Przeprowadzono test, który miał określić wpływ danego antybiotyku na pewien szczep bakterii. Uproszczony opis testu i jego wyników przedstawiono poniżej.
Z jednej komórki bakteryjnej wyhodowano kolonię bakterii oznaczoną na rysunku cyfrą 1. Z pojedynczych komórek bakterii pobranych z kolonii 1. wyhodowano trzy kolonie oznaczone cyfrą 2. Z pojedynczych bakterii pochodzących z kolonii 2. uzyskano dziewięć kolonii oznaczonych na rysunku cyfrą 3. Następnie bakterie każdej z tych kolonii poddano działaniu tego samego antybiotyku i w takim samym stężeniu. Bakterie wszystkich kolonii zginęły – z wyjątkiem kolonii 3H.
Określ prawdopodobną przyczynę uzyskania przedstawionych wyników. W odpowiedzi uwzględnij podłoże genetyczne tego zjawiska.
Cząsteczka insuliny składa się z dwóch różnych łańcuchów polipeptydowych – A i B. Występują w niej trzy mostki dwusiarczkowe stabilizujące strukturę cząsteczki: jeden w łańcuchu polipeptydowym A oraz dwa – łączące łańcuchy A i B. Początek sekwencji kodującej (znajdującej się na nici nieulegającej transkrypcji) genu kodującego jeden z łańcuchów polipeptydowych insuliny jest następujący:
5’ ATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTGCCCCTGCTGGCG ... 3’.
Podczas eksperymentu użyto czynnika mutagennego, który w dwu przypadkach wywołał delecje, tzn. transkrybowane mRNA było pozbawione fragmentu sekwencji składającego się z kolejnych nukleotydów. W wyniku translacji powstały łańcuchy polipeptydowe (1. i 2.) o innej sekwencji aminokwasów niż w łańcuchu prawidłowym.
I. przypadek – polipeptyd 1. powstał na podstawie delecji 4 nukleotydów (od 10 do 13 nukleotydu sekwencji kodującej włącznie)
II. przypadek – polipeptyd 2. powstał na podstawie delecji 9 nukleotydów (od 10 do 18 nukleotydu sekwencji kodującej włącznie).
19.1. (0–1)
Na podstawie tekstu uzasadnij, że cząsteczka insuliny ma strukturę III- i IV-rzędową.
Struktura III-rzędowa:
Struktura IV-rzędowa:
19.2. (0–1)
Określ, który polipeptyd (1. czy 2.) będzie miał bardziej zmienioną sekwencję aminokwasów w porównaniu z polipeptydem prawidłowym. Odpowiedź uzasadnij.
19.3. (0–1)
Podaj nazwę czwartego aminokwasu w sekwencji prawidłowego polipeptydu oraz nazwę czwartego aminokwasu w polipeptydzie 1. Przyjmij założenie, że w ich skład nie wchodzi aminokwas kodowany przez kodon START.
Polipeptyd prawidłowy:
Polipeptyd 1:
19.4. (0–1)
Określ, czy opisane mutacje mogły być spowodowane działaniem kolchicyny, która jest czynnikiem mutagennym blokującym wrzeciono kariokinetyczne. Odpowiedź uzasadnij.
Amylaza jest enzymem, który hydrolizuje skrobię do cukrów niskocząsteczkowych.
Przeprowadzono doświadczenie, w którym badano wpływ temperatury na aktywność
amylazy. W tym celu dokonywano pomiarów szybkości wytwarzania cukru redukującego
(niskocząsteczkowego) powstającego w wyniku enzymatycznej hydrolizy skrobi. Otrzymane
wyniki przedstawiono w tabeli.
Na podstawie: http://www.pharmainfo.net/articles/production-%CE%B1-amylase-agricultural-byproducts humicola-
lanuginosa-solid-state-fermentation; www.pg.gda.pl/chem/.../Instrukcja_amylaza.doc [dostęp: 09.12.2014].
a)
Na podstawie danych w tabeli narysuj wykres liniowy ilustrujący zależność aktywności amylazy od temperatury, mierzoną jako szybkość wytwarzania cukru redukującego w reakcji enzymatycznej hydrolizy skrobi.
b)
Na podstawie danych z tabeli podaj optymalną temperaturę dla reakcji enzymatycznej hydrolizy skrobi. Uzasadnij odpowiedź.
c)
Wyjaśnij, dlaczego w temperaturze 70°C nie zachodzi reakcja enzymatycznej hydrolizy skrobi.
Stadium larwalne występuje w rozwoju osobniczym zwierząt, które składają jaja o ilości żółtka niewystarczającej do pełnego rozwoju od zarodka do imago, czyli postaci dojrzałej płciowo. Jednym z czynników ograniczających wzrost roślinożernych owadów jest dostępność azotu zawartego w pokarmie roślinnym. Stwierdzono, że zawartość azotu w liściach babki lancetowatej spada, gdy zwiększa się zawartość CO2 w powietrzu.
Na wykresie przedstawiono wzrost larw motyla Junonia coenia żerujących na babce lancetowatej, rosnącej w warunkach normalnego i podwyższonego stężenia CO2 w powietrzu.
a)
Wyjaśnij, uwzględniając podane informacje, dlaczego przy różnym stężeniu CO2 w powietrzu masy ciała larwy Junonia coenia się różnią.
b)
Przedstaw rolę stadium larwalnego w cyklu rozwojowym owada.
Szczepionki DNA zawierają najczęściej koliste cząsteczki plazmidów, na których kodowane
są antygeny organizmów, przeciwko którym skierowana jest szczepionka. Dzięki promotorom
wirusowym informacja genetyczna zawarta na plazmidzie ulega ekspresji w komórkach
ludzkich i organizm może wytworzyć pamięć immunologiczną. Szczepionki DNA nie są
skuteczne, jeżeli zostaną zaprojektowane dla antygenów naturalnie zawierających reszty
cukrowe.
Na podstawie : J. Stojak, Ze szczepionką za pan brat, „Biologia w Szkole” nr 3., Warszawa 2013.
20.1. (0–1)
Określ, która z informacji przedstawia kolejne etapy prowadzące do wytworzenia odporności u człowieka przez szczepionki DNA.
DNA kodujące antygen → translacja → transkrypcja → antygen → różnicowanie
limfocytów T i B → komórki pamięci
DNA kodujące antygen → translacja → transkrypcja → przeciwciało → różnicowanie
limfocytów T i B → antygen
DNA kodujące antygen → transkrypcja → translacja → przeciwciało → wytwarzanie
limfocytów Th → antygen → komórki pamięci.
DNA kodujące antygen → transkrypcja → translacja → antygen → różnicowanie
limfocytów T i B → komórki pamięci.
20.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego szczepionki DNA nie są skuteczne, jeżeli są zaprojektowane dla antygenów naturalnie zawierających reszty cukrowe.
Parzydełkowce są wodnymi dwuwarstwowymi zwierzętami tkankowymi. Dorosłe postaci (polip i meduza) mają zróżnicowane rozmiary – od rozmiarów kilkumilimetrowych do kilkumetrowych. Zwierzęta te nie mają układu krwionośnego, wydalniczego ani oddechowego. Poniżej przedstawiono schemat budowy mikroskopowej fragmentu ściany ciała stułbi – przedstawiciela parzydełkowców.
a)
Określ, którą cyfrą – 1 czy 2 – oznaczono na schemacie epidermę (ektodermę). Odpowiedź uzasadnij.
b)
Podaj nazwy dwóch etapów trawienia pokarmu i określ ich lokalizację w organizmie parzydełkowców.
Nazwa etapu I: Lokalizacja:
Nazwa etapu II: Lokalizacja:
c)
Wyjaśnij, dlaczego parzydełkowce, nawet te o dużych rozmiarach ciała, nie mają narządów służących do wymiany gazowej.
Informacja 1.
Rośliny mięsożerne występują zwykle w siedliskach ubogich w składniki pokarmowe. Ich systemy korzeniowe są słabo wykształcone. W toku ewolucji mięsożerność pojawiała się wśród roślin kilkakrotnie, niezależnie od siebie. Są trzy odrębne rodziny roślin dzbankowatych, których przedstawiciele wykształcają „dzbanki”: Sarraceniaceae, rosnące w północnej i południowej Ameryce, Nepenthaceae w Azji oraz Cephalotaceae w Australii. Rodziny te nie są ze sobą blisko spokrewnione, ale wszystkie wykształcają, z fragmentu lub całego liścia, podobnie wyglądające pułapki w kształcie dzbanka. W dzbankach zbiera się woda deszczowa, w której, w najprostszym przypadku, złapane zwierzęta topią się i ulegają strawieniu z udziałem występujących w nich bakterii. Bardziej wymyślne dzbanki same wydzielają do wnętrza enzymy trawienne.
Na podstawie: A.J. Lack, D.E. Evans, Krótkie wykłady. Biologia roślin, Warszawa 2005.
Informacja 2.
Jeden z gatunków z rodziny Nepenthaceae – dzbanecznik dwuostrogowy (N. bicalcarata) jest kolonizowany przez mrówki z gatunku Camponotus schmitzi, które żywią się jego nektarem oraz owadami wpadającymi do dzbanków. Wyciągnięcie ofiary z dzbanka może trwać nawet do 12 godzin i w tym czasie mrówki zostawiają w dzbanku bogate w azot odchody. Zauważono, że wyławiane są głównie największe ofiary, a ich niezjedzone szczątki trafiają z powrotem do dzbanka. Rośliny pozbawione mrówek są skarlałe. Mrówki te gnieżdżą się wyłącznie na N. bicalcarata i tylko wyjątkowo są znajdowane na innych roślinach.
Na podstawie: encyklopedia.naukowy.pl
21.1. (0–1)
Uzupełnij tabelę – wpisz w każdym z jej wierszy właściwą nazwę zależności międzygatunkowych. Wybierz je z poniższych:
Na podstawie przedstawionych informacji określ, czy dzbankowate pułapki u opisanych roślin mięsożernych są przykładem konwergencji, czy – dywergencji. Odpowiedź uzasadnij.
21.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego dzbaneczniki dwuostrogowe żyjące bez mrówek mają mniejsze rozmiary ciała. W odpowiedzi uwzględnij informacje dotyczące warunków życia dzbaneczników.
W zależności od wpływu na rozkład cechy w populacji wyróżniamy trzy rodzaje doboru
naturalnego:
I. dobór stabilizujący
II. dobór kierunkowy
III. dobór różnicujący.
21.1. (0–1)
Przyporządkuj zamieszczone poniżej opisy rozkładów cech w populacjach (A–C) do rodzajów doboru (I–III), pod których presją były te populacje.
W populacji zięb zamieszkujących te same wyspy Galapagos, dotkniętych suszą, pojawiły
się zięby cienkodziobe i zięby grubodziobe odżywiające się odmiennym pokarmem.
Populacja trawy mietlicy rozłogowej staje się coraz bardziej odporna na szkodliwe
działanie miedzi wraz z upływem czasu, jaki upłynął od momentu skażenia środowiska.
Dane kopalne wskazują, że średnie rozmiary niedźwiedzia jaskiniowego w Europie
powiększały się w okresach zlodowaceń, a zmniejszały się w czasie cieplejszych okresów.
A.
B.
C.
21.2. (0–1)
Na podstawie opisu C, wykaż związek między zwiększeniem rozmiarów ciała niedźwiedzi jaskiniowych a ich adaptacją do niskiej temperatury otoczenia w okresach zlodowaceń.
Ureaza to enzym należący do hydrolaz. Katalizuje on reakcję hydrolitycznego rozkładu
mocznika. Występuje w bakteriach, drożdżach i niektórych roślinach wyższych.
Do doświadczenia badającego wpływ stężenia ureazy na szybkość reakcji użyto
0,1-molowego roztworu kwasu octowego, 1% roztworu mocznika, roztworu ureazy
i uniwersalnego wskaźnika pH, który zmienia barwę w zależności od środowiska (zasadowe –
niebieska, kwasowe – czerwona). Na początku doświadczenia roztwory we wszystkich
probówkach miały barwę czerwoną. Podczas doświadczenia w niektórych probówkach
zaobserwowano zmianę barwy roztworów.
Na rysunku przedstawiono sposób przygotowania doświadczenia.
Na podstawie: http://www.biology-resources.com/biology-experiments2.html [dostęp: 09.11.2014].
a)
Podaj nazwy produktów katalitycznej hydrolizy mocznika i podkreśl ten, który spowodował zaobserwowaną zmianę pH w niektórych próbkach.
b)
Podaj numer próbki, w której czerwona barwa roztworu najszybciej zmieniła się na niebieską i uzasadnij odpowiedź.
c)
Podaj numer probówki, która stanowi próbę kontrolną w doświadczeniu i uzasadnij odpowiedź.
d)
Określ, czy wzrost stężenia enzymu, przy stałym początkowym stężeniu substratu, będzie proporcjonalnie zwiększać natężenie zachodzenia reakcji. Uzasadnij odpowiedź.
e)
Wyjaśnij, na czym polega udział bakterii i grzybów produkujących ureazę w udostępnianiu roślinom związków azotowych.
Poliembrionia to forma rozmnażania bezpłciowego, polegająca na podziale zygoty lub zarodka, powstałych w wyniku rozmnażania płciowego, na kilka (dwa lub więcej) rozwijających się zarodków. Poliembrionia występuje również u ludzi.
Określ, który rodzaj bliźniąt powstaje w wyniku poliembrionii. Odpowiedź uzasadnij.
A. bliźnięta monozygotyczne (jednojajowe)
B. bliźnięta dizygotyczne (dwujajowe)
