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.
Układ termoregulacji zapewnia człowiekowi utrzymanie względnie stałej temperatury ciała.
Regulacja temperatury ciała polega na zwiększaniu wytwarzania ciepła w organizmie
lub na czynnym rozpraszaniu ciepła, dzięki czemu stała temperatura ciała może być utrzymana
niezależnie od temperatury otoczenia.
Na poniższym schemacie zilustrowano współdziałanie głównych reakcji termoregulacyjnych
u człowieka w przedziale temperatury otoczenia 0°C – 55°C.
Na podstawie: M. Tafil-Klawe, J. Klawe, Wykłady z fizjologii człowieka, Warszawa 2009
15.1. (0–2)
Korzystając z wykresu, podaj po jednym przykładzie reakcji organizmu człowieka
na wymienione poniżej zmiany temperatury otoczenia i określ wpływ tej reakcji
na utrzymanie względnie stałej temperatury ciała:
1. zmiana temperatury otoczenia z 20°C do 10°C
2. zmiana temperatury otoczenia z 40°C do 50°C
15.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego podczas utraty dużych ilości ciepła przez organizm obserwuje się wzrost wydzielania zarówno hormonu tyreotropowego (TSH), jak i hormonów tarczycy. W odpowiedzi uwzględnij funkcje tych hormonów.
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
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.
Ośrodki położone w mózgowiu człowieka są odpowiedzialne za ruchy złożone, w których
wykonywanie zaangażowanych jest wiele grup mięśniowych, oraz za uruchamianie
mechanizmów zapewniających utrzymanie równowagi ciała, gdyż każdy ruch prowadzi
do przesunięcia środka ciężkości ciała i do zaburzenia dotychczasowej jego pozycji.
Na podstawie: M. Tafil-Klawe, J. Klawe, Wykłady z fizjologii człowieka, Warszawa 2009.
15.1. (0–1)
Na podstawie: https://qbi.uq.edu.au/brain/brain-anatomy/lobes-brain
Wybierz z rysunku i zapisz literę, którą oznaczono położenie pól ruchowych ośrodków
korowych.
15.2. (0–1)
Do wybranych etapów (1.–3.) składających się na wykonanie ruchu złożonego
przyporządkuj po jednej odpowiedniej strukturze mózgowia (A–D) biorącej w nim
główny udział. Wpisz oznaczenia literowe w odpowiednie komórki tabeli.
móżdżek
pola czuciowe kory mózgowej
pola kojarzeniowe kory mózgowej
pola ruchowe kory mózgowej
Etapy składające się na wykonanie ruchu
Struktury mózgowia
1.
Analiza skutków planowanego ruchu.
2.
Przekazanie pobudzenia do określonych grup neuronów rdzeniowych biorących udział w ruchu.
U wielu dorosłych osób występuje nietolerancja laktozy, do której dochodzi, gdy organizm
nie wytwarza wystarczającej ilości enzymu – laktazy. Po spożyciu pokarmów mlecznych
pojawiają się u nich dolegliwości ze strony układu pokarmowego, np. bóle brzucha, biegunki.
Aktywność laktazy jest największa u niemowląt, dla których mleko stanowi główne źródło
pożywienia. Po okresie niemowlęcym produkcja tego enzymu przez całe życie występuje
jedynie u części ludzi, a u innych zmniejsza się wraz z wiekiem.
Laktaza jest kodowana przez autosomalny gen LCT, który ma trzy allele:
allel L – warunkujący aktywność laktazy przez całe życie;
allel l1 – recesywny allel powodujący brak laktazy w wieku dorosłym;
allel l2 – recesywny allel względem L i l1, powodujący całkowity brak laktazy.
Wyróżnia się trzy typy nietolerancji laktozy:
wrodzoną nietolerancję laktozy, która występuje bardzo rzadko i wymaga całkowitej
eliminacji laktozy z diety już u noworodków;
pierwotną nietolerancję laktozy, spowodowaną zmniejszonym wytwarzaniem laktazy wraz
z wiekiem;
nietolerancję wtórną (nabytą), której przyczyną mogą być infekcje bakteryjne, choroby jelit,
a nawet niedożywienie.
Diagnostyka i rozpoznanie przyczyn nietolerancji laktozy są ważne ze względu na możliwe jej powikłania, m.in. obniżone przyswajanie wapnia grożące osteoporozą, bóle stawów i kości.
Obecnie łatwo dostępne są badania genetyczne pozwalające stwierdzić predyspozycję
genetyczną do pierwotnej nietolerancji laktozy.
Na podstawie: G. Drewa, T. Ferenc, Genetyka medyczna, Wrocław 2015,
http://www.poradnikzdrowie.pl
16.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji zapisz w tabeli wszystkie możliwe genotypy
członków rodziny, w której dziecko ma pierwotną nietolerancję laktozy i ma ją także jego
ojciec, natomiast matka dziecka toleruje laktozę w pokarmie. Wykorzystaj oznaczenia
alleli podane w tekście.
Członkowie rodziny
Genotypy
dziecko
matka dziecka
ojciec dziecka
16.2. (0–1)
Określ prawdopodobieństwo (w %) wystąpienia wrodzonej nietolerancji laktozy
u kolejnego dziecka rodziców, u których nie występuje żadna postać nietolerancji laktozy,
ale mają oni już jedno dziecko chore na tę chorobę. Odpowiedź uzasadnij, uwzględniając
genotypy rodziców lub zapisując odpowiednią krzyżówkę genetyczną.
16.3. (0–1)
Zaznacz poprawne dokończenie poniższego zdania – wybierz odpowiedź spośród A–B
oraz odpowiedź spośród 1.–4.
Laktoza, obecna w ludzkim mleku, jest substancją
A.
regulacyjną,
a w wyniku jej hydrolizy
1.
galaktoza i maltoza.
2.
galaktoza i glukoza.
B.
odżywczą,
3.
fruktoza i glukoza.
4.
fruktoza i maltoza.
16.4. (0–1)
Wybierz i podkreśl nazwę ludzkiego narządu układu pokarmowego, w którym jest
trawiona laktoza.
ślinianki
żołądek
wątroba
trzustka
jelito cienkie
16.5. (0–1)
Wyjaśnij, w jakim celu, w razie wystąpienia objawów nietolerancji laktozy u osoby
dorosłej, należy określić, czy ta nietolerancja ma podłoże genetyczne, czy też została
nabyta. W odpowiedzi odwołaj się do sposobu postępowania w zależności od podłoża
nietolerancji.
16.6. (0–2)
Wyjaśnij, dlaczego wrodzona nietolerancja laktozy jest uznawana za chorobę,
a nietolerancja pierwotna – za wariant normy. W odpowiedzi odnieś się do sposobu
odżywiania się człowieka na różnych etapach jego rozwoju.
Zdolność odczuwania zimna i ciepła to czucie termiczne, w którym uczestniczą receptory
temperatury zlokalizowane w skórze właściwej. Receptory ciepła są położone w głębszych
warstwach skóry i jest ich ok. 30 tysięcy. Receptory zimna, których jest ok. 150 tysięcy,
znajdują się w górnych warstwach skóry, blisko jej powierzchni. W sytuacji, w której
temperatura otoczenia i powierzchni skóry są jednakowe, nie są pobudzane żadne receptory
termiczne.
Na podstawie tekstu podaj dwie przyczyny, które powodują, że człowiek szybciej odczuwa
spadek temperatury otoczenia niż jej podwyższenie.
Polidaktylia jest wadą wrodzoną polegającą na obecności dodatkowego palca bądź palców.
Poniżej przedstawiono rodowód pewnej rodziny, w której ta wada jest uwarunkowana
genetycznie.
Na podstawie: E.W. Bauer, Humanbiologie, Heidelberg 1995
Spośród odpowiedzi A–C wybierz i zaznacz poprawne dokończenie poniższego zdania. Odpowiedź uzasadnij.
Na podstawie analizy przedstawionego rodowodu można wykluczyć, że polidaktylia
występująca w tej rodzinie jest efektem mutacji
Oceń, czy poniższe informacje dotyczące stałocieplności ptaków i ssaków są prawdziwe.
Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Stałocieplność ptaków i ssaków jest efektem pochodzenia od wspólnego przodka, który wykształcił mechanizmy regulujące temperaturę ciała.
P
F
2.
Utrzymanie stałej temperatury ciała jest kosztowne energetycznie, ale daje możliwość aktywności niezależnie od pory dnia.
P
F
3.
Zwierzęta stałocieplne utrzymują podczas hibernacji temperaturę ciała taką samą, jak podczas aktywności.
