Zadania maturalne z biologii

111

Zadania autorskie BiologHelp 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 17. (2 pkt)

Układ pokarmowy i żywienie Układ immunologiczny Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

Celiakia (inaczej choroba trzewna) to choroba przewlekła o podłożu autoimmunologicznym. Występuje u osób predysponowanych genetycznie, u których spożycie glutenu indukuje wytwarzanie przeciwciał (np. przeciwko gliadynie, transglutaminazie tkankowej typu 2) prowadzących do uszkodzenia jelita cienkiego. Na skutek autoimmunologicznej reakcji zapalnej dochodzi do zaniku kosmków błony śluzowej w jelicie cienkim. Utrata tolerancji na gluten u osób predysponowanych może wystąpić w każdym wieku i może być związana z czynnikiem wyzwalającym takim jak infekcja jelitowa lub operacja. Kosmki jelitowe zwykle odnawiają się po zastosowaniu diety bezglutenowej.

17.1. (0–1)

Określ, jaki jest główny wpływ opisywanych w powyższym tekście zmian strukturalnych, zachodzących w jelicie cienkim osób z aktywną celiakią, na funkcję jelita cienkiego.

17.2. (0–1)

Na podstawie opisu celiakii załączonego do zadania rozstrzygnij, czy odpowiedź układu immunologicznego stymulowana podaniem glutenu u osób chorych na celiakię ma charakter swoisty czy nieswoisty. Odpowiedź uzasadnij.

112

Test diagnostyczny CKE Grudzień 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 17. (2 pkt)

Nasienne Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Podczas badań terenowych zebrano kwiaty dwóch blisko spokrewnionych gatunków roślin: kosaćca szczecinkowego (Iris setosa) oraz kosaćca różnobarwnego (Iris versicolor). Kwiaty kosaćców charakteryzują się okazałym okwiatem składającym się z dwóch okółków, które mają po trzy działki.

Celem badania było znalezienie takiej cechy budowy kwiatu, na podstawie której można odróżnić te dwa gatunki. W poniższej tabeli przedstawiono podsumowanie pomiarów długości zewnętrznych i wewnętrznych działek okwiatu wykonane na podstawie próby 50 osobników każdego gatunku. Wszystkie wyniki podano w centymetrach.

	Długość działek okwiatu
	zewnętrzny okółek		wewnętrzny okółek
Statystyka wyliczona na podstawie próby	*I. setosa*	*I. versicolor*	*I. setosa*	*I. versicolor*
minimum	4,3	4,9	1,0	3,0
maksimum	5,8	7,0	1,9	5,1
średnia	5,0	5,9	1,5	4,3
odchylenie standardowe	0,35	0,52	0,17	0,47

Na podstawie: E. Anderson, The irises of the Gaspe Peninsula, „Bulletin of the American Iris Society” 59, 1935; alchetron.com;
www.plant-world-seeds.com

17.1. (0–1)

Na podstawie przedstawionych wyników badań wykaż, że do rozróżnienia I. setosa i I. versicolor wystarczy pomiar długości działek wewnętrznego okółka okwiatu.

17.2. (0–1)

Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.

Kwiaty badanych gatunków kosaćców są

A.	owadopylne,	o czym świadczy	1.	okazały barwny okwiat.
A.	owadopylne,		2.	trójkrotna symetria kwiatu.
B.	wiatropylne,		2.	trójkrotna symetria kwiatu.
B.	wiatropylne,		3.	brak zróżnicowania okwiatu na kielich i koronę.

113

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 18. (1 pkt)

Ekspresja informacji genetycznej Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Białko TBP jest czynnikiem transkrypcyjnym niezbędnym w procesie inicjowania transkrypcji genów eukariotycznych. Białko to wiąże się z promotorem genu, w którym zwykle występuje więcej par AT niż par GC. Białko TBP wygina dwuniciową cząsteczkę DNA o ok. 80 stopni, doprowadzając do rozdzielenia nici DNA. Umożliwia to przyłączenie do DNA polimerazy RNA i rozpoczęcie transkrypcji.

Wykaż, że większy udział par AT niż par GC w promotorze genu ułatwia rozdzielenie dwuniciowego DNA na pojedyncze nici.

114

Zadania autorskie BiologHelp 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 18. (3 pkt)

Ryby Budowa i funkcje komórki Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Narządem oddechowym u większości ryb są skrzela osadzone na łukach skrzelowych. Osadzone na łukach skrzelowych listki skrzelowe posiadają dodatkowe wypustki zwiększające powierzchnię wymiany gazowej, określane mianem blaszek skrzelowych. Poza powierzchnią wymiany gazowej na zwiększenie efektywności wymiany gazowej w skrzelach wpływa także mechanizm wymiany przeciwprądowej.

Skrzela ryb promieniopłetwych pełnią również dodatkowe funkcje oprócz wymiany gazowej. Mogą one brać udział w usuwaniu produktów przemiany materii oraz w osmoregulacji. Istotną rolę w osmoregulacji pełnią obecne w skrzelach komórki solne (jonocyty). Komórki te odpowiedzialne są za aktywne pobieranie lub wydalanie soli, przy czym kierunek transportu zależny jest od środowiska życia ryby.

Na poniższym schemacie przedstawiono budowę skrzeli ryb wraz z kierunkami przepływu krwi i wody.

18.1. (0–1)

Wyjaśnij na czym polega mechanizm przeciwprądowy wymiany gazowej w skrzelach u ryb oraz w jaki sposób wpływa on na zwiększenie efektywności wymiany gazowej.

18.2. (0–1)

Uzupełnij poniższą tabelę dotyczącą osmoregulacji u ryb promieniopłetwych. Wykorzystaj sformułowania podane w nawiasach przy tytułach kolumn.

Środowisko życia	Picie wody (tak/nie)	Funkcja komórek solnych (wydalanie/pobieranie soli)	Ilość wydalanego moczu (duża/mała)
Słonowodne
Słodkowodne

18.3. (0–1)

Podkreśl, spośród wymienionych poniżej organelli komórkowych te, w które komórki solne powinny być szczególnie zasobne ze względu na swoją funkcję. Odpowiedź uzasadnij.

chloroplasty

mitochondria

lizosomy

aparaty Golgiego

peroksysomy

Uzasadnienie:

115

Test diagnostyczny CKE Grudzień 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 18. (4 pkt)

Ptaki Ewolucjonizm i historia życia na ziemi Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Na podstawie licznych podobieństw w budowie anatomicznej już w latach 70. XX wieku odkryto, że ptaki (Aves) nie stanowią grupy zupełnie oddzielnej od gadów, ale wywodzą się z kopalnych dinozaurów (Dinosauria). Najbliższym współczesnym krewnym ptaków jest rząd krokodyli (Crocodilia), obejmujący m.in. krokodyle i aligatory. Ze względu na wspólne pochodzenie ptaki, dinozaury i krokodyle łączy się w jedną grupę nazywaną gadami naczelnymi lub archozaurami (Archosauria).

Dużo większym wyzwaniem dla naukowców było określenie relacji pokrewieństwa żółwi (Testudines) wobec pozostałych gadów. Badania anatomiczne dawały sprzeczne wyniki i dopiero na podstawie sekwencjonowania gadzich genomów wykazano bezspornie, że żółwie są bliżej spokrewnione z gadami naczelnymi niż z jaszczurkami i wężami, ujmowanymi razem jako łuskonośne (Squamata).

Spośród współczesnych gadów jedynie ptaki są zwierzętami stałocieplnymi. Na podstawie badań histologicznych kopalnych kości uważa się jednak, że podwyższonym tempem metabolizmu cechowały się już ostatni wspólny przodek archozaurów oraz wymarłe dinozaury. Na podstawie tych odkryć sformułowano hipotezę, że wspólny przodek współczesnych krokodyli utracił stałocieplność, a współczesne krokodyle są zwierzętami wtórnie zmiennocieplnymi, co najprawdopodobniej wynika z przejścia tych zwierząt do ziemno-wodnego trybu życia i ma związek ze stosunkowo mało aktywnym polowaniem z zasadzki.

Jednym z dowodów potwierdzających pochodzenie krokodyli od zwierząt stałocieplnych jest zachowana pełna przegroda międzykomorowa. Wśród współczesnych archozaurów także ptaki mają w sercu pełną przegrodę międzykomorową. Badania porównawcze doprowadziły badaczy do wniosku, że taką budowę serca miały także wymarłe dinozaury oraz ostatni wspólny przodek archozaurów.

Na podstawie: N.G. Crawford i in. More than 1000 ultraconserved elements provide evidence that turtles are the sister group of archosaurs, „Biology letters” 8(5), 2012;
L.J. Legendre i in. Palaeohistological Evidence for Ancestral High Metabolic Rate in Archosaurs, „Systematic Biology” 65(6), 2016.

18.1. (0–1)

Wyjaśnij, jakie znaczenie dla utrzymywania względnie stałej, wysokiej temperatury ciała ptaków ma występowanie w ich sercu pełnej przegrody między komorami. W odpowiedzi uwzględnij natlenowanie krwi oraz tempo metabolizmu.

18.2. (0–3)

Poniższy rysunek przedstawia niekompletne drzewo filogenetyczne obrazujące relacje pokrewieństwa między gadami a ptakami.

Na podstawie tekstu określ pokrewieństwo między grupami gadów – dorysuj brakujące gałęzie powyższego drzewa filogenetycznego tak, aby drzewo przedstawiało w poprawny sposób relacje pokrewieństwa między taksonami.
Zaznacz na powyższym drzewie filogenetycznym ostatniego wspólnego przodka archozaurów – otocz kółkiem odpowiedni węzeł.
Zaznacz na powyższym drzewie filogenetycznym moment, w którym – według przedstawionej w tekście hipotezy – doszło do utraty stałocieplności – zapisz znak X nad odpowiednią gałęzią.

116

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 19. (4 pkt)

Wpływ człowieka na środowisko i jego ochrona Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Program Natura 2000 chroni cenne siedliska przyrodnicze oraz rzadkie lub zagrożone gatunki roślin i zwierząt. Ważnym elementem programu Natura 2000 są korytarze ekologiczne, gdyż umożliwiają przemieszczanie się organizmów między zachowanymi jeszcze ekosystemami.

Na podstawie: www.gdos.gov.pl/natura-2000

19.1. (0–2)

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące obszarów Natura 2000 są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.


1.	Program Natura 2000 na terenie Polski jest ograniczony do parków narodowych i krajobrazowych.	P	F
2.	Obszary objęte programem Natura 2000 są tworzone wyłącznie w krajach należących do Unii Europejskiej.	P	F
3.	Obszary objęte programem Natura 2000 są obszarami ochrony wyłącznie określonych typów siedlisk przyrodniczych.	P	F

19.2. (0–2)

Wyjaśnij, w jaki sposób swobodne przemieszczanie się zwierząt przez korytarze ekologiczne łączące ekosystemy przyczynia się do zachowania różnorodności biologicznej. W odpowiedzi uwzględnij dwa różne mechanizmy.

117

Zadania autorskie BiologHelp 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 19. (1 pkt)

Układ nerwowy i narządy zmysłów Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

W synapsach chemicznych przekazanie impulsu między neuronami lub między neuronem a efektorem zachodzi przy udziale neuroprzekaźnika. W przypadku synaps nerwowo-mięśniowych neuroprzekaźnikiem tym jest acetylocholina. Po dostaniu się acetylocholiny do szczeliny synaptycznej jest ona szybko rozkładana przez enzym o nazwie cholinoesteraza. Niektóre związki, takie jak pestycydy fosforoorganiczne blokują działanie cholinoesterazy. Przyczyną zgonu przy zatruciu tymi środkami bywa zwykle zaburzona funkcja mięśni oddechowych.

Na podstawie powyższego tekstu określ, jaki efekt na układ mięśniowy ma działanie pestycydów fosforoorganicznych. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do mechanizmu działania synapsy nerwowo-mięśniowej.

118

Test diagnostyczny CKE Grudzień 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 19. (3 pkt)

Inżynieria i badania genetyczne Wpływ człowieka na środowisko i jego ochrona Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Rozwiązaniem alternatywnym dla chemicznych środków owadobójczych mogą być preparaty biologiczne wytworzone na bazie grzybów owadobójczych, np. należących do owadomorkowców (Entomophtorales). W biopreparatach grzybowych (mykoinsektycydach) znajdują się zarodniki grzybów, z których rozwijają się strzępki infekcyjne. Wewnątrz ciała owadów grzyb wytwarza ciała strzępkowe tworzące tzw. blastospory, swobodnie krążące w hemolimfie, z których rozwijają się strzępki zasiedlające tkanki żywiciela. Rozrost grzybni oraz toksyczne metabolity przez nią wytwarzane powodują śmierć owadów. Na tym etapie infekcji grzyb produkuje duże ilości zarodników, które drogą kontaktową mogą przedostać się na powierzchnię oskórka innych owadów.

Niektóre gatunki grzybów stosowane w biologicznym zwalczaniu szkodników modyfikuje się genetycznie: wprowadza się do ich genomu dodatkowe kopie ich własnego genu warunkującego wytwarzanie chitynazy, co skutkuje efektywniejszym uśmiercaniem owadów.

Na podstawie: O. Orzyłowska-Śliwińska, Zabić inaczej, „Wiedza i Życie” 10, 2014;
E. Włóka, […] grzyby owadobójcze – rola w procesie infekcji, „Postępy Biochemii” 57 (1), 2011.

19.1. (0–1)

Wyjaśnij, dlaczego wprowadzenie dodatkowych kopii genu chitynazy skutkuje efektywniejszym uśmiercaniem owadów.

19.2. (0–2)

Podaj po jednym argumencie za tym, że stosowanie preparatów zawierających zarodniki genetycznie modyfikowanych grzybów owadobójczych do walki z owadami:

może być korzystne dla środowiska –
może stwarzać zagrożenie dla środowiska –

119

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 20. (2 pkt)

Ekologia Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Produkcja pierwotna to proces przeprowadzany w większości ekosystemów przez fotoautotrofy. Dwie miary produkcji pierwotnej to:

produkcja pierwotna brutto – ilość energii słonecznej, jaką producenci zamieniają w energię chemiczną, zgromadzoną w postaci syntetyzowanych związków organicznych
produkcja pierwotna netto – ta część produkcji pierwotnej brutto, która nie została zużyta przez producentów i jest dostępna dla konsumentów I rzędu.

Poniżej przedstawiono piramidy energii oraz klimatogramy dwóch biomów: wilgotnych lasów równikowych oraz pustyni.

Informacja do wykresów
Cyfry rzymskie I–IV odpowiadają poziomom troficznym.

Informacja do wykresów
Słupki oznaczają wielkość opadów, natomiast wykresy liniowe prezentują temperaturę; litery na dole są pierwszymi literami nazw miesięcy.

Na podstawie: G.T. Miller, S.E. Spoolman, Essentials of Ecology 5th Edition, Belmont 2009; ib.bioninja.com.au

20.1. (0–1)

Wyjaśnij, dlaczego produkcja pierwotna netto jest mniejsza niż produkcja pierwotna brutto.

20.2. (0–1)

Wyjaśnij, dlaczego produkcja pierwotna brutto jest dużo niższa na terenach pustynnych niż w wilgotnych lasach równikowych. W odpowiedzi uwzględnij dostępność kluczowego zasobu środowiskowego w obydwu biomach.

120

Zadania autorskie BiologHelp 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 20. (3 pkt)

Układ kostny i mięśniowy Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

Anatomicznie mięśnie podzielić można ze względu na ich kształt na płaskie, wrzecionowate i okrężne. Często występują one w parach, w których każdy z mięśni odpowiedzialny jest za ruch przeciwstawny do partnera. Mięśnie takie określamy mianem antagonistycznych. W zależności od wykonywanej czynności mięśnie antagonistyczne podzielić możemy na szereg rodzajów, np. zginacze i prostowniki, przywodziciele i odwodziciele.

Na poniższym schemacie przedstawiono budowę szkieletu kończyny górnej wraz z położeniem dwóch głównych mięśni ramienia.