Na poniższym zdjęciu wykonanym za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego
(TEM) przedstawiono przekrój poprzeczny przez fragment jednorodnej tkanki roślinnej.
Na podstawie: www.cas.miamioh.edu
2.1. (0–1)
Na powyższym zdjęciu zaznacz strzałką jeden z widocznych przestworów
międzykomórkowych.
2.2. (0–1)
Określ, czy widoczne na powyższym zdjęciu komórki są komórkami miękiszu
asymilacyjnego, czy – dojrzałymi członami rurek sitowych. Odpowiedź uzasadnij,
porównując budowę obu typów komórek.
Naprzemienność zapłodnienia i mejozy występuje u wszystkich eukariontów rozmnażających
się płciowo, jednak cykle życiowe poszczególnych grup taksonomicznych mogą się znacznie
różnić. Poniżej przedstawiono w uproszczony sposób przemianę pokoleń u roślin (A) oraz
metagenezę u zwierząt – krążkopławów (B).
3.1. (0–1)
Uzupełnij schematy A i B – w każdym cyklu życiowym obok właściwej strzałki zaznacz
symbolem „R!” etap, podczas którego zachodzi mejoza.
3.2. (0–1)
Wykaż, że mejoza jest niezbędna do zamknięcia cyklu życiowego eukariontów
rozmnażających się płciowo.
Przeprowadzono obserwację zjawiska plazmolizy w komórkach roślinnych. Do obserwacji
mikroskopowej przygotowano następujące materiały:
świeżą czerwoną cebulę – wykorzystano zewnętrzną skórkę liścia spichrzowego cebuli, która zawiera barwnik w dużej ilości
szkiełka mikroskopowe: podstawowe i nakrywkowe
wodę wodociągową
nasycony roztwór NaCl
pipetę
skalpel.
Obserwację przeprowadzono w dwóch etapach.
Etap 1. – wykonano przyżyciowy preparat mikroskopowy ze skórki liścia spichrzowego cebuli i przeprowadzono obserwację mikroskopową tego preparatu (fotografia 1.).
Etap 2. – w celu zaobserwowania zjawiska plazmolizy do tego preparatu dodano nasycony roztwór NaCl i ponownie przeprowadzono obserwację mikroskopową preparatu (fotografia 2.).
Fotografia 1.
Fotografia 2.
Na podstawie: www.microbehunter.com
3.1. (0–1)
Opisz, w jaki sposób należy przygotować preparat mikroskopowy przedstawiony
na fotografii 1. W opisie uwzględnij materiały wybrane spośród wymienionych
we wprowadzeniu do zadania.
3.2. (0–2)
Opisz zaobserwowane zmiany w wyglądzie komórek przedstawionych
na fotografiach 1. i 2. Wyjaśnij mechanizm prowadzący do zmian zaobserwowanych
w tym doświadczeniu.
Opis zmian wyglądu komórek:
Wyjaśnienie zaobserwowanych zmian:
3.3. (0–1)
Określ, w jaki sposób można odwrócić zmiany w wyglądzie komórek przedstawionych
na fotografii 2., aby przypominał on wygląd komórek przedstawionych na fotografii 1.
Uczniowie przeprowadzili następujący eksperyment: obrali bulwę ziemniaka i wycięli z niej dziewięć
identycznych podłużnych kawałków. Zmierzyli długość każdego kawałka i zapisali wyniki. Następnie
wzięli trzy zlewki, dodali po 100 ml wody destylowanej do każdej z nich i przygotowali trzy warianty
eksperymentu:
I − jedna zlewka zawierała tylko wodę destylowaną;
II − w jednej ze zlewek rozpuszczono w wodzie 4 g soli kuchennej;
III − w jednej ze zlewek rozpuszczono w wodzie 10 g soli kuchennej.
Uczniowie umieścili po trzy kawałki bulwy ziemniaka w każdej zlewce i pozostawili próbki na dwie
godziny. Po tym czasie ponownie zmierzyli długość badanych kawałków. Okazało się, że tylko w jednej zlewce
długość kawałków bulwy ziemniaka nie zmieniła się. W dwóch pozostałych zlewkach kawałki zmieniły
swoją długość: w jednej stały się krótsze, a w drugiej − dłuższe.
Określ, w którym wariancie eksperymentu kawałki bulwy ziemniaka stały się krótsze, a w
którym ich długość pozostała niezmieniona. Uzasadnij swoją odpowiedź, odwołując się do
zjawiska osmozy.
Kawałki bulwy ziemniaka skróciły się w wariancie:
Uzasadnienie:
Długość kawałków bulwy ziemniaka pozostała bez zmian w wariancie:
Choroba Gauchera jest rzadką chorobą dziedziczącą się autosomalnie recesywnie. W populacji zachodnioeuropejskiej występuje z częstością około 1:40 000 mieszkańców. Jej przyczyną jest defekt enzymu lizosomalnego, odgrywającego ważną rolę w procesie rozkładu glikolipidów, głównie glukozyloceramidu stanowiącego składnik błon komórkowych.
Przebieg choroby Gauchera zależy od resztkowej aktywności uszkodzonego enzymu. Ze względu na zróżnicowany obraz kliniczny dzieli się ją na 3 typy o różnym stopniu ciężkości przebiegu. Opisywany defekt enzymatyczny w różnym stopniu obciąża poszczególne grupy komórek i tkanek, w zależności od ich funkcji. Znaczny ładunek glukozyloceramidu do zmetabolizowania wiąże się z naturalnym bądź nadmiarowym rozpadem komórek krwi.
4.1. (0–1)
Korzystając z prawa Hardy’ego-Weinberga, oblicz częstość występowania w populacji zachodnioeuropejskiej nosicieli mutacji powodującej chorobę Gauchera. Zapisz obliczenia.
Częstość występowania nosicieli choroby Gauchera w populacji zachodnioeuropejskiej wynosi .
4.2. (0–1)
Zaznacz, spośród niżej wymienionych, grupę komórek, która ze względu na swoją funkcję będzie najsilniej dotknięta opisywanym defektem enzymu lizosomalnego.
W celu zaobserwowania podziałów mitotycznych wykonano preparat mikroskopowy
z wierzchołka wzrostu korzenia cebuli. Aby uzyskać pojedynczą warstwę komórek,
zgnieciono stożek wzrostu na szkiełku mikroskopowym. Na poniższej mikrofotografii
przedstawiono gotowy preparat z chromatyną wybarwioną odpowiednim barwnikiem na kolor
niebieskofioletowy.
Źródło fotografii: Wikimedia Commons.
5.1. (0–1)
Podaj pełną nazwę tkanki roślinnej, której komórki przedstawiono na mikrofotografii.
5.2. (0–2)
Do każdej z komórek wskazanych na mikrofotografii (A–C) przyporządkuj – wybraną
spośród podanych – właściwą nazwę etapu mitozy, w którym ta komórka się znajduje.
Jedną z metod badań nad przebiegiem cyklu komórkowego zachodzącego w komórkach
somatycznych ssaków jest stosowanie inhibitorów cyklu komórkowego. Dzięki temu jest
możliwe zatrzymanie cyklu komórkowego w określonym miejscu, np. przy przejściu z fazy G1
w fazę S. W ten sposób można określić, w której fazie cyklu komórkowego odbywają się
poszczególne procesy.
Powszechnie stosuje się inhibitory:
replikacji DNA, np. metotreksat
polimeryzacji mikrotubul, np. kolchicynę
polimeryzacji filamentów aktynowych, np. cytochalazynę B.
Na podstawie: B. Alberts, Podstawy biologii komórki, Warszawa 2009.
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące działania inhibitorów cyklu komórkowego
na komórki ssaków są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F
– jeśli jest fałszywe.
1.
Jeżeli do hodowli tkankowej doda się metotreksat, to cykl komórkowy zatrzymuje się w fazie M.
P
F
2.
Kolchicyna zatrzymuje kariokinezę poprzez zahamowanie tworzenia wrzeciona kariokinetycznego.
P
F
3.
Jeżeli komórka będąca w fazie S zostanie poddana działaniu cytochalazyny B, to ta komórka nie zdoła podwoić ilości DNA w fazie S.
Fuzja centryczna to mutacja powstająca, gdy dwa chromosomy pękną w pobliżu centromeru,
a uszkodzenie zostanie niewłaściwie naprawione. Ramiona długie dwóch chromosomów
zostają połączone w centromerze i w efekcie powstaje jeden duży dwuramienny chromosom,
natomiast ramiona krótkie chromosomów zostają utracone. Ramiona krótkie zawierają
przede wszystkim sekwencje powtarzalne i dlatego ich urata nie ma negatywnych skutków
dla organizmu. Skutkiem takiej mutacji jest jednak zmniejszenie liczby chromosomów
o jeden. W trakcie mejozy chromosomy z par chromosomów uczestniczących w fuzji
centrycznej tworzą triwalent zamiast dwóch biwalentów.
Na rysunkach przedstawiono sposób powstawania fuzji centrycznej.
Na podstawie: K.M. Charon, M. Świtoński, Genetyka i genomika zwierząt, Warszawa 2012.
17.1. (0–1)
Uzasadnij, że opisana mutacja jest mutacją chromosomową.
17.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. Podkreśl właściwe
określenie w każdym nawiasie.
Biwalenty, czyli pary połączonych ze sobą chromosomów homologicznych, tworzą się
w (profazie I / profazie II) mejozy. Odbudowa jąder komórkowych podczas mejozy ma
miejsce w (anafazie / telofazie).
17.3. (0–1)
Uzupełnij poniższy schemat przedstawiający trzy możliwe wyniki segregacji
chromosomów triwalentu do gamet (A–C) podczas mejozy. Określ ploidalność każdej
z gamet – wpisz w wyznaczone na schemacie miejsca (……): „n + 1” lub „n – 1”.
Uwaga: przyjmij założenie, że segregacja pozostałych chromosomów przebiega prawidłowo.
17.4. (0–1)
Wykaż, że możliwe jest urodzenie się potomstwa o prawidłowym kariotypie,
w przypadku, gdy jeden z rodziców ma fuzję centryczną chromosomów, a drugi –
takiej mutacji nie ma.
Barwnik Unny-Pappenheima składa się z zieleni metylowej, która wiąże się wybiórczo z DNA,
nadając mu niebiesko-zielone zabarwienie, oraz z pironiny, która wiąże się z RNA i barwi go
na czerwono.
Przeprowadzono eksperyment:
Komórki epidermy liści spichrzowych cebuli (Allium cepa) traktowano rybonukleazą.
Następnie komórki wybarwiono barwnikiem Unny-Pappenheima, który nadał jądru komórkowemu
jednolite niebiesko-zielone zabarwienie. Jąderko nie zostało wykryte, a cytoplazma nie uległa
wybarwieniu.
Źródło: red. L. Kłyszejko-Stefanowicz, Cytobiochemia. Biochemia niektórych struktur komórkowych, Warszawa 2003.
1.1. (0-1)
Wyjaśnij, dlaczego tylko jądro komórkowe uległo jednolitemu wybarwieniu, podczas gdy jąderko nie
zostało wykryte i również cytoplazma nie uległa wybarwieniu.
1.2. (0-1)
Uzupełnij zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród punktów A-B i 1-3.
Barwnik Unny-Pappenheima jest używany do barwienia większości dojrzałych:
Synteza fosfolipidów budujących błony biologiczne zachodzi dzięki enzymom związanym z cytozolową warstwą błony siateczki śródplazmatycznej. Część z nowopowstałych cząsteczek fosfolipidów jest następnie przenoszona z warstwy cytozolowej do warstwy niecytozolowej błony. Ten proces zachodzi dzięki flipazom – enzymom przenoszącym między warstwami błony tylko fosfolipidy o określonej budowie chemicznej.
Enzymy występujące we wnętrzu aparatu Golgiego glikozylują fosfolipidy, tzn. przyłączają do ich cząsteczek grupy cukrowe. Nie ma jednak enzymów, które przenoszą glikolipidy między dwiema warstwami błony. Węglowodany wchodzące w skład glikolipidów tworzą na powierzchni komórek zwierzęcych warstwę zwaną glikokaliksem. Może ona być o wiele grubsza niż sama dwuwarstwa lipidowa.
Na rysunku przedstawiono oderwanie się pęcherzyka błonowego od błony aparatu Golgiego i jego fuzję z błoną komórkową.
Na podstawie: B. Alberts i in., Podstawy biologii komórki, Warszawa 2016.
2.1. (0–2)
Na podstawie przedstawionych informacji podaj dwie przyczyny różnic w składzie nieglikozylowanych fosfolipidów w dwóch warstwach błon biologicznych.
2.2. (0–1)
Wyjaśnij, w jaki sposób glikolipidy syntetyzowane w wewnętrznej błonie aparatu Golgiego dostają się do zewnętrznej warstwy błony komórkowej.
2.3. (0–2)
Oceń, czy poniższe informacje dotyczące błon w komórce są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Dwie warstwy błon biologicznych różnią się od siebie składem fosfolipidów, ale mają taki sam skład glikolipidów.
P
F
2.
W wyniku fuzji pęcherzyka z błoną komórkową warstwa błony zwrócona do wnętrza pęcherzyka staje się warstwą cytozolową błony komórkowej.
P
F
3.
Glikokaliks stanowi warstwę ochronną błony komórkowej komórek zwierzęcych.
