Poniżej przedstawiono fotografię pewnego organellum komórkowego, wykonaną
z wykorzystaniem transmisyjnego mikroskopu elektronowego.
Na podstawie: C.J. Clegg, Biology, Londyn 2014.
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące widocznego na zdjęciu organellum są
prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Występuje w większości komórek roślinnych.
P
F
2.
Stanowi miejsce organizacji mikrotubul budujących wrzeciono kariokinetyczne.
Na rysunku przedstawiono przekrój jednej ze stref korzeniowych oraz dwie drogi transportu
wody w tej strefie.
Źródło: L. Taiz, E. Zeiger, I.M. Møller, Plant physiology and development, Sunderland 2014.
3.1. (0–1)
Dopasuj odpowiednie nazwy elementów anatomicznych korzenia, wybranych spośród punktów 1-5, do liter A-D odpowiadającym strukturom przedstawionym na rysunku.
A.
B.
C.
D.
endoderma
floem
kora pierwotna
ryzoderma
ksylem
3.2. (0–1)
Podaj nazwę strefy korzeniowej przedstawionej na rysunku. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do jednej cechy budowy charakterystycznej dla tej
strefy.
Nazwa strefy korzeniowej:
Uzasadnienie:
3.3. (0–1)
Na podstawie rysunku określ jedną różnicę między transportem symplastycznym i
apoplastycznym. W swojej odpowiedzi odwołaj się do obu dróg transportu wody.
W wewnętrznej błonie chloroplastów występują kompleksy białek i barwników fotosyntetycznych tworzące dwa układy fotosyntetyczne zawierające nieco inny zestaw cząsteczek chlorofilu: fotosystem I i fotosystem II.
Na wykresie przedstawiono całościowe widmo absorpcyjne barwników chloroplastowych zielenicy Chlorella (czarna pogrubiona krzywa) oraz widma absorpcyjne poszczególnych barwników: chlorofilu a, chlorofilu b oraz β-karotenu – dominującego karotenoidu.
Czerwona krzywa ilustruje wydajność kwantową fotosyntezy, czyli zależność intensywności fotosyntezy od długości fali świetlnej, wyznaczoną jako stosunek liczby atomów fotosyntetycznie asymilowanego węgla do liczby kwantów promieniowania słonecznego absorbowanego przez komórki.
Na podstawie: A. Bresinsky i inni, Strasburger’s Plant Sciences, Nowy Jork 2013.
4.1. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Niebieskozielone światło o długości fali 500 nm jest absorbowane głównie przez (β-karoten / chlorofile). Energia światła niebieskozielonego jest wykorzystywana (w całości / częściowo) do przeprowadzania reakcji fazy jasnej fotosyntezy.
4.2. (0–1)
Opisz funkcję pełnioną przez cząsteczki karotenoidów występujące w błonach chloroplastów.
4.3. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące fotosystemów są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
W kompleksach antenowych fotosystemów cząsteczki chlorofilu a i chlorofilu b oraz karotenoidów są związane z białkami.
P
F
2.
Fotosystem I i fotosystem II, mimo innego zestawu cząsteczek chlorofilu, absorbują światło o takiej samej długości fali.
P
F
3.
U roślin nasiennych zachodzi jedynie niecykliczny transport elektronów, w którym biorą udział fotosystem I i fotosystem II.
Na poniższym schemacie przedstawiono sposób regulacji pewnego szlaku metabolicznego zachodzącego w komórce. Produkty pośrednie tego szlaku nie są przez komórkę wykorzystywane w innych przemianach metabolicznych.
4.1. (0–2)
Na podstawie schematu oceń, czy poniższe informacje dotyczące przedstawionego na nim szlaku metabolicznego są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Powyższy schemat przedstawia cykl przemian anabolicznych.
P
F
2.
Produkt końcowy łączy się z centrum aktywnym enzymu zmieniając jego kształt i prowadząc do inhibicji działania enzymu.
P
F
3.
Przedstawiony na schemacie sposób regulacji przemian metabolicznych polega na ujemnym sprzężeniu zwrotnym.
P
F
4.2. (0–1)
Posługując się informacjami przedstawionymi na schemacie i wstępie do zadania określ, czy korzystniejsze dla zasobów energetycznych komórki jest zahamowanie omawianego szlaku metabolicznego na jego pierwszym czy ostatnim etapie w przypadku uzyskania odpowiedniej ilości produktu końcowego. Odpowiedź uzasadnij.
W cyklu komórkowym występują tzw. punkty kontrolne. Są to momenty, w których cykl
komórkowy jest zatrzymywany aż do czasu, gdy kluczowe procesy poprzedzające kolejną
fazę cyklu komórkowego zostaną zakończone prawidłowo. Geny kodujące cząsteczki
uczestniczące w regulacji cyklu komórkowego są szczególnie ważne dla komórki. Jeśli
co najmniej jeden z nich jest nieprawidłowy, może to doprowadzić do rozwinięcia się choroby
nowotworowej.
Poniżej podano najważniejsze punkty kontrolne cyklu komórkowego.
Punkt kontrolny G1/S – wstrzymuje cykl komórkowy do czasu, aż komórka zgromadzi odpowiedni zasób składników niezbędnych do syntezy DNA. Brak sygnałów świadczących o gotowości komórki sprawia, że punkt kontrolny uniemożliwia rozpoczęcie
syntezy DNA.
Punkt kontrolny G2/M – blokuje rozpoczęcie mitozy do czasu zakończenia replikacji DNA. Jeśli cząsteczki DNA w komórce nie zostały do końca zreplikowane lub są uszkodzone, punkt kontrolny uniemożliwia zajście mitozy.
Punkt kontrolny metafaza/anafaza – wstrzymuje rozpoczęcie anafazy do czasu prawidłowego przyłączenia się mikrotubul wrzeciona podziałowego do wszystkich kinetochorów.
Na poniższym schemacie przedstawiono cykl komórkowy wraz z punktami kontrolnymi.
Na podstawie: E.P. Solomon i in., Biologia, Warszawa 2020.
4.1. (0–2)
Uzupełnij tabelę – określ liczbę chromosomów oraz ilość DNA w jądrze komórkowym
komórek nabłonka jelita człowieka na koniec każdej z faz cyklu komórkowego.
Faza cyklu
Liczba chromosomów
Ilość DNA
G1
2n
2c
S
G2
M
4.2. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące punktów kontrolnych cyklu komórkowego
w prawidłowych komórkach są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest
prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Replikacja DNA kończy się w punkcie kontrolnym G1/S.
P
F
2.
Jeżeli w punkcie kontrolnym G2/M nie jest możliwa naprawa uszkodzonego DNA, to komórka nie może się dzielić.
P
F
3.
Cykl komórkowy może ulec wstrzymaniu w trakcie mitozy.
P
F
4.3. (0–1)
Określ, do jakich zmian w kariotypie może dojść w wyniku pominięcia punktu
kontrolnego metafaza/anafaza podczas mitozy.
4.4. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego czynniki mutagenne, takie jak promieniowanie UV lub niektóre
związki chemiczne, zwiększają ryzyko wystąpienia nowotworu.
Mitogeny to cząsteczki sygnałowe, które wiążą się z receptorami na powierzchni komórki.
Związanie mitogenu z odpowiednim receptorem błonowym uruchamia szlaki sygnalizacyjne
w komórce, umożliwiające przejście komórki z fazy G1 cyklu komórkowego do fazy S.
Jednym z czynników hamujących to przejście jest aktywna forma białka Rb, które blokuje
transkrypcję genów kodujących białka niezbędne do podziału komórki.
Mutacja w genie RB1 zlokalizowanym na chromosomie 13, kodującym białko Rb, jest
najczęstszą przyczyną retinoblastomy (siatkówczaka) – złośliwego nowotworu siatkówki
występującego u dzieci z częstością 1/20 000 żywych urodzeń. Do rozwoju choroby
dochodzi, gdy w komórce siatkówki zostanie całkowicie zahamowana produkcja białka Rb
na skutek uszkodzenia lub usunięcia obu kopii genu RB1.
Choroba może mieć podłoże dziedziczne. W przypadku odziedziczenia jednego
uszkodzonego allelu genu RB1 od rodzica drugi zwykle ulega mutacji spontanicznej
w komórkach siatkówki podczas rozwoju osobniczego. Dzieci, które odziedziczyły
uszkodzony allel genu RB1, mają wrodzoną skłonność do rozwoju siatkówczaka – ryzyko
zachorowania wynosi aż 90%.
Na podstawie: B. Alberts i in., Podstawy biologii komórki, Warszawa 2017.
5.1. (0–1)
W której fazie cyklu komórkowego zachodzi replikacja DNA? Zaznacz właściwą
odpowiedź spośród podanych.
faza G1
faza S
faza G2
faza M
5.2. (0–1)
Określ wpływ aktywnego białka Rb na częstość podziałów komórkowych.
5.3. (0–1)
Spośród pary rodziców, którzy zgłosili się do poradni genetycznej, przyszły ojciec nie ma
mutacji w genie RB1, ale przyszła matka odziedziczyła uszkodzony allel RB1 po swoim ojcu.
Ile wynosi prawdopodobieństwo, że u dziecka tej pary rodziców rozwinie się
siatkówczak? Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Wśród roślin okrytonasiennych gatunki dwupienne stanowią zaledwie 6% ogółu gatunków.
Powstanie dwupienności u roślin tłumaczy się m.in. korzyściami z unikania samozapylenia,
które tylko w niektórych przypadkach może być dla rośliny korzystne.
Mechanizmy odpowiedzialne za chromosomowe dziedziczenie płci są podobne u roślin
i zwierząt. Diploidalna liczba chromosomów u dwupiennej lepnicy białej (Silene latifolia)
wynosi 2n = 24. Rośliny żeńskie AAXX (22XX) mają dwa zestawy autosomów oraz dwa
chromosomy X, natomiast rośliny męskie AAXY (22XY) mają dwa różne chromosomy płci.
Główną rolę w determinacji płci odgrywa chromosom Y, na którym występują geny
warunkujące rozwój cech męskich i geny supresorowe hamujące rozwój cech żeńskich.
Na podstawie: W. Dastych, E. Zenkteler, Różnicowanie się organów generatywnych u roślin dwupiennych,
„Biotechnologia” 2(89), 2010;
D. Charlesworth, Plant sex determination and sex chromosomes, „Heredity” 88, 2002.
5.1. (0–1)
Wybierz spośród A–D zestaw, w którym poprawnie określono rodzaj oraz miejsce
zachodzenia podziału komórkowego prowadzącego do segregacji chromosomów płci
u lepnicy białej.
Podział komórkowy
Lokalizacja
A.
mejoza
woreczki pyłkowe pręcików
B.
mejoza
łagiewka pyłkowa
C.
mitoza
plemnia
D.
mitoza
komórka generatywna
5.2. (0–2)
Podaj po jednym argumencie za tym, że samozapylenie może być dla rośliny
procesem:
korzystnym –
niekorzystnym –
5.3. (0–1)
Podaj przykład mechanizmu ograniczającego samozapylenie u roślin
okrytozalążkowych mających obupłciowe kwiaty.
5.4. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Osobnik lepnicy białej o genotypie AAXY, u którego na chromosomie Y nastąpiła delecja
genów supresorowych hamujących rozwój cech żeńskich, wytwarza kwiaty zawierające
Schemat przedstawia kiełkujący ziarniak, należącego do roślin
okrytonasiennych jęczmienia. Jeden z fitohormonów transportowany jest z liścieni do warstwy
aleuronowej, gdzie indukuje syntezę alfa-amylazy. Skrobia zmagazynowana w bielmie jest
trawiona do maltozy, a następnie do cukrów prostych.
Źródło: M. Barbor, Biology, Londyn 1997.
5.1. (0–1)
Wyjaśnij znaczenie trawienia skrobi w bielmie dla reakcji anabolicznych zachodzących w
kiełkujących nasionach jęczmienia.
5.2. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące nasion roślin okrytozalążkowych są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Nasiona roślin okrytonasiennych mogą być roznoszone przez zwierzęta.
P
F
2.
Nasiona niektórych gatunków roślin okrytonasiennych są przystosowane do roznoszenia przez wiatr.
P
F
3.
Nasiona roślin okrytonasiennych mogą być roznoszone razem z owocami.
Jeden z antybiotyków – streptomycyna – łączy się bezpośrednio z małą podjednostką
rybosomu. Zaburza to syntezę białek bakteryjnych. Jednak nie wszystkie bakterie są
wrażliwe na streptomycynę. U bakterii Mycobacterium tuberculosis oporność na
streptomycynę warunkuje mutacja w genie kodującym podjednostkę 16S rRNA.
W celu ustalenia właściwej dawki antybiotyku stosowanego w leczeniu chorób bakteryjnych
określa się wartości:
MIC (ang. minimum inhibitory concentration) – minimalne stężenie antybiotyku, które całkowicie hamuje wzrost szczepu bakterii w pożywce płynnej
MBC (ang. minimum bactericidal concentration) – najmniejsze stężenie w pełni bakteriobójcze dla danego szczepu.
W celu ustalenia wartości MIC i MBC przygotowano osiem probówek z pożywką zawierającą
taką samą, niewielką liczbę komórek pewnego szczepu bakterii. Po dodaniu do siedmiu
probówek różnych ilości streptomycyny wszystkie osiem umieszczono w inkubatorze.
Materiał z probówek, w których nie wykryto wzrostu bakterii, przeniesiono na pożywkę stałą
bez streptomycyny. Poniższy schemat ilustruje wyniki tego doświadczenia.
Na podstawie: J. Baj, Mikrobiologia, Warszawa 2018; W. Irving i in., Krótkie wykłady. Mikrobiologia medyczna, Warszawa 2008;
B. Springer i in., Mechanisms of Streptomycin Resistance: Selection of Mutations in the 16S rRNA Gene Conferring Resistance,
„Antimicrob Agents Chemother” 45, 2001.
6.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych wyników doświadczenia odczytaj wartości MIC oraz
MBC i wpisz je w wyznaczone poniżej miejsca.
wartość MIC: mg/l
wartość MBC: mg/l
6.2. (0–1)
Spośród podanych nazw chorób wybierz i zaznacz nazwy chorób bakteryjnych.
AIDS
borelioza
WZW typu C
gruźlica
tężec
6.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego mutacja w jednym z genów kodujących rRNA bakterii
M. tuberculosis może powodować nabycie przez szczep tych bakterii oporności na
streptomycynę.
6.4. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Rozprzestrzenianie się antybiotykooporności bezpośrednio między komórkami bakterii jest
możliwe na drodze
A.
transformacji,
ponieważ
1.
geny antybiotykooporności w wyniku cyklu lizogenicznego bakteriofagów mogą być wbudowane do genomu bakterii.
B.
transdukcji,
2.
geny antybiotykooporności mogą znajdować się w plazmidach, które są przekazywane innym komórkom bakteryjnym.
C.
koniugacji,
3.
wśród pobranych egzogennych fragmentów DNA może znaleźć się taki, który zawiera geny antybiotykooporności.
6.5. (0–2)
Wykaż, że wirusy nie są wrażliwe na streptomycynę. W odpowiedzi uwzględnij różnicę
w budowie wirusów i bakterii oraz mechanizm działania streptomycyny.
