Arkusz maturalny
(1 pkt) Na schematach przedstawiono wzory dwóch związków czynnych biologicznie.
Podaj, który z tych związków (A czy B) to grupa hemowa hemoglobiny oraz określ funkcję hemoglobiny w organizmach.
(2 pkt) I. błona otaczająca komórkę, II. błony znajdujące się wewnątrz komórki.
Podaj po jednej funkcji błony I i błon II. I. .............................................................................................................................................. II. ..............................................................................................................................................
(2 pkt) U roślin wyższych śmierć niektórych komórek warunkuje powstanie funkcjonalnych systemów, mających istotne znaczenie w życiu rośliny. W prawidłowym rozwoju roślin takie zmiany zachodzą w końcowym etapie różnicowania się komórek i tkanek.
Podaj dwa przykłady tkanek roślinnych zbudowanych z komórek martwych. Określ rolę każdej z tych tkanek.
(2 pkt) Na schemacie przedstawiono lizosom. a) Wyjaśnij, na czym polega rola przedstawionego tu lizosomu w komórce zwierzęcej. b) Określ, jaki mechanizm utrzymuje niskie pH wewnątrz lizosomu.
(3 pkt) Wykonano badania dotyczące wpływu enzymów na energię aktywacji rozkładu różnych substancji. Okazało się, że energia aktywacji rozkładu 1 mola H2O2 bez udziału enzymu wynosi 75600 J, a z udziałem enzymu katalazy – 23100 J. Hydroliza 1 mola kazeiny bez udziału enzymu wymaga 86520 J, a w obecności enzymu trypsyny – 50400 J. a) Wyniki uzyskane w badaniach przedstaw w tabeli. b) Sformułuj wniosek wynikający z uzyskanych danych. 4
(1 pkt) Na schemacie przedstawiono mechanizm aktywacji pewnego enzymu przez białko modulatorowe – kalmodulinę, zależną od jonów wapnia. Na podstawie schematu opisz krótko mechanizm aktywacji enzymu zależnego od kalmoduliny.
(3 pkt) Na wykresach przedstawiono wpływ pH na aktywność trzech enzymów.
Uzupełnij poniższą tabelę, podając optymalne pH działania każdego z enzymów (I, II i III) oraz nazwy makrocząsteczek, które są trawione przez te enzymy w żołądku lub dwunastnicy człowieka. 5 Enzym Optymalne pH Nazwy makrocząsteczek I II III
(1 pkt) Na wykresach przedstawiono zależność asymilacji CO2 od temperatury u tej samej rośliny, przy silnym i słabym natężeniu światła. Ustal, czy przedstawione na wykresie dane dotyczą rośliny światłolubnej czy cieniolubnej. Swoją opinię uzasadnij jednym argumentem.
(2 pkt) Na schemacie przedstawiono pewien proces biochemiczny. a) Podaj pełną nazwę przedstawionego na schemacie procesu i określ jego znaczenie w życiu tych organizmów, które go przeprowadzają. b) Wyjaśnij znaczenie procesu regeneracji NAD+. 6
(2 pkt) Bakterie nitryfikacyjne (Nitrosomonas sp., Nitrobacter sp.) przeprowadzają chemosyntezę Nitrosomonas sp. 2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O + 661 kJ Nitrobacter sp. 2HNO2 + O2 → 2HNO3 + 176 kJ Część wydzielonej w tych reakcjach energii jest rozpraszana w postaci ciepła, a część jest dostępna dla bakterii w formie użytecznej chemicznie. a) Wyjaśnij, jaką rolę w drugim etapie chemosyntezy pełni energia użyteczna chemicznie, uzyskana przez te bakterie w etapie pierwszym. b) Określ znaczenie reakcji nitryfikacji dla roślin.
(1 pkt) Antybiotyki wykazują w stosunku do bakterii działanie bakteriobójcze lub bakteriostatyczne.
Wyjaśnij, co oznacza, że jakiś antybiotyk ma działanie bakteriostatyczne.
(1 pkt) Grzyby to organizmy cudzożywne. Ich strzępki potrafią pochłaniać tylko proste, łatwo przyswajalne substancje organiczne. Związki organiczne występują zwykle w środowisku w postaci związków wielkocząsteczkowych, które w tej postaci nie mogą być wprost przez grzyby pobierane.
Opisz sposób działania grzybów, dzięki któremu mogą one pobierać związki organiczne ze środowiska.
(1 pkt) 1. obustronnie korzystne, 2. korzystne tylko dla grzybów.
Podaj nazwy opisanych wyżej form współżycia. 7
(1 pkt) Poniżej opisano fragment cyklu rozwojowego przywry motylicy wątrobowej. Urzęsiona larwa (miracidium) wnika aktywnie do ciała ślimaka błotniarki moczarowej, gdzie przekształca się w workowatą sporocystę. Wewnątrz każdej sporocysty rozwijają się liczne, również workowate larwy – redie, a wewnątrz każdej redii rozwijają się liczne ruchliwe larwy – cerkarie. W każdym ślimaku z jednego miracidium może powstać kilkaset cerkarii. Cerkarie opuszczają ciało ślimaka i przekształcają się w otoczone osłonką, przymocowane do roślin nadwodnych stadia inwazyjne – metacerkarie, które razem z roślinami mogą zostać zjedzone przez bydło.
Wyjaśnij znaczenie, jakie ma dla tego pasożyta zwielokrotnienie liczby larw w trakcie cyklu rozwojowego.
(1 pkt) W tabeli podano proporcje długości jelita w stosunku do długości ciała u różnych zwierząt.
Sformułuj wniosek o zależności między długością jelita w stosunku do długości ciała zwierzęcia, a rodzajem pobieranego przez to zwierzę pokarmu. Zwierzęta Proporcje Kuna 4:1 Pies 5:1 Szczur 9:1 Człowiek 10:1 Renifer 20:1 Owca 28:1
(1 pkt) Jednostką strukturalną i funkcjonalną układu nerwowego wszystkich zwierząt jest neuron. Neurony tworzą morfologicznie wyodrębnione szlaki, wzdłuż których odbywa się przekazywanie informacji w układzie nerwowym. Nośnikami informacji są impulsy elektryczne i neuroprzekaźniki (neurotransmitery).
Wyjaśnij rolę, jaką w realizacji funkcji neuronów odgrywają neuroprzekaźniki (neurotransmitery). 8
(2 pkt) Wyróżnia się dwa rodzaje odporności: wrodzoną (nieswoistą) i nabytą (swoistą). a) Podaj, w którym z tych rodzajów odporności następuje wytworzenie w organizmie pamięci o patogenie. b) Wśród podanych niżej sposobów obrony organizmu przed patogenami (A-D)
zaznacz ten, który jest odpowiedzią swoistą.
(2 pkt) Wśród zaburzeń w funkcjonowaniu układu odpornościowego można wyróżnić trzy grupy: I. niewydolność układu odpornościowego (niedobory immunologiczne), II. niewłaściwie skierowana reakcja (autoimmunoagresja), III. nadmierna aktywność układu odpornościowego (nadwrażliwość).
Podaj, do których z wymienionych grup zaburzeń (I-III) należą: a) alergie ........... , b) AIDS ............. .
(2 pkt) Działanie hormonów tarczycy (tyroksyny i trójjodotyroniny) polega na pobudzaniu aktywności metabolicznej tkanek ustroju, co wyraża się zwiększonym zużyciem tlenu, glukozy i tłuszczów na poziomie komórkowym. Pobudzają one również wchłanianie węglowodanów oraz regulują metabolizm cholesterolu. Pobudzają też kurczliwość włókien mięśniowych. Do lekarza zgłosiła się bardzo szczupła kobieta skarżąca się na utrzymującą się od dłuższego czasu podwyższoną temperaturę ciała, nerwowość, drżenie rąk, kołatanie serca. Podczas badania stwierdzono tętno ponad 100 uderzeń/min., podwyższone ciśnienie tętnicze, obniżony poziom cholesterolu we krwi, niskie stężenie TSH (tyreotropiny) oraz wysoki poziom hormonów tarczycy. a) Podaj, czy opisane objawy wskazują na niedoczynność tarczycy czy na nadczynność tarczycy. b) Wyjaśnij, dlaczego, w opisanym przypadku, we krwi występuje niskie stężenie tyreotropiny. 9
(2 pkt) Warunkami przerwania spoczynku względnego nasion, a następnie ich kiełkowania są: − odpowiednia wilgotność podłoża, − odpowiednia temperatura, − obecność tlenu.
Wyjaśnij, w jaki sposób dwa wybrane przez Ciebie, spośród wyżej wymienionych, czynniki wpływają na zapoczątkowanie kiełkowania nasion.
(1 pkt) Na rysunku przedstawiono wynik pewnego doświadczenia.
Sformułuj problem badawczy do tego doświadczenia. 10
(2 pkt) Uszkodzenia DNA polegające na zmianach pojedynczych par nukleotydów nazywamy mutacjami genowymi. Mutacje te są przypadkowe, a ich przyczyną są zazwyczaj nienaprawione błędy powstające podczas replikacji DNA lub działanie mutagenów. Skutki mutacji genowych zależą od rodzaju zmiany spowodowanej w sekwencji nukleotydów.
Podaj, jakie skutki mogą wywołać w organizmie mutacje genowe, w wyniku których następuje zamiana jednego kodonu na inny (mutacja zmiany sensu), a) jeżeli nowy kodon jest kodonem stop i znajduje się w środku kodowanej sekwencji białka. b) jeżeli nowy kodon koduje inny aminokwas.
(2 pkt) Pewien heterozygotyczny mężczyzna pod względem cechy warunkowanej przez autosomalny allel A jest jednocześnie nosicielem recesywnego allelu b, znajdującego się w chromosomie X. a) Zapisz genotyp tego mężczyzny .................................... b) Zapisz wszystkie możliwe genotypy jego gamet .............................................................. oraz zaznacz poniżej (A, B, C lub D), jaki procent gamet tego mężczyzny będzie miało genotyp aXb.
(1 pkt) U człowieka mutacja w genie Rb zlokalizowanym w chromosomie 13 lub brak fragmentu chromosomu z tym genem może być przyczyną siatkówczaka – rzadkiego nowotworu złośliwego siatkówki oka.
Podaj, czy choroba ta jest sprzężona z płcią. Odpowiedź uzasadnij jednym argumentem. 11
(3 pkt) Na schematach przedstawiono biosyntezę białka w komórkach prokariotycznych (P) i eukariotycznych (E). P E Na podstawie schematów a) podaj, gdzie odbywa się transkrypcja i translacja w komórce prokariotycznej, a gdzie w komórce eukariotycznej. P ................................................................................................................................................... E ................................................................................................................................................... b) określ, czym różni się pierwotny transkrypt RNA Eukaryota od mRNA Prokaryota. c) wyjaśnij, na czym polega splicing RNA u Eukaryota. 12
(1 pkt) U myszy czarna barwa sierści (A) dominuje nad brązową (a). Skrzyżowano czarnego samca z brązową samicą i w F1 uzyskano 50% myszy czarnych i 50% myszy brązowych. Wśród podanych niżej genotypów rodzicielskich (A-D) zaznacz te, których potomstwo opisano w tekście zadania. Swój wybór uzasadnij zapisem krzyżówki genetycznej.
(2 pkt) Pewne bakterie mogą pobierać z podłoża tryptofan (Trp) lub, gdy w podłożu brak jest Trp, bakterie mogą go same syntetyzować. W komórkach tych bakterii występuje białko regulatorowe – represor Trp, które jest aktywne tylko po połączeniu się z tryptofanem. Aktywne białko represorowe wiąże się z promotorem operonu i hamuje transkrypcję genów kodujących enzymy potrzebne do syntezy tryptofanu. a) Opisz, w jaki sposób działa operon tryptofanowy u bakterii, gdy tryptofan nie występuje w podłożu. b) Wyjaśnij, jak na działanie operonu tryptofanowego wpłynie mutacja w genie kodującym białko represorowe, polegająca na tym, że represor bez połączenia z Trp będzie wiązał się z promotorem.
(2 pkt) Mutacje mogą powstawać zarówno w komórkach rozrodczych (1), jak i w komórkach somatycznych (2). a) Podaj, jakie mutacje (powstające w komórkach 1 czy 2) mają znaczenie w procesie ewolucji. Swój wybór uzasadnij jednym argumentem. b) Wyjaśnij związek między działaniem doboru naturalnego a utrwaleniem się korzystnej mutacji w populacji. 13
(2 pkt) W populacji ludzkiej dzięki trzem występującym w niej allelom grup krwi IA, IB, i0 powstają cztery fenotypy grup krwi A, B, AB i 0. U Aborygenów (rdzennej ludności Australii) występują tylko dwie grupy krwi – A i 0. Aborygeni pochodzą od małej grupy przodków, którzy przybyli do Australii około 40 tysięcy lat temu.
Określ dwie prawdopodobne przyczyny, które przesądziły o występowaniu tylko dwóch grup krwi wśród Aborygenów.
(1 pkt) Na wykresach A, B i C przedstawiono zmiany liczebności osobników w trzech populacjach. liczebności populacji uwarunkowany pojemnością środowiska. 14
(2 pkt) W biocenozach otwartych wód jezior kluczową rolę odgrywają ryby drapieżne. Na schemacie przedstawiono uproszczony łańcuch pokarmowy jeziora. plankton plankton ryby ryby roślinny zwierzęcy planktonożerne drapieżne Na podstawie analizy schematu wykaż związek między zmniejszeniem liczebności ryb drapieżnych w jeziorze (np. na skutek odławiania) a pogorszeniem warunków życia (brak/niedobory światła) roślin wodnych i towarzyszących im organizmów.
(2 pkt) 1. Niszczenie środowiska (np. zanieczyszczanie środowiska, wycinanie lasów, powstawanie obszarów nieużytków itp.) zachodzi na mniejszą skalę w krajach bogatych niż w krajach ubogich (rozwijających się). 2. W krajach rozwijających się ekosystemy naturalne niszczone są w coraz szybszym tempie. Uważa się, że różnice te mają swoje źródło w dynamice zmian liczby ludności w krajach bogatych i w krajach ubogich. Podając po jednym argumencie wyjaśnij, dlaczego niszczenie środowiska zachodzi na mniejszą skalę (wolniej) w krajach bogatych, a na większą skalę (jest szybsze) w krajach ubogich. Kraje bogate ................................................................................................................................. Kraje ubogie .................................................................................................................................
(2 pkt) Spośród poniższych stwierdzeń (A-E) wypisz oznaczenia literowe tych dwóch, z których jedno charakteryzuje konkurencję, a drugie komensalizm. A. Na sawannach afrykańskich hieny walczą o padlinę z sępami. B. Owady żyjące w ptasich gniazdach żywią się resztkami pokarmu gospodarzy. C. Szczupaki żywią się leszczami. D. Kleszcze odżywiają się krwią kręgowców. E. Bobry budując swoje żeremia i tamy zmieniają warunki wodne w biocenozach leśnych, stwarzając dla wielu gatunków roślin i zwierząt niekorzystne warunki życia. konkurencja ................. , komensalizm ................ . 15
(2 pkt) Technika dzielenia zarodków u ssaków polega na rozdzieleniu na pojedyncze blastomery zarodków 2–16 komórkowych. Następnie doprowadza się poszczególne blastomery do stadium moruli lub blastocysty i przenosi się uzyskane zarodki do macic matek zastępczych. W ten sposób można uzyskać większą liczbę zwierząt z jednego zapłodnionego jaja. a) Uzasadnij jednym argumentem, że dzielenie zarodków może być jedną z technik klonowania zwierząt. b) Podaj przykład praktycznego zastosowania tej techniki w zachowaniu różnorodności biologicznej.
(2 pkt) Zespół polskich naukowców bada gen kodujący czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego VEGF. Białko to bierze udział między innymi w tworzeniu naczyń krwionośnych (angiogenezie) poprzez stymulację podziałów komórek śródbłonka naczyniowego i ich migracji. Czynnikiem wzmagającym działanie VEGF jest niedotlenienie tkanek. VEGF reguluje zarówno angiogenezę a) fizjologiczną (gojenie się ran, możliwość leczenia miażdżycy naczyń krwionośnych), b) jak i patologiczną (zwiększenie liczby naczyń w okolicy guza nowotworowego, ułatwianie przerzutów nowotworów).
Podaj, w którym przypadku podanym wyżej (a czy b) można by wykorzystać miejscową terapię genową wspomagającą działanie VEGF, a w którym (a czy b) wprowadzić odpowiednie przeciwciała, które zapobiegną angiogenezie. Każdy z przypadków uzasadnij jednym argumentem. Przypadek a Przypadek b 16