Na poniższym wykresie przedstawiono wyniki obserwacji – średni czas snu dzieci i młodzieży w ciągu doby z podziałem na grupy wiekowe. Przy każdym słupku podano liczbę obserwowanych osób w danej grupie wiekowej. Obserwacji poddano łącznie 5095 osób.
Na podstawie: B.C. Galland, Estabilishing […], „Sleep” 41(4), 2018.
Sformułuj problem badawczy przedstawionej powyżej obserwacji.
Prowadzono badania na rudaczkach północnych – kolibrach żyjących w Górach Skalistych. Rudaczki odżywiają się nektarem kwiatów.
W celu zbadania, czy podczas zapamiętywania źródła pokarmu rudaczki północne kierują się barwą kwiatów, czy – ich lokalizacją przestrzenną, wykonano następujący eksperyment. W dwóch turach ustawiano w określonych miejscach cztery sztuczne różnokolorowe kwiaty. W pierwszej turze jeden wybrany kwiat zawierał sztuczny nektar – roztwór sacharozy, a rudaczki nauczyły się podlatywać do tego kwiatu po pokarm. W drugiej turze eksperymentu zamieniano kwiaty miejscami i do żadnego z kwiatów nie dodawano słodkiego roztworu.
Na poniższym schemacie przedstawiono typowy wynik eksperymentu. Kwiaty zawierające nektar oznaczono znakiem „+”, a puste – znakiem „–”. Symbolem ptaka oznaczono lokalizację kwiatu, do którego rudaczek podleciał w pierwszej kolejności w drugiej turze eksperymentu.
Na podstawie: N. Emery, Ptasia inteligencja. Rozważania nad intelektem ptaków, Warszawa 2018; T.A. Hurly i S.D. Healy, Memory for flowers in Rufus hummingbirds: location or local visual cues?, „Animal Behaviour” 51, 1996.
Sformułuj wniosek na podstawie przedstawionych wyników eksperymentu.
PCR to procedura, która służy do powielenia materiału genetycznego. Do probówki dodaje się następujące odczynniki: materiał genetyczny, który ma podlegać powieleniu (matrycę), nukleotydy, polimerazę DNA oraz startery – oligonukleotydy DNA wyznaczające początek i koniec powielanego fragmentu. Reakcja przebiega w powtarzających się cyklach. Każdy cykl zaczyna się od podniesienia temperatury do ok. 95 °C, aby nici DNA się rozdzieliły, następnie obniża się temperaturę, aby startery przyłączyły się do odpowiednich miejsc w matrycy. W kolejnym etapie dochodzi do syntezy komplementarnej nici. Na tym etapie w wyniku błędów polimerazy mogą zostać wprowadzone mutacje.
Za pomocą PCR powielono ludzki gen MECP2 kodujący białko MECP2A, konieczne do prawidłowego funkcjonowania mózgu. Poniżej przedstawiono początek sekwencji nici kodującej genu MECP2 oraz początek sekwencji aminokwasowej białka MECP2A.
Podczas PCR doszło w trzeciej pozycji czwartego kodonu do dwóch niezależnych mutacji: do substytucji G → A oraz do delecji jednego nukleotydu (G), w wyniku czego w mieszaninie poreakcyjnej oprócz wiernej kopii genu MECP2 znalazły się również dwa wadliwe warianty.
Na podstawie: GenBank sekwencja nr NM_004992.4
15.1. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego do przeprowadzenia PCR wykorzystuje się enzym – polimerazę DNA – pochodzący z organizmu termofilnego.
15.2. (0–1)
Określ, ile razy zwiększa się liczba cząsteczek DNA w trakcie każdego cyklu PCR, jeśli wydajność reakcji jest równa 100%.
15.3. (0–2)
Podaj sekwencje aminokwasowe kodowane przez przedstawiony fragment nici kodującej po zajściu opisanych mutacji. Sekwencje zapisz od końca aminowego do końca karboksylowego, posługując się trójliterowymi oznaczeniami aminokwasów.
Na opakowaniu galaretki owocowej podano następującą informację: „Pamiętaj, że świeże
owoce kiwi i ananasa powodują, że galaretka nie tężeje”, oraz zwrócono uwagę na obecność
żelatyny w składzie produktu. Żelatyna to produkt częściowej hydrolizy białka – kolagenu.
W celu sprawdzenia, czy sparzenie wrzącą wodą owoców kiwi wpłynie na aktywność
proteazy w nich zawartej, uczniowie zaplanowali doświadczenie, do którego przygotowano
następujące materiały:
dwie szklanki z ostudzoną, ale jeszcze niestężałą galaretką owocową
dwie miseczki z rozdrobnionymi owocami kiwi
wrzącą wodę.
Źródło: […] Galaretka. Truskawkowy Smak, Warszawa 2023.
17.1. (0–3)
Zaplanuj przebieg doświadczenia – opisz próbę badawczą i próbę kontrolną oraz
podaj sposób odczytania wyników.
Próba badawcza:
Próba kontrolna:
Sposób odczytania wyników:
17.2. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz odpowiedź 1. albo 2.
Kolagen jest białkiem
A.
roślinnym
i wchodzi w skład usieciowanej
struktury występującej
Oddziaływania międzygatunkowe u roślin mogą mieć charakter antagonistyczny, np. gdy w suchym środowisku występuje konkurencja korzeni o wodę, lub nieantagonistyczny – polegający na wzajemnym wspomaganiu wzrostu.
Aby określić wpływ wzajemnego oddziaływania roślin jednorocznych i krzewów Ambrosia dumosa, przygotowano na pustyni następujące poletka doświadczalne:
próba A – usunięto rośliny jednoroczne, a pozostawiono krzewy A. dumosa
próba B – pozostawiono rośliny jednoroczne oraz krzewy A. dumosa
próba C – pozostawiono rośliny jednoroczne, a usunięto krzewy A. dumosa.
Na poniższych ilustracjach przedstawiono próby: A, B i C.
Rośliny jednoroczne w obecności krzewów charakteryzowały się większym przyrostem biomasy, natomiast przyrost biomasy krzewów w obecności roślin zielnych był ograniczony.
Na podstawie: C.J. Krebs, Ecology: The Experimental Analysis of Distribution and Abundance, Harlow 2014.
21.1. (0–2)
Uzupełnij tabelę – wpisz w puste komórki oznaczenia literowe tych prób, które należy porównać, aby zweryfikować poniższe hipotezy.
Weryfikowana hipoteza
Oznaczenia literowe prób, które należy porównać
Obecność na tym samym obszarze krzewów A. dumosa skutkuje zwiększeniem przyrostu biomasy roślin jednorocznych.
Obecność na tym samym obszarze roślin jednorocznych skutkuje ograniczeniem przyrostu biomasy krzewów A. dumosa.
21.2. (0–1)
Wyjaśnij, w jaki sposób rzucanie cienia przez krzewy A. dumosa wpływa pozytywnie na przyrost biomasy roślin jednorocznych w warunkach suszy. W odpowiedzi uwzględnij bilans wodny roślin.
Uczennica przeprowadziła doświadczenie, w którym badała oddziaływanie olejków eterycznych na muszkę owocową (Drosophila melanogaster). W tym celu w trzech dużych słojach założyła hodowle muszek owocowych o równej liczebności osobników dorosłych w podobnym wieku. Słoje oznaczyła numerami od 1 do 3. Słoje zostały umieszczone w identycznych warunkach termicznych i oświetleniowych i przykryte przepuszczalnym dla powietrza materiałem. W każdym z nich znajdowała się taka sama ilość pożywki dla muszek. Do dwóch słojów włożyła gaziki nasączone 2 ml olejku eterycznego zgodnie z poniższym schematem:
Słój nr 1 – bez olejku eterycznego
Słój nr 2 – gazik z olejkiem lawendowym
Słój nr 3 – gazik z olejkiem szałwiowym
W okresie 12 dni notowała liczbę nowo powstałych osobników dorosłych w słojach. Nie odnotowała śmierci osobników dorosłych w żadnej z prób. Poniżej zamieszczono tabelę przedstawiającą liczbę nowych osobników dorosłych w poszczególnych słojach uzyskaną w ciągu 12 dni.
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.
Aby sprawdzić wpływ intensywności oświetlenia na zawartość chlorofilu w liściach storczyka
Phalaenopsis ‘Edessa’, przeprowadzono doświadczenie składające się z dwóch etapów
opisanych poniżej.
Etap 1. – dziesięć niekwitnących roślin uprawiano przez dwa miesiące w pomieszczeniu o stałej temperaturze 28 °C i wilgotności względnej 75%. Liście roślin były oświetlane przez 12 godzin dziennie światłem o intensywności 100 μmol fotonów m−2 s−1.
Etap 2. – następnie rośliny podzielono na dwie grupy (LL i HL) liczące po pięć roślin. Przez 10 tygodni liście roślin były oświetlane przez 12 godzin dziennie: – w grupie LL słabym światłem (intensywność oświetlenia 50 μmol fotonów m−2 s−1) – w grupie HL silnym światłem (intensywność oświetlenia 200 μmol fotonów m−2 s−1).
W pierwszym dniu 1. tygodnia oraz w ostatnim dniu 4., 6. i 10. tygodnia trwania
drugiego etapu doświadczenia pobrano próbki liści z obu grup roślin w celu określenia
zawartości chlorofilu w przeliczeniu na powierzchnię liścia. Wyniki pomiarów przedstawiono
na poniższych wykresach A–D.
Na podstawie: N. Ceusters i in., Performance Index and PSII Connectivity Under Drought and Contrasting Light
Regimes in the CAM Orchid Phalaenopsis, „Frontiers in Plant Science” 10, 2019.
4.1. (0–2)
Oceń, czy dokończenia poniższego zdania są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie
jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
W ostatnim dniu trwania drugiego etapu doświadczenia
1.
średnia zawartość chlorofilu a była wyższa u roślin w grupie LL niż w grupie HL.
P
F
2.
średnia zawartość chlorofilu całkowitego w grupie HL była niższa o ponad 300 mg m−2 niż w pierwszym dniu tego etapu doświadczenia.
P
F
3.
średni stosunek zawartości chlorofilu a/b w grupie LL był przeszło dwukrotnie większy niż w grupie HL.
P
F
4.2. (0–1)
Określ, w jakim celu w pierwszym etapie doświadczenia wszystkie rośliny były
uprawiane w takich samych warunkach środowiskowych.
4.3. (0–1)
Określ, w jakim celu wykonano pomiary zawartości chlorofilu w pierwszym dniu
trwania drugiego etapu doświadczenia.
Aby zbadać wpływ nawadniania i nawożenia mineralnego związkami azotu, fosforu i potasu
(NPK) na budowę anatomiczną i morfologiczną oraz na plonowanie borówki wysokiej
(Vaccinium corymbosum), wykonano następujące doświadczenie. Prowadzono uprawę
borówki odmiany ‘Patriot’ na glebie ubogiej w składniki pokarmowe i substancje organiczne
(zawartość humusu ok. 1,5%). Przed założeniem doświadczenia zakwaszono glebę do pH
4,0–4,5.
Uprawę prowadzono w różnych warunkach wilgotności:
W1 (niższa wilgotność) – 50–60%
W2 (wyższa wilgotność) – 90–95%
oraz przy różnej dostępności minerałów:
bez nawożenia
z nawożeniem 390 kg NPK/ha (w proporcjach 6 : 3 : 4).
W tabeli przedstawiono wyniki badań wpływu wilgotności i nawożenia NPK na budowę
morfologiczną i na plon jagód 5-letnich roślin borówki wysokiej.
Średnie wartości parametrów
Wilgotność W1
Wilgotność W2
bez nawożenia
nawożenie NPK
bez nawożenia
nawożenie NPK
Wysokość rośliny [cm]
69,9
74,6
72,6
84,6
Liczba pędów jednorocznych na krzewie
5,3
7,3
6,3
9,3
Łączna długość pędów jednorocznych [cm/krzew]
179
290
253
349
Plony jagód [kg/krzew]
1,12
0,55
1,64
0,94
Na podstawie: Z. Koszański, E. Rumasz-Rudnicka, S. Friedrich, Wpływ nawadniania i nawożenia NPK na budowę anatomiczną
i morfologiczną oraz plonowanie borówki wysokiej (Vaccinium corymbosum L.), „Acta Agrophysica” 11(3), 2008.
4.1. (0–1)
Określ, które stwierdzenia dotyczące opisu wyników przedstawionego doświadczenia
są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Średnia łączna długość pędów jednorocznych na krzewie, przy tym samym poziomie nawożenia, była wyższa w przypadku uprawy na glebie o wyższej wilgotności podłoża.
P
F
2.
Przy tej samej wilgotności podłoża średnia liczba pędów jednorocznych na krzewie była wyższa po zastosowaniu nawożenia NPK.
P
F
4.2. (0–1)
Na podstawie wyników przedstawionego doświadczenia sformułuj wniosek dotyczący
wpływu obydwu czynników na plonowanie (owocowanie) borówki wysokiej.
4.3. (0–1)
Określ rolę trzech pierwiastków – N, P i K – dla funkcjonowania roślin. Do każdego
wymienionego poniżej pierwiastka przyporządkuj odpowiedni opis spośród podanych
(1., 2., 3. albo 4.).
Ten pierwiastek wchodzi w skład szkieletu DNA, z którym są związane zasady pirymidynowe i purynowe.
Ten pierwiastek wchodzi w skład wszystkich aminokwasów budujących białka roślinne.
Jon tego pierwiastka jest wiązany przez układ porfirynowy chlorofilu.
Jony tego pierwiastka biorą udział w regulacji otwierania się aparatów szparkowych.
Liście jabłoni, podobnie jak innych drzew liściastych klimatu umiarkowanego, rozwijają się
z pąków na wiosnę i są zrzucane dopiero jesienią. Naturalny proces zrzucania liści polega
na rozwoju strefy odcinającej u podstawy ogonka liściowego.
Auksyny są hormonami roślinnymi produkowanymi m.in. przez wierzchołek wzrostu pędu
oraz przez młode liście.
Postawiono następującą hipotezę: Rozwój strefy odcinającej liści jabłoni jest hamowany
przez auksyny wytwarzane w młodych liściach.
Na poniższym rysunku przedstawiono przebieg doświadczenia przeprowadzonego w celu
weryfikacji tej hipotezy. W doświadczeniu wykorzystano roczne pędy jabłoni z usuniętym
wierzchołkiem wzrostu oraz naturalną auksynę – kwas indolilooctowy (IAA).
Na podstawie: W.K. Purves i in., Life. The Science of Biology, Sunderland 2001;
H. Fišerová i in., The Effect of Quercetine on Leaf Abscission of Apple Tree […],
„Plant, Soil and Environment” 52(12), 2006.
6.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych wyników badań sformułuj wniosek na temat wpływu
auksyn produkowanych przez młode liście na rozwój strefy odcinającej liści jabłoni.
6.2. (0–1)
Przedstaw, na czym polega adaptacja w postaci zrzucania liści przed zimą u drzew
liściastych klimatu umiarkowanego. W odpowiedzi uwzględnij dostępność wody
dla tych roślin w okresie zimowym oraz rolę liści w gospodarce wodnej roślin.
