Na schemacie, w sposób ogólny, przedstawiono mechanizm regulacji stężenia glukozy we krwi
człowieka.
13.1. (0–1)
Uzupełnij powyższy schemat tak, aby ilustrował zaburzenie homeostazy glukozowej,
które zostało spowodowane pominięciem posiłku. W tym celu spośród odpowiedzi
zamieszczonych w każdej ramce 1.–4. wybierz i zaznacz w kwadraciku znakiem X
odpowiedź właściwą.
13.2. (0–1)
Spośród procesów zachodzących w wątrobie (punkt 3. na schemacie) wybierz i zapisz
nazwę tego, który będzie stymulowany przez długotrwałą głodówkę.
Kwas foliowy (witamina z grupy B) jest niezbędny przy podziale komórkowym i dlatego
odgrywa szczególną rolę w tkankach, w których podziały komórkowe są intensywne. Pełni on
funkcję koenzymu w reakcjach przenoszenia grup jednowęglowych w procesie syntezy zasad
purynowych i pirymidynowych. Podczas tych reakcji kwas foliowy ulega utlenieniu,
a regenerowanie polega na ponownej jego redukcji. Antagonistą kwasu foliowego jest
metotreksat (MTX). Wiąże się on z centrum aktywnym enzymu odpowiedzialnego za reakcję
redukcji kwasu foliowego 10 000 razy silniej niż naturalny substrat. Metotreksat działa
swoiście na dzielące się komórki, głównie w fazie S cyklu komórkowego, i dlatego jest
stosowany w leczeniu wielu chorób nowotworowych. Ubocznym skutkiem opisanej
chemioterapii okazuje się wpływ leku na inne prawidłowo dzielące się komórki organizmu, np.
na niewyspecjalizowane komórki szpiku kostnego.
Na podstawie: J. Berg, J. Tymoczko, L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2009.
14.1. (0–1)
Zaznacz właściwe dokończenie zdania wybrane spośród A–B oraz jego poprawne uzasadnienie wybrane spośród 1.–3.
Po podaniu MTX zachodzi inhibicja
A.
kompetycyjna,
ponieważ
1.
metotreksat, podobnie jak kwas foliowy, pełni funkcję koenzymu w reakcjach redukcji grup jednowęglowych.
2.
metotreksat wiąże się z centrum aktywnym enzymu odpowiedzialnego za reakcję redukcji kwasu foliowego.
B.
niekompetycyjna,
3.
metotreksat zmienia kształt centrum aktywnego enzymu katalizującego redukcję kwasu foliowego, co jest przyczyną wypierania cząsteczek tego kwasu.
14.2. (0–1)
Określ, czy podczas leczenia pacjenta chemioterapią, z wykorzystaniem dużych dawek MTX, można odwrócić inhibicję reakcji redukcji kwasu foliowego za pomocą wysokiej dawki tego kwasu. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do właściwości metotreksatu.
14.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego metotreksat jest najbardziej toksyczny dla dzielących się komórek w fazie S cyklu komórkowego. W odpowiedzi uwzględnij rolę kwasu foliowego w procesie zachodzącym w tej fazie.
14.4. (0–1)
Podaj, dlaczego jednym ze skutków ubocznych stosowania małych dawek metotreksatu jest zahamowanie wytwarzania przeciwciał w organizmie. W odpowiedzi odnieś się do komórek układu odpornościowego.
Na schematach przedstawiono układ krwionośny dżdżownicy (I) i układ krwionośny ryby (II).
Uzupełnij tabelę, w której porównasz budowę obu układów przedstawionych
na schematach – wpisz właściwe określenia wybrane spośród podanych w nawiasach.
Prawidłowy produkt genu RB1, znajdującego się na 13 chromosomie, zapewnia właściwą
kontrolę podziałów komórkowych. Recesywna mutacja genu RB1 może prowadzić
do rozwinięcia się siatkówczaka – groźnego nowotworu siatkówki oka.
Zaobserwowano, że ok. połowa chorych dziedziczy tylko jeden zmutowany allel od rodzica,
a drugi pojawia się dopiero w czasie rozwoju zarodkowego. Stwierdzono, że przyczyną
pojawienia się drugiego recesywnego allelu może być zdarzający się błąd podczas podziału
mitotycznego. Skutkiem tego jest powstanie komórki zawierającej w danej parze
chromosomów homologicznych – trzy, a nie dwa chromosomy potomne. Zdarza się,
że dodatkowy chromosom jest w dalszych etapach rozwojowych gubiony i w ten sposób
powstają komórki o prawidłowej liczbie chromosomów. Proces przejścia od komórki
heterozygotycznej do homozygotycznej nazywany jest utratą heterozygotyczności.
Na schemacie przedstawiono etapy mitozy (A–D) podczas rozwoju zarodkowego kończące się
powstaniem siatkówczaka (E).
Uwaga: W celu uproszczenia, komórka macierzysta na schemacie zawiera tylko trzy pary
chromosomów homologicznych, z których jeden zawiera recesywny, zmutowany allel
(oznaczony kropką).
14.1. (0–1)
Podaj, na którym z etapów przemian A–E prowadzących do powstania siatkówczaka
nastąpiła utrata heterozygotyczności komórki, skutkująca rozwojem siatkówczaka.
14.2. (0–1)
Wybierz ze schematu ten etap mitozy A–D, w którym doszło do błędu w rozchodzeniu się
chromosomów, i określ, na czym ten błąd polega.
14.3. (0–1)
Na podstawie tekstu określ, w jakim przypadku dziecko rodziców, którzy są zdrowi, ale
jedno z nich jest nosicielem recesywnego allelu, może zachorować na siatkówczaka oka.
Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do genotypów rodziców i genotypu chorego dziecka.
14.4. (0–1)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące genetycznego podłoża powstania siatkówczaka
oka są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli stwierdzenie
jest fałszywe.
1.
Pojawienie się w populacji ludzkiej recesywnego allelu genu RB1 jest skutkiem mutacji chromosomowej.
P
F
2.
Allel warunkujący siatkówczaka oka nie jest sprzężony z płcią, ponieważ chromosom, na którym on się znajduje, jest autosomem.
P
F
3.
Rozwój siatkówczaka oka jest spowodowany trisomią 13. pary chromosomów autosomalnych, powstałą w rozwoju zarodkowym.
W cyklu życiowym roślin okrytonasiennych, gdy nasiona wraz z zawartymi w nich zarodkami
zostały już ukształtowane, następuje okres spoczynku, czyli stan zmniejszonej aktywności
metabolicznej nasion. Rozróżnia się: spoczynek względny i spoczynek bezwzględny nasion.
a)
Określ różnicę między spoczynkiem względnym i bezwzględnym nasion. W odpowiedzi uwzględnij oba rodzaje spoczynku, odnosząc się do właściwości nasion i czynników środowiskowych.
b)
Uzasadnij, że spoczynek nasion jest przejawem adaptacji rośliny okrytonasiennej do warunków środowiska.
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.
Mechanizm powstawania odruchów bezwarunkowych i warunkowych u człowieka jest taki
sam jak u innych ssaków. Na rysunku A przedstawiono schemat łuku odruchowego,
na rysunku B – przebieg i wyniki doświadczenia dotyczącego wykształcania odruchów
u psa.
a)
Na podstawie analizy rysunku A podaj nazwy neuronów, których ciała komórek oznaczono numerami 1 i 3.
1. 3.
b)
Na podstawie analizy rysunku B oceń, czy informacje dotyczące odruchów są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Odruch bezwarunkowy jest wyzwalany przez dowolny bodziec.
P
F
2.
W procesie wykształcania odruchu warunkowego bodziec warunkowy i bezwarunkowy muszą być skorelowane w czasie.
P
F
3.
W odruchu warunkowym bodziec pierwotnie obojętny ulega wzmocnieniu i staje się bodźcem wyzwalającym reakcję odruchową.
Geny organizmów eukariotycznych mogą być przechowywane w tzw. bibliotekach genów.
Wyróżnia się ich dwa rodzaje:
biblioteki genomowe – są otrzymywane przez wyizolowanie i oczyszczenie całego genomowego DNA danego organizmu, a następnie przez pocięcie go i umieszczenie w wektorach.
biblioteki cDNA – zbiór klonów komórek bakteryjnych, np. Escherichia coli, zawierający cDNA komplementarny do mRNA całego transkryptomu danego organizmu.
Podaj, którą z bibliotek genów organizmu eukariotycznego – genomową czy cDNA –
należy wykorzystać w celu uzyskania produktów białkowych w komórkach bakterii.
Odpowiedź uzasadnij.
