Ze względu na sposób osmoregulacji zwierzęta dzieli się na:
osmokonformery, które aktywnie lub biernie dostosowują osmolarność swojego ciała do stężenia soli w środowisku; oraz
osmoregulatory, które aktywnie regulują osmolarność swojego ciała, utrzymując ją na stałym poziomie w określonym zakresie stężeń soli w środowisku.
Na poniższym wykresie przedstawiono wpływ zasolenia środowiska (zewnętrznego ciśnienia osmotycznego) na wewnętrzne ciśnienie osmotyczne u krabów (niebieska linia) i małży (pomarańczowa linia).
5.1. (0–1)
Rozstrzygnij, które zwierzęta – kraby czy małże – są osmokonformerami. Uzasadnij swoją odpowiedź, odwołując się do przedstawionych informacji.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
5.2. (0–1)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące krabów i małży są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Głównym budulcowym polisacharydem szkieletu zewnętrznego krabów jest chityna.
P
F
2.
Głównym azotowym produktem przemiany materii wydalanym przez małże jest kwas moczowy.
Aby określić wpływ głównych procesów metabolicznych – fotosyntezy i oddychania komórkowego – na bilans węgla, czyli wzrost lub spadek zawartości związków organicznych w roślinach, przeprowadzono następujące doświadczenie.
Na trzech szalkach (patrz tabela poniżej) wyścielonych bibułą wysiano po 1,5 g nasion rzodkiewki. Następnie nasiona poddano różnym warunkom nawodnienia oraz oświetlenia:
nasiona z grupy 1. umieszczono na suchym podłożu i ich nie podlewano, natomiast nasiona z grup 2. i 3. umieszczono na wilgotnym podłożu i podlewano w miarę potrzeby
nasiona z grup 1. i 2. oświetlano, natomiast nasiona z grupy 3. trzymano w ciemności.
Nasiona wykiełkowały jedynie w grupach 2. i 3. Po 10 dniach materiał roślinny – nasiona lub siewki – wysuszono i dla każdej z badanych grup określono zawartość suchej masy.
Numer grupy
Warunki doświadczenia
Wyniki
Woda
Światło
Kiełkowanie
Sucha masa materiału roślinnego
1.
nie
tak
nie
1,46 g
2.
tak
tak
tak
1,63 g
3.
tak
nie
tak
1,20 g
Na podstawie: D. Ebert-May i in., Disciplinary Research Strategies […], „BioScience” 53(12), 2003.
6.1. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego w grupie 1. nasiona rzodkiewki nie wykiełkowały.
6.2. (0–1)
Uzasadnij, że w celu prawidłowego oszacowania bilansu węgla w roślinach należało w ostatnim dniu trwania doświadczenia wykonać pomiar suchej, a nie – świeżej, masy nasion lub siewek.
6.3. (0–1)
Rozstrzygnij, z którą grupą – 1. czy 3. – należy porównać wyniki pomiaru suchej masy uzyskane w grupie 2., aby określić łączny wpływ fotosyntezy i oddychania komórkowego na bilans węgla w grupie 2. Odpowiedź uzasadnij.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
6.4. (0–1)
Wykaż, że podczas trwania doświadczenia u roślin z grupy 2. zachodziła fotosynteza.
6.5. (0–1)
Oceń, czy podczas trwania doświadczenia u roślin z grup 2. i 3. zachodziło oddychanie komórkowe. Wybierz T, jeśli ten proces zachodził, albo N – jeśli nie zachodził.
Larwy motyla tantnisia krzyżowiaczka (Plutella xylostella) żerują na liściach kapusty brukselskiej (Brassica oleracea var. gemmifera).
Korzenie kapusty są pokarmem larw muchówki śmietki kapuścianej (Delia radicum). Samica śmietki składa około 100–150 jaj na hipokotylu lub w glebie. Po 5–10 dniach z jaj wylęgają się larwy. Przez 2–30 dni larwy żyją wewnątrz korzeni, drążąc w nich korytarze. Po tym czasie przechodzą w stadium poczwarki, w którym pozostają przez 15–20 dni.
Badacze postanowili sprawdzić hipotezę, że żerowanie tantnisia krzyżowiaczka na kapuście jest przyczyną ograniczenia rozwoju śmietki kapuścianej poprzez uruchomienie mechanizmów obronnych rośliny. W tym celu przygotowano następującą próbę badawczą:
Na najmłodszy w pełni rozwinięty liść trzytygodniowej kapusty brukselskiej wprowadzono 10 larw tantnisia krzyżowiaczka. Ogonek tego liścia owinięto watą, aby zapobiec rozprzestrzenieniu się larw na inne liście.
Po dwóch dniach dziesięć nowo wyklutych larw śmietki kapuścianej umieszczono bezpośrednio na hipokotylu rośliny.
Następnie po trzech dniach usunięto larwy tantnisia krzyżowiaczka.
Przez 35 kolejnych dni liczono pojawiające się dorosłe postaci śmietki kapuścianej.
Próba kontrolna była taka sama jak próba badawcza – z tym wyjątkiem, że nie wprowadzono larw motyla. Zastosowano kilkadziesiąt powtórzeń obu prób. W tabeli przedstawiono wyniki eksperymentu.
Próba kontrolna
Próba badawcza
Odsetek larw śmietki kapuścianej przeobrażonych w imago
79,8 %
59,4 %
Na podstawie: P.N. Karssemeijer i in., Leaf‑chewing Herbivores […], „Oecologia” 199, 2022.
6.1. (0–1)
Sformułuj wniosek z przeprowadzonego eksperymentu.
6.2. (0–1)
Określ, w jakim celu po trzech dniach od wprowadzenia na hipokotyle roślin larw śmietki kapuścianej usunięto z liści owady – larwy tantnisia krzyżowiaczka, mimo że eksperyment nadal trwał. W odpowiedzi uwzględnij testowaną hipotezę.
6.3. (0–1)
Uzasadnij, że zastosowanie wielokrotnych powtórzeń w przedstawionym doświadczeniu było konieczne, aby uzyskane wyniki były wiarygodne.
6.4. (0–1)
Dokończ zdanie. Wybierz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie 1. albo 2.
U śmietki kapuścianej występuje rozwój złożony z przeobrażeniem
Pełzakowica to choroba wywoływana przez jednokomórkowego pasożyta – pełzaka czerwonki (Entamoeba histolytica). Do zarażenia dochodzi najczęściej drogą pokarmową: przez ręce, przez wodę lub przez pokarm – zanieczyszczone cystami pasożytów pochodzącymi z kału człowieka zarażonego tym pasożytem. Ostra pełzakowica jest chorobą zagrażającą życiu, ale u zarażonych osób nie zawsze rozwijają się objawy choroby. Decydują o tym przede wszystkim sprawność układu odpornościowego i ogólny stan zdrowia człowieka.
W cyklu życiowym pełzaka czerwonki występują dwie formy:
trofozoit – postać wegetatywna, która aktywnie się przemieszcza oraz wytwarza enzymy proteolityczne i enterotoksyny, powodujące obumieranie komórek gospodarza
cysta – postać przetrwalnikowa, odporna na warunki środowiska.
Do układu pokarmowego człowieka dostają się cysty, z których zostają uwolnione trofozoity w dolnym odcinku jelita cienkiego lub w górnym odcinku jelita grubego. Trofozoity są bardzo ruchliwe i szybko rozmnażają się przez podziały. W ostrych postaciach pełzakowicy trofozoity mogą wnikać do błony podśluzowej jelita i wraz z krwią dostać się do wątroby lub do innych narządów, gdzie pochłaniają krwinki czerwone i uszkadzają ściany naczyń włosowatych. Trofozoity mogą przekształcić się w cysty i wówczas są wydalane z kałem do środowiska zewnętrznego.
Poniżej przedstawiono budowę trofozoitu pełzaka czerwonki.
Na podstawie: M. Rogalska, Pełzakowica, „Medycyna Praktyczna”, 2017; N. Guillén, Pathogenicity and Virulence of Entamoeba histolytica, the Agent of Amoebiasis, „Virulence” 14(1), 2023; J Hempel-Zawitkowska (red.), Zoologia dla uczelni rolniczych, Warszawa 1995; www.cdc.gov/dpdx/amebiasis/index.html Fotografia: Dr. M. Melvin i Dr. Greene; CDC: Centers for Disease Control and Prevention, Atlanta USA.
7.1. (0–1)
Rozstrzygnij, czy pełzak czerwonki to bakteria, czy – protist. Odpowiedź uzasadnij.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
7.2. (0–1)
Określ funkcję, jaką pełni pseudopodium u pełzaka czerwonki.
7.3. (0–1)
Uzasadnij, dlaczego połknięcie pełzaka czerwonki w formie trofozoitu zazwyczaj nie prowadzi do rozwoju choroby.
7.4. (0–1)
Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Trofozoity dostają się wraz z krwią z jelita do wątroby człowieka
tętnicą wątrobową.
żyłą wątrobową.
żyłą wrotną.
żyłą główną dolną.
7.5. (0–1)
Które działanie stanowi profilaktykę pełzakowicy? Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.
jedzenie sałatek bogatych w surowe warzywa lub owoce
gotowanie lub pieczenie potraw przed ich spożyciem
Tetrodotoksyna (TTX) jest toksyną wytwarzaną przez różne gatunki zwierząt. U organizmów wrażliwych na TTX jej cząsteczki wiążą się z kanałami sodowymi i tym samym blokują transport jonów sodu przez błony neuronów. TTX powoduje paraliż mięśni i często śmierć w wyniku uduszenia. Wiele gatunków zwierząt wykształciło oporność na tę toksynę. W populacjach organizmów niewrażliwych na TTX utrwaliły się mutacje w genach kodujących kanały sodowe.
Populacje oporne na TTX zidentyfikowano wśród trzech drapieżnych gatunków węży z rodzaju Thamnophis. Populacje te polują na traszki z rodzaju Taricha, które wytwarzają TTX. U każdego z trzech gatunków węży występują substytucje w sekwencji aminokwasowej kanału sodowego – odmienne u każdego z gatunków, lecz identyczne w obrębie populacji tego samego gatunku.
Przedstawione poniżej drzewo filogenetyczne oparto na analizie sekwencji mitochondrialnego DNA. Czarne trójkąty oznaczają polowanie węży na traszki z rodzaju Taricha; szare prostokąty oznaczają oporność węży na TTX.
Na podstawie: C.R. Feldman et al., “The Evolutionary Origins of Beneficial Alleles During the Repeated Adaptation of Garter Snakes to Deadly Prey”, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106(32), 2009.
7.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji określ minimalną liczbę przypadków, w których oporność na TTX powstała na drodze niezależnej ewolucji u węży z rodzaju Thamnophis. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych poniżej.
1 raz
2 razy
3 razy
4 razy
7.2. (0–1)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące pokrewieństwa między wężami z rodzaju Thamnophis są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Th. sirtalis jest bliżej spokrewniony z Th. proximus niż z Th. couchii.
P
F
2.
Oporne na TTX węże z rodzaju Thamnophis tworzą grupę monofiletyczną.
P
F
7.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego zablokowanie błonowych kanałów sodowych przez TTX hamuje przewodzenie impulsów nerwowych w neuronie.
7.4. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego mutacja w genie kodującym błonowy kanał sodowy może skutkować opornością na TTX.
7.5. (0–1)
Opisz mechanizm, za pomocą którego TTX powoduje śmierć zwierzęcia w wyniku uduszenia.
Toksoplazmoza to występująca u człowieka choroba odzwierzęca wywoływana przez Toxoplasma gondii – jednokomórkowego protista o haploidalnej formie troficznej oraz o mejozie zachodzącej tuż po zapłodnieniu. T. gondii jest organizmem dwużywicielskim: żywicielami ostatecznymi są wyłącznie kotowate, w tym – kot domowy, natomiast do żywicieli pośrednich T. gondii należą niektóre ptaki oraz ssaki. Człowiek może być przygodnym żywicielem tego pasożyta. U człowieka pasożyt potrafi przekraczać barierę krew – łożysko.
8.1. (0–1)
Oceń prawdziwość stwierdzenia: W organizmie człowieka T. gondii wytwarza gamety na drodze podziałów mitotycznych. Wpisz odpowiedź wybraną spośród podanych w nawiasie. Odpowiedź uzasadnij.
Ocena stwierdzenia (prawda / fałsz):
Uzasadnienie:
8.2. (0–1)
Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących zasad profilaktyki toksoplazmozy. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Należy przestrzegać zasad higieny w kontaktach z kotami.
P
F
2.
Należy unikać spożywania surowego lub niedogotowanego mięsa (np. wołowego).
P
F
8.3. (0–1)
Rozstrzygnij, czy zgodnie z zasadami profilaktyki kobiety w ciąży powinny unikać kontaktu z osobami chorującymi na toksoplazmozę. Odpowiedź uzasadnij.
Powstawanie potencjału czynnościowego jest regulowane przez zmianę przepuszczalności błony neuronu dla jonów Na+ i K+. Na wykresie przedstawiono mechanizm tego procesu.
Na podstawie: D.D. Chiras, Human Biology, Burlington 2019.
11.1. (0–1)
Uzupełnij zdanie. Wybierz odpowiedź spośród oznaczonych literami A i B oraz odpowiedź spośród oznaczonych literami C i D.
Stymulacja neuronu jest przyczyną AB przepuszczalności błony komórkowej dla Na+, co prowadzi do CD błony komórkowej.
wzrostu
spadku
hiperpolaryzacji
depolaryzacji
11.2. (0–1)
Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących powstawania potencjału czynnościowego. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Kanały potasowe otwierają się po kanałach sodowych, dzięki czemu jony K+ wypływają z komórki.
P
F
2.
Podczas czynności neuronu kanały potasowe pozostają otwarte dłużej niż kanały sodowe.
Na poniższym schemacie przedstawiono reakcję układu odpornościowego wywołaną kontaktem z alergenem – pyłkiem roślin. Po pierwszym kontakcie z alergenem – przez aktywowane komórki układu odpornościowego – są wytwarzane przeciwciała łączące się z odpowiednimi receptorami na powierzchni komórek efektorowych. Po ponownym kontakcie z alergenem dochodzi do rozpoznania antygenu na powierzchni pyłku przez te przeciwciała i – w konsekwencji – do uwolnienia histaminy i innych mediatorów z komórek efektorowych. Na schemacie nie zachowano proporcji wielkości poszczególnych elementów.
Na podstawie: E. Nuñez-Borque i in., Pathophysiological, Cellular, and Molecular Events of the Vascular System in Anaphylaxis, „Frontiers in Immunology” 13, 2022.
11.1. (0–2)
Do komórek oznaczonych na schemacie 1.–3. dopasuj ich odpowiednie nazwy spośród poniższych. Wpisz odpowiednie nazwy w wyznaczone miejsca.
bazofil
plazmocyt
limfocyt B
limfocyt T pomocniczy
11.2. (0–1)
Która klasa przeciwciał jest zaangażowana w reakcję alergiczną prowadzącą do uwolnienia histaminy w wyniku powtórnego kontaktu z alergenem? Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.
