W celu zaobserwowania podziałów mitotycznych wykonano preparat mikroskopowy
z wierzchołka wzrostu korzenia cebuli. Aby uzyskać pojedynczą warstwę komórek,
zgnieciono stożek wzrostu na szkiełku mikroskopowym. Na poniższej mikrofotografii
przedstawiono gotowy preparat z chromatyną wybarwioną odpowiednim barwnikiem na kolor
niebieskofioletowy.
Źródło fotografii: Wikimedia Commons.
5.1. (0–1)
Podaj pełną nazwę tkanki roślinnej, której komórki przedstawiono na mikrofotografii.
5.2. (0–2)
Do każdej z komórek wskazanych na mikrofotografii (A–C) przyporządkuj – wybraną
spośród podanych – właściwą nazwę etapu mitozy, w którym ta komórka się znajduje.
Fag T4 jest niezwykle rozpowszechniony w środowisku i należy do fagów ogonkowych – jest
zbudowany z główki oraz z kurczliwego ogonka. Genom faga T4 stanowi dwuniciowy DNA.
Jednym z gospodarzy faga T4 jest bakteria Escherichia coli. Pierwszym etapem infekcji jest
adsorpcja faga na powierzchni bakterii. Ten proces wymaga obecności – na powierzchni
bakterii – odpowiednich receptorów. Wprowadzenie DNA do wnętrza bakterii następuje
po enzymatycznym strawieniu związku wchodzącego w skład ściany komórkowej bakterii.
Kilka minut po infekcji dochodzi do ekspresji genu imm faga T4, który to gen koduje białko
Imm, wbudowujące się w błonę wewnętrzną bakterii.
Na poniższych schematach przedstawiono: (A) etap wnikania faga T4 do komórki bakterii
E. coli oraz (B) lokalizację i sposób działania białka Imm podczas próby zakażenia tej samej
komórki kolejnym fagiem.
Na podstawie: S.J. Labrie i in., Bacteriophage Resistance Mechanisms, „Nature Reviews Microbiology” 8, 2010;
G. Figura i in., Bakteriofag T4: molekularne aspekty infekcji komórki bakteryjnej, rola białek kapsydowych,
„Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej” 64, 2010;
K. Shi i in., Structural Basis of Superinfection Exclusion by Bacteriophage T4 Spackle,
„Communications Biology” 3, 2020.
6.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji wykaż, że wytworzenie białka lmm
zapobiega wtórnej infekcji komórek E. coli kolejnym fagiem T4.
6.2. (0–1)
Podaj nazwę głównego składnika ściany komórkowej bakterii E. coli zapewniającego
bakteriom ochronę przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz przed wpływem
czynników fizycznych i chemicznych.
6.3. (0–1)
Określ, czy E. coli jest bakterią Gram-dodatnią czy Gram-ujemną. Odpowiedź
uzasadnij, odnosząc się do widocznej na schemacie jednej cechy budowy tej bakterii.
Skóra płazów uczestniczy w wymianie gazowej zarówno w dobrze natlenionej wodzie, jak
i w wilgotnym powietrzu. Oddychanie skórne płazów odgrywa istotną rolę w wymianie
gazowej tych zwierząt ze względu na niską efektywność wymiany gazowej w płucach.
Stężenie mocznika we krwi płazów jest dużo większe niż we krwi ssaków. Płazy nie piją
wody, ale wchłaniają ją przez skórę.
Na podstawie: H. Szarski, Historia zwierząt kręgowych, Warszawa 1998.
7.1. (0–2)
Wyjaśnij, dlaczego wymiana gazowa w płucach płazów jest mniej efektywna niż
w płucach ssaków. W odpowiedzi uwzględnij dwie różnice między wymienionymi
gromadami: jedną w budowie płuc i jedną w mechanizmie ich wentylacji.
7.2. (0–1)
Określ, jakie znaczenie w pobieraniu wody przez płazy ma gromadzenie mocznika
w ich płynach ustrojowych.
Mitochondria w brunatnej tkance tłuszczowej (BAT) są odpowiedzialne za jedną z form termogenezy, czyli produkcji ciepła przez organizm. W mitochondriach BAT występuje specjalne białko rozprzęgające UCP1 (ang. Uncoupling Protein 1, termogenina), które umożliwia transport protonów z przestrzeni międzybłonowej do macierzy mitochondrialnej, pomijając syntazę ATP. W ten sposób część energii z gradientu protonowego (zależna od liczby aktywnych białek UCP1) jest uwalniana w postaci ciepła, a nie wykorzystywana do syntezy ATP. Synteza białek UCP1 jest indukowana przez kwasy tłuszczowe.
Na poniższym schemacie przedstawiono procesy zachodzące w mitochondriach brunatnej tkanki tłuszczowej.
9.1 (0-1)
Podaj nazwę cyklu przemian oznaczonych na powyższym schemacie literą X.
9.2 (0-2)
Posługując się informacjami przedstawionymi we wstępie do zadania oraz własną wiedzą oceń, czy poniższe stwierdzenia są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Energia cieplna uwalniana w czasie termogenezy w tkance tłuszczowej brunatnej pochodzi głównie z rozpadu ATP.
P
F
2.
Większe stężenie jonów H+ w przestrzeni międzybłonowej niż w matrix mitochondrium występuje tylko w przypadku mitochondriów posiadających białko UCP1.
P
F
3.
Obecność termogeniny w błonie wewnętrznej mitochondrium nie ogranicza możliwości produkcji ATP w przebiegu fosforylacji substratowej.
Kotewka orzech wodny (Trapa natans) to jednoroczna roślina wodna. Podwodna łodyga
zawiera kanały powietrzne. Jest wiotka i cienka, zgrubiała tylko w górnej części, przy
powierzchni wody. Kotewka ma dwa rodzaje liści:
pływające – o kształcie romboidalnym, z aparatami szparkowymi obecnymi wyłącznie w skórce górnej i z rozdętymi ogonkami, w których występują komory powietrzne, zebrane w gęste, pływające rozety (o średnicy 15–55 cm)
zanurzone – niewielkie, niepodzielone na blaszkę liściową i ogonek, szybko obumierające.
Korzenie kotewki wyrastają na całej długości pędu. Część korzeni kotwiczy roślinę
w podłożu, a część – pełni funkcję asymilacyjną.
Pojedyncze białe kwiaty rozwijają się na wzniesionych ponad wodę szypułkach. Kielich ma
cztery sztywne, lancetowate działki. Korona składa się z czterech białych płatków. Owocem
jest orzech.
W przypadku silnego wzrostu kotewki jej gęsta pokrywa rozet liściowych może składać się
nawet z trzech warstw liści. Masowo występująca kotewka ogranicza lub eliminuje inne
gatunki zanurzonych i pływających roślin wodnych. Spadki zawartości tlenu w zbiornikach
z bujnie rosnącą kotewką mogą powodować śnięcie ryb i migrację drobnych ryb ze strefy
przybrzeżnej na głębsze wody.
W Polsce kotewka jest rośliną rzadką, objętą ochroną gatunkową, ale w Ameryce Północnej
jest gatunkiem inwazyjnym, silnie oddziałującym na lokalną florę i faunę.
Na podstawie: atlas.roslin.pl; nyis.info; siedliska.gios.gov.pl; Źródło ilustracji: Wikimedia Commons.
9.1. (0–2)
Na podstawie przedstawionych informacji podaj po jednym przykładzie
charakterystycznej cechy kotewki orzecha wodnego, na podstawie której można ją
zaklasyfikować do roślin:
okrytonasiennych –
dwuliściennych –
9.2. (0–2)
Wypisz z tekstu dwie cechy budowy anatomicznej liścia pływającego kotewki
stanowiące przystosowanie do życia w środowisku wodnym i podaj, na czym polega
każde z tych przystosowań.
9.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego masowy rozwój kotewki orzecha wodnego w zbiorniku wodnym
może być przyczyną spadku zawartości tlenu w wodzie.
Zróżnicowanie gatunkowe wilgotnych lasów równikowych jest ogromne. Wiąże się to z obecnością skomplikowanej sieci zależności międzygatunkowych, niejednokrotnie opartych na konkurencji. Jest to widoczne między innymi w przypadku różnych gatunków mrówek, które wykazują bezpośrednią, agresywną konkurencję rywalizując między sobą o zasoby środowiska.
Badacze określili dobowe okresy żerowania oraz preferencje pokarmowe mrówek koegzystujących na terenie lasu równikowego w Gujanie Francuskiej. Ustalili oni, że dwa gatunki mrówek: Pheidole pugnax i Camponotus rufipes mają bardzo podobne preferencje pokarmowe, co manifestowało się m.in. preferowaniem pokarmów o podobnej zawartości sacharozy. Wyniki ich ustaleń przedstawiono schematycznie na wykresie poniżej.
10.1 (0-1)
Wykaż, że zróżnicowanie nisz ekologicznych mrówek Pheidole pugnax i Camponotus rufipes może stanowić element ułatwiający ich koegzystencję na danym terenie. W odpowiedzi uwzględnij, przedstawiony w treści wprowadzającej do zadania, element nisz ekologicznych stanowiący o ich zróżnicowaniu.
10.2 (0-1)
Na podstawie tekstu wprowadzającego do zadania rozstrzygnij, czy badane populacje mrówek zajmują najprawdopodobniej jedno czy dwa różne siedliska. Odpowiedź uzasadnij odnosząc się do definicji siedliska.
Układ oddechowy człowieka tworzą drogi oddechowe oraz płuca. Tchawica (rysunek A)
stanowi odcinek dolnych dróg oddechowych. Pierścienie obecne w ścianie tchawicy mają
kształt podkowiasty.
U owadów tlen do komórek ciała jest dostarczany przez układ tchawkowy. Tchawki
(rysunek B) stanowią kanały powietrzne, których ścianę tworzy nabłonek będący
przedłużeniem epidermy pokrywającej ciało owada. Ten nabłonek wytwarza pokrytą
woskami kutykularną wyściółkę tchawki, w której można wyróżnić takie same warstwy jak
w kutykuli tworzącej szkielet zewnętrzny owada. Na przekroju tchawki są widoczne
pierścieniowe zgrubienia kutykuli.
Na podstawie: B.S. Beckett, Biology: A Modern Introduction, Oxford 1978;
red. M. Maćkowiak, A. Michalak, Biologia. Jedność i różnorodność, Warszawa 2008.
10.1. (0–1)
Podaj nazwę białka stanowiącego główny składnik pierścieni tchawicy człowieka oraz
nazwę polisacharydu stanowiącego główny składnik zgrubień kutykuli w tchawkach
owadów.
Białko stanowiące główny składnik pierścieni tchawicy człowieka:
Polisacharyd stanowiący główny składnik zgrubień kutykuli w tchawkach owadów:
10.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby zawierało informacje prawdziwe dotyczące budowy
tchawicy człowieka. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Tchawica człowieka rozpoczyna się bezpośrednio za (gardłem / krtanią), a na dolnym końcu
dzieli się na (oskrzela główne / oskrzeliki).
10.3. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
W celu wzrokowej oceny w czasie rzeczywistym wyglądu błony śluzowej tchawicy wykonuje się
Podstawową jednostką funkcjonalno-strukturalną nerki jest nefron. W początkowej części
nefronu znajduje się ciałko nerkowe, zbudowane z kłębuszka nerkowego oraz otaczającej go
torebki Bowmana. Śródbłonek kapilar kłębuszka jest zespolony z nabłonkiem blaszki
trzewnej torebki Bowmana, co sprawia, że płyn przefiltrowany przez kapilary kłębuszka
przepływa bezpośrednio do światła torebki Bowmana, a następnie – do kanalika bliższego
nefronu.
Część osocza krwi przepływającej przez naczynia włosowate kłębuszków nerkowych ulega
przefiltrowaniu do światła torebki Bowmana. Związki przefiltrowane do przesączu
kłębuszkowego przepływają następnie przez kanaliki nerkowe, gdzie dochodzi
do wchłaniania zwrotnego.
W tabeli przedstawiono zawartość wybranych związków w przesączu kłębuszkowym oraz
ilości tych związków ulegające wchłanianiu zwrotnemu u zdrowego człowieka.
Nazwa związku
Zawartość w przesączu kłębuszkowym, g/doba
Ilość ulegająca wchłanianiu zwrotnemu, g/doba
Ilość pozostająca w moczu, g/doba
glukoza
180
180
0
jony sodu
588
584
4
Na podstawie: J.E. Hall, Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, Filadelfia 2016;
D.U. Silverthon, Fizjologia człowieka. Zintegrowane podejście, Warszawa 2021.
10.1. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące procesów zachodzących w nefronie
zdrowego człowieka są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe,
albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Budowa ciałka nerkowego uniemożliwia przemieszczanie się elementów morfotycznych krwi do światła kanalika nerkowego.
P
F
2.
Podczas filtracji kłębuszkowej większość białek osocza przemieszcza się do światła kanalika nerkowego.
P
F
3.
Zmiany średnicy tętniczki doprowadzającej pozwalają na utrzymanie względnie stałego przepływu krwi przez kłębuszek nerkowy mimo zmian ciśnienia krwi w tętnicy nerkowej.
P
F
10.2. (0–1)
Określ czynniki warunkujące przechodzenie glukozy z osocza krwi do światła torebki
Bowmana. W odpowiedzi uwzględnij wielkość cząsteczki glukozy oraz jedną cechę
budowy kapilar kłębuszka nerkowego.
10.3. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby w poprawny sposób opisywały funkcjonowanie
nefronu. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Wchłanianie zwrotne Na+ w kanaliku bliższym powoduje, że płyn zewnątrzkomórkowy
śródmiąższu nerki staje się (hipertoniczny / hipotoniczny) w stosunku do filtratu pozostałego
w świetle kanalika. Dzięki temu woda jest (wydzielana do / wchłaniana z) kanalika bliższego.
10.4. (0–2)
Każdy z hormonów wymienionych poniżej (1.–4.) przyporządkuj do odpowiedniego
składnika moczu, którego wchłanianie zwrotne ze światła kanalika nerkowego jest
regulowane przez ten hormon. W wyznaczone miejsca wpisz odpowiednie oznaczenie
hormonu (lub hormonów).
Krzywa wiązania tlenu przedstawia wysycenie cząstkowe hemoglobiny w zależności
od ciśnienia cząstkowego tlenu. Wysyceniem cząstkowym nazywa się stosunek liczby miejsc
zawierających związany tlen do całkowitej liczby miejsc zdolnych do wiązania tlenu
w cząsteczkach hemoglobiny.
Na wiązanie tlenu przez hemoglobinę wpływają różne czynniki, m.in. stężenie
2,3-bisfosfoglicerynianu (2,3-BPG) w erytrocytach.
Na wykresie przedstawiono dwie krzywe wiązania tlenu:
czarna krzywa przedstawia dane uzyskane z użyciem ludzkiej hemoglobiny oczyszczonej (wyizolowanej z erytrocytów)
czerwona krzywa przedstawia dane uzyskane z użyciem ludzkiej hemoglobiny znajdującej się w erytrocytach.
Na osi X zaznaczono typowe wartości ciśnienia cząstkowego tlenu występujące w płucach
oraz w tkankach innych narządów organizmu.
Na podstawie: J.M. Berg i in., Biochemia, Warszawa 2009.
11.1. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące wiązania tlenu przez hemoglobinę są
prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Oczyszczona hemoglobina ma większe powinowactwo do tlenu niż hemoglobina w erytrocytach.
P
F
2.
Przy ciśnieniu cząstkowym tlenu równym 100 mmHg oczyszczona hemoglobina wiąże o 8% więcej tlenu niż hemoglobina w erytrocytach.
P
F
3.
Maksymalne możliwe wysycenie cząstkowe hemoglobiny tlenem zależy od związania hemoglobiny z 2,3-BPG.
P
F
11.2. (0–1)
Wiązanie 2,3-BPG z hemoglobiną płodową jest znacznie słabsze niż z hemoglobiną
dorosłego człowieka. U ciężarnych kobiet stężenie 2,3-BPG w erytrocytach jest o 30%
wyższe niż u kobiet niebędących w ciąży.
Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby w poprawny sposób przedstawiało wpływ
2,3-BPG na wiązanie tlenu przez hemoglobinę. W każdym nawiasie podkreśl właściwe
określenie.
Podwyższone stężenie 2,3-BPG w erytrocytach ciężarnych kobiet jest przyczyną
(obniżonego / podwyższonego) powinowactwa hemoglobiny matki do tlenu,
co (ułatwia / utrudnia) dyfuzję tlenu z części macicznej łożyska do części płodowej łożyska.
11.3. (0–1)
Podaj przykład funkcji pełnionej przez hemoglobinę w erytrocytach, innej niż
transportowanie tlenu.
Na poniższym schemacie przedstawiono przebieg pierwszego cyklu amplifikacji DNA
metodą PCR. Uwzględniono tylko dwa z czterech deoksyrybonukleotydów niezbędnych
do syntezy DNA.
Uwaga: deoksyrybonukleotydy oznacza się czteroliterowymi skrótowcami, np. trifosforan
deoksyguanozyny – dGTP (ang. deoxyguanosine triphosphate).
Na podstawie: B. Alberts i in., Podstawy biologii komórki, Warszawa 2016.
13.1. (0–1)
Uzupełnij powyższy schemat – wpisz w wyznaczone miejsca (+ ..........) oznaczenia
dwóch deoksyrybonukleotydów niezbędnych do syntezy DNA, brakujących
na schemacie.
13.2. (0–1)
Określ, w jaki sposób przeprowadza się rozdzielenie dwuniciowego DNA podczas
pierwszego etapu każdego cyklu PCR.
13.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego w cyklu PCR etap syntezy DNA musi być poprzedzony
przyłączeniem starterów. W odpowiedzi uwzględnij właściwości polimerazy DNA.
