Przeprowadzono doświadczenie dotyczące warunków przebiegu fotosyntezy u moczarki
kanadyjskiej. W tym celu przygotowano cztery zestawy doświadczalne A–D:
Jednakowej długości pędy moczarki kanadyjskiej umieszczono w zlewkach z wodnym roztworem sody oczyszczonej, które następnie przykryto szklanym lejkiem. Na szczycie każdego lejka umieszczono szklaną probówkę wypełnioną wodą.
Wszystkie zestawy oświetlano światłem o takim samym natężeniu, ale w każdym zestawie utrzymywano inną temperaturę wody.
Na rysunkach przedstawiono wyniki przeprowadzonego doświadczenia uzyskane w zestawach
A–D.
Na podstawie: http://www.proprofs.com/quiz-school/story.php?title=le-hw4111b
3.1. (0–1)
Sformułuj problem badawczy przedstawionego doświadczenia.
3.2. (0–1)
Określ, w którym zestawie doświadczalnym (A–D) proces fotosyntezy zachodził
z największą intensywnością. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do przedstawionych
wyników doświadczenia.
Na rysunku przedstawiono zestaw doświadczalny ilustrujący siłę imbibicyjną, czyli siłę
wytwarzaną przez pęczniejące nasiona. Uczniowie umieścili suche nasiona grochu jadalnego
w kolbie, którą następnie napełnili wodą, szczelnie zamknęli korkiem i pozostawili na kilka
godzin.
Uczniowie postawili dwie alternatywne hipotezy, wyjaśniające wynik tego doświadczenia:
proces pęcznienia jest zjawiskiem czysto fizycznym;
proces pęcznienia wymaga aktywności metabolicznej nasion.
Aby sprawdzić te hipotezy, postanowili przygotować kolejny zestaw badawczy.
Na podstawie: W. Czerwiński, Fizjologia roślin, Warszawa 1976.
4.1. (0–1)
Zaznacz poprawne dokończenie zdania – wybierz odpowiedź spośród A–C oraz
odpowiedź spośród 1.–3.
Zestaw badawczy umożliwiający rozstrzygnięcie, która z hipotez postawionych przez uczniów
jest trafna, powinien zawierać
A.
suche nasiona grochu
umieszczone w kolbie
1.
wypełnionej wodą i otwartej.
B.
namoczone i ugotowane nasiona grochu
2.
bez wody i zamkniętej korkiem.
C.
suche nasiona grochu wyprażone w piekarniku,
3.
wypełnionej wodą i zamkniętej korkiem.
4.2. (0–1)
Wybierz spośród A–E i zaznacz poprawne dokończenie zdania.
Proces pęcznienia nasion jest warunkowany obecnością zmagazynowanych w nich związków
organicznych, a przede wszystkim obecnością
Kwas abscysynowy (ABA) jest wytwarzany w liściach rośliny w warunkach niedoboru wody
w glebie i stymuluje zamykanie się aparatów szparkowych, co wpływa na proces transpiracji.
Przygotowano cztery zestawy doświadczalne A–D (po trzy próby w każdym), do których użyto
pędów lilaka z liśćmi o jednakowej wielkości. Liście lilaka w dwóch zestawach opryskano
syntetycznym kwasem abscysynowym (ABA), a w dwóch – pozostawiono bez oprysku.
Następnie po dwa zestawy (z opryskiem i bez oprysku ABA) umieszczono w warunkach niskiej
(20%) i wysokiej (90%) wilgotności powietrza, w temperaturze 25°C i w równomiernym
oświetleniu. Podczas doświadczenia co 10 minut odczytywano z podziałki poziom wody
w kapilarach.
Na rysunku przedstawiono jeden z przygotowanych zestawów, a w tabeli – schemat przebiegu
doświadczenia.
Zestaw
A
B
C
D
Oprysk ABA
(+)
(−)
(+)
(−)
Wilgotność powietrza
20%
90%
Na podstawie: http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab9/design.html
5.1. (0–1)
Wybierz spośród A–D i zaznacz dwa poprawnie sformułowane problemy badawcze
przedstawionego doświadczenia.
Wpływ kwasu abscysynowego na transpirację w liściach lilaka w warunkach różnej
wilgotności powietrza.
Czy wilgotność powietrza i oprysk ABA mają wpływ na transpirację wody?
Czy kwas abscysynowy stymuluje zamykanie się aparatów szparkowych lilaka niezależnie
od wilgotności powietrza?
Czy na skutek oprysku ABA zwiększy się transpiracja u lilaka?
5.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby zawierało ono informacje prawdziwe. Podkreśl
w każdym nawiasie właściwe określenie.
Zestaw B jest zestawem kontrolnym dla (zestawu A / zestawu C / zestawu D), natomiast
zestaw D to zestaw (kontrolny / badawczy) dla (zestawu A / zestawu B / zestawu C).
5.3. (0–1)
Określ, w którym z zestawów doświadczalnych: A, B, C czy D, będzie można po dwóch
godzinach zaobserwować największy ubytek wody w kapilarach. Wyjaśnij wynik uzyskany
w tym zestawie, uwzględniając w odpowiedzi proces transpiracji.
Na schemacie przedstawiono wyniki pięciu wariantów (A–E) doświadczenia, w którym badano
wpływ fotoperiodu na zakwitanie dwóch gatunków roślin: dalii – rośliny dnia krótkiego oraz
kosaćca – rośliny dnia długiego.
Podczas doświadczenia przerywano okres ciemności krótkim oświetlaniem roślin błyskami
światła białego (wariant C) lub oświetlaniem roślin błyskami światła czerwonego (R, wariant
D), albo oświetlaniem roślin błyskami światła czerwonego i następującymi po nich błyskami
światła dalekiej czerwieni (FR, wariant E).
Na podstawie: Ł. Kowalewska, A. Mostowska, Dzień i noc w życiu roślin, „Kosmos” 3/64, 2015.
6.1. (0–1)
Na podstawie wyników wariantów A–C przeprowadzonego doświadczenia określ
właściwości fotoperiodu konieczne do zakwitnięcia dalii.
6.2. (0–1)
Na podstawie wyników wariantów B, D i E przeprowadzonego doświadczenia sformułuj
wniosek dotyczący zależności między przerywaniem ciemności błyskami światła
czerwonego i błyskami światła dalekiej czerwieni a zakwitaniem kosaćca.
Endofity to symbiotyczne grzyby, głównie workowce, żyjące wewnątrz liści lub innych
organów wielu gatunków roślin. Badano wpływ endofitów na uszkodzenie liści kakaowca
wywołane zakażeniem fitoftorą – pasożytniczym protistem z grupy lęgniowców.
Przygotowano cztery grupy zestawów z siewkami kakaowca: dwie grupy badawcze (I–II) oraz
dwie grupy kontrolne (III–IV). Po osiągnięciu odpowiedniego wzrostu roślin liście
w zestawach badawczych (I i II) zakażono fitoftorą. Po określonym czasie sprawdzono stan
liści siewek kakaowca we wszystkich czterech grupach.
Wyniki doświadczenia przedstawiono w tabeli.
Zestaw
Siewki kakaowca
Skutki zakażenia kakaowca fitoftorą
obecność endofitów
zakażenie fitoftorą
odsetek obumarłych liści
odsetek zniszczonej powierzchni żywych liści
I
+
+
9,5
7,6
II
–
+
24,5
15,1
III
+
–
0,0
0,0
IV
–
–
0,0
0,0
Na podstawie: N.A. Campbell i inni, Biologia, Poznań 2012.
8.1. (0–1)
Sformułuj wniosek na podstawie wyników przedstawionego doświadczenia.
8.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały one prawdziwe informacje dotyczące
workowców. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.
Strzępki troficzne grzybni workowców są (haploidalne / diploidalne), powstają na nich lęgnie
i plemnie, w których po (mitozie / mejozie) tworzą się liczne jądra komórkowe, łączące się
po procesie płciowym w pary jąder sprzężonych. W zarodniach, po kariogamii i kolejnych
podziałach, powstają zarodniki workowe, które są (mitosporami / mejosporami).
8.3. (0–1)
Wybierz i zaznacz literę (A–D) pod rysunkiem przedstawiającym zarodnię, w której
powstały zarodniki workowe.
Fibroblasty to komórki tkanki łącznej właściwej. Aktywne metabolicznie fibroblasty mogą być
rozpoznane dzięki obecności szorstkiej siateczki śródplazmatycznej. Nieaktywne fibroblasty,
zwane także fibrocytami, są mniejsze i mają zredukowaną siateczkę śródplazmatyczną.
Fibroblasty wytwarzają m.in. kolagen i mają zdolność do podziałów mitotycznych, których
częstość zwiększa się podczas regeneracji tkanki łącznej.
Wykonano doświadczenie, w którym badano wpływ płytkowego czynnika wzrostu (PDGF),
wytwarzanego przez płytki krwi, na podział komórek fibroblastów. W tym celu przygotowano
hodowlę ludzkich fibroblastów, które w swojej błonie komórkowej mają receptory dla PDGF.
Uzyskane fibroblasty rozdzielono do dwóch wyjałowionych naczyń zawierających
odpowiednie podłoże hodowlane z solami mineralnymi, aminokwasami, glukozą
i antybiotykiem. Przygotowano z nich dwa zestawy doświadczalne:
zestaw 1. – zawierający podłoże hodowlane i fibroblasty,
zestaw 2. – zawierający podłoże hodowlane i fibroblasty oraz czynnik wzrostu (PDGF).
Oba naczynia umieszczono w inkubatorze o temperaturze 37°C. Podziały fibroblastów
zaobserwowano jedynie w naczyniu 2.
Na podstawie: N.A. Campbell i inni, Biologia, Poznań 2012.
11.1. (0–1)
Wybierz spośród A–D i zaznacz hipotezę badawczą, która mogła być sprawdzana
w opisanym doświadczeniu.
Do działania PDGF wymagana jest obecność glukozy.
Płytkowy czynnik wzrostu – PDGF – wywołuje podziały komórek fibroblastów.
Temperatura ma wpływ na podziały komórek fibroblastów poprzez działanie PDGF.
Aby zachodziły podziały komórkowe fibroblastów, niezbędny jest antybiotyk.
11.2. (0–1)
Określ, który z zestawów – 1. czy 2. – był próbą kontrolną w opisanym doświadczeniu.
Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do znaczenia tej próby w interpretacji wyników.
11.3. (0–1)
Uzasadnij, dlaczego konieczne było wyjałowienie naczyń hodowlanych oraz dodanie
antybiotyku do podłoża, na którym hodowano fibroblasty. W odpowiedzi uwzględnij
znaczenie tych czynności dla interpretacji wyników doświadczenia.
11.4. (0–1)
Wyjaśnij, uwzględniając rolę siateczki śródplazmatycznej szorstkiej, dlaczego aktywne
fibroblasty i fibrocyty mają różną ilość tej siateczki.
11.5. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego płytkowy czynnik wzrostu (PDGF) jest uwalniany przez płytki krwi
w organizmie człowieka w miejscu zranienia, np. skóry.
Babka nadmorska (Plantago maritima) w środowisku naturalnym występuje na siedliskach
o różnej wilgotności, m.in. na bagnach, a także na murawach porastających klify nadmorskie.
Zbadano wysokość roślin babki w obu populacjach na stanowiskach naturalnych, a następnie
nasiona zebrane z roślin populacji bagiennej i klifowej wysiano na poletku doświadczalnym
o średniej wilgotności gleby. Po pewnym czasie zmierzono wysokość wyhodowanych roślin.
W tabeli przedstawiono wyniki badań.
Siedlisko populacji babki nadmorskiej
Średnia wysokość roślin [cm]
na stanowisku naturalnym
hodowanych na poletku doświadczalnym
bagno
35,0
31,5
murawa z klifu nadmorskiego
7,5
20,7
Na podstawie C.J. Krebs, Ekologia, Warszawa 2011.
19.1. (0–2)
Uzasadnij, uwzględniając wyniki badań, że przyczyną różnic w wysokości roślin babki
nadmorskiej w badanych populacjach naturalnych jest
zarówno zmienność genetyczna:
jak i zmienność środowiskowa (fenotypowa):
19.2. (0–1)
Oceń, czy na podstawie przedstawionych wyników badań można sformułować wnioski
podane w tabeli. Zaznacz T (tak), jeśli wniosek wynika z tych badań, albo N (nie) – jeśli
z nich nie wynika.
1.
Babka nadmorska ma szeroki zakres tolerancji pod względem wilgotności siedliska.
T
N
2.
Populacje babki nadmorskiej z bagien i z klifów należy zaklasyfikować do dwóch odrębnych gatunków.
T
N
3.
Dla babki nadmorskiej optymalne jest siedlisko o średniej wilgotności.
Badano wpływ umiarkowanego (ekstensywnego) wypasania bydła na różnorodność gatunkową
roślin w naturalnym zbiorowisku trawiastym (pampa) Ameryki Południowej. Porównano
różnorodność gatunkową zbiorowiska, w którym rośliny były zgryzane przez roślinożerców,
z różnorodnością gatunkową w takim samym zbiorowisku, które nie było wypasane.
Wyniki przedstawiono na wykresie.
Na podstawie: K. Falińska, Ekologia roślin, Warszawa 1996;
O.E. Sala, The effect of herbivory on vegetation structure, http://www.agro.uba.ar/users/sala/
20.1. (0–1)
Sformułuj wniosek na podstawie przedstawionych wyników badań.
20.2. (0–1)
Wyjaśnij, w jaki sposób zgryzanie roślin przez bydło wpływa na zmiany w różnorodności
gatunkowej zbiorowiska trawiastego, w którym jest prowadzony wypas.
Wydajność produkcji wtórnej w ekosystemie określa się jako stosunek energii dostępnej
dla kolejnego poziomu troficznego do energii pobranej z poziomu poprzedniego. Populacje
poszczególnych gatunków są powiązane ze sobą siecią zależności pokarmowych.
Na poniższym wykresie przedstawiono rozkład liczby poziomów troficznych uzyskany
na podstawie analizy 183 różnych sieci pokarmowych.
Na podstawie: E.R. Pianka, Evolutionary Ecology, 2011.
21.1. (0–1)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące przedstawionych wyników badań są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Najwięcej jest sieci pokarmowych, które mają 4 poziomy troficzne.
P
F
2.
Liczba poziomów troficznych zależy od liczby sieci pokarmowych w danym ekosystemie.
P
F
3.
Większość sieci ma 6 lub więcej poziomów troficznych.
P
F
21.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego liczba poziomów troficznych w ekosystemie jest ograniczona.
W odpowiedzi uwzględnij przepływ energii przez kolejne poziomy troficzne.
Informacja 1.
Antocyjany – grupa rozpuszczalnych w wodzie barwników gromadzonych w wakuolach
komórek roślinnych. Występują powszechnie w płatkach kwiatów oraz w owocach,
np. borówki czernicy. Rzadziej spotkane są w innych organach roślinnych, np. w liściach
kapusty czerwonej. W organach wegetatywnych antocyjany gromadzą się głównie w skórce,
gdzie pochłaniają promieniowanie UV, dzięki czemu obniżają ryzyko uszkodzenia DNA.
Właściwości lecznicze antocyjanów, znane od dawna w medycynie ludowej, są coraz szerzej
wykorzystywane we współczesnym przemyśle farmaceutycznym. Uważa się, że antocyjany
w organizmie człowieka m.in. przeciwdziałają kruchości naczyń krwionośnych, korzystnie
wpływają na profil lipidowy, a także chronią rodopsynę przed uszkodzeniem.
Barwa antocyjanów zależy od pH soku komórkowego: w środowisku obojętnym mają barwę
fioletową, w kwaśnym – czerwoną, a w alkalicznym – niebieską. Jeżeli jednak występują
w kompleksie z jonami glinu lub żelaza, np. w kwiatach chabra bławatka, to wtedy niezależnie
od pH środowiska mają niebieską barwę.
Na podstawie: E. Piątkowska, A. Kopeć, T. Leszczyńska, Antocyjany – charakterystyka, występowanie
i oddziaływanie na organizm człowieka. „Żywność. Nauka. Technologia. Jakość”, 2011, 4 (77).
Informacja 2.
Wykonano doświadczenie, w którym porównywano właściwości antocyjanów z liści czerwonej
kapusty i z kwiatów chabra bławatka. W tym celu przygotowano po trzy zestawy probówek
z wodnymi roztworami tych antocyjanów (I–III). Do probówek w dwóch zestawach (II i III)
dodano odpowiednio różne związki chemiczne wywołujące zmiany pH roztworów
i obserwowano zabarwienie tych roztworów.
3.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji uzupełnij tabelę – wpisz oczekiwany wynik
dotyczący obserwowanej barwy roztworów antocyjanów w zestawie II i III dla obu
badanych roślin.
Barwa roztworu
Zestawy doświadczalne
liście czerwonej kapusty
kwiaty chabra bławatka
zestaw I – woda (pH 7)
fioletowa
niebieska
zestaw II – dodano HCl
czerwona
zestaw III – dodano NaOH
3.2. (0–1)
Określ, czy za pomocą takiego doświadczenia można stwierdzić, jakiego rodzaju
antocyjany – połączone czy niepołączone z żelazem lub glinem – występują w komórkach
innych roślin. Odpowiedź uzasadnij.
3.3. (0–2)
Określ, w jaki sposób do rozmnażania roślin przyczyniają się antocyjany nadające barwę:
płatkom kwiatów –
skórce soczystych owoców –
3.4. (0–1)
Uzasadnij, że pochodzące z medycyny ludowej przekonanie, iż jedzenie owoców borówki
czernicy korzystnie wpływa na wzrok – może być prawdziwe. W odpowiedzi odwołaj się
do odbioru bodźców świetlnych.
