Zadania maturalne z biologii

Matura Maj 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 22. (2 pkt)

Metody badawcze i doświadczenia Sformułuj wnioski, hipotezę lub zaplanuj doświadczenie Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Czynnik ograniczający to czynnik występujący w niedomiarze, a przez to ograniczający wzrost i rozwój organizmu. W ekosystemach wodnych zarówno światło, jak i nieorganiczne substancje pokarmowe są istotnymi czynnikami ograniczającymi ilość materii organicznej (produkcji pierwotnej) wytwarzanej przez fitoplankton.

Badacze przeprowadzili serię eksperymentów mających na celu określenie, w jakim stopniu poszczególne pierwiastki ograniczają produkcję pierwotną fitoplanktonu występującego w wodach Morza Sargassowego. W tym celu próbki wody z Morza Sargassowego wzbogacano o różne kombinacje pierwiastków, a następnie badano asymilację radioaktywnie znakowanego węgla ¹⁴C przez fitoplankton.

W poniższej tabeli zestawiono wyniki przeprowadzonych eksperymentów.

Wariant doświadczenia (dodawane pierwiastki w formie przyswajalnej)	Wzrost asymilacji ¹⁴C przez fitoplankton względem próby kontrolnej
azot + fosfor	10%
metale (z wyjątkiem żelaza) + azot + fosfor	8%
metale (w tym żelazo) + azot + fosfor	12,9%
żelazo + azot + fosfor	12%

Na podstawie: D.W. Menzel i J.H. Ryther, Nutrients limiting the production of phytoplankton in the Sargasso Sea, with special reference to iron, „Deep Sea Research” 7, 1961.

22.1. (0–1)

Opisz próbę kontrolną w przedstawionym doświadczeniu.

22.2. (0–1)

Oceń, czy na podstawie przedstawionych wyników badań można sformułować wnioski podane w tabeli. Zaznacz T (tak), jeśli wniosek można sformułować na podstawie wyników badań, albo – N (nie), jeśli nie można go sformułować.


1.	Dodanie azotu skutkuje dużym wzrostem produkcji pierwotnej w Morzu Sargassowym, podczas gdy dodanie fosforu nie wywołuje tego efektu.	T	N
2.	Składniki mineralne ograniczają produkcję pierwotną w Morzu Sargassowym w większym stopniu niż światło.	T	N
3.	Zawartość żelaza jest jednym z czynników ograniczających produkcję pierwotną w Morzu Sargassowym.	T	N

Matura Maj 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 24. (2 pkt)

Wpływ człowieka na środowisko i jego ochrona Metody badawcze i doświadczenia Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Zbieranie plonów z upraw prowadzi do wyjaławiania gleb, dlatego tak istotne jest ich nawożenie. Zapotrzebowanie na składniki mineralne u roślin bada się, stosując w uprawie pożywki pełne (zawierające wszystkie niezbędne dla rozwoju rośliny mikro- i makroelementy) oraz pożywki lub roztwory, z których wyklucza się określone jony. Rośliny uprawia się w doniczkach wypełnionych żwirem uprzednio wypłukanym w wodzie destylowanej i wyprażonym. Połowa uprawianych roślin stanowi próbę kontrolną, a połowa – próbę badawczą.

Na podstawie: H. Wiśniewski, Biologia, Warszawa 1995.

24.1. (0–1)

Wybierz i zaznacz wariant doświadczenia (A–D) umożliwiający wykazanie roli magnezu we wzroście i rozwoju roślin.

	Próba kontrolna	Próba badawcza
A.	woda destylowana	pożywka pełna
B.	pożywka pełna	pożywka bez źródła magnezu
C.	woda destylowana z dodatkiem źródła magnezu	pożywka pełna
D.	pożywka pełna	woda destylowana

24.2. (0–1)

Wyjaśnij, dlaczego w zbiorowiskach naturalnych, w przeciwieństwie do nienawożonych pól uprawnych, zawartość fosforu w glebie utrzymuje się na względnie stałym poziomie. W odpowiedzi uwzględnij porównanie tych dwóch rodzajów ekosystemów.

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 1. (5 pkt)

Tkanki roślinne Fizjologia roślin Metody badawcze i doświadczenia Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Pierwotnym źródłem cukrów u roślin jest proces asymilacji dwutlenku węgla w chloroplastach. Węgiel eksportowany jest z chloroplastów głównie w postaci triozofosforanów, choć w wielu przypadkach do cytoplazmy jest uwalniana również glukoza, powstająca w wyniku hydrolizy skrobi okresowo gromadzonej w tych organellach. W warunkach zakłócenia eksportu produktów fotosyntezy skrobia gromadzi się w chloroplastach liści, co jest dobrym wskaźnikiem tego zaburzenia.

Poniżej przedstawiono doświadczenie, którego celem było sprawdzenie wpływu deficytu magnezu na zaburzenia eksportu cukrów w liściach rzodkiewnika pospolitego.

Hipoteza:
Pierwszym z badanych objawów niedoboru magnezu u rzodkiewnika pospolitego jest zaburzenie eksportu cukrów z liści.

Przebieg doświadczenia:
Przez 21 dni prowadzono uprawę hydroponiczną sadzonek rzodkiewnika pospolitego, stosując różne pożywki:

połowę roślin zasilano pożywką pełną – próba A;
drugą połowę roślin zasilano pożywką bez soli magnezu – próba B.

Rośliny oświetlano przez 12 h na dobę. Przez cały czas trwania doświadczenia obserwowano zabarwienie liści oraz ważono rośliny. Natomiast 14. dnia trwania doświadczenia wybrane rośliny barwiono płynem Lugola.

Wyniki doświadczenia:

Barwienie płynem Lugola – przykładowe rośliny po 14 dniach uprawy przedstawiono na zdjęciu poniżej;
Barwa liści roślin – od 15. dnia wystąpiło stopniowe żółknięcie liści roślin w próbie B;
Masa roślin – od 16. dnia odnotowywano, że rośliny z próby B miały niższą świeżą masę niż rośliny w próbie A.

Na podstawie: Ch. Hermans, N. Verbruggen, Physiological characterization of (…) Arabidopsis thaliana, „Journal of Experimental Botany”, Vol. 56, 2005.

1.1. (0–1)

Określ, która próba roślin – A czy B – stanowiła próbę kontrolną w opisanym doświadczeniu. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do znaczenia tej próby w sprawdzeniu postawionej hipotezy.

1.2. (0–1)

Oceń, podkreślając TAK lub NIE, czy wyniki doświadczenia potwierdziły postawioną hipotezę. Wyjaśnij uzyskane wyniki.

Potwierdzenie hipotezy: TAK / NIE

Wyjaśnienie:

1.3. (0–1)

Wykaż związek między stopniowym żółknięciem badanych roślin a ich uprawą na pożywce bez soli magnezu.

1.4. (0–1)

Wyjaśnij, dlaczego rośliny zasilane pożywką bez soli magnezu miały niższą świeżą masę niż rośliny zasilane pożywką pełną.

1.5. (0–1)

Spośród wymienionych elementów budowy rośliny wybierz i podkreśl wszystkie te, które biorą bezpośredni udział w transporcie węglowodanów z komórek miękiszu asymilacyjnego liści rzodkiewnika do komórek korzeni tej rośliny.

komórki przyrurkowe

naczynia

cewki

rurki sitowe

włókna drzewne

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 6. (2 pkt)

Metody badawcze i doświadczenia Sformułuj wnioski, hipotezę lub zaplanuj doświadczenie

Bezwodny chlorek kobaltu ma barwę niebieską, natomiast po związaniu cząsteczek wody przyjmuje zabarwienie różowe.

Uczniowie uprawiali w szkolnym ogrodzie trzy gatunki roślin: pomidory, fasolę i nasturcję. Byli ciekawi, którą z grządek należy najczęściej podlewać.

Przygotowali więc po 3 doniczki z roślinami: pomidora, fasoli oraz nasturcji. Następnie na górnej i dolnej powierzchni jednego liścia każdej z roślin umieścili krążki wysuszonej bibuły nasyconej chlorkiem kobaltu i przykryli je szkiełkami przytrzymywanymi przez zaciski tak, aby nie uszkodzić liścia.

Czas potrzebny do zmiany zabarwienia papierków na różowy u wszystkich roślin, zarówno na dolnej, jak i na górnej powierzchni liści, uczniowie zmierzyli za pomocą stopera, a następnie obliczyli odpowiednie wartości średnie, a wyniki podali w sekundach.

Na podstawie: http://www.biologydiscussion.com/experiments/top-10-experiments-on-plants-with- diagram/56651

6.1. (0–1)

Sformułuj problem badawczy przedstawionego doświadczenia. W odpowiedzi uwzględnij badany proces oraz obydwie zmienne niezależne.

6.2. (0–1)

Zaprojektuj tabelę, w której będzie można zestawić wyniki przedstawionego doświadczenia. Uwzględnij nagłówki kolumn i objaśnienia wierszy tabeli.

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 8. (2 pkt)

Metody badawcze i doświadczenia Fizjologia roślin Sformułuj wnioski, hipotezę lub zaplanuj doświadczenie Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Przeprowadzono doświadczenie na kiełkujących nasionach bobu: na rysunku A przedstawiono stan początkowy doświadczenia, a na rysunku B – jego stan końcowy.

Na 3-centymetrowych korzeniach zarodków kiełkującego bobu 10 kreskami zaznaczono odstępy w odległości co milimetr (rys. A), a następnie te nasiona umieszczono na 24 godziny w wilgotnej atmosferze. Po tym czasie zmierzono odległości między kreskami na korzeniach tych zarodków (rys. B).

Na podstawie: S. Gumiński, Ogólna fizjologia roślin, Warszawa 1983.

a)	Sformułuj problem badawczy do przedstawionego doświadczenia.

b)	Spośród wymienionych nazw wybierz i zaznacz nazwy dwóch fitohormonów, dzięki którym odbywa się wzrost wydłużeniowy korzenia.

gibereliny
auksyny
etylen
kwas abscysynowy

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 9. (1 pkt)

Metabolizm - pozostałe Metody badawcze i doświadczenia Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Sprawdzono doświadczalnie, że w czasie kiełkowania zarodników grzyba – głowni kukurydzy (Ustilago maydis) – zachodzi proces wytwarzania białek enzymatycznych.

Na wykresie przedstawiono tempo włączania radioaktywnej alaniny do białka przez kiełkujące zarodniki głowni oraz pobieranie tlenu przez te zarodniki.

Na podstawie: W. Kretowicz, Przemiany azotu w roślinach, Warszawa 1977.

Wyjaśnij, dlaczego pobór tlenu przez kiełkujące zarodniki grzyba rośnie wraz ze wzrostem tempa włączania radioaktywnej alaniny do białka.

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 9. (1 pkt)

Metody badawcze i doświadczenia Sformułuj wnioski, hipotezę lub zaplanuj doświadczenie

Na schemacie przedstawiono początek i wynik doświadczenia, którego celem było wykazanie, że korzeń grochu reaguje na działanie bodźca kierunkowego – dostępności wody w glebie.

Na podstawie: http://scienceandtechnology-manojsir.blogspot.com

Zaplanuj i opisz próbę kontrolną do doświadczenia przedstawionego na schemacie.

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 12. (2 pkt)

Metody badawcze i doświadczenia Fizjologia roślin Sformułuj wnioski, hipotezę lub zaplanuj doświadczenie Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Do prawidłowego zachodzenia procesów życiowych roślin niezbędne jest utrzymanie odpowiedniej temperatury tkanek i odpowiedniego stopnia ich uwodnienia. Utrata wody przez organizmy roślinne zachodzi w wyniku transpiracji. W warunkach dobrego zaopatrzenia roślin w wodę intensywna transpiracja zapobiega przegrzaniu liści.
Na wykresie przedstawiono porównanie temperatury powietrza oraz temperatury liści pustynnej rośliny arbuza kolokwinty (Citrullus colocynthis), przed doświadczeniem dobrze podlanej. Porównano liście nieodcięte i odcięte. Strzałką wskazano moment odcięcia liścia. „Limit odporności” oznacza temperaturę, w której procesy życiowe ulegają zaburzeniu.

Na podstawie: J. Kopcewicz, S. Lewak, Fizjologia roślin, Warszawa 2002.

a)	Sformułuj problem badawczy opisanego doświadczenia.

b)	Na podstawie przedstawionych informacji wyjaśnij, w jakim celu odcięto liść w tym doświadczeniu.

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 14. (2 pkt)

Metody badawcze i doświadczenia Sformułuj wnioski, hipotezę lub zaplanuj doświadczenie Podaj/wymień

Rytmy okołodobowe dotyczą procesów przebiegających w organizmie w cyklach o k. 24-godzinnych. W rytmie tym zmienia się m.in. temperatura ciała człowieka.

W celu stwierdzenia, czy na okołodobową rytmikę zmian temperatury ciała człowieka wpływają zmieniające się czynniki zewnętrzne, przeprowadzono badanie. W czasie 24 godzin dokonywano pomiarów temperatury ciała osób w dwóch grupach:

grupa I – osoby, które w ciągu dnia były wystawione na działanie światła, wykazywały zwiększoną aktywność fizyczną, spożywały posiłki o zwykłej porze, natomiast w ciągu nocy spały w zaciemnionym pomieszczeniu.
grupa II – osoby, które od godziny 4 rano przez kolejne 24 godziny przebywały w warunkach stałego oświetlenia, ich aktywność fizyczna pozostawała na tym samym poziomie przez cały czas trwania pomiarów oraz przyjmowały równe porcje pokarmu w stałych, wymuszonych odstępach czasowych.

Na wykresie przedstawiono wyniki przeprowadzonych pomiarów temperatury.

Na podstawie: J. Waterhouse, Y. Fukuda, T. Morita, Daily rhythms of the sleep-wake cycle, „ Journal of Physiological Anthropology”, 31(1): 5, 2012.

14.1. (0–1)

Określ, które zmienne w przedstawionym badaniu to zmienne zależne, a które – niezależne. Wstaw znak „X” w odpowiednie komórki tabeli.

Zmienna	zależna	niezależna
oświetlenie
aktywność fizyczna
pora dnia
temperatura ciała

14.2. (0–1)

Wybierz i zaznacz stwierdzenie, które jest poprawnym wnioskiem sformułowanym na podstawie wyników opisanego badania.

Rytm zmian temperatury ciała osób z grupy II nieznacznie różnił się od rytmu zmian występującego u osób przebywających w naturalnych zmiennych warunkach środowiska.
Okołodobowa rytmika zmian temperatury ciała jest sterowana przez ośrodek termoregulacji znajdujący się w międzymózgowiu.
Na okołodobowy rytm zmian temperatury ciała człowieka wpływają zarówno czynniki wewnętrzne, jak i czynniki zewnętrzne.
Temperatura ciała osób z grupy I waha się między temperaturą minimalną wynoszącą 36,5°C (około trzy godziny przed obudzeniem się) a temperaturą maksymalną wynoszącą 37,4°C w godzinach 17.00–18.00.

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 15. (2 pkt)

Ptaki Metody badawcze i doświadczenia Sformułuj wnioski, hipotezę lub zaplanuj doświadczenie Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Ptaki morskie mają silnie rozwinięte parzyste nosowe gruczoły solne, które przewodami łączą się z jamą nosową. Takie gruczoły występują także u większości ptaków lądowych, ale są bardzo małe.

W tabeli zestawiono wyniki doświadczenia, w którym badano rolę gruczołów nosowych i kloaki w wydalaniu jonów Na⁺ u mewy siodłatej (Larus marinus). Badanie przeprowadzono w ciągu 175 minut od momentu podania do przewodu pokarmowego mewy 134 ml wody morskiej (prawie 1/10 masy ptaka). Stężenie jonów Na⁺ w wodzie morskiej wynosi ok. 500 mmol/l.

Czas [min]	Wydalanie z nosa			Wydalanie z kloaki
Czas [min]	Objętość wydzieliny [ml]	Stężenie Na⁺ [mmol/l]	Ilość Na⁺ [mmol]	Objętość kałomoczu [ml]	Stężenie Na⁺ [mmol/l]	Ilość Na⁺ [mmol]
15	2,2	798	1,7	5,8	38	0,28
40	10,9	756	8,2	14,6	71	1,04
70	14,2	780	11,1	25,0	80	2,00
100	16,1	776	12,5	12,5	61	0,76
130	6,8	799	5,4	6,2	33	0,21
160	4,1	800	3,3	7,3	10	0,07
175	2,0	780	1,5	3,8	12	0,05
Ogółem	56,3	-	43,7	75,2	-	4,41

Na podstawie: K. Schmidt-Nielsen, Fizjologia zwierząt, Warszawa 2008.

a)	Na podstawie przedstawionych danych oceń, czy wniosek, że kloaka w takim samym stopniu jak gruczoły nosowe uczestniczy w usuwaniu nadmiaru soli, jest uprawniony. Odpowiedź uzasadnij.

b)	Wyjaśnij, dlaczego u ptaków morskich gruczoły nosowe są znacznie lepiej rozwinięte niż u ptaków lądowych.