przedstawiono fenotypy potomstwa tych muszek, hodowanego w różnej temperaturze (15°C i 25°C).
| a) | Uzupełnij tabelę – wpisz genotypy i fenotypy osobników pokolenia F1 ustalone na podstawie przedstawionych wyników. |
| Dane | Krzyżówka A | Krzyżówka B | ||
| osobniki pokolenia F1 | I (15°C) | II (25°C) | III (15°C) | IV (25°C) |
| genotypy osobników F1 | ||||
| kształt skrzydeł osobników pokolenia F1 | ||||
| b) | Wśród A–D zaznacz wniosek wynikający z przedstawionych wyników badań. |
- Wiele charakterystycznych cech muszki owocowej nie jest dziedziczonych.
- Kształt skrzydeł muszki owocowej warunkowany jest jedynie przez genotyp.
- Mutacje występują tylko wtedy, gdy muszki owocowe hodowane są w niskiej temperaturze.
- Kształt skrzydeł może być warunkowany przez współdziałanie genotypu i warunków środowiska.
Zadanie 91. (4 pkt)
Grupa krwi człowieka w układzie AB0 zależy od dziedziczenia jednego z trzech alleli (IA, IB
lub i). Allele IA oraz IB są kodominujące w stosunku do siebie oraz dominujące w stosunku
do allelu i. Innym ważnym układem antygenowym jest czynnik Rh. Na powierzchni
erytrocytów ludzi z grupą krwi Rh+ występuje antygen D, a u osób z grupą Rh– brak jest tego
antygenu. Allel warunkujący obecność antygenu D jest dominujący, cecha ta dziedziczy się
zgodnie z I prawem Mendla.
Matka, ma grupę krwi AB Rh+, zaś ojciec ma grupę krwi 0 Rh–.
| a) | Oceń, czy u dziecka tej pary może wystąpić grupa krwi A Rh–. Zapisz genotypy rodziców oraz uzupełnij szachownicę Punnetta. |
Genotypy rodziców:
Odpowiedź:
| b) | Oceń prawdziwość podanych stwierdzeń dotyczących dziedziczenia czynnika Rh. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Osoby posiadające allel dominujący (D) zawsze mają grupę krwi Rh+. | ||
| 2. | Kobieta o genotypie DD i mężczyzna o genotypie Dd mogą mieć dziecko z grupą krwi Rh–. | ||
| 3. | Prawdopodobieństwo, że dziecko pary o genotypach Dd będzie miało grupę krwi Rh–, jest równe 50%. |
| c) | Określ, czy podczas ciąży u opisanej kobiety może wystąpić konflikt serologiczny. Odpowiedź uzasadnij. |
Zadanie 92. (2 pkt)
Daltonizm uwarunkowany jest recesywnym allelem (d), leżącym w chromosomie X.
Prawidłowy allel dominujący jest oznaczany jako (D).
Na schemacie przedstawiono dziedziczenie daltonizmu w pewnej rodzinie.
| a) | Zapisz genotyp mężczyzny oznaczonego na schemacie cyfrą 1 i określ, czy jest on daltonistą. Odpowiedź uzasadnij. |
| b) | Oceń prawdziwość podanych stwierdzeń dotyczących dziedziczenia daltonizmu. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Mężczyzna daltonista przekazuje allel d tylko córkom, a kobieta nosicielka – tylko synom. | ||
| 2. | Jeśli kobieta jest nosicielką daltonizmu, to każdy jej syn będzie daltonistą, niezależnie od genotypu ojca. | ||
| 3. | Możliwość wystąpienia choroby u córki kobiety będącej nosicielką daltonizmu zależy od tego, czy jej ojciec jest daltonistą. |
Zadanie 93. (2 pkt)
Nukleozydy są związkami, które powstają przez połączenie zasady azotowej purynowej lub
pirymidynowej z cukrem. Natomiast nukleozydy, do których zostaje dołączona reszta kwasu
fosforowego, to nukleotydy. W kwasach nukleinowych, których monomerami są nukleotydy,
cukrem jest ryboza lub deoksyryboza.
Na schemacie przedstawiono nukleozydy z zasadami pirymidynowymi.
| a) | Podaj oznaczenie literowe nukleozydu, który w przedstawionej tu postaci nie występuje w kwasach nukleinowych organizmów żywych. Uzasadnij swój wybór. |
| b) | Korzystając ze wzoru, w którym ponumerowano atomy węgla w cząsteczce cukru, określ, w którym miejscu i jakim wiązaniem może przyłączyć się do tej cząsteczki reszta kwasu fosforowego i utworzyć nukleotyd. |
Zadanie 94. (3 pkt)
Rodowód przedstawia dziedziczenie choroby genetycznej – krzywicy opornej na działanie witaminy D. Jest to choroba sprzężona z płcią.
| a) | Na podstawie analizy rodowodu określ, czy jest to choroba uwarunkowana allelem dominującym, czy – recesywnym. Odpowiedź uzasadnij. |
| b) | Określ, jakie jest prawdopodobieństwo, że kolejna córka matki oznaczonej cyfrą 1 urodzi się zdrowa. Przyjmując H jako oznaczenie allelu dominującego, przedstaw krzyżówkę, stosując szachownicę Punetta. Podkreśl genotyp zdrowej dziewczynki. |
Zadanie 95. (1 pkt)
W komórkach E. coli operon laktozowy (lac) zawiera geny struktury kodujące enzymy
niezbędne do rozkładu laktozy i jej pobierania ze środowiska zewnętrznego. Transkrypcja
tych genów zależy od warunków środowiska. Jeżeli w środowisku bakterii nie ma laktozy,
to represor lac – specjalne (allosteryczne) białko – wiąże się z operatorem, uniemożliwiając
przyłączenie do promotora polimerazy RNA i rozpoczęcie transkrypcji genów struktury.
Na rysunku przedstawiono operon laktozowy (I) oraz wpływ laktozy (induktora)
na aktywność represora (II).
Korzystając z rysunku, opisz sposób, w jaki laktoza pobrana przez komórkę z podłoża wpływa na represor lac. Określ konsekwencje tego wpływu dla komórki i jej procesu oddychania.
Zadanie 96. (3 pkt)
Na schematach przedstawiono ten sam etap dwóch typów podziałów komórkowych, oznaczonych cyframi I i II.
| a) | Podaj numer schematu, na którym przedstawiono podział somatycznej komórki zwierzęcej oraz nazwę tego etapu podziału. |
| b) | Uzasadnij, że na schematach przedstawiono podziały dwóch komórek, które mogą pochodzić z jednego organizmu. |
| c) | Podaj przykład choroby genetycznej człowieka, która może być spowodowana nieprawidłowym rozejściem się chromosomów podczas podziału redukcyjnego. |
Zadanie 97. (3 pkt)
Albinizm jest chorobą genetyczną, warunkowaną obecnością recesywnego allelu powodującego brak enzymu tyrozynazy, który przekształca prekursor melaniny w barwnik melaninę. Albinizm może występować u ludzi oraz zwierząt. Częstotliwość występowania tej choroby u ludzi wynosi od 1 : 5000 do 1 : 15000, ale w niektórych populacjach może być znacząco wyższa, np. w Tanzanii wynosi średnio 1 : 1400. Pojęcie albinizmu stosuje się także w przypadku roślin, u których zaszła mutacja zaburzająca syntezę chlorofilu.
| a) | Wyjaśnij, dlaczego albinizm jest chorobą szczególnie niebezpieczną dla ludzi żyjących w strefie klimatów równikowych. |
| b) | Skrzyżowano albinotyczną samicę myszy z normalnie ubarwionym samcem. Zaznacz, jakie jest prawdopodobieństwo, że potomstwo tej pary będzie albinotyczne. |
- 0%
- 0% lub 50%
- 100%
- 50% lub 100%
| c) | Wyjaśnij, dlaczego całkowicie albinotyczne rośliny nie mają szans przeżycia. |
Zadanie 98. (1 pkt)
Epidermolysis bullosa (EB) to rzadka choroba genetyczna, charakteryzująca się
powstawaniem pęcherzy na skórze. Stwierdzono, że chorobę tę warunkują mutacje dotyczące
kilku genów zlokalizowanych w różnych chromosomach. Mogą one odpowiadać
za recesywny lub dominujący typ dziedziczenia choroby.
Na schemacie przedstawiono drzewo rodowe pewnej rodziny, u której doszło do mutacji
pojedynczego genu.
Uzasadnij, że dziedziczenie tej choroby nie jest sprzężone z płcią i że w tym przypadku allel choroby jest recesywny.
Zadanie 99. (3 pkt)
Na rysunku przedstawiono główne etapy ekspresji informacji genetycznej.
| a) | Korzystając z informacji podanych na rysunku i własnej wiedzy, oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Każda z nici DNA oraz nić mRNA zbudowane są z podobnych podjednostek chemicznych połączonych ze sobą za pomocą takich samych wiązań kowalencyjnych. | ||
| 2. | Dwuniciowy DNA oraz mRNA zbudowane są z nukleotydów purynowych i pirymidynowych, a stosunek ilościowy tych nukleotydów w obu kwasach wynosi 1 : 1. | ||
| 3. | Strukturę przestrzenną DNA i mRNA stabilizują wiązania wodorowe pomiędzy komplementarnymi zasadami azotowymi nukleotydów. |
| b) | Stosując oznaczenia literowe zasad azotowych, podaj kodon 2 i kodon 3 w mRNA oraz w nici matrycowej DNA. |
| c) | Zaznacz prawidłowe dokończenie zdania. |
Na podstawie przedstawionego schematu ekspresji informacji genetycznej można stwierdzić, że
- podczas transkrypcji trójkowy kod genetyczny ulega rozszyfrowaniu.
- podczas translacji dany kodon znajdujący się w DNA zostaje odczytany dwa razy.
- podczas transkrypcji – mimo zmiany zapisu informacji genetycznej – nie zmienia się jej sens.
- zmiana nukleotydu w danym kodonie powoduje zmianę jednego aminokwasu w białku.
Zadanie 100. (4 pkt)
Na rysunku przedstawiono fragment genu oraz fragment powstałego na jego podstawie mRNA, a następnie fragment zsyntetyzowanego polipeptydu przed mutacją oraz po mutacji.
| a) | Wyjaśnij, na czym polega przedstawiony rodzaj mutacji, uwzględniając najpierw sekwencję nukleotydów w genie, a następnie przebieg i wynik procesu ekspresji informacji genetycznej zawartej w tym genie. |
| b) | Przyjmując, że na DNA nie działały czynniki mutagenne, podaj typową przyczynę powstawania takich mutacji, jak zilustrowana na schemacie. |
| c) | Korzystając z tabeli kodu genetycznego (zamieszczonego w zestawie Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych na egzamin maturalny z biologii, chemii i fizyki), odczytaj, które trzy aminokwasy zostaną wbudowane do polipeptydu po zajściu tej mutacji i wpisz w wykropkowane miejsca skróty ich nazw. |
| d) | Spośród wymienionych niżej chorób człowieka wybierz i podkreśl tę, której przyczyną może być przedstawiony typ mutacji. |
Nazwy chorób: miażdżyca, mukowiscydoza, anemia złośliwa, zespół Klinefeltera, cukrzyca, zespół Turnera.
Zadanie 101. (3 pkt)
Na rysunku przedstawiono dwie krzyżówki u pewnej rasy drobiu. Krzyżówki te ilustrują dziedziczenie u tej rasy typu upierzenia – cechy sprzężonej z płcią. Upierzenie pasiaste (białe poprzeczne pasy na piórach) uwarunkowane jest przez allel dominujący B, a jednolite (czarne) – przez allel recesywny b. Płeć żeńska u drobiu determinowana jest przez chromosomy płci X i Y, męska – przez dwa chromosomy X.
| a) | Wyjaśnij, dlaczego wszystkie kury powstałe w wyniku krzyżówki nr 1 są pasiaste, a w wyniku krzyżówki nr 2 – wszystkie są jednolite. |
| b) | Podaj genotyp koguta z pokolenia P w krzyżówce nr 1. Uzasadnij odpowiedź. |
| c) | Podaj, który rodzaj zmienności cechy: ciągła czy nieciągła, występuje w przypadku typu ubarwienia upierzenia u drobiu. Uzasadnij odpowiedź. |
Zadanie 102. (4 pkt)
Poniższe drzewo rodowe ilustruje dziedziczenie pewnej choroby w danej rodzinie. Choroba ta uwarunkowana jest przez allel recesywny (a) genu położonego w chromosomie X.
| a) | Na podstawie analizy drzewa rodowego rodziny państwa Nowaków wypisz genotypy pani Nowak i pana Nowaka. |
| b) | Zaznacz zdanie, w którym podano nieprawidłową informację o jednym z dzieci państwa Nowaków. |
- Jan jest chory – odziedziczył allel recesywny po matce.
- Kuba jest zdrowy – odziedziczył allel dominujący po matce.
- Anna jest nosicielką – odziedziczyła allel dominujący od ojca.
- Julia jest chora – odziedziczyła allele recesywne od ojca i od matki.
| c) | Wiedząc, że Anna jest heterozygotą pod względem grupy krwi A, zaś Piotr jest heterozygotą pod względem grupy krwi B, oblicz prawdopodobieństwo urodzenia się w ich małżeństwie Bartosza jako zdrowego syna, który ma grupę krwi 0. W tym celu podaj genotypy Anny oraz Piotra, narysuj szachownicę Punnetta i podkreśl w niej genotyp Bartosza. |
Genotyp Anny:
Genotyp Piotra:
Szachownica Punnetta:
Zadanie 103. (4 pkt)
Poniżej przedstawiono graficzny obraz chromosomów (kariotyp) pewnej osoby.
| a) | Zaznacz prawdziwą informację spośród A–D oraz napisz jej uzasadnienie tak, aby powstało prawidłowe dokończenie zdania. |
| A. | triploidia, | ponieważ | |
| B. | zespół Downa, | ||
| C. | zespół Turnera, | ||
| D. | zespół Klinefeltera, |
| b) | Zaznacz prawidłowe dokończenie zdania odnoszącego się do przebiegu mejozy podczas powstawania gamet u rodziców osoby, której kariotyp przedstawiono wyżej. |
Podczas mejozy
- u jednego rodzica rozdzieliły się wszystkie pary chromosomów, a u drugiego nie rozdzieliły się wszystkie pary chromosomów.
- u jednego rodzica rozdzieliły się wszystkie pary chromosomów, a u drugiego nie rozdzieliła się jedna para autosomów.
- u jednego rodzica nie rozdzieliła się para autosomów, a u drugiego rozdzieliła się tylko para chromosomów płci.
- u jednego rodzica nie rozdzieliła się para autosomów, a u drugiego nie rozdzieliła się para chromosomów płci.
| c) | W poniższych zdaniach podkreśl odpowiednie wyrażenie spośród zaproponowanych tak, aby powstały prawdziwe informacje. |
- Liczba chromosomów w podanym kariotypie świadczy o tym, że komórka ta może / nie może odbyć mitozę/y.
- Liczba chromosomów w podanym kariotypie świadczy o tym, że komórka ta może / nie może odbyć mejozę/y.
| d) | Podaj nazwę procesu, w wyniku którego każdy chromosom składa się z dwóch chromatyd i dokładną nazwę etapu cyklu komórkowego, w którym proces ten się odbywa. |
Zadanie 104. (2 pkt)
Na rysunku przedstawiono jedno z najczęściej stosowanych przedsięwzięć inżynierii genetycznej roślin – otrzymywanie odmian odpornych na żerowanie larw owadów. Dawcą genu używanego do wzbogacenia genomu roślinnego w sekwencję kodującą toksyczne dla owadów białko jest najczęściej bakteria glebowa Bacillus thuringiensis. Cyframi oznaczono kolejne etapy otrzymywania odmiany ziemniaka odpornej na zgryzanie przez gąsienice.
| a) | Do każdego opisu etapu, podanego w tabeli w przypadkowej kolejności, przyporządkuj oznaczenie jego oznaczenie cyfrowe zaznaczone na rysunku (1–7). |
| Opis etapu | Oznaczenie cyfrowe etapu |
|---|---|
| Fragmentacja cząsteczki DNA. | |
| Wyizolowanie cząsteczki DNA. | |
| Wzrost i rozwój rośliny transgenicznej. | |
| Klonowanie transformowanych komórek. | |
| Różnicowanie się komórek i organogeneza. | |
| Wprowadzenie genu do DNA komórek biorcy genu. | |
| Identyfikacja fragmentu DNA zawierającego gen dawcy. |
| b) | Określ, czy w opisanej procedurze znajduje zastosowanie metoda PCR (łańcuchowa reakcja polimerazy). Odpowiedź uzasadnij. |
| c) | Podaj nazwę cząsteczek opisanych w poniższym tekście oraz oznaczenie cyfrowe etapu, w którym zostały one zastosowane. |
Białka te charakteryzują się wysokim stopniem specyficzności substratowej – katalizują hydrolizę tylko niektórych, ściśle określonych wiązań estrowych i tylko w dwuniciowym DNA. Wybór wiązań zależy od występowania specyficznej, niewielkiej sekwencji zasad azotowych w makrocząsteczce DNA.
| d) | Zaznacz zdanie, w którym podano niewłaściwy cel otrzymywania transgenicznych odmian ziemniaków. Odpowiedź uzasadnij. |
- Uzyskanie odporności bulw na mróz.
- Zwiększenie zawartości skrobi w bulwach.
- Terapia genowa komórek somatycznych człowieka.
- Wytwarzanie składników szczepionek - antygenów lub przeciwciał.
Uzasadnienie:
Zadanie 105. (3 pkt)
W ekosystemach nieustannie zachodzi produkcja biomasy i jej rozkład (dekompozycja),
umożliwiający ponowne wykorzystanie pierwiastków przez producentów.
W tabeli przedstawiono średnią zawartość węgla w biomasie i w glebie, w pięciu typach
ekosystemów.
| Typ ekosystemu | Średnia zawartość C organicznego w biomasie (kg · m–2) |
Średnia zawartość C organicznego w glebie (kg · m–2) |
|---|---|---|
| 1. Las równikowy | 18 | 10 |
| 2. Las strefy umiarkowanej | 3 | 12 |
| 3. Tajga | 8 | 15 |
| 4. Sawanna | 2 | 4 |
| 5. Tundra | 0,2 | 22 |
| a) | Na podstawie danych z tabeli narysuj diagram słupkowy ilustrujący średnią zawartość węgla organicznego w biomasie i w glebie podanych typów ekosystemów. |
| b) | Wyjaśnij, dlaczego w tundrze synteza biomasy jest niewielka, zaś akumulacja martwej materii organicznej – wysoka. |
Zadanie 106. (3 pkt)
W ekosystemie autotroficznym pierwotnym źródłem energii jest słońce – jego energię wykorzystują producenci, a następnie – wraz z pokarmem – konsumenci. Podczas przepływu energii przez kolejne poziomy troficzne występują jej straty. Na schemacie przedstawiono przepływ energii przez ekosystem.
| a) | Korzystając z własnej wiedzy i przedstawionych na schemacie informacji, opisz dwie widoczne drogi utraty energii podczas jej przepływu przez ekosystem, oznaczone jako R i W. |
| b) | Przyjmując, że: |
C – to energia chemiczna zawarta w pokarmie zjedzonym przez organizm z poziomu II,
A – to energia przyswojona przez organizm z poziomu II,
R – to energia utracona,
W – to energia utracona inną drogą niż energia R,
i pamiętając, że suma wydatków energetycznych na wszystkie czynności życiowe
zwierzęcia z poziomu II musi być równa energii zawartej w zjedzonym pokarmie,
zapisz (posługując się podanymi symbolami) drugą stronę równania:
A =
| c) | Podaj nazwę grupy organizmów oznaczonych na schemacie literą D oraz określ ich rolę w funkcjonowaniu ekosystemu. |
Zadanie 107. (3 pkt)
Na podstawie obserwacji przeprowadzonych w lasach dębowych w północno-wschodniej części Stanów Zjednoczonych pod koniec lat 90. XX w. stwierdzono, że istnieje związek między występującym co 3–4 lata wysypem żołędzi a gwałtownym wzrostem liczebności populacji myszaków leśnych, żywiących się chętnie żołędziami, a także poczwarkami brudnicy nieparki żerującej na liściach dębu, jak również wzrostem liczby jeleni i kleszczy. Zaobserwowano również, dwa lata po wysypie żołędzi, zwiększoną zachorowalność na boreliozę wśród mieszkających w okolicy ludzi.
| a) | Opisz, w jaki sposób myszaki leśne wpływają na wzrost plonu żołędzi. |
| b) | Wyjaśnij związek między wysypem żołędzi a zwiększoną zachorowalnością ludzi na boreliozę. |
| c) | Przedstaw na schemacie sieć zależności pokarmowych uwzględniającą wszystkie wymienione w tekście organizmy eukariotyczne ekosystemu leśnego. |
Zadanie 108. (2 pkt)
Na wykresach przedstawiono strukturę wiekową trzech populacji ssaków żyjących w parku narodowym. Każdy z prostokątów tworzących piramidę przedstawia jedną grupę wiekową.
| a) | Na podstawie analizy danych postanowiono objąć ochroną populację B. Uzasadnij słuszność tej decyzji. |
| b) | Pracownicy parku przewidują w najbliższej przyszłości znaczny przyrost osobników populacji C. Wyjaśnij, czy przewidywania te są uzasadnione. |
Zadanie 109. (3 pkt)
W lasach deszczowych Ekwadoru i Kostaryki występują rośliny z rodzaju Axinaea, które wytwarzają zmodyfikowane, rozdęte pręciki, z rurkowato wydłużonym zakończeniem. Rozdęte pręciki, dzięki kontrastowemu zabarwieniu, rzucają się w oczy i przypominają ptakom jagody. Rośliny wydatkują dużo energii na wyprodukowanie zjadanych przez ptaki, słodkich i pożywnych pręcików, których 100 g ma wartość 360 kcal. 40% objętości pręcików stanowi powietrze, więc gdy zostaną naciśnięte, wypchnięty gaz gwałtownie wyrzuca pyłek z wydłużonej części pręcika na zewnątrz, obsypując nim ptaka.
| a) | Wykaż związek między budową pręcików roślin z rodzaju Axinaea a sposobem ich zapylania, podając dwie cechy budowy pręcików i znaczenie adaptacyjne każdej z nich. |
| b) | Określ, czy relacje między ptakami i roślinami są dla obu stron korzystne. Uzasadnij odpowiedź. |
| c) | Opisane zjawisko jest przykładem koewolucji. Wyjaśnij, na czym polega to zjawisko. |
Zadanie 110. (2 pkt)
W zależności od zakresu tolerancji organizmów w stosunku do różnych czynników
zewnętrznych wyróżnia się eurybionty i stenobionty. Przedrostki eury- i steno-, w połączeniu
z częścią nazwy odpowiedniego czynnika środowiskowego, określają zakres tolerancji
danego gatunku na ten czynnik. Na przykład w odniesieniu do temperatury wyróżniamy
gatunki eurytermiczne i stenotermiczne.
Na wykresie przedstawiono grupy organizmów wyróżnione na podstawie ich wymagań
i tolerancji na działanie czynników środowiskowych.
| a) | Określ, do której grupy – stenobiontów czy eurybiontów – zaliczamy gatunki wskaźnikowe. Odpowiedź uzasadnij. |
| b) | Na podstawie analizy wykresu podane przykłady organizmów (1–4) przyporządkuj do odpowiedniej grupy (A–C). |
- oligotermiczne
- politermiczne
- eurytermiczne
- wróbel domowy
- palma kokosowa
- zając bielak
- słoń afrykański
Zadanie 111. (2 pkt)
Wydra morska jest drapieżnikiem polującym na jeżowce, ryby, mięczaki i skorupiaki w północnym Pacyfiku. Jej przysmakiem są jeżowce odżywiające się plechami brunatnic, zwłaszcza listownicy, która tworzy podwodne zarośla, będące schronieniem oraz miejscem tarła wielu gatunków ryb. W XIX w. na zachodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych wydry morskie zostały prawie całkowicie wytępione przez łowców futer, co wpłynęło na zmniejszenie liczebności ryb przybrzeżnych. Międzynarodowe przepisy ochrony tego gatunku umożliwiły odrodzenie się populacji wydry morskiej, która pod koniec XX w. była już znowu znaczącym elementem ekosystemu. Zaobserwowano wówczas także znaczny wzrost liczebności przybrzeżnych stad ryb północnego Pacyfiku.
| a) | Na podstawie tekstu przedstaw w formie zapisu łańcuch pokarmowy spasania, uwzględniający wydry i jeżowce. |
| b) | Wyjaśnij, w jaki sposób działalność człowieka przyczyniła się do zmniejszenia liczebności ryb przybrzeżnych w północnym Pacyfiku w XIX w. W odpowiedzi uwzględnij odpowiednie zależności pokarmowe. |
Zadanie 112. (2 pkt)
Na poletkach doświadczalnych o różnej wilgotności gleby uprawiano trzy gatunki traw z rodzajów stokłosa, rajgras i wyczyniec. Uprawiano je wszystkie razem oraz każdy gatunek oddzielnie. Na wykresach przedstawiono przyrost dla każdego gatunku trawy uprawianej oddzielnie (wykres A) oraz wynik konkurencji między tymi gatunkami, gdy są uprawiane razem (wykres B) na poletkach o różnej wilgotności gleby.
| a) | Sformułuj problem badawczy do przeprowadzonego doświadczenia. |
| b) | Podaj wniosek wynikający z porównania optimum wilgotności badanych gatunków traw, gdy uprawiane są razem oraz oddzielnie. |
Zadanie 113. (3 pkt)
Na stepach południowo-wschodniej Mongolii obok traw występują również niskie, cierniste
krzewy – karagany i gatunki roślin zielnych o silnym zapachu lub ostrym smaku, np. piołun
czy czosnek.
Deszcze padają tu przez kilka dni w roku, a sezon wegetacyjny trwa zaledwie cztery miesiące.
Na tych stepach żyją liczne owady, np. szarańcza, oraz łasice, lisy, gryzonie (kopiące systemy
nor i korytarzy), ptaki ziarnojady, np. wróble ziemne, zajmujące opuszczone przez gryzonie
nory, ptaki drapieżne.
Na rysunku przedstawiono schemat niektórych zależności panujących na stepie.
| a) | Do umieszczonych na schemacie pustych kratek wpisz odpowiednie litery (A–E) w taki sposób, aby można było odczytać obieg pierwiastków w ekosystemie. |
- Odchody i szczątki gryzoni.
- Pobieranie pierwiastków odżywczych przez rośliny.
- Zjadanie roślin przez gryzonie.
- Destruenci.
- Szczątki roślinne.
| b) | Określ rodzaj zależności występującej między gryzoniami a: |
- trawami,
- lisami,
- wróblami ziemnymi.
Przedstaw rolę gryzoni w tych zależnościach.
| c) | Oceń prawdziwość podanych stwierdzeń dotyczących znaczenia roślinożerności w przyrodzie. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Zgryzanie roślin przez roślinożerców powoduje ubytek masy roślin, zakłóca ich wzrost i rozwój, a nawet wywołuje obumieranie całych roślin. | ||
| 2. | Zgryzanie roślin przez roślinożerców może być czynnikiem selekcyjnym, eliminującym ze środowiska gatunki roślin szczególnie wrażliwe na ten czynnik. | ||
| 3. | Eliminacja ze środowiska gatunków nieodpornych na zgryzanie jest przykładem działania doboru naturalnego rozrywającego. |
Zadanie 114. (2 pkt)
W Wielkiej Brytanii wzdłuż wybrzeży morskich gnieżdżą się dwa gatunki kormoranów:
kormoran zwyczajny i kormoran czubaty. Żywią się na tym samym obszarze organizmami
morskimi i gnieżdżą się na skalistych półkach klifu.
Na diagramach przedstawiono sposób odżywiania się tych gatunków, dla obu dostępne są
wszystkie cztery kategorie ofiar.
| a) | Określ zależność ekologiczną, która występuje między dwoma gatunkami kormoranów oraz przedstaw jej skutek widoczny na diagramie. |
| b) | Analizując diagram i wiedząc, że dobijaki (ryby) żywią się drobnymi, planktonowymi skorupiakami, które chwytają w obszarze, gdzie znajdują się liczne inne organizmy planktonowe (np. okrzemki), zapisz łańcuch pokarmowy, którego ostatnim ogniwem będzie jeden z przedstawionych gatunków kormoranów. Podpisz poziomy troficzne tego łańcucha. |
Zadanie 115. (2 pkt)
Przeprowadzono doświadczenie, do którego użyto 100 g gleby ogrodowej (próbka I) i 100 g
suchego piasku (próbka II). Do każdej z próbek włożono szkiełko zegarkowe, i na każde
wkropiono 5 cm3 10% roztworu Ca(OH)2 (którego zmętnienie wskazuje na obecność
w próbie CO2). Po dwóch godzinach przeprowadzono obserwację roztworu Ca(OH)2
i stwierdzono jego zmętnienie w próbce I oraz brak zmętnienia w próbce II.
Na rysunku przedstawiono przebieg doświadczenia.
| a) | Sformułuj hipotezę badawczą tego doświadczenia. |
| b) | Wyjaśnij, dlaczego w II próbce użyto piasku. |
Zadanie 116. (3 pkt)
U podstaw powstania koncepcji ekologicznej sieci obszarów chronionych legł jeden
z wymogów skutecznej ochrony zasobów przyrodniczych, jakim jest zapewnienie ciągłości
ekosystemów. Sieć ECONET-POLSKA jest wielkoprzestrzennym systemem obszarów
węzłowych i korytarzy ekologicznych rangi międzynarodowej i krajowej. Obszary węzłowe,
najlepiej zachowane pod względem przyrodniczym i reprezentatywne dla różnych regionów
przyrodniczych kraju, są ze sobą wzajemnie powiązane korytarzami ekologicznymi, które
zapewniają ciągłość więzi przyrodniczych w obrębie tego systemu. Sieć zawiera w sobie
również obszary prawnie chronione (parki narodowe i krajobrazowe oraz rezerwaty) i ostoje
przyrody. Jesienią 2012 r. przyrodnicy zaobserwowali w Karkonoszach watahę wilków, liczącą
pięć osobników. Obecność tych drapieżników była prawdziwą sensacją. Zwierzęta pojawiły się
bowiem w Karkonoszach po 170 latach nieobecności. Od kilku lat wróciły tu też rysie.
W Karkonoszach jest dużo jeleni i saren, które niszczą ogromną liczbę młodych drzew,
sadzonych przez leśników. Karkonoski Park Narodowy zleca nawet odstrzały redukcyjne.
Zdaniem przyrodników powrót dużych ssaków drapieżnych jest szansą na przywrócenie
równowagi ekologicznej w lasach tego Parku.
Na mapie przedstawiono krajową sieć ekologiczną ECONET-POLSKA.
http://www.ios.edu.pl/biodiversity/9/mapa.htm [dostęp: 23.10.2014].
| a) | Korzystając z mapy, podaj znaczenie korytarzy ekologicznych dla różnorodności biologicznej na poziomie genetycznym i gatunkowym. |
| b) | Na podstawie przedstawionych informacji uzasadnij konieczność współpracy międzynarodowej w celu zapobiegania zagrożeniom przyrody. |
| c) | Wyjaśnij, dlaczego powrót dużych ssaków drapieżnych w Karkonosze jest szansą na przywrócenie równowagi ekologicznej w tamtejszych lasach. |
Zadanie 117. (2 pkt)
Na wykresie przedstawiono sumę opadów i średnią temperaturę w ciągu roku w trzech biomach leśnych.
| a) | Wszystkie poniższe informacje (A–E) przyporządkuj do właściwych biomów, których dotyczą. Wpisz ich oznaczenia literowe przy właściwej nazwie biomu. |
- Gleby bielicowe, ubogie w składniki mineralne ze względu na ograniczoną aktywność mikroorganizmów.
- Gleby bogate w składniki mineralne dzięki dużej aktywności destruentów i wysokiej produkcji roślinnej.
- Wyraźnie wyodrębniona warstwa podszytu oraz bogata warstwa runa leśnego, mchów i porostów.
- Drzewostan jednowarstwowy, o wykształconych cechach adaptacyjnych ograniczających utratę wody.
- Drzewostan wielowarstwowy, bogaty w liany i epifity, z ubogą warstwą podszytu.
Borealny las iglasty:
Las strefy umiarkowanej:
Wilgotny las tropikalny:
| b) | Określ, który z przedstawionych biomów charakteryzuje się największą różnorodnością biologiczną. Odpowiedź uzasadnij, uwzględniając czynniki przedstawione na wykresie. |
Zadanie 118. (1 pkt)
W latach 60–80. XX w. bezleśne obszary zalewowe w dolinach rzecznych zostały uznane za nieużytki, które należy przywrócić gospodarce. Podjęto działania zmierzające do osuszania bagien. Osuszano zarówno śródleśne torfowiska, bagna, jak i nieużytki rolne oraz prowadzono inwestycje melioracyjne podmokłych dolin rzecznych, np. Narwi, Biebrzy i Warty. Zmiany gospodarcze w Polsce w latach 1980–1990 sprawiły, że zaprzestano ekstensywnej gospodarki łąkowej oraz koszenia i wypasu bydła na podmokłych łąkach. Spowodowało to rozprzestrzenianie się trzcinowisk i zarośli wierzbowych, które wypierają występujące tu niegdyś szuwary turzycowe.
Na podstawie analizy tekstu wymień dwa zagrożenia dla różnorodności biologicznej podmokłych łąk i torfowisk oraz podaj przykład działania (zabiegu) ochrony czynnej, stosowanego w celu zapobiegania tym zagrożeniom.
Zadanie 119. (4 pkt)
Gwałtowny spadek liczebności żubra w Puszczy Białowieskiej nastąpił podczas I wojny światowej wskutek masowego zabijania tych zwierząt przez żołnierzy i kłusowników. W 1919 r. w Puszczy Białowieskiej nie znaleziono już żywych żubrów. Proces restytucji żubra przebiegał w dwóch etapach: pierwszy polegał na rozmnażaniu żubra w ogrodach zoologicznych i rezerwatach leśnych. W drugim etapie restytucji żubry wypuszczono na wolność. Obecnie w Polsce żyje 1170 żubrów, z czego 991 na wolności i 179 w hodowlach zamkniętych (stan z 2009 r.). Na terenie Polski istnieje 5 wolno żyjących populacji tych zwierząt. Wśród współczesnych żubrów wyróżnia się dwie linie genetyczne: nizinną, zwaną białowieską, i nizinno-kaukaską. Pierwsza wywodzi się od 7 założycieli i obejmuje zwierzęta czystego podgatunku Bison bonasus bonasus. Linia nizinno-kaukaska powstała w wyniku skrzyżowania jednego byka podgatunku Bison bonasus caucasicus z samicami podgatunku nizinnego. Współczesna populacja żubra białowieskiego wykazuje małe zróżnicowanie genetyczne, każdy żubr ma ok. 50% par genów w postaci homozygotycznej. W tabeli przedstawiono wykaz założycieli linii białowieskiej żubra oraz udział ich genów w populacji zamkniętej i wolno żyjącej w momencie ich utworzenia.
| Lp. | Płeć i imię założyciela | Udział genów założyciela (%) | |
| populacja zamknięta | populacja wolno żyjąca | ||
| 1. | F - Planta | 29,4 | 36,3 |
| 2. | F - Bilma | 2,6 | 5,1 |
| 3. | F – Plavia | 5,5 | 4,6 |
| 4. | M - Plebejer | 54,5 | 44,8 |
| 5. | M – Bill | 2,6 | 5,2 |
| 6. | M - Bismarc | 2,7 | 2,4 |
| 7. | M - Bergrunder | 2,7 | 2,6 |
F – samice, M – samce
| a) | Na podstawie danych przedstawionych w tabeli sformułuj wniosek dotyczący wpływu poszczególnych założycieli na skład puli genowej populacji wolno żyjącej żubra białowieskiego. |
| b) | Na podstawie podanych informacji podaj przyczynę niskiej zmienności genetycznej współczesnej populacji żubra białowieskiego oraz przykład zagrożenia wynikającego z małego zróżnicowania genetycznego tej populacji. |
| c) | Na przykładzie populacji żubra zaznacz odpowiedź, która prawidłowo opisuje proces restytucji gatunku. |
- Wprowadzenie do danego ekosystemu gatunku, który w warunkach naturalnych w nim nie występował.
- Ogół zabiegów mających na celu przywrócenie (odnowienie) w ekosystemie gatunku zagrożonego wyginięciem.
- Zabiegi mające na celu rozmnażanie w hodowlach zamkniętych gatunku zagrożonego wyginięciem.
- Działania ochronne mające na celu zapewnienie przetrwania dziko występujących gatunków oraz ich siedlisk.
| d) | Na podstawie tekstu oceń, czy restytucja żubra białowieskiego w Polsce zakończyła się sukcesem. Odpowiedź uzasadnij, podając dwa argumenty. |
Zadanie 120. (2 pkt)
W plejstocenie, podczas zlodowaceń nastąpiło silne obniżenie temperatury atmosfery oraz zmianie uległy ilość i sezonowość opadów. Występowały wówczas okresy zimne i suche (glacjały) oraz cieplejsze i wilgotne (interglacjały). W efekcie tych zmian następowało przesuwanie się stref klimatycznych i związanych z nimi stref roślinności. Na schemacie przedstawiono teoretyczny model glacjalno-interglacjalnych cykli zmian zasięgu roślinności w niższych szerokościach geograficznych Ziemi.
| a) | Korzystając z przedstawionych informacji, opisz, w jaki sposób glacjał, w stosunku do interglacjału, zmieniał rozmieszczenie i szerokość stref roślinności na Ziemi. |
| b) | Korzystając ze schematu i własnej wiedzy, oceń prawdziwość podanych stwierdzeń dotyczących wpływu zlodowaceń na roślinność Ziemi. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Jednym ze skutków występowania zlodowaceń była migracja roślin arktycznych w niższe szerokości geograficzne. | ||
| 2. | W interglacjale pewne gatunki roślin arktycznych, które po ustąpieniu glacjału znalazły się w miejscach szczególnie zimnych (północne stoki, torfowiska), tzw. ostojach, przetrwały w niższych szerokościach geograficznych do czasów współczesnych. | ||
| 3. | Gatunki, które nie przetrwały zmian klimatycznych w ostojach, a ich kopalne szczątki są dowodem panujących kiedyś warunków klimatycznych, nazywane są reliktami. |
Zadanie 121. (4 pkt)
Anemia sierpowata jest to rodzaj wrodzonej niedokrwistości, polegającej na nieprawidłowej budowie łańcucha β hemoglobiny. Zmienioną hemoglobinę określa się jako hemoglobinę S (HbS) w przeciwieństwie do normalnej, występującej u dorosłych, hemoglobiny A (HbA). Anemia sierpowata jest chorobą śmiertelną, rozpowszechnioną w populacjach ludzi zamieszkujących tropikalny obszar Afryki i część Bliskiego Wschodu. Przyczyną tej choroby jest mutacja. Allel anemii sierpowatej (HbS lub S), którego częstość w puli genowej sięga 30%, jest współdominujący (wykazuje kodominację) względem allelu niezmutowanego (HbA lub A). Oba allele biorą taki sam udział (jednocześnie i niezależnie) w tworzeniu fenotypu. Okazuje się, że osoby heterozygotyczne są odporne na najbardziej śmiertelną formę malarii. Na rysunku przedstawiono fragmenty cząsteczek łańcucha β HbA i β HbS.
A. Jerzmanowski, K. Staroń, C.W. Korczak, Biologia z higieną i ochroną środowiska, Warszawa 1993, s. 214, 216;
https: sites.google.com [dostęp: 25.11.2014].
| a) | Na podstawie analizy porównawczej przedstawionych fragmentów cząsteczek łańcucha β HbA i β HbS ustal i podaj, skutkiem którego rodzaju mutacji (genowej czy chromosomowej) jest HbS. Odpowiedź uzasadnij. |
| b) | Uzupełnij tabelę, zapisując genotypy trzech osób, które mają we krwi podaną zawartość hemoglobiny S (HbS). Przyjmij podane w tekście oznaczenie alleli. |
| Osoba | Zawartość HbS | Genotyp |
|---|---|---|
| 1. | 100% | |
| 2. | 50% | |
| 3. | 0% |
| c) | Zastosuj równanie Hardy’ego-Weinberga do obliczenia częstości heterozygot w opisanych w tekście populacjach, przy założeniu, że populacje są w stanie równowagi genetycznej, a częstość allelu anemii sierpowatej w puli genowej wynosi 30%. |
| d) | Wyjaśnij, uwzględniając działanie doboru naturalnego, dlaczego w populacjach afrykańskich i bliskowschodnich utrzymuje się allel anemii sierpowatej. |
Zadanie 122. (1 pkt)
Zięby w pewnej populacji miały dzioby o różnym kształcie i wielkości. Ograniczone zasoby pożywienia podczas suszy spowodowały, że jedynym dostępnym pokarmem dla tych ptaków stały się owady żyjące pod korą drzew i nasiona w owocach kaktusa. Wskutek tego suszę przeżyły tylko zięby o najdłuższych dziobach, którymi mogły otwierać owoce kaktusa oraz zięby o najszerszych dziobach, którymi mogły odłupywać korę drzew.
Określ rodzaj doboru naturalnego (A–C) działającego na opisane w tekście zięby oraz wybierz schemat (1–3), który ilustruje ten rodzaj doboru.
- stabilizujący.
- kierunkowy.
- różnicujący.
Zadanie 123. (2 pkt)
Cechy charakterystyczne dla budowy współczesnego człowieka pojawiały się stopniowo u naszych przodków przez miliony lat. Wydaje się, że wiele z tych cech sprzyjało umacnianiu się dwóch najistotniejszych tendencji w naszej ewolucji: utrzymania pionowej postawy i stosowania narzędzi. Niektórzy naukowcy uważają, że nasi przodkowie przyjęli dwunożną postawę, gdy z powodu zmian klimatycznych zostali zmuszeni do życia na sawannie.
Wybrane cechy budowy człowieka:
- duży mózg,
- krótka i szeroka miednica,
- zredukowane owłosienie,
- bródka,
- długi, przeciwstawny kciuk,
- przesunięty ku przodowi otwór dla rdzenia kręgowego w czaszce.
| a) | Spośród wymienionych cech wybierz dwie takie, które mają bezpośredni związek z utrzymaniem pionowej postawy ciała i dwie takie, które wiążą się ze stosowaniem narzędzi przez przedstawicieli rodzaju Homo. Wpisz ich oznaczenia cyfrowe w odpowiednie miejsca tabeli. |
| Oznaczenia cyfrowe cech związanych z: | |
| pionową postawą | stosowaniem narzędzi |
| b) | Podając dwa argumenty, uzasadnij, że pionowa postawa hominidów żyjących na sawannie miała pewne zalety w porównaniu z sytuacją zwierząt czworonożnych. |
Zadanie 124. (4 pkt)
Występujący u ludzi gen DARC odpowiada za produkcję cząsteczek DARC, występujących na powierzchni erytrocytów. Cząsteczki te wiążą nadmiar krążących we krwi białek układu odpornościowego zwanych chemokinami. Około 45 tys. lat temu zaszła mutacja genu DARC, która przyczyniła się do powstania odporności na jednego z zarodźców malarii (Plasmodium vivax). Zarodźce te wnikają do erytrocytów za pośrednictwem cząsteczek kodowanych przez gen DARC, więc zmniejszenie ekspresji tego genu zakłóca cykl życiowy zarodźca. Jednocześnie mniejsza liczba cząsteczek DARC zwiększa stężenie krążących we krwi chemokin, wywołujących zapalenia, co z kolei może się wiązać ze wzrostem częstości raka prostaty obserwowanym u Afroamerykanów. Dziś mutację genu DARC notuje się u 95% ludzi mieszkających w środkowej i południowej Afryce, ale tylko u 5% Europejczyków.
| a) | Uzupełnij schemat tak, aby przedstawiał opisaną w tekście zależność między mutacją genu DARC a rakiem prostaty. |
| b) | Wyjaśnij, dlaczego Afroamerykanie częściej chorują na raka prostaty niż Europejczycy. |
| c) | Wyjaśnij, dlaczego mutacja genu DARC utrwaliła się w populacji mieszkańców Afryki, a wśród Europejczyków występuje rzadko. |
| d) | Zaznacz odpowiedź A, B, C lub D i jej uzasadnienie 1, 2 lub 3 tak, aby powstało poprawne dokończenie zdania. |
Opisane zjawisko występowania odporności na malarię i podatności na raka prostaty u mężczyzn mających zmutowany gen DARC to
| A | plejotropia, | ponieważ | 1. | wystąpiło tylko u 5% Europejczyków. |
| B | sprzężenie genów, | 2. | choroba sprzężona jest z inną, korzystną cechą fenotypową. |
|
| C | crossing-over, | |||
| D | dominacja niezupełna, | 3. | jeden gen wpływa na więcej niż jedną cechę fenotypową. |
Zadanie 125. (6 pkt)
Laktaza jest enzymem wytwarzanym w rąbku szczoteczkowym nabłonka jelita cienkiego
człowieka. Niedobór tego enzymu powoduje zespół objawów określanych jako nietolerancja
laktozy, która objawia się nudnościami, bólem, wzdęciami oraz biegunką. Większość dorosłej
populacji na świecie nie jet zdolna do tolerancji laktozy. W ciągu ostatnich 10 000 lat
w różnych populacjach zaszły jednak co najmniej 5 razy mutacje, które wydłużyły okres
produkcji laktazy aż do wieku dojrzałego. Jedna z mutacji pojawiła się wśród hodowców
bydła w Europie, inne na Bliskim Wschodzie i w północnej Afryce wśród hodowców owiec,
kóz i wielbłądów. Badacze sugerują, że tolerancja laktozy u dorosłych ludzi wyewoluowała
niezależnie w różnych populacjach.
W tabeli podano odsetek osób z nietolerancją laktozy w wybranych populacjach.
| Populacje | Udział osób z nietolerancją laktozy (%) |
|---|---|
| Szwedzi | 2 |
| Szwajcarzy | 10 |
| Finowie | 18 |
| Aborygeni | 85 |
| Chińczycy | 95 |
| Indianie | 70 |
http://pl.wikipedia.org/wiki/Nietolerancja_laktozy [dostęp: 24.11.2014].
| a) | Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących przyczyn utrwalenia się mutacji ułatwiającej trawienie laktozy. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. |
| Lp. | Informacja | Prawda | Fałsz |
|---|---|---|---|
| 1. | Dobór naturalny faworyzował osobniki posiadające allel odpowiedzialny za wytwarzanie laktazy, ponieważ były one lepiej dostosowane do dostępnej diety. | ||
| 2. | Dorośli hodowcy bydła przystosowali się do trawienia laktozy, gdyż mleko jest wartościowym pożywieniem zawierającym witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, wapń i przyswajalne białka. | ||
| 3. | Częstość alleli odpowiedzialnych za tolerancję laktozy wzrastała u hodowców bydła, gdyż osoby tolerujące laktozę nie chorowały przy mlecznej diecie i często przekazywały potomstwu allel tolerancji laktozy. |
| b) | Zaznacz poprawne dokończenie zdania. |
Pojawienie się tolerancji na laktozę w różnych populacjach ludzkich na świecie jest przykładem
- konwergencji.
- dywergencji.
- radiacji adaptacyjnej.
- dryfu genetycznego.
| c) | Na podstawie danych z tabeli narysuj diagram słupkowy przedstawiający procentowy udział osób z nietolerancją laktozy w czterech wybranych populacjach, z których każda pochodzi z innego kontynentu. |
| d) | Podaj nazwy produktów reakcji katalizowanej przez laktazę. |
| e) | Uzasadnij, dlaczego tłuszcz zawarty w mleku może być trawiony w żołądku (przez lipazę żołądkową), a tłuszcz ze słoniny – nie może. |
Zadanie 126. (5 pkt)
Naukowcy, badający gupiki dziko żyjące w dorzeczu Aripo na karaibskiej wyspie Trynidad, przemieścili 200 gupików ze zbiorników wodnych, w których występowały intensywnie polujące na nie pielęgnice szczupakowate, do zbiorników wodnych, w których żyły strumieniaki, polujące na gupiki mniej aktywnie. Pielęgnice szczupakowate polują głównie na gupiki dorosłe, preferując osobniki jaskrawo ubarwione, a strumieniaki – na młode gupiki, o niepełnej ekspresji ubarwienia. W kolejnych pokoleniach rejestrowano liczbę jaskrawo ubarwionych plamek na ciele dorosłych samców gupików i określano ich łączną powierzchnię. Uzyskane po 22 miesiącach obserwacji wyniki porównano w tabeli z tymi uzyskanymi w populacji źródłowej.
| Badana cecha | Samce gupików z populacji | |
| źródłowej | przemieszczonej | |
| 1. liczba barwnych plamek na jednego osobnika | 5 | 11 |
| 2. powierzchnia barwnych plamek na jednego osobnika (jednostki umowne) |
8 | 12 |
| a) | Porównaj liczbę barwnych plamek przypadającą na jednego osobnika w obu populacjach gupików, przedstawiając dane zawarte w tabeli na diagramie słupkowym. |
| b) | Określ, jaki czynnik oddziałujący na populację spowodował zmiany ubarwienia gupików w populacji przemieszczonej i wyjaśnij działanie mechanizmu, dzięki któremu allel warunkujący jaskrawy wzór ubarwienia uległ upowszechnieniu w tej populacji. |
| c) | Zaznacz prawidłowe dokończenie zdania. |
Mechanizmem ewolucji, który spowodował zauważalną zmianę ubarwienia w przemieszczonej populacji gupików, był
- dobór sztuczny.
- dobór naturalny.
- dryf genetyczny.
- efekt założyciela.
| d) | Określ, jak zapewne mogłoby zmienić się ubarwienie ryb, gdyby po zakończeniu prowadzonej obserwacji gupiki z populacji przemieszczonej zostały przeniesione do zbiornika, z którego pochodziły, i w którym nie zmieniły się warunki życia. |
Zadanie 127. (2 pkt)
Gatunki biologiczne trwają, gdyż są rozrodczo izolowane od populacji innych gatunków. Mechanizmy izolujące zapobiegają krzyżowaniu się lub wymianie materiału genetycznego pomiędzy osobnikami różnych gatunków nawet wtedy, gdy występują na tym samym terenie. Mechanizmy izolacji prezygotycznej zapobiegają zapłodnieniu, natomiast mechanizmy izolacji postzygotycznej działają wtedy, gdy dojdzie do zapłodnienia między osobnikami blisko spokrewnionych gatunków. Mieszaniec powstały w wyniku skrzyżowania się osobników dwóch różnych gatunków wykazuje często wiele niekorzystnych cech i zaburzeń rozwojowych. W tabeli przedstawiono jeden z przykładów klasyfikacji mechanizmów izolacji rozrodczej.
| Mechanizmy izolacji rozrodczej | |
| prezygotycznej (przed powstaniem zygoty) |
postzygotycznej (po powstaniu zygoty) |
| – izolacja siedliskowa – izolacja sezonowa – izolacja mechaniczna – izolacja behawioralna – izolacja gametyczna |
– brak przeżywalności mieszańców – zmniejszona żywotność mieszańców – bezpłodność mieszańców |
E.P. Solomon, L.R. Berg, D.W. Martin, C.A. Villee, Biologia, Warszawa 1996, s. 430.
| a) | Określ, które mechanizmy izolacji rozrodczej, prezygotyczne czy postzygotyczne, są biologicznie korzystniejsze. Odpowiedź uzasadnij. |
| b) | Przy każdym przykładzie izolacji prezygotycznej (1–3) podaj nazwę jej rodzaju wybraną z powyższej tabeli. |
- Dwa gatunki szałwii, Salvia mellifera i Salvia apiana, różnią się budową i wielkością kwiatów. izolacja
- Samice owadów prostoskrzydłych z rodzaju Ephippiger reagują tylko na dźwięki wydawane przez samce własnego gatunku. izolacja
- Okres pylenia dwóch gatunków sosny występujących w Kalifornii, Pinus radiata i Pinus muricata, przypada w innym terminie. izolacja
Zadanie 128. (2 pkt)
Na poniższych rysunkach przedstawiono budowę kręgosłupa dwóch przedstawicieli naczelnych.
| a) | Korzystając z obu rysunków, porównaj kształt kręgosłupa goryla i człowieka. |
| b) | Określ, z jaką ewolucyjnie wykształconą cechą człowieka ma związek kształt jego kręgosłupa. |
Zadanie 129. (1 pkt)
Źródłem zmienności genetycznej, a w związku z tym – zmian ewolucyjnych, są mutacje: genowe oraz chromosomowe strukturalne i liczbowe. Mutacje są spontaniczne, ale środki mutagenne zwiększają prawdopodobieństwo ich zajścia. Ważną cechą mutacji jest ich losowość, co oznacza, że są bezkierunkowe. Najczęściej termin mutacja odnosi się do powstawania nowych alleli genów, a przyczyną tych zmian są pomyłki w działaniu polimerazy podczas syntezy komplementarnych nici DNA. Następują wówczas drobne stosunkowo różnice w zapisie informacji genetycznej. Część z nich prowadzi do powstania nowych genotypów u osobników danego gatunku. Wyłonienie się nowych genotypów oraz nowych fenotypów dostarcza materiału do zmian ewolucyjnych.
Określ kolejność przedstawionych etapów prowadzących do powstania nowego gatunku – wpisz w pierwszej kolumnie tabeli cyfry 1–5. Następnie podkreśl zdanie, które poprawnie wyjaśnia pojęcie doboru naturalnego.
| Nr | Opis etapu |
|---|---|
| Mutacje zwiększają różnorodność cech osobników danego gatunku i powodują, że osobniki nie są tak samo przystosowane do warunków środowiska. | |
| Błędy w replikacji DNA prowadzą do mutacji, a ich częstość zwiększają mutageny – promieniowanie ultrafioletowe i wysokoenergetyczne oraz liczne związki chemiczne. | |
| Zmiany warunków życia, np. wyczerpywanie się zasobów pokarmowych, jest przyczyną współzawodnictwa między osobnikami – tym większego, im trudniejsze są warunki życia. | |
| Stopniowo, przez wiele pokoleń, korzystne cechy kumulują się i występują u coraz większej liczby osobników – po pewnym czasie osobniki te stają się odmienne od wyjściowej formy fenotypu i krzyżują się tylko ze sobą. | |
| W warunkach konkurencji osobniki lepiej przystosowane mają większą szansę przeżycia i rozmnażania się, a ich potomstwo dziedziczy nowe, korzystne cechy, natomiast osobniki nieprzystosowane do zmian środowiska giną. |
Zadanie 130. (3 pkt)
Na rysunkach przedstawiono szkielety dorosłych osobników: współczesnego człowieka oraz współczesnej małpy człekokształtnej – goryla (nie zachowano proporcji wielkości).
| a) | Na podstawie analizy rysunków wymień dwie cechy budowy szkieletu osiowego człowieka, które różnią go od szkieletu osiowego goryla, a związane są z dwunożnością oraz pionizacją ciała. |
| b) | Wśród wymienionych poniżej cech budowy szkieletu (1–9) dorosłego człowieka oraz dorosłego goryla zaznacz te, które są dla nich wspólne. |
- mała trzewioczaszka
- przeciwstawny kciuk
- przeciwstawny paluch
- skrócona miednica
- zaokrąglona potylica
- siedem kręgów szyjnych
- silnie rozwinięta łopatka
- zwykle dwanaście par żeber
- podwójnie wysklepiona stopa
| c) | Przyporządkuj wybrane cechy budowy szkieletu wymienione w podpunkcie b) zadania (1–9) do kategorii podanych w tabeli. Oznaczenia cyfrowe cech wpisz do odpowiednich rubryk tabeli. |
| Cechy goryla bezpośrednio związane z poruszaniem się na drzewach | Cechy człowieka bezpośrednio związane z dwunożnością |
|---|---|
Zadanie 131. (3 pkt)
Na rysunku przedstawiono szkielety kończyn przednich różnych kręgowców płucodysznych (nie zachowano proporcji wielkości).
| a) | Przedstaw rolę, jaką odgrywają kości zaznaczone na rysunkach szkieletów kończyn szarym kolorem, w funkcjonowaniu tych kończyn u wszystkich wymienionych kręgowców. |
| b) | Wyjaśnij, na czym polega różnica w budowie dłoni wieloryba i dłoni jaszczurki, uwzględniając rodzaj ruchu, w którym uczestniczy u tych kręgowców ta część kończyny. |
| c) | Podaj nazwę zjawiska ewolucyjnego, które ilustrują powyższe rysunki i wyjaśnij, na czym ono polega. |
