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.
Mikoryzacja to zabieg polegający na wprowadzeniu do podłoża, na którym rosną rośliny,
określonej ilości zarodników i strzępek wyselekcjonowanych grzybów mikoryzowych. Badano
wpływ mikoryzacji roślin na ilość mikroelementów pobieranych z roztworu glebowego: żelaza,
manganu i cynku – przez wilca wodnego (Ipomoea aquatica). Badania przeprowadzono
na próbie 20 roślin uprawianych na podłożu ze szczepionką mikoryzową i na próbie 20 roślin
uprawianych na podłożu bez szczepionki mikoryzowej. Wyniki doświadczenia przedstawiono
na poniższym wykresie.
5.1. (0–1)
Sformułuj wniosek na podstawie wyników przedstawionego doświadczenia.
5.2. (0–1)
Określ znaczenie mikoryzy dla grzybów. W odpowiedzi uwzględnij sposób odżywiania się grzybów.
Przeprowadzono doświadczenie na hodowli ameb, którą podzielono na dwie próby: I i II.
W obydwu próbach była taka sama liczba komórek. Do komórek w każdej z prób wprowadzono
mikropętle, przy czym:
w próbie I – z komórek za pomocą mikropętli usunięto jądra komórkowe,
w próbie II – z komórek mikropętle wycofano bez usunięcia jąder komórkowych.
Sposób przeprowadzenia doświadczenia przedstawiono na poniższych rysunkach.
Wyniki doświadczenia:
w próbie I – po zabiegu ameby przestały rosnąć, przestały się dzielić i po pewnym czasie obumarły
w próbie II – ameby nadal rosły i dzieliły się.
Na podstawie: E.P. Solomon, L.R. Berg, D.W. Martin, Biologia, Warszawa 2011.
a)
Sformułuj problem badawczy opisanego doświadczenia.
b)
Podaj, która grupa ameb – I czy II – była grupą kontrolną. Określ jej rolę w interpretacji wyników doświadczenia.
c)
Wyjaśnij, dlaczego ameby obumierały dopiero po pewnym czasie, a nie od razu po usunięciu jądra komórkowego.
Uczniowie mieli za pomocą mikroskopu świetlnego przeprowadzić obserwację cienkiego
skrawka pochodzącego z bulwy spichrzowej ziemniaka.
7.1. (0–1)
Ustal właściwą kolejność czynności, które należy wykonać w celu przeprowadzenia obserwacji mikroskopowej komórek miękiszu spichrzowego. Wpisz numery 2.–6. we właściwe miejsca tabeli.
Czynności
Kolejność
Umieścić obiekt badawczy w kropli wody na szkiełku przedmiotowym.
Pobrać możliwie cienki skrawek z bulwy spichrzowej ziemniaka.
1
Ustawić ostrość obrazu za pomocą śruby mikrometrycznej.
Przykryć obiekt badawczy szkiełkiem nakrywkowym.
Ustawić ostrość obrazu za pomocą śruby makrometrycznej.
Umieścić preparat na stoliku mikroskopu i włączyć oświetlenie.
7.2. (0–1)
Spośród rysunków A–D wybierz i zaznacz tkankę pochodzącą z bulwy spichrzowej ziemniaka, w której gromadzona jest skrobia zaobserwowana przez uczniów.
Prowadzono obserwację zmian zabarwienia zawartości trzech probówek o jednakowej
objętości roztworu wodnego zawierającego: taką samą ilość kleiku skrobiowego, enzymu
trawiącego skrobię oraz odczynnika wykrywającego skrobię. Roztwory w poszczególnych
probówkach różniły się odczynem:
w probówce 1. – roztwór zakwaszono do wartości pH = 4
w probówce 2. – roztwór zalkalizowano do wartości pH = 10
w probówce 3. – roztwór pozostawiono bez zmian (pH = 7).
Wszystkie probówki umieszczono w temperaturze ok. 37°C.
Banany są bogatym źródłem składników mineralnych, witamin z grupy B, witaminy C oraz
kwasu foliowego. Zawierają również dużo białka oraz węglowodanów, których zawartość jest
znacznie wyższa niż w innych owocach. W niedojrzałych, zielonych owocach banana cukry
występują głównie pod postacią skrobi, która w miarę dojrzewania owoców prawie w całości
ulega rozkładowi na cukry proste.
Wadą tych owoców jest to, że wykazują one stosunkowo krótką trwałość i dlatego przywozi się
owoce niedojrzałe, które dojrzewają dopiero na miejscu ich przeznaczenia.
Na podstawie: www.odzywianie.info.pl
9.1. (0–2)
Określ, w jaki sposób można sprawdzić, czy w probówkach zawierających zawiesinę
przygotowaną z całkowicie dojrzałego owocu banana jest jeszcze obecna skrobia
(probówka 1.) i czy występują już cukry proste (probówka 2.). W odpowiedzi dla każdej
z prób uwzględnij nazwę zastosowanego odczynnika i sposób odczytania wyniku.
probówka 1. – wykrywanie skrobi:
probówka 2. – wykrywanie cukrów prostych:
9.2. (0–1)
Podaj pełną nazwę tkanki roślinnej, w której są zmagazynowane węglowodany w owocach
bananów.
9.3. (0–1)
Spośród odpowiedzi A–D wybierz i zaznacz prawidłowe dokończenie poniższego zdania.
W celu przyśpieszenia procesu dojrzewania owoców banana można użyć
W celu sprawdzenia, czy na przejście komórek do fazy M cyklu komórkowego mogą mieć
wpływ związki chemiczne zawarte w cytoplazmie innych komórek będących w fazie M,
przeprowadzono doświadczenie w dwóch wariantach: A i B. W doświadczeniu wykorzystano
oocyty żaby Xenopus, które są wygodnym obiektem sprawdzania aktywności czynników
kierujących komórkę do fazy M, gdyż mają one zakończoną replikację DNA i są zatrzymane
tuż przed fazą podziału jądra komórkowego.
Z oocytu żaby Xenopus, znajdującego się w interfazie cyklu komórkowego, pobrano
cytoplazmę, następnie wstrzyknięto ją do innego oocytu tej żaby, znajdującego się
w interfazie.
Z dzielącego się jaja żaby Xenopus, znajdującego się w fazie M cyklu komórkowego,
pobrano cytoplazmę, następnie wstrzyknięto ją do oocytu tej żaby, znajdującego się
w interfazie.
Przebieg doświadczenia i jego wyniki przedstawiono na poniższych schematach.
15.1. (0–1)
Sformułuj wniosek na podstawie wyników przedstawionego doświadczenia.
15.2. (0–1)
Określ, który wariant tego doświadczenia – A czy B – stanowił dla niego próbę kontrolną. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do roli tej próby w interpretacji wyników doświadczenia.
15.3. (0–1)
Podaj nazwę podziału jądra komórkowego, który został wywołany wstrzyknięciem do oocytu cytoplazmy z dzielącej się komórki w fazie M, i rozpoznaj fazę podziału, którą oznaczono na schemacie literą X. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do zmian w komórce.
Nazwa podziału:
Faza podziału:
Uzasadnienie:
15.4. (0–1)
Uzasadnij tezę, że konsekwencją mutacji genów kodujących białka regulujące cykl komórkowy może być u człowieka rozwój nowotworu.
15.5. (0–1)
Podaj przykład funkcji, jaką pełnią w niedzielącym się oocycie mikrotubule wchodzące w skład cytoszkieletu komórki.
Rybiki to niewielkie owady bezskrzydłe. Aby sprawdzić, czy mogą one odżywiać się celulozą,
podawano rybikom pokarm zawierający wyłącznie ten wielocukier. Do badań użyto owady
całkowicie pozbawione mikroorganizmów jelitowych. Okazało się, że rybiki na takiej diecie są
w stanie przeżyć. Gdy zastosowano celulozę znakowaną radioaktywnym węglem 14C,
ten izotop był obecny w dwutlenku węgla wydychanym przez rybiki.
Na podstawie: K. Schmidt-Nielsen, Fizjologia zwierząt. Adaptacja do środowiska, Warszawa 2008.
a)
Wyjaśnij, w jaki sposób radioaktywny izotop węgla (14C) znalazł się w dwutlenku węgla wydychanym przez rybiki.
b)
Określ, dlaczego do badań użyto rybików, których jelita nie zawierały mikroorganizmów.
Badano zmiany masy ciała sportowca podczas jego treningu w niskiej i w wysokiej
temperaturze powietrza. W czasie obydwu treningów sportowiec wypił tę samą objętość
płynów. W obu przypadkach intensywność ćwiczeń była jednakowa. Wyniki badania
przedstawiono na wykresie.
Wyjaśnij, czym spowodowane są przedstawione na wykresie różnice w zmianie masy ciała
sportowca podczas ćwiczeń w wyższej i niższej temperaturze otoczenia.
