Oceń, czy na podstawie informacji przedstawionych na kladogramie A można wyciągnąć
poniższe wnioski. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Koty są bliżej spokrewnione z ptakami niż z jaszczurkami.
P
F
2.
Ludzie i koty są najbliżej spokrewnionymi spośród sześciu przedstawionych gatunków.
P
F
3.
Ostatni wspólny przodek ludzi i kotów oraz ostatni wspólny przodek jaszczurek i ptaków żyli w tym samym czasie.
P
F
2.2. (0–1)
Rozstrzygnij, czy kladogramy A i B przedstawiają te same czy różne relacje pokrewieństwa między kręgowcami.
Odpowiedź uzasadnij.
Na poniższej fotografii przedstawiono zaskrońca zwyczajnego (Natrix natrix) – niejadowitego
węża, żywiącego się głównie płazami.
Na podstawie obserwacji populacji zaskrońca zwyczajnego badacze stwierdzili, że w ciągu
ostatnich kilkudziesięciu lat na terenie Puszczy Niepołomickiej doszło do wyraźnego spadku
długości ciała tych zwierząt. Nadal obserwuje się pojedyncze duże okazy przekraczające
100 cm, a nawet osiągające 120 cm, jednak średni rozmiar samic wynosi 77,7 cm
(spadek o 8,2%), natomiast samców – 55,9 cm (spadek o 16,7%).
Naukowcy postawili dwie niewykluczające się hipotezy wyjaśniające to zjawisko.
Hipoteza 1.: Od lat 60-tych XX wieku populacja płazów (głównego pokarmu zaskrońca zwyczajnego) na badanym terenie wykazuje bardzo silny spadek biomasy i liczebności, spowodowany m.in. osuszaniem terenów, a niedobór pokarmu jest przyczyną ograniczenia wzrostu zaskrońców zwyczajnych.
Hipoteza 2.: W analizowanym okresie wzrosła na badanym terenie liczba osób odwiedzających siedliska węży, co skutkuje wzrostem śmiertelności wśród większych osobników, łatwiej zauważanych i intencjonalnie zabijanych przez człowieka.
Na podstawie: S. Bury i in., Decline in Body Size […] in the Grass Snake (Natrix natrix, Linnaeus, 1758) […],
„Environmental Science and Pollution Research” 29(6), 2022;
www.puszczaniepolomicka.pl
Fotografia: G. Xulescu.
6.1. (0–1)
Wykaż związek między osuszaniem terenów a spadkiem liczebności płazów,
stanowiących pokarm zaskrońców zwyczajnych.
6.2. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Hipoteza 2. zakłada, że na populację zaskrońca zwyczajnego działa
A.
dobór
różnicujący,
który polega na eliminowaniu
z populacji osobników
1.
najdłuższych i najkrótszych.
B.
dobór
stabilizujący,
2.
najdłuższych.
C.
dobór
kierunkowy,
3.
o długości zbliżonej
do wartości średniej.
6.3. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące zaskrońca zwyczajnego są prawdziwe.
Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Zaskroniec zwyczajny utrzymuje względnie stałą temperaturę ciała, niezależnie od temperatury otoczenia.
P
F
2.
Podczas rozwoju zarodka zaskrońca zwyczajnego dochodzi do wykształcenia błon płodowych.
P
F
3.
Zaskroniec zwyczajny przechodzi rozwój złożony, a rozwój jego postaci larwalnych zachodzi w środowisku wodnym.
U owiec dominujący allel A determinuje jasny kolor wełny, natomiast recesywny allel a determinuje
ciemny kolor. W stadzie znajduje się 1000 owiec: 10 z nich jest ciemnych, a pozostałe są jasne.
7.1. (0–2)
Korzystając z prawa Hardy’ego-Weinberga, oblicz częstość występowania heterozygot w powyższej populacji. Zapisz obliczenia.
Częstotliwość występowania heterozygot:
7.2. (0–1)
Rozstrzygnij, czy prawo Hardy'ego-Weinberga opiera się na podanych w poniższej tabeli założeniach. Zaznacz T (TAK), jeśli założenie jest prawidłowe, albo N (NIE) – jeśli nie jest.
1.
W populacji nie występuje dobór naturalny.
T
N
2.
Między badaną populacją a innymi populacjami tego gatunku występuje swobodna migracja.
Prątek gruźlicy (Mycobacterium tuberculosis) to bakteria wywołująca gruźlicę. Do zakażenia prątkami gruźlicy najczęściej dochodzi drogą kropelkową. Jedna czwarta ludzkości – około dwóch miliardów osób – jest zakażona prątkiem gruźlicy. U większości z tych osób mamy do czynienia z zakażeniem uśpionym – nie ma objawów choroby i nie dochodzi do zakażenia kolejnych osób. U 5%–15% osób z zakażeniem uśpionym dojdzie jednak w przyszłości do rozwoju choroby. Prawdopodobieństwo rozwoju gruźlicy u osób chorych na AIDS znacznie wzrasta. Rocznie na gruźlicę umiera 1,5 miliona osób na świecie.
Leczenie gruźlicy polega na podawaniu co najmniej dwóch leków jednocześnie: rifampicyny i izoniazydu. Podawanie tylko jednego leku prowadzi początkowo do prawie całkowitego wyleczenia choroby, ale po pewnym czasie dochodzi do jej nawrotu, mimo ciągłego podawania leku.
Na podstawie: www.igichp.edu.pl; K. Kruczak i E. Niżankowska-Mogilnicka, Gruźlica wielolekooporna – współczesne problemy, „Pneumonologia i Alergologia Polska” 77(3), 2009; E. Rowińska-Zakrzewska, Gruźlica i HIV na świecie, w Europie i w Polsce, „Pneumonologia i Alergologia Polska” 81(6), 2013.
14.1. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego u osób chorych na AIDS znacznie wzrasta ryzyko rozwoju gruźlicy w przypadku dotychczas uśpionego zakażenia prątkiem gruźlicy.
14.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego podawanie tylko jednego leku prowadzi najpierw do prawie całkowitego wyleczenia gruźlicy, a następnie – do jej nawrotu. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm działania doboru naturalnego.
Poniżej zamieszczono drzewo filogenetyczne kręgowców, przedstawiające relacje pokrewieństwa między rybami a czworonogami.
Na podstawie: C.T. Bergstrom i L.A. Dugatkin, Evolution, New York, 2012.
16.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionego drzewa filogenetycznego oceń, czy poniższe stwierdzenia są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Ptaki i ssaki są ze sobą bliżej spokrewnione niż ryby promieniopłetwe i ryby mięśniopłetwe.
P
F
2.
Węże są bliżej spokrewnione z żółwiami niż z krokodylami.
P
F
16.2. (0–1)
Wykaż, że tradycyjna klasyfikacja kręgowców wyróżniająca gromady ryb, płazów, gadów, ptaków i ssaków nie w pełni odzwierciedla ewolucyjne pokrewieństwo tych zwierząt.
Na poniższym wykresie przedstawiono rozkład masy urodzeniowej noworodków człowieka oraz zależność ich umieralności od masy urodzeniowej.
Na podstawie: E.P. Solomon i in., Biologia, Warszawa 2014.
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby w poprawny sposób opisywały ewolucję masy urodzeniowej noworodków człowieka. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Rozkład masy urodzeniowej noworodków człowieka, przedstawiony na wykresie, jest kształtowany przez dobór naturalny (stabilizujący / kierunkowy). Ten rodzaj doboru faworyzuje noworodki o masie zbliżonej do (przeciętnych / skrajnych) wartości ich masy urodzeniowej.
Niski wzrost i ciasne ułożenie liści rośliny w tzw. poduszkę stanowią przystosowanie do
skrajnych warunków środowiska panujących w wysokich górach. Takie formy roślin
występują u ponad trzystu gatunków należących do ponad trzydziestu różnych rodzin
botanicznych, występujących w różnych obszarach geograficznych świata.
Poniżej przedstawiono schematyczną budowę roślin poduszkowych.
Przykładem rośliny poduszkowej jest lepnica bezłodygowa (Silene acaulis), przedstawiona
na poniższej fotografii. Wytwarza ona różowe kwiaty wyrastające na szczytach łodyg.
W populacji tego gatunku występują zarówno osobniki żeńskie, jak i obupłciowe.
Na podstawie: Q. Canelles i in., Environmental Stress Effects on Reproduction and Sexual Dimorphism in the
Gynodioecious Species Silene acaulis, „Environmental and Experimental Botany” 146, 2018.
Schematy: H. Hauri, Review: Ecology of Cushion Plants, „Journal of Ecology” 1(2), 1913.
Fotografia: Wikimedia Commons.
18.1. (0–1)
Rozstrzygnij, czy wytwarzanie form poduszkowatych wśród roślin wysokogórskich
jest wynikiem konwergencji, czy – dywergencji. Odpowiedź uzasadnij.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
18.2. (0–1)
Podaj jeden przykład czynnika abiotycznego, do którego przystosowaniem jest
występowanie u lepnicy bezłodygowej poduszkowatego typu wzrostu. W odpowiedzi
uwzględnij rodzaj czynnika oraz jego nasilenie lub poziom.
18.3. (0–1)
Uzupełnij tabelę – określ zdolność do wytwarzania ziaren pyłku i owoców przez
osobniki żeńskie i przez osobniki obupłciowe lepnicy bezłodygowej. W odpowiednie
komórki tabeli wpisz literę T (tak), jeśli istnieje taka możliwość, albo N (nie) – jeśli nie
ma takiej możliwości.
Krępak nabrzozak (Biston betularia) to ćma występująca na pniach drzew, która ma dwie naturalne formy – jasną i ciemną, występujące w środowisku jeszcze przed rewolucją przemysłową. W Anglii na przełomie XIX i XX wieku zauważono, że populacje krępaka nabrzozaka różnią się ubarwieniem w zależności od stopnia zanieczyszczenia środowiska. Na poniższych wykresach przedstawiono wyniki obserwacji obejmujących różne formy ciem, przeprowadzonych w zanieczyszczonym środowisku i w niezanieczyszczonym środowisku.
Sformułowano hipotezę, że różnice w ubarwieniu są związane z kamuflażem. Forma, która była bardziej widoczna na tle kory drzew, częściej padała ofiarą drapieżników.
W wyniku rewolucji przemysłowej środowisko w wielu miejskich rejonach Wielkiej Brytanii i wokół nich zostało zanieczyszczone dwutlenkiem siarki, co doprowadziło do wymarcia jasno zabarwionych nadrzewnych mchów i porostów.
Na podstawie: C.J. Clegg, Biology for the IB Diploma, Londyn 2014.
20.1. (0–1)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące przeprowadzonych obserwacji są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
W zanieczyszczonym środowisku dominuje populacja ciemna, a w niezanieczyszczonym – jasna.
P
F
2.
Pojawienie się mutacji powodującej ciemną barwę wynikało z zanieczyszczenia środowiska.
P
F
20.2. (0–1)
Uzasadnij, że opisana obserwacja jest dowodem na działanie doboru naturalnego, a nie – doboru sztucznego.
20.3. (0–2)
Opisz doświadczenie pozwalające na weryfikację hipotezy, że w zanieczyszczonym środowisku jasne owady częściej padają ofiarami drapieżników niż owady ciemne. W rozwiązaniu uwzględnij plan badania oraz sposób weryfikacji hipotezy.
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.
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.
