Poniższe mikrofotografie przedstawiają przekrój poprzeczny przez blaszkę liściową rośliny
dwuliściennej – ligustru (Ligustrum): A – widok ogólny (powiększenie 100×); B – dolna
epiderma z aparatami szparkowymi (powiększenie 400×).
Fotografia: Berkshire Community College Bioscience Image Library.
4.1. (0–1)
Podaj nazwy tkanek roślinnych oznaczonych na mikrofotografii cyframi 1 i 2.
4.2. (0–1)
Wyjaśnij, w jaki sposób parowanie wody przez aparaty szparkowe liścia przyczynia się
do transportu wody w łodydze.
Uczniowie postanowili sprawdzić, czy w kiełkujących ziarniakach pszenicy znajduje się aktywna amylaza. W tym celu przygotowali szalkę Petriego z wylanym i zestalonym podłożem agarowym zawierającym skrobię, na którym umieścili przekrojone wzdłuż kiełkujące ziarniaki pszenicy – tak, aby płaszczyzna przekroju ściśle przylegała do podłoża. Tak przygotowaną szalkę utrzymywali przez 60 min w temperaturze 20 °C. Następnie uczniowie usunęli z szalki ziarniaki, a na podłoże szalki nanieśli płyn Lugola. Po pewnym czasie przepłukali podłoże wodą destylowaną. Miejsca na szalce, w których wcześniej były położone ziarniaki – w przeciwieństwie do pozostałego obszaru podłoża – nie wybarwiły się na ciemnogranatowy kolor.
4.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych wyników doświadczenia określ, czy w kiełkujących ziarniakach pszenicy znajduje się aktywna amylaza. Odpowiedź uzasadnij, uwzględniając substrat amylazy oraz sposób jego wykrywania.
4.2. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące procesu kiełkowania nasion są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Spoczynek bezwzględny nasion można przerwać poprzez ich odpowiednie uwodnienie.
P
F
2.
Auksyny są jednym z czynników hamujących proces kiełkowania.
P
F
3.
Do kiełkowania nasion jest niezbędna obecność tlenu.
Wzór pochłaniania światła przez barwnik nazywamy jego widmem absorpcyjnym. Najczęściej przedstawiamy je w postaci wykresu.
Na poniższej ilustracji przedstawiono widma absorpcyjne głównych barwników fotosyntetycznych pewnej rośliny. Dodatkowo naniesiono wykres intensywności fotosyntezy w zależności od długości fali świetlnej.
Intensywność fotosyntezy oceniano mierząc ilość zasymilowanego dwutlenku węgla (CO2) pod wpływem takich samych porcji promieniowania świetlnego o różnych długościach fali. Wyniki odniesiono do ilości CO2 zasymilowanego przy długości fali 430 nm, uzyskując intensywność względną wyrażoną w procentach.
5.1. (0–1)
Przedstaw, jaką kluczową rolę pełnią barwniki fotosyntetyczne w procesie fotosyntezy. Na podstawie wykresów załączonych do zadania sformułuj jeden argument potwierdzający istotność opisywanej roli.
5.2. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia odnoszące się do procesu fotosyntezy i przedstawionych w zadaniu informacji są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Energia niesiona przez światło białe jest mniej efektywnie wykorzystywana w procesie fotosyntezy w porównaniu do energii niesionej przez światło barwy niebieskiej.
P
F
2.
Asymilacja CO2 jest elementem fazy jasnej fotosyntezy.
P
F
3.
Barwniki fotosyntetycznie aktywne współtworzą fotosystemy znajdujące się w stromie chloroplastów.
P
F
5.3. (0–1)
Wymień produkty fazy jasnej fotosyntezy zachodzącej typowo u roślin nasiennych. Podkreśl te z nich, które są wykorzystywane w fazie ciemnej fotosyntezy.
Wiele bakterii to ekstremofile – organizmy żyjące w ekstremalnych warunkach środowiskowych. Skrajne wartości określonych czynników fizycznych i chemicznych są warunkiem koniecznym do prawidłowego zajścia procesów metabolicznych u ekstremofili.
W zależności od wartości optymalnej temperatury wzrostu wyróżnia się wśród ekstremofili:
psychrofile – organizmy, które nie rosną w temperaturze powyżej 20 °C, a optymalne warunki do ich rozwoju stwarza temperatura poniżej 15 °C. Psychrofile wykształciły wiele adaptacji do niskich wartości temperatury, wśród których można wyróżnić mechanizmy chroniące przed nadmiernym zmniejszeniem płynności ich błon komórkowych;
termofile – organizmy, których optymalna temperatura wzrostu wynosi ponad 50 °C. Maksymalna temperatura umożliwiająca życie wynosi 122 °C. Wysoka temperatura powoduje wzrost płynności błony komórkowej oraz destabilizuje strukturę białek i kwasów nukleinowych termofili. Z tego powodu w białkach termofili znajdują się liczne mostki disiarczkowe, a cząsteczki rRNA i tRNA mają wysoką zawartość par zasad GC.
Enzymy wytwarzane przez ekstremofile są wykorzystywane w biotechnologii.
Na podstawie: A. Zabłotni, A. Dziadosz, Ekstremofile – mikroorganizmy z przeszłością i z przyszłością, „Postępy Mikrobiologii” 52(4), 2013.
5.1. (0–1)
Określ, które z poniższych modyfikacji składu chemicznego lipidów błony komórkowej stanowią adaptację do życia w niskiej temperaturze. Zaznacz T, jeśli modyfikacja jest adaptacją do życia w niskiej temperaturze, albo N – jeśli nią nie jest.
1.
Wzrost zawartości nasyconych kwasów tłuszczowych.
T
N
2.
Wzrost zawartości krótkich kwasów tłuszczowych.
T
N
5.2. (0–1)
Podaj nazwę aminokwasu niezbędnego do wytworzenia mostków disiarczkowych, stabilizujących strukturę przestrzenną białek bakterii termofilnych.
5.3. (0–1)
Wykaż, że stabilność cząsteczek rRNA i tRNA bakterii termofilnych zwiększa się wraz ze wzrostem zawartości w ich cząsteczkach par zasad GC kosztem zawartości par zasad AU.
5.4. (0–1)
Określ, która grupa organizmów – psychrofile czy termofile – stanowi źródło polimeraz DNA wykorzystywanych do PCR. Odpowiedź uzasadnij.
5.5. (0–1)
Która cecha występuje u bakterii – organizmów prokariotycznych? Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
obecność mitochondriów
rybosomy o współczynniku sedymentacji równym 80S
chityna jako główny składnik ściany komórkowej
translacja cząsteczki mRNA rozpoczynająca się przed zakończeniem jej syntezy
Na poniższym zdjęciu przedstawiono gałązkę brzozy brodawkowatej (Betula pendula). Kwiatostan męski oznaczono symbolem ♂, a kwiatostan żeński – symbolem ♀.
Na podstawie: www.lasy.gov.pl
5.1. (0–1)
Określ, czy brzoza brodawkowata jest rośliną jednopienną, czy – dwupienną. Odpowiedź uzasadnij.
5.2. (0–2)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby w poprawny sposób opisywały mechanizm podwójnego zapłodnienia u roślin okrytonasiennych. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Łagiewka pyłkowa wnika do zalążka i przenosi do woreczka zalążkowego komórki plemnikowe, które powstały w ziarnie pyłku na drodze (mitozy / mejozy). Jedna z komórek plemnikowych łączy się z komórką jajową, co prowadzi do powstania zygoty i do rozwoju zarodka. Druga komórka plemnikowa łączy się z (komórką centralną / jedną z synergid) – w ten sposób powstaje triploidalna tkanka odżywcza w postaci (bielma / obielma).
Dwutlenek węgla rozpuszcza się w wodzie i reaguje z nią, prowadząc do powstania kwasu węglowego. Świeżo przygotowany wskaźnik wodorowęglanowy (nasycony powietrzem atmosferycznym zawierającym 0,04% CO2) jest czerwony. Gdy pH jest obniżone, kolor wskaźnika zmienia się z czerwonego na żółty, a gdy pH jest podwyższone, z czerwonego na niebiesko-fioletowy.
W celu określenia wpływu oświetlenia na bilans wymiany gazowej rośliny przeprowadzono następujący eksperyment: Do czterech probówek wlano czerwony roztwór wskaźnika wodorowęglanowego. Jedną probówkę szczelnie zamknięto i odłożono jako wzorzec koloru (próba kontrolna). Do pozostałych trzech probówek włożono świeżo zerwane liście. Każdą z trzech probówek zawierających liście inkubowano w różnych warunkach oświetleniowych:
wariant I – w ciemności
wariant II – przy słabym oświetleniu
wariant III – przy silnym oświetleniu.
Każda z probówek była szczelnie zamknięta podczas eksperymentu. Poniższa fotografia przedstawia wyniki eksperymentu: A – próba kontrolna; B, C, D – próby badawcze.
Źródło: C.J. Clegg, D.G. Mackean, Advanced Biology, London 2000; https://www.youtube.com/watch?v=Spkk7lA3Ro4.
5.1. (0–2)
Dopasuj probówki B, C lub D do wariantów eksperymentu I i III. Uzasadnij swoje odpowiedzi, odnosząc się do procesów zachodzących w liściach i bilansu wymiany gazowej.
Wariant I
Probówka:
Uzasadnienie:
Wariant III
Probówka:
Uzasadnienie:
5.2. (0–1)
Określ kolor wskaźnika wodorowęglanowego, jeśli oddychanie i fotosynteza są w równowadze. Uzasadnij swoją odpowiedź.
Hipercholesterolemia rodzinna (FH) to genetyczna choroba charakteryzująca się wysokim poziomem cholesterolu we krwi już od wczesnego dzieciństwa. Jest jedną z najczęstszych dziedzicznych chorób metabolicznych, dotykającą około 1 na 250 osób w populacji polskiej.
Przyczyną FH jest najczęściej defekt w genie kodującym receptor błonowy dla lipoprotein o niskiej gęstości (LDL), występujący m.in. na powierzchni komórek wątroby, co prowadzi do zaburzeń w usuwaniu LDL z krwiobiegu. Skutkuje to gromadzeniem się cholesterolu w tętnicach i zwiększa ryzyko wystąpienia chorób układu sercowo-naczyniowego, takich jak miażdżyca, zawał serca czy udar mózgu, już w stosunkowo wczesnym wieku (40-50 lat). W efekcie średnia długość życia osób z FH może być skrócona nawet o 20-30 lat w stosunku do osób zdrowych, jeśli nie zostanie podjęta odpowiednia terapia obniżająca poziom cholesterolu. Wysoki poziom cholesterolu najczęściej jednak przez długi czas nie powoduje dostrzegalnych przez osoby chore objawów, aż do czasu wystąpienia incydentu takiego jak udar czy zawał. Jedynie niewielki odsetek chorych jest świadomy swojej choroby. Często osoby chore dowiadują się o swojej chorobie gdy posiadają już dzieci, dlatego też ważne jest, aby przy rozpoznaniu FH przebadać całą rodzinę.
Na poniższej ilustracji przedstawiono drzewo rodowe przykładowej rodziny obciążonej FH. Mężczyzna oznaczony na schemacie cyfrą 3 miał wykonane badanie genetyczne, które wykluczyło obecność mutacji powodującej chorobę.
6.1. (0–1)
Na podstawie tekstu wprowadzającego do zadania oraz załączonego schematu wybierz spośród poniższych opcji najbardziej prawdopodobny sposób dziedziczenia FH.
Autosomalny dominujący
Autosomalny recesywny
Sprzężony z płcią recesywny
Pozajądrowy
6.2. (0–2)
Oblicz prawdopodobieństwo, że kolejna córka pary oznaczonej na schemacie numerami 3 i 4 będzie chora na FH. Zapisz genotypy rodziców i krzyżówkę genetyczną. Przyjmij oznaczenie H dla allelu dominującego i h dla allelu recesywnego genu związanego z rozwojem FH, kodującego receptor dla LDL.
Genotyp matki:
Genotyp ojca:
Krzyżówka:
Prawdopodobieństwo, że kolejna córka omawianej pary będzie chora na FH wynosi %
6.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego allele prowadzące do rozwoju FH nie zostały wyeliminowane przez dobór naturalny pomimo poważnych skutków dla zdrowia.
Bezlist (Buxbaumia) to wyjątkowy rodzaj mchów należący do prątników, występujący m.in. w polskich lasach. Gametofity męskie bezlistu są bardzo drobne – widoczne tylko pod mikroskopem. Gametofity żeńskie mają nierozgałęzioną łodyżkę, nieprzekraczającą 1 mm długości. Listki gametofitu żeńskiego zanikają podczas dojrzewania sporofitu i przekształcają się w nitkowate twory. Sporofit bezlistu osiąga do 2 cm wysokości i jest dobrze widoczny – na czerwonej secie znajduje się duża puszka zarodni, która przynajmniej na początku rozwoju jest zielona.
Na poniższym zdjęciu są widoczne dwa sporofity bezlistu.
Na podstawie: siedliska.gios.gov.pl Fotografia: H.J. van der Kolk, Buxbaumia […], „Buxbaumiella” 99, 2014.
6.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji wykaż, że dojrzały sporofit bezlistu pozyskuje związki organiczne niezależnie od gametofitu, z którego wyrasta.
6.2. (0–1)
Określ, czy gametofit bezlistu jest rośliną jednopienną, czy – dwupienną. Odpowiedź uzasadnij.
6.3. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby w poprawny sposób opisywały przemianę pokoleń mchów. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Gametofity męskie mchów są (haploidalne / diploidalne) i wytwarzają plemniki zapładniające komórki jajowe, wytworzone w rodni gametofitu żeńskiego. Z zygoty rozwija się sporofit, wytwarzający w zarodni (identyczne / różne) genetycznie zarodniki.
Poniżej przedstawiono kladogram wybranych rodzajów bakterii, otrzymany w wyniku porównania ich sekwencji nukleotydowych 16S rRNA.
Na podstawie: G.E. Fox i in., The Phylogeny of Prokaryotes, „Science” 209(4455), 1980; A. i J. Szweykowscy, Botanika. Systematyka, Warszawa 2002.
6.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionego kladogramu określ, czy takson złożony wyłącznie z rodzajów Bacillus i Clostridium byłby taksonem monofiletycznym. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do potomków ostatniego wspólnego przodka Bacillus i Clostridium.
6.2. (0–2)
Na podstawie przedstawionego kladogramu oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące relacji pokrewieństwa pomiędzy rodzajami bakterii są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Bacillus jest bliżej spokrewniony z Clostridium niż z Mycoplasma.
P
F
2.
Najbliższym krewnym Rhodomicrobium jest Escherichia.
P
F
3.
Arthrobacter jest w takim samym stopniu spokrewniony z Mycoplasma, co – z Bifidobacterium.
