Arkusz maturalny
Na schemacie przedstawiono fragment cząsteczki białka o strukturze III-rzędowej oraz warunkujące tę strukturę różne oddziaływania występujące pomiędzy łańcuchami bocznymi aminokwasów: wiązania chemiczne oparte na przyciąganiu elektrostatycznym (1), wiązania kowalencyjne (2), interakcje hydrofobowe (3) i oddziaływania jonowe (4).
Na podstawie: E.P. Salomon, L.R. Berg, D.W. Martin, Biologia, Warszawa 2014.
Podaj nazwy wiązań chemicznych stabilizujących III-rzędową strukturę białka, oznaczonych na schemacie numerami 1. i 2.
Na przykładzie enzymów białkowych wyjaśnij, w jaki sposób struktura przestrzenna białka warunkuje jego funkcję katalityczną. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm działania enzymów.
1. (wiązanie) wodorowe 2. mostek disiarczkowy / dwusiarczkowy / disulfidowy lub (wiązanie) disiarczkowe / disulfidowe Uwaga: Odpowiedź do uznania: 1. mostek wodorowy. Nie uznaje się odpowiedzi: 2. wiązanie kowalencyjne / kowalencyjne niespolaryzowane / mostek siarczkowy / siarkowe / siarczkowe / tiolowe / sulfonowe.
1 p. – za podanie dwóch właściwych nazw wiązań chemicznych. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
1 p. – za poprawne wyjaśnienie uwzględniające (1) odpowiednią konformację łańcucha lub centrum aktywne, (2) dopasowanie przestrzenne enzymu i substratu (specyficzność substratową enzymu), (3) obniżenie energii aktywacji reakcji lub zachodzenie określonej reakcji (specyficzność reakcji). 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Do utworzonego centrum aktywnego enzymu „pasują” określone substraty i zachodzi konkretna reakcja. • Odpowiednia struktura przestrzenna enzymu warunkuje specyficzność kompleksu enzym-substrat (E-S), co zapewnia powstanie konkretnego produktu. • Dzięki odpowiedniemu sfałdowaniu łańcucha polipeptydowego enzymy przyłączają w centrum aktywnym substraty na zasadzie dopasowania przestrzennego, dzięki czemu obniżona zostaje energia aktywacji reakcji. • W centrum aktywnym enzymu występują określone łańcuchy boczne aminokwasów z różnych odcinków peptydu, co warunkuje przyłączenie odpowiednich substratów i zachodzenie konkretnej reakcji, np. hydrolizy. Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się wyłącznie do dopasowania przestrzennego enzymu i substratu bez określenia, jakie ma to znaczenie dla mechanizmu działania enzymu, lub tłumaczących katalizę jedynie przyspieszaniem reakcji (tautologia).
Na rysunku A przedstawiono siewki gorczycy hodowane na świetle i w ciemności, a na wykresie B – wyniki doświadczenia, w którym badano wpływ światła na wzrost wydłużeniowy komórek hipokotyla (części podliścieniowej) tych siewek. W każdym z tych doświadczeń użyto po 100 siewek.
Na podstawie przedstawionych wyników doświadczenia sformułuj wniosek dotyczący wpływu światła na wzrost wydłużeniowy hipokotyla siewek gorczycy.
Określ, które stwierdzenia dotyczące wyników tego doświadczenia są prawdziwe.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Średnia długość hipokotyli siewek gorczycy rosnących w obecności światła była większa niż średnia długość hipokotyli siewek rosnących w ciemności. |
1 p. – za poprawnie sformułowany wniosek, dotyczący hamującego wpływu światła na wzrost wydłużeniowy hipokotyla siewek (gorczycy). 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Światło hamuje wzrost hipokotyla siewek gorczycy. • Światło ogranicza wzrost wydłużeniowy hipokotyla. • Światło spowalnia wzrost hipokotyla siewek. Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do braku światła; odpowiedzi, w których jedynie opisano wyniki doświadczenia; a także wniosków odnoszących się do intensywności światła. Przykłady odpowiedzi za 0 p. Brak światła powoduje znaczne wydłużenie hipokotyla. Przy dostępie do światła hipokotyl rośnie wolniej niż w ciemności. Hipokotyl siewek rosnących na świetle jest krótszy niż hipokotyl siewek rosnących w ciemności. Światło powoduje mały / mniejszy wzrost wydłużeniowy. Im mniej światła, tym dłuższy hipokotyl siewek.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Średnia długość hipokotyli siewek gorczycy rosnących w obecności światła była większa niż średnia długość hipokotyli siewek rosnących w ciemności. | ✓ |
Na uproszczonym schemacie przedstawiono przebieg fotosyntezy. Fazę jasną (zależną od światła) i fazę ciemną (niezależną od światła – cykl Calvina-Bensona) oddzielono przerywaną linią.
Oceń, czy poniższe informacje dotyczące procesu fotosyntezy są prawdziwe.
Odpowiedź P/F zachowano w układzie oryginalnego arkusza.
Określ, jaką funkcję pełnią cząsteczki chlorofilu znajdujące się w centrum reakcji fotosystemów.
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie. W fazie fotosyntezy zależnej od światła ATP może powstawać w drodze fotosyntetycznej fosforylacji cyklicznej lub niecyklicznej. Rozkład cząsteczki wody zachodzi podczas fosforylacji (cyklicznej / niecyklicznej). U roślin podczas fazy zależnej od światła mogą zachodzić (tylko procesy fosforylacji niecyklicznej / oba rodzaje fosforylacji). W cyklu Calvina-Bensona ATP nie jest zużywane podczas etapu (karboksylacji / regeneracji).
1. – P, 2. – F, 3. – P / F
1 p. – za poprawną ocenę wszystkich trzech informacji dotyczących procesu fotosyntezy. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
1 p. – za odpowiedź uwzględniającą przekazanie energii (świetlnej) na elektron lub emisję elektronu, lub przemianę energii świetlnej w chemiczną. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Te cząsteczki emitują elektrony pod wpływem energii przekazywanej z innych cząsteczek barwników. • W tych cząsteczkach energia świetlna jest przekształcana w energię chemiczną. • Cząsteczka chlorofilu w centrum reakcji przekazuje energię zebraną w pułapce fotonowej na elektron. • Wybijane z nich są elektrony. Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi: „Cząsteczki te pochłaniają energię i ulegają wzbudzeniu”, „Cząsteczki te są donorami elektronów”.
W fazie fotosyntezy zależnej od światła ATP może powstawać w drodze fotosyntetycznej fosforylacji cyklicznej lub niecyklicznej. Rozkład cząsteczki wody zachodzi podczas fosforylacji (cyklicznej / niecyklicznej). U roślin podczas fazy zależnej od światła mogą zachodzić (tylko procesy fosforylacji niecyklicznej / oba rodzaje fosforylacji). W cyklu Calvina ATP nie jest zużywane podczas etapu (karboksylacji / regeneracji).
1 p. – za podkreślenie właściwych określeń we wszystkich trzech nawiasach. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
Chwasty konkurują z roślinami uprawnymi o zasoby środowiska – światło, wodę i związki mineralne. Niektóre gatunki chwastów mogą również oddziaływać na określone gatunki roślin uprawnych przez wydzielanie specyficznych związków czynnych biologicznie, zwanych allelopatinami. Efekt działania tych substancji może być szkodliwy lub korzystny – występuje wówczas allelopatia ujemna lub dodatnia. Uczniowie przygotowali dwa zestawy doświadczalne – każdy składał się z 10 doniczek z ziemią ogrodową, a w każdej z nich wysiano po 10 nasion grochu jadalnego. Zestawy umieścili w tych samych warunkach oświetlenia i temperatury, a ziemię w doniczkach podlewali: • w zestawie nr 1 – wodą wodociągową, w której przez trzy dni moczone były świeże kłącza perzu, • w zestawie nr 2 – wodą wodociągową. Począwszy od trzeciego dnia co drugi dzień uczniowie sprawdzali, ile nasion grochu wykiełkowało w każdej doniczce w danym zestawie. Wyniki doświadczenia przedstawili w tabeli.
| Dzień obserwacji | Łączna liczba nasion grochu jadalnego, które wykiełkowały w zestawie | |
|---|---|---|
| nr 1 | nr 2 | |
| 3 | 22 | 52 |
| 5 | 42 | 74 |
| 7 | 71 | 88 |
| 9 | 88 | 89 |
Sformułuj problem badawczy przedstawionego doświadczenia.
Sformułuj wniosek na podstawie wyników doświadczenia.
1 p. – za poprawnie sformułowany problem badawczy uwzględniający oba badane gatunki, allelopatię i kiełkowanie nasion. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Czy w perzu znajdują się allelopatiny wpływające na kiełkowanie nasion grochu? • Wpływ substancji w wyciągu z perzu na dynamikę kiełkowania nasion grochu. • Wpływ wyciągu z perzu na zdolność kiełkowania nasion grochu. • Czy substancje wydzielane przez kłącza perzu wpływają na szybkość kiełkowania nasion grochu? • Czy perz działa allelopatycznie na kiełkowanie nasion grochu? Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi ogólnych, nieodnoszących się do badanego w doświadczeniu wpływu substancji wydzielanych przez kłącza perzu, np. „Wpływ perzu na kiełkowanie nasion grochu”, lub nieodnoszących się do obu gatunków roślin: perzu i grochu. Nie uznaje się problemów badawczych, które odwołują się jedynie do metodyki doświadczenia, np. „Czy podlewanie nasion grochu wodą, w której moczono kłącza perzu wpływa na ich kiełkowanie?” Nie uznaje się problemów badawczych zakładających, że allelopatiny występują w wyciągu z kłączy perzu, np. „Jak allelopatiny z kłączy perzu wpływają na szybkość kiełkowania nasion grochu?”, ponieważ dopiero za pomocą doświadczenia można to sprawdzić.
1 p. – za poprawnie sformułowany wniosek, dotyczący ujemnego allelopatycznego wpływu substancji zawartych w perzu na kiełkowanie nasion grochu lub na szybkość kiełkowania nasion grochu, lub stwierdzający brak wpływu tych substancji na zdolność kiełkowania nasion grochu. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • W kłączach perzu znajdują się substancje opóźniające kiełkowanie nasion grochu. • Perz wytwarza allelopatiny hamujące kiełkowanie nasion grochu. • Perz wykazuje allelopatię ujemną – zmniejsza szybkość kiełkowania nasion grochu. • Perz produkuje substancje wpływające szkodliwie na kiełkowanie nasion grochu. • Substancje wydzielane przez perz nie wpływają na zdolność kiełkowania nasion grochu. • Perz wykazuje allelopatię ujemną w stosunku do kiełkujących nasion grochu. Uwaga: Dopuszcza się nieuwzględnienie nazwy grochu pod warunkiem, że znajduje się ona w poprawnie sformułowanym problemie badawczym. Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się wyłącznie do różnej zdolności lub szybkości kiełkowania nasion grochu w badanych grupach, np. „W grupie pierwszej pod wpływem perzu wykiełkowało mniej nasion grochu”, a więc stanowiących jedynie opis wyników doświadczenia, lub wniosków zbyt ogólnych, np.: „Wyciąg z perzu wpływa na szybkość kiełkowania nasion grochu”, lub „Między perzem a grochem występuje allelopatia ujemna”.
Anabaena to rodzaj nitkowatych sinic. Większość komórek w nici tej sinicy przeprowadza fotosyntezę. W skład nici wchodzą także wyspecjalizowane komórki o grubych ścianach komórkowych, zwane heterocytami, asymilujące azot atmosferyczny. W heterocytach nie jest aktywny fotosystem II. Biologiczne wiązanie N2 w heterocytach zachodzi przy udziale złożonego układu enzymatycznego, w skład którego wchodzi nitrogenaza. Enzym ten katalizuje w warunkach beztlenowych reakcję wiązania azotu atmosferycznego, którą sumarycznie można przedstawić następująco: N2 + 16ATP + 8e- + 8H+ → 2NH3 + H2 + 16ADP +16Pi Międzykomórkowe połączenia między poszczególnymi komórkami nici pozwalają heterocytom pozyskiwać węglowodany i transportować do sąsiednich komórek produkty wiązania N2 w postaci glutaminy.
Wyjaśnij, dlaczego w heterocytach sinicy Anabaena nie może być aktywny fotosystem II. W odpowiedzi uwzględnij funkcję heterocytów oraz proces zachodzący w fotosystemie II.
Określ, czy reakcja wiązania azotu atmosferycznego zachodząca w heterocytach sinicy Anabaena ma charakter anaboliczny, czy – kataboliczny. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do jednej z cech tej klasy reakcji.
Wyjaśnij znaczenie połączeń między komórkami fotosyntetyzującymi a heterocytami u sinic Anabaena dla efektywnego zachodzenia fotosyntezy. W odpowiedzi uwzględnij procesy zachodzące w obu rodzajach komórek.
1 p. – za wyjaśnienie wskazujące na sprzeczność między warunkami beztlenowymi niezbędnymi do wiązania azotu atmosferycznego a wydzielaniem się tlenu w fotosystemie II. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Jeśli działałby fotosystem II, to wydzielałby się tlen, co zaburzałoby wiązanie azotu. • Asymilacja azotu atmosferycznego (w heterocytach) musi się odbywać w warunkach beztlenowych, a w działającym fotoukładzie II wydziela się tlen. • W heterocytach fotosystem II nie może być aktywny, ponieważ przeprowadza on fotolizę wody, a reakcje wiązania azotu atmosferycznego katalizowane przez nitrogenazę zachodzą wyłącznie w warunkach beztlenowych. • W fotoukładzie II zachodzi fotoliza wody, w której produkowany jest tlen zaburzający w heterocytach pracę nitrogenazy. Uwaga: Dopuszcza się określenie „heterocysty” zamiast „heterocyty”.
1 p. – za określenie anabolicznego charakteru przedstawionej reakcji wraz z prawidłowym uzasadnieniem odnoszącym się do wzrostu stopnia złożoności produktu względem substratu lub zapotrzebowania energetycznego. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Jest to reakcja syntezy, a zatem anaboliczna. • Jest to anabolizm – ze związków prostszych powstają związki bardziej złożone. • Jest to reakcja anaboliczna, ponieważ wymaga dostarczenia energii / ATP. Uwaga: Mimo że podczas tej reakcji wydziela się ciepło, dopuszcza się w odpowiedzi określenie „reakcja endoergiczna / endoenergetyczna”, ponieważ dla organizmu reakcja ta wymaga dużego nakładu energii w postaci ATP, potrzebnej do pokonania energii aktywacji reakcji. Nie uznaje się odpowiedzi dotyczących wyższego poziomu energetycznego produktów niż substratów, ponieważ w tym wypadku poziom energetyczny produktów jest niższy (podczas reakcji wydziela się ciepło, a w komórce nie dochodzi do zmian ciśnienia i objętości – nie jest wykonywana praca objętościowa, zatem energia układu zostaje obniżona).
Turkuć podjadek (Gryllotalpa gryllotalpa) jest owadem z rzędu prostoskrzydłych. Ryje w ziemi korytarze, którymi dociera do podziemnych części rośliny, będących jego głównym pokarmem. Na rysunku przedstawiono stadia rozwojowe turkucia podjadka.
Wymień dwie, widoczne na rysunku, cechy budowy morfologicznej turkucia świadczące o tym, że należy on do owadów, a nie – do innej grupy stawonogów.
Określ, jaki rodzaj przeobrażenia występuje w rozwoju turkucia podjadka. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do tych cech jego larw, które są widoczne na rysunku.
2 p. – za wskazanie właściwych dwóch, z trzech widocznych na rysunku, cech morfologicznych turkucia: trzech par odnóży tułowiowych, skrzydeł oraz ciała zbudowanego z trzech tagm. 1 p. – za wskazanie tylko jednej właściwej cechy turkucia widocznej na rysunku. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • 1. trzy pary odnóży krocznych 2. skrzydła • 1. ciało podzielone na głowę, tułów i odwłok 2. dwie pary skrzydeł • 1. sześć nóg 2. trzy tagmy Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi: „jedna para czułków”, ponieważ jest to także cecha wijów, oraz odpowiedzi „trzy pary odnóży” bez określenia ich funkcji (krocznej) lub położenia na tułowiu. Nie uznaje się określeń: „skrzydełka”, „nóżki”, „kończyny”.
1 p. – za określenie, że jest to przeobrażenie niezupełne, oraz uzasadnienie odnoszące się do podobieństwa budowy zewnętrznej larwy do imago. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Jest to rozwój z przeobrażeniem niezupełnym, ponieważ budowa larwy jest podobna do imago. • Przeobrażenie niezupełne, ponieważ larwy przypominają wyglądem postać dorosłą, ale są mniejsze. • Jest to hemimetabolia, ponieważ larwa przedstawiona na rysunku jest podobna do imago, ale nie ma skrzydeł. Uwaga: Dopuszcza się określenie: przeobrażenie niecałkowite, półprzeobrażenie. Nie uznaje się odpowiedzi: przeobrażenie niepełne, przeobrażenie częściowe, przeobrażenie pośrednie, przeobrażenie proste.
1 p. – za wskazanie cech budowy odnóży turkucia wskazujących jednoznacznie adaptację do kopania. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Odnóża pierwszej pary turkucia są duże i szerokie, co ułatwia kopanie tuneli w glebie. • Są masywne i mają kolce, co umożliwia turkuciowi drążenie korytarzy w ziemi. • Odnóża pierwszej pary turkucia są łopatkowate, co ułatwia rycie w podłożu. • Okazałe i spłaszczone odnóża grzebne pomagają w kopaniu tuneli. Uwaga: Uznaje się użycie określeń: „wyrostki”, „ząbki”, „haczyki”, „pazurki” zamiast „kolce”, oraz cechę „silne umięśnienie”. Nie uznaje się odpowiedzi „odnóża grzebne” bez odniesienia do ich cech budowy, ponieważ jest to jedynie wskazanie ich funkcji.
Na rysunku przedstawiono budowę skóry płazów, która u tych zwierząt pełni istotną funkcję w wymianie gazowej.
Na podstawie informacji przedstawionych na rysunku oceń, czy poniższe zdania opisujące budowę skóry płazów są prawdziwe.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Skórę płazów okrywa nabłonek jednowarstwowy. | ||
| 2 | Pory występujące w skórze płazów są ujściami gruczołów śluzowych. |
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Skórę płazów okrywa nabłonek jednowarstwowy. | ✓ | ✓ |
| 2 | Pory występujące w skórze płazów są ujściami gruczołów śluzowych. | ✓ |
Na zdjęciach A i B przedstawiono dwie różne tkanki łączne występujące w organizmie człowieka.
Rozpoznaj tkanki przedstawione na zdjęciach A i B – podaj ich nazwy. A. .................................................................. B. ............................................................
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące porównania tkanek oporowych są prawdziwe.
Odpowiedź P/F zachowano w układzie oryginalnego arkusza.
A. (tkanka) chrzęstna / chrzęstna szklista / chrząstka B. (tkanka) kostna / istota zbita tkanki kostnej / kostna zbita Uwaga: Nie uznaje się określenia wyłącznie „tkanka szklista” w odniesieniu do tkanki A oraz wyłącznie „tkanka zbita” lub „kość” do tkanki B.
1 p. – za podanie poprawnych nazw obu przedstawionych na zdjęciach tkanek oporowych. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
1. – F, 2. – F, 3. – P
1 p. – za poprawną ocenę wszystkich trzech stwierdzeń dotyczących porównania tkanek oporowych. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
Przekazywanie pobudzenia z jednej komórki nerwowej na drugą komórkę nerwową odbywa się przez synapsy. Ze względu na mechanizm działania można wyróżnić dwa typy synaps: chemiczne i elektryczne. W synapsie chemicznej pobudzenie przekazywane jest za pośrednictwem neuroprzekaźnika, natomiast w synapsie elektrycznej błony sąsiadujących neuronów leżą bardzo blisko siebie i są połączone kanałami (koneksonami), zbudowanymi ze specyficznego białka, umożliwiającymi przepływ jonów pomiędzy komórkami. Na rysunkach przedstawiono budowę i sposób działania synapsy chemicznej (A) i elektrycznej (B).
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące działania synaps są prawdziwe.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | W synapsie chemicznej pobudzenie przekazywane jest między neuronami tylko w jednym kierunku, a w elektrycznej – w obu kierunkach. | ||
| 2 | W synapsach elektrycznych przekazanie pobudzenia następuje znacznie szybciej niż w synapsach chemicznych. |
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | W synapsie chemicznej pobudzenie przekazywane jest między neuronami tylko w jednym kierunku, a w elektrycznej – w obu kierunkach. | ✓ | ✓ |
| 2 | W synapsach elektrycznych przekazanie pobudzenia następuje znacznie szybciej niż w synapsach chemicznych. | ✓ |
Na rysunku przedstawiono budowę serca człowieka oraz kierunek przepływu krwi w sercu.
Wybierz i zaznacz w tabeli poprawne dokończenie poniższego zdania: spośród A–D zaznacz nazwę zastawki oznaczonej na rysunku literą X oraz spośród 1.–4. zaznacz poprawny opis jej zamykania się. Literą X na rysunku zaznaczono
C 4
1 p. – za rozpoznanie zastawki półksiężycowatej pnia płucnego i wskazanie właściwej informacji dotyczącej jej zamykania się. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
Element układu krwionośnego Numer tętnice płucne 2 lewy przedsionek serca 5 prawa komora serca 1 żyły płucne 4 naczynia włosowate płuc 3
1 p. – za poprawne uporządkowanie wszystkich elementów układu krwionośnego. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
1 p. – za poprawne wyjaśnienie różnicy w grubości ścian komór serca odwołujące się do konieczności wytworzenia wyższego ciśnienia krwi w dużym obiegu krwi ze względu na większy opór naczyń w tym obiegu niż w obiegu małym. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Ściany lewej komory muszą wytwarzać wyższe ciśnienie krwi, bo jest ona z tej komory tłoczona do wszystkich narządów ciała, a nie tylko do płuc. • Ma grubsze ściany, ponieważ musi tłoczyć krew z większą siłą, gdyż w dużym obiegu krew jest transportowana na większą odległość niż w obiegu płucnym. • Lewa komora serca ma grubsze ściany, ponieważ musi generować wyższe ciśnienie krwi. Wynika to z tego, że w dużym obiegu krwi znajduje się dłuższa sieć naczyń krwionośnych, stawiająca większy opór niż krążenie w małym obiegu. Uwaga: Z odpowiedzi musi wynikać, że zdający rozumie, iż komora musi generować takie ciśnienie krwi, które przezwycięży opór naczyń. Odwołanie do relatywnie dużego oporu naczyń dużego krwiobiegu może być pośrednie np. poprzez wskazanie na większą długość naczyń lub większą liczbę narządów, do których krew jest transportowana, lub większą odległość, na którą krew jest tłoczona.
Wzór zębowy przedstawia liczbę zębów w pełnym uzębieniu danego ssaka oraz opisuje liczbę poszczególnych rodzajów zębów (kolejno: siekaczy, kłów, przedtrzonowych i trzonowych) w połowie łuku zębowego szczęki i żuchwy. W pełnym uzębieniu stałym człowieka występują 32 zęby, natomiast w uzębieniu mlecznym nie występują zęby przedtrzonowe oraz tzw. zęby mądrości, czyli ostatnie zęby trzonowe. Na rysunku przedstawiono rozmieszczenie zębów stałych w łuku zębowym żuchwy człowieka, a obok – wzór zębowy jego stałego uzębienia.
Na podstawie przedstawionych informacji zapisz poniżej wzór zębowy uzębienia mlecznego człowieka.
Wykaż związek budowy zębów trzonowych człowieka z ich funkcją. W odpowiedzi uwzględnij widoczne na rysunku dwie cechy budowy tych zębów.
= Dopuszcza się odpowiedź: =
1 p. – za zapisanie poprawnego wzoru uzębienia mlecznego uwzględniającego wszystkie rodzaje zębów i ich sumę. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
1 p. – za poprawne wykazanie związku budowy zębów trzonowych z ich funkcją związaną z rozcieraniem pokarmu, uwzględniające ich wielkość i ukształtowanie powierzchni. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Zęby trzonowe służą do rozcierania pokarmu, dlatego ich powierzchnia jest duża i ma wgłębienia, które to umożliwiają. • Zęby trzonowe służą do rozgniatania pokarmu, dlatego są masywne, a na powierzchni mają guzki. Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi, że zęby trzonowe są „płaskie” lub „spłaszczone”.
Spermatogeneza, czyli tworzenie i rozwój plemników, jest procesem przebiegającym w sposób ciągły przez całe dorosłe życie mężczyzny. Ostatnim etapem spermatogenezy jest spermiogeneza, w czasie której wykształca się m.in. akrosom – duży, spłaszczony pęcherzyk powstały z udziałem aparatu Golgiego, przemieszczający się na szczyt komórki. Na rysunku przedstawiono budowę plemnika człowieka.
Określ ploidalność jądra komórkowego plemnika oraz liczbę występujących w nim chromosomów autosomalnych, która jest charakterystyczna dla prawidłowej gamety męskiej człowieka.
Opisz rolę akrosomu w procesie zapłodnienia. W odpowiedzi uwzględnij jego zawartość.
Wykaż związek między funkcjonowaniem plemnika a obecnością licznych mitochondriów w jego wstawce.
Ploidalność jądra komórkowego: haploidalne / n Liczba autosomów: 22
1 p. – za poprawne określenie ploidalności plemnika (haploidalny) i określenie charakterystycznej dla niego liczby chromosomów autosomalnych (22). 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
1 p. – za poprawne opisanie roli akrosomu, uwzględniające rolę zawartych w nim enzymów w pokonaniu osłonek oocytu. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Z akrosomu uwalniane są enzymy, które trawią osłonkę wieńca promienistego i osłonkę przejrzystą oocytu, co umożliwia dotarcie plemnika do błony komórkowej oocytu. • W akrosomie znajdują się enzymy, które rozpuszczają osłony oocytu. • W akrosomie znajduje się np. hialuronidaza, która rozpuszcza wieniec promienisty i akrozyna, która rozpuszcza błonę żółtkową oocytu. Uwaga: Dopuszcza się użycie terminu „komórka jajowa” zamiast „oocyt” oraz „otoczka” zamiast „osłonka”. Nie uznaje się odpowiedzi z błędami merytorycznymi dotyczącymi oocytu, np. „Akrosom przebija ścianę komórki oocytu” lub „Enzymy zawarte w akrosomie trawią błonę komórkową oocytu”.
Przykładowe rozwiązania • Mitochondria dostarczają ATP koniecznego do poruszania się plemnika. • W mitochondriach wytwarzany jest ATP konieczny do poruszania wicią, dzięki której przemieszcza się plemnik. • Mitochondria dostarczają energii do poruszania wicią, która umożliwia przemieszczanie się plemnika w układzie rozrodczym kobiety i dotarcie do oocytu. Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi, w których zawarte jest stwierdzenie, że energia powstaje lub jest wytwarzana albo produkowana. Nie uznaje się odpowiedzi z błędami merytorycznymi, np. dotyczącymi zapłodnienia w macicy lub magazynowania energii w mitochondriach.
(0–1)
Wyjaśnij, dlaczego płodny mężczyzna mający chorobę genetyczną, która jest uwarunkowana mutacją w genie mitochondrialnym, nie przekaże allelu warunkującego tę chorobę swoim dzieciom.
1 p. – za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające jednorodzicielskie przekazywanie mitochondriów w trakcie zapłodnienia. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Mitochondria w zygocie pochodzą tylko z komórki jajowej, dlatego allele warunkujące daną chorobę przekazywane są wyłącznie w linii matecznej. • Plemnik, łącząc się z komórką jajową, przekazuje tylko jądro komórkowe, natomiast mitochondria, w których znajduje się DNA z genem warunkującym daną chorobę, nie przechodzą do zygoty. • U ludzi dziedziczenie mitochondriów jest jednorodzicielskie – do komórki jajowej nie wnikają mitochondria plemnika. • U człowieka w zygocie niszczone są mitochondria pochodzące z plemnika, dlatego mutacja w mtDNA pochodzącym od ojca nie zostanie przekazana potomstwu.
Zdrowym rodzicom urodziło się dziecko chore na fenyloketonurię – chorobę warunkowaną przez autosomalny allel recesywny (f).
Zaznacz poniżej właściwe określenia dotyczące genotypu tego dziecka (A–C) i genotypów jego rodziców (1.–3.) pod względem alleli genu warunkującego fenyloketonurię.
C 1
1 p. – za poprawne wskazanie genotypu dziecka i genotypów jego rodziców (C i 1). 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
2 p. – za poprawne obliczenie prawdopodobieństwa wynikającego z prawidłowo zapisanej krzyżówki genetycznej lub obliczeń. 1 p. – za poprawnie zapisanie krzyżówki genetycznej przy niewłaściwie obliczonym prawdopodobieństwie. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania I. (♀) F f (♂) F FF Ff f Ff ff Prawdopodobieństwo, że następne dziecko tych rodziców nie będzie chore na fenyloketonurię: 75%. II. Ff x Ff FF, Ff, Ff, ff Prawdopodobieństwo, że następne dziecko tych rodziców nie będzie chore na fenyloketonurię: 0,75. III. Prawdopodobieństwo urodzenia chorego dziecka: ½ x ½ = ¼ Prawdopodobieństwo urodzenia zdrowego dziecka: 1 – ¼ = ¾ Prawdopodobieństwo, że następne dziecko tych rodziców nie będzie chore na fenyloketonurię: ¾ . Uwaga: W przypadku, gdy zdający użyje innego oznaczenia literowego alleli genu, np. „A” i „a” i poda legendę, może otrzymać 2 p., jeżeli poprawnie rozwiąże i zinterpretuje krzyżówkę. Zastosowanie innych oznaczeń bez legendy z poprawnym rozwiązaniem krzyżówki i podaniem prawdopodobieństwa – oznacza przyznanie 1 p. Jeżeli zdający zapisze gen jako sprzężony z płcią – otrzymuje 0 p. za całe zadanie, pomimo wyniku 75% uzyskanego na podstawie krzyżówki.
Odpowiedź: Prawdopodobieństwo bycia nosicielem fenyloketonurii: 1,98% lub 2%, lub 0,0198, lub 0,02, lub 1/50, lub 99/5000. Uwaga: Gdy zdający nie wyciągnie pierwiastka z 1/10000, tylko traktuje tę wartość jako częstość allelu lub po uzyskaniu wartości 2pq wykonuje jeszcze dalsze obliczenia, świadczące o niezrozumieniu, że jest to częstość nosicieli – jest to błąd metody, a nie błąd rachunkowy.
U ptaków dziedziczenie płci jest odmienne niż u ssaków. Płeć męska jest homogametyczna (chromosomy płci samca oznacza się ZZ), natomiast samice są heterogametyczne (ZW). U kury domowej na chromosomie Z występuje gen, który odpowiada za rodzaj upierzenia – dominujący allel tego genu (B) powoduje okresowe hamowanie odkładania się czarnego pigmentu podczas wzrostu pióra, co skutkuje pojawianiem się jasnych oraz czarnych prążków na chorągiewce i daje upierzenie zwane jastrzębiatym (paskowanym), natomiast allel recesywny (b) warunkuje upierzenie jednolicie czarne. Skrzyżowano jastrzębiatego koguta z jednolicie czarną kurą i otrzymano potomstwo czarne i jastrzębiate.
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące dziedziczenia opisanej cechy kury domowej są prawdziwe.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Opisana cecha kury domowej jest sprzężona z płcią. | ||
| 2 | Jastrzębiate koguty zawsze są heterozygotami. |
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Opisana cecha kury domowej jest sprzężona z płcią. | ✓ | ✓ |
| 2 | Jastrzębiate koguty zawsze są heterozygotami. | ✓ |
Chromosom Filadelfia to charakterystyczny chromosom, powstający w wyniku mutacji, na skutek której gen BCR, znajdujący się na chromosomie 22, został połączony z genem Abl, przeniesionym z chromosomu 9. Gen Abl koduje enzym kinazę tyrozynową, która jest odpowiedzialna za różnicowanie, podział komórki i jej odpowiedź na uszkodzenia. W prawidłowych warunkach ekspresja tego genu i produkcja kinazy tyrozynowej podlega w komórce ścisłej regulacji. Po połączeniu genu Abl z genem BCR powstaje gen BCR-Abl, ulegający ciągłej, niekontrolowanej ekspresji (staje się onkogenem) i wymykający się spod kontroli komórki, co skutkuje zwiększeniem tempa podziałów komórkowych, hamowaniem apoptozy i ograniczeniem możliwości naprawy DNA. Obecność chromosomu Filadelfia wykazano u 95 % chorych na przewlekłą białaczkę szpikową. Obecnie w leczeniu tej białaczki stosuje się lek, który blokuje działanie kinazy tyrozynowej. Jego podawanie prowadzi do zahamowania rozwoju nowotworu, nie doprowadza jednak do wyleczenia chorych. Na schemacie przedstawiono powstawanie chromosomu Filadelfia.
Zaznacz rodzaj mutacji, w wyniku której powstał chromosom Filadelfia.
D.
1 p. – za wskazanie właściwej nazwy rodzaju mutacji chromosomowej, w wyniku której powstał chromosom Filadelfia. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Chromosom Filadelfia jest onkogenem. | ✓ | ✓ |
(0–1)
Uporządkuj etapy procesu prowadzącego do otrzymania transgenicznej kukurydzy wytwarzającej prowitaminę A. Wpisz w tabelę numery 2–6.
| Etapy procesu | Kolejność |
|---|---|
| Gen kodujący prowitaminę A wstawiono do plazmidu bakterii. | |
| Plazmid przecięto enzymami restrykcyjnymi. | |
| Z komórki bakterii Agrobacterium tumefaciens wyizolowano plazmid. | 1 |
| Wyhodowano kukurydzę, która syntetyzuje prowitaminę A. | |
| Zmodyfikowany plazmid wprowadzono do komórki bakterii. |
Kolejność: 3, 2, 1, 6, 4, 5
1 p. – za poprawne podanie kolejności etapów przedstawionego procesu. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
(0–1) U zachodnich wybrzeży Ameryki Północnej w biocenozach strefy pływów występuje rozgwiazda Pisaster ochraceus, żywiąca się małżami, głównie – omułkami z dominującego tam gatunku Mytilus californianus. Pisaster ochraceus nie występuje licznie w biocenozie, ale wywiera na nią duży wpływ. Przez 10 lat badano wpływ występowania tego drapieżnika na różnorodność gatunkową biocenozy. Eksperyment prowadzono równolegle na poletkach, gdzie występowała naturalnie rozgwiazda Pisaster ochraceus, oraz na takich, z których usuwano osobniki tego gatunku. Na poletkach bez udziału rozgwiazdy omułki opanowały skały i wyeliminowały inne bezkręgowce oraz glony. Na wykresie zilustrowano wyniki eksperymentu.
1 p. – za prawidłowy wniosek odnoszący się do utrzymywania bogactwa gatunkowego biocenozy dzięki zmniejszeniu konkurencji międzygatunkowej w wyniku ograniczenia liczebności omułków. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Rozgwiazda Pisaster ochraceus przyczynia się do zwiększenia liczby gatunków bezkręgowców i glonów poprzez zmniejszenie liczebności populacji konkurujących z nimi omułków. • Rozgwiazda ogranicza liczebność omułków, umożliwiając tym samym rozwój innych gatunków w tej biocenozie, które są wypierane przez omułki. • Rozgwiazda chroni bogactwo gatunkowe biocenozy poprzez zmniejszenie konkurencji międzygatunkowej w wyniku ograniczenia liczebności omułków. • Rozgwiazda Pisaster jest drapieżnikiem ograniczającym liczebność omułków, wypierających inne gatunki w tej biocenozie, dzięki czemu utrzymywane jest w niej bogactwo gatunkowe. Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi z odniesieniem wyłącznie do drapieżnictwa rozgwiazdy, w której pominięto wpływ omułków na inne gatunki w tej biocenozie.
Raflezje, czyli bukietnice, można spotkać tylko na terenach Azji południowo-wschodniej, w wilgotnych lasach równikowych, gdzie występują niezbędne dla ich rozwoju liany z rodzaju Tetrastigma. Przez raflezje wytwarzane są bezzieleniowe długie, nitkowate komórki (haustoria) przerastające tkanki lian – widoczne są jedynie ich duże kwiaty, wyrastające z ziemi u podnóża pni lian. Najbardziej znanym gatunkiem jest bukietnica Arnolda, wytwarzająca kwiaty, których średnica dochodzi prawie do 1 metra. Kwiaty te są rozdzielnopłciowe, mają pięć mięsistych płatków, o różnych odcieniach czerwieni, brązu i żółci, często pokrytych plamkami. Wyglądem przypominają gnijące mięso i wydzielają zapach towarzyszący jego rozkładowi. Cechy te powodują, że kwiatami interesują się muchy, ale w środku kwiatu owady te nie znajdują pokarmu, dlatego szybko go opuszczają, przenosząc pyłek na swoim ciele. Obecnie bukietnica Arnolda, podobnie jak inne gatunki tego rodzaju, jest zagrożona wyginięciem.
Zaznacz prawidłowe dokończenie zdania. Zależność między raflezjami a lianami to
B.
1 p. – za zaznaczenie właściwej nazwy zależności pomiędzy raflezjami i lianami. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
1 p. – za określenie, że nie jest to mutualizm, oraz prawidłowe uzasadnienie uwzględniające brak korzyści dla much. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Nie, ponieważ w zależności mutualistycznej korzyści powinny odnosić oba organizmy, a dla much nie jest ona korzystna. • Nie jest przykładem mutualizmu, ponieważ muchy nie znajdują w kwiatach pokarmu, a tym samym nie odnoszą żadnej korzyści. • Nie jest przykładem mutualizmu, ponieważ korzyści odnosi tylko raflezja. Uwaga: Nie uznaje się odniesienia wyłącznie do definicji mutualizmu np. „Nie, ponieważ nie jest to zależność obustronnie korzystna”. Zdający musi wykazać, że zależność nie jest obustronnie korzystna. Nie uznaje się odpowiedzi dotyczących komensalizmu.
1 p. – za wymienienie dwóch właściwych przystosowań kwiatów raflezji do zapylania przez muchy, czyli ich charakterystycznego wyglądu i zapachu. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • 1. Kolor kwiatów przypominający gnijące mięso. 2. Kwiaty cuchnące padliną. • 1. Zapach rozkładającego się białka. 2. Mięsiste płatki przypominające padlinę • 1. Upodobnienie się kwiatów kolorem do mięsa. 2. Wydzielanie przez kwiat zapachu padliny. Uwaga: Kolejność odpowiedzi nie ma znaczenia. Nie uznaje się zbyt ogólnych odpowiedzi dotyczących adaptacji do owadopylności: kolor, zapach, lepki pyłek, nieodnoszących się do zwabiania konkretnej grupy zapylaczy – much.
Grochodrzew (Robinia pseudoacacia), zaliczany w Polsce do gatunków inwazyjnych, jest drzewem z rodziny bobowatych. Do Europy został sprowadzony z Ameryki Północnej już w XVII wieku jako drzewo ozdobne. Z uwagi na niewielkie wymagania glebowe szybko rozprzestrzenił się z nasadzeń i często występuje w lasach oraz zaroślach. Grochodrzew wytwarza szeroki i silny system korzeniowy, co przyczynia się do wysuszania głębszych warstw gleby. Symbioza z bakteriami brodawkowymi powoduje, że ten gatunek wzbogaca warstwę powierzchniową gleby w azot. Ze względu na ciekawy pokrój, ozdobne kwiaty i liście oraz wytrzymałość na zanieczyszczenia powietrza grochodrzew jest gatunkiem pożądanym w parkach; wykorzystuje się go również do rekultywacji na terenach pogórniczych. Jednak w lasach, zwłaszcza na terenach chronionych, gatunek ten powinien być zwalczany.
Wyjaśnij, dlaczego grochodrzew stanowi zagrożenie dla składu gatunkowego zbiorowisk roślinnych w ekosystemach leśnych na terenach chronionych. W odpowiedzi uwzględnij wpływ tego gatunku na warunki glebowe.
Na podstawie tekstu wymień dwie cechy grochodrzewu decydujące o tym, że jest on wykorzystywany do rekultywacji gleb na terenach pogórniczych.
1 p. – za wyjaśnienie uwzględniające zmiany wilgotności lub żyzności gleby oraz tego skutki w postaci ustępowania gatunków leśnych, lub inwazji gatunków azotolubnych lub odpornych na przesuszenie gleby. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Robinia wysusza glebę oraz wzbogaca ją w azot – może to spowodować zanikanie gatunków charakterystycznych dla niektórych siedlisk leśnych. • Grochodrzew wpływa na zmiany w siedliskach leśnych poprzez zmianę stosunków wodnych, co może powodować zanikanie rzadkich gatunków leśnych. • Gatunek ten powoduje wzbogacanie gleby w azot, co może sprzyjać inwazji gatunków azotolubnych.
1 p. – za podanie dwóch odpowiednich, wymienionych w tekście, cech grochodrzewu decydujących o jego wykorzystaniu do rekultywacji gleb na terenach pogórniczych. 0 p – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • 1. Żyje w symbiozie z bakteriami brodawkowymi. 2. Ma szeroki i silny system korzeniowy. • 1. Jest wytrzymała na zanieczyszczenia powietrza. 2. Ma niewielkie wymagania glebowe. • 1. Wzbogaca glebę w azot. 2. Jest odporna na zanieczyszczenia powietrza. Uwaga: Kolejność odpowiedzi nie ma znaczenia, ale muszą to być dwie niezależne cechy.
Wszechstronne badania wykorzystujące zarówno dane paleontologiczne, jak i dane o sekwencjach DNA wykazały, że niektóre tradycyjnie uznawane grupy taksonomiczne nie są naturalne, ale sztuczne. Przykładowo kręgowce lądowe wywodzą się z ryb, ale nie są do nich zaliczane. Współczesne płazy są jedną gałęzią drzewa rodowego. Do płazów włącza się też pierwotne kręgowce lądowe będące zarówno przodkami współczesnych płazów, jak i owodniowców. Z kolei ostatni wspólny przodek gadów był też przodkiem ptaków. Rozróżnia się trzy rodzaje grup taksonomicznych: • monofiletyczne – obejmujące wspólnego przodka i wszystkich jego potomków • parafiletyczne – obejmujące ostatniego wspólnego przodka oraz niektórych jego potomków • polifiletyczne – niemające bliskiego wspólnego przodka (pochodzące od różnych bliskich przodków). Na schemacie przedstawiono pokrewieństwa ewolucyjne wybranych grup taksonomicznych (I–III).
Podaj oznaczenie cyfrowe grupy parafiletycznej, wybrane spośród I–III. Odpowiedź uzasadnij, wykorzystując oznaczenia organizmów podane na schemacie.
Na podstawie przedstawionych informacji oceń, czy poniższe stwierdzenia są prawdziwe.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Jeśli do płazów zaliczymy zarówno gatunki współczesne, jak i najstarsze kręgowce lądowe, a także wspólnego przodka płazów i owodniowców, to płazy są grupą monofiletyczną. |
1 p. – za wskazanie grupy III i wykazanie, że nie obejmuje ona wszystkich potomków wspólnego przodka D. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Grupą parafiletyczną jest grupa III, ponieważ obejmuje tylko część gatunków wywodzących się od wspólnego przodka D. • III, ponieważ należą do niej tylko gatunki 4 i 5, ale nie należy gatunek 6, wywodzący się także od ostatniego wspólnego przodka gatunków 4 i 5.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Jeśli do płazów zaliczymy zarówno gatunki współczesne, jak i najstarsze kręgowce lądowe, a także wspólnego przodka płazów i owodniowców, to płazy są grupą monofiletyczną. | ✓ | ✓ |
Większość ślimaków ma muszlę prawoskrętną, czyli o zwojach zgodnych z kierunkiem ruchu wskazówek zegara. Mutacja pojedynczego genu sprawia, że kierunek zwojów jest odwrotny. Lewoskrętny ślimak jest lustrzanym odbiciem prawoskrętnego i jego narządy rozrodcze znajdują się w położeniu uniemożliwiającym kopulację z prawoskrętnym partnerem, dlatego wydawałoby się, że lewoskrętne osobniki powinny po prostu wyginąć. Jednak wśród ślimaków z rodzaju Satsuma, którego różne gatunki żyją we wschodniej Azji oraz na Wyspach Japońskich i Tajwanie, tak często pojawiają się osobniki lewoskrętne, że znane są przypadki powstania nowych lewoskrętnych gatunków. Na przykład na Tajwanie występują dwa endemiczne gatunki: Satsuma bacca (lewoskrętny) i jego najbliższy krewny – prawoskrętny Satsuma batanica. Badania prowadzone przez zespół naukowców wykazały, że taka nietypowa budowa ślimaka ma swoje zalety. Filmowano w podczerwieni wyspecjalizowanego w polowaniu na ślimaki węża Pareas iwasakii, który używa specyficznie zbudowanych, asymetrycznych szczęk do wyciągania ciała ślimaka z muszli, i okazało się, że lewoskrętne ślimaki są dla tego węża trudne do wyciągnięcia – ponad 90% z nich przeżywało atak, podczas gdy wszystkie prawoskrętne zostały zjedzone.
Wyjaśnij, dlaczego w populacjach ślimaków z rodzaju Satsuma utrwala się mutacja powodująca lewoskrętność, mimo że utrudnia ona znalezienie partnera płciowego. W odpowiedzi uwzględnij działanie doboru naturalnego.
Wybierz i zaznacz w tabeli odpowiedź A albo B, która jest poprawnym dokończeniem poniższego zdania, oraz jej poprawne uzasadnienie spośród odpowiedzi 1.–3. Wyodrębnienie się nowego lewoskrętnego gatunku ślimaka Satsuma bacca jest przykładem specjacji
1 p. – za poprawne wyjaśnienie uwzględniające przewagę selekcyjną ślimaków lewoskrętnych: większe szanse przeżycia ataku drapieżnika przez osobniki lewoskrętne oraz wynikające z tego większe szanse na wydanie potomstwa. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Ślimaki lewoskrętne są rzadziej zjadane przez węże, a tym samym mają większe szanse pozostawienia po sobie potomstwa. • Dzięki doborowi naturalnemu mutacja powodująca lewoskrętność może utrwalać się w populacji, bo zwiększa szanse przeżycia i pozostawienia po sobie potomstwa przez ślimaki lewoskrętne, które są rzadziej zjadane przez węże. • Mimo, że ślimakom lewoskrętnym trudniej jest znaleźć partnera płciowego, to mają one większą szansę przeżycia, a tym samym pozostawienia potomstwa. Z tego powodu lewoskrętne ślimaki mogą być lepiej dostosowane od prawoskrętnych. • Mutacja ta utrwala się w populacji, ponieważ ślimaki lewoskrętne mają większą szansę przeżycia ataku drapieżnika, dlatego zwiększa się szansa na spotkanie lewoskrętnego partnera do rozmnażania.
B 2
1 p. – za znaczenie właściwego dokończenia zdania (B) i jego poprawnego uzasadnienia (2). 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
| 2 | Największy przyrost długości hipokotyli siewek gorczycy rosnących w ciemności nastąpił między drugim a szóstym dniem doświadczenia. |
| 3 | Tempo wydłużania się hipokotyli siewek gorczycy hodowanych w obecności światła wyraźnie zmieniało się w czasie. |
Oceń prawdziwość stwierdzenia: „Przyczyną różnicy średniej długości hipokotyli siewek hodowanych na świetle i w ciemności jest różna intensywność podziałów komórkowych zachodzących w tych hipokotylach”. Odpowiedź uzasadnij.
| ✓ |
| 2 | Największy przyrost długości hipokotyli siewek gorczycy rosnących w ciemności nastąpił między drugim a szóstym dniem doświadczenia. | ✓ | ✓ |
| 3 | Tempo wydłużania się hipokotyli siewek gorczycy hodowanych w obecności światła wyraźnie zmieniało się w czasie. | ✓ | ✓ |
1. – F, 2. – P, 3. – F
1 p. – za poprawną ocenę wszystkich trzech stwierdzeń dotyczących przedstawionego doświadczenia. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
1 p. – za określenie, że jest to stwierdzenie nieprawdziwe i poprawne uzasadnienie, odnoszące się do położenia merystemu wierzchołkowego ponad liścieniami, lub odniesienie się do podanej informacji o wzroście wydłużeniowym komórek hipokotyla, lub jego warunkowaniu przez auksyny. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Nie jest to prawda, ponieważ w części podliścieniowej łodygi nie ma merystemu. • Jest fałszywe, bo podziały komórkowe nie zachodzą w hipokotylu, ale miały miejsce w stożku wzrostu łodygi. • Nie, ponieważ wzrost elongacyjny tego odcinka zależy od obecności auksyn, a nie od podziałów komórkowych. • Nieprawdziwe, ponieważ wzrost na długość hipokotyli nastąpił dzięki wydłużaniu się ich komórek. Uwaga: Nie uznaje się uzasadnienia z odniesieniem do wzrostu zarodkowego hipokotyla, ponieważ stwierdzenie dotyczyło doświadczenia badającego wzrost siewek po zakończeniu kiełkowania.
Podaj nazwę związku oznaczonego na schemacie literą X oraz określ jego rolę w fazie niezależnej od światła.
Wyjaśnij, w jaki sposób stosowanie tzw. suchego lodu, czyli zestalonego dwutlenku węgla, przekłada się na zwiększony przyrost biomasy warzyw uprawianych w szklarniach. W odpowiedzi uwzględnij proces, w którym uczestniczy ten związek chemiczny.
Nazwa związku: rybulozobisfosforan / rybulozo-1,5-bisfosforan / 1,5-bisfosforybuloza / RuBP / RuDP / rybulozodifosforan. Rola w fazie niezależnej od światła: jest akceptorem CO2 / do tego związku jest przyłączany dwutlenek węgla / ulega karboksylacji / wiąże CO2 / asymilacja CO2.
1 p. – za podanie poprawnej nazwy wskazanego na schemacie związku i określenie, że w fazie niezależnej od światła jest akceptorem CO2. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.
1 p. – za wyjaśnienie uwzględniające przyczynę, czyli zwiększenie stężenia CO2 lub umieszczenie suchego lodu w szklarni i mechanizm, czyli wzrost intensywności fotosyntezy / asymilacji CO2 u roślin albo ograniczenie fotooddychania, które zmniejsza plon. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • W powietrzu będzie więcej dwutlenku węgla, a zatem fotosynteza będzie zachodziła z większą intensywnością. • Zwiększy to stężenie dwutlenku węgla w powietrzu w szklarni, co spowoduje wzrost wydajności fotosyntezy i wytworzenie większej ilości jej produktów. • Suchy lód umieszczony w szklarni ograniczy fotooddychanie, co zmniejszy straty, a tym samym zwiększy plon. Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi uwzględniającej jako jedyny skutek powstawanie wyłącznie białek.
1 p. – za wyjaśnienie uwzględniające wykorzystanie związanego w heterocytach azotu do syntezy konkretnych związków azotowych niezbędnych w procesie fotosyntezy, np. chlorofilu, białek enzymatycznych, nukleotydów. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Heterocyty wiążą azot, który inne komórki wykorzystują do syntezy aparatu fotosyntetycznego, np. enzymów. • Do komórek, w których zachodzi fotosynteza, transportowana jest powstająca w heterocytach glutamina, która jest źródłem azotu do syntezy chlorofilu. • Heterocyty dostarczają do fotosyntetyzujących komórek przyswojony azot konieczny do budowy białek, biorących udział w procesie fotosyntezy, np. enzymów, białek strukturalnych fotosystemów. • Azot wiązany przez heterocyty jest składnikiem NADP+, który bierze udział w cyklu Calvina. Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi, w których występuje stwierdzenie o obecności chloroplastów w komórkach sinic lub odnoszących się do transportu ADP z heterocytów do komórek fotosyntezujących.
Wykaż związek budowy pierwszej pary odnóży krocznych tego owada z trybem jego życia.
| 3 | Gruczoły śluzowe są wytworami naskórka. |
Wyjaśnij, w jaki sposób występujące w skórze płazów liczne gruczoły śluzowe i liczne naczynia krwionośne umożliwiają płazom sprawną wymianę gazową. 1. Gruczoły śluzowe: ................................................................................................................... 2. Naczynia krwionośne: ..............................................................................................................
| 3 | Gruczoły śluzowe są wytworami naskórka. | ✓ | ✓ |
1. – F, 2. – P, 3. – P
1 p. – za poprawną ocenę wszystkich trzech informacji opisujących budowę skóry płazów. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
2 p. – za poprawne wyjaśnienie, w jaki sposób oba elementy budowy skóry płazów umożliwiają wymianę gazową, uwzględniające w przypadku: gruczołów śluzowych – utrzymywanie wilgotnego naskórka zapewniającego wydajną dyfuzję tlenu lub obu gazów pomiędzy powietrzem a skórą; naczyń krwionośnych – zapewnienie wystarczająco dużej powierzchni w celu umożliwienia sprawnej dyfuzji gazów pomiędzy skórą a krwią lub zapewnienie przepływu krwi ułatwiającego odbiór tlenu i dostarczanie CO2. 1 p. – za poprawne wyjaśnienie, w jaki sposób tylko jeden z wymienionych elementów budowy skóry płazów umożliwia wymianę gazową. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • 1. Gruczoły śluzowe – w śluzie rozpuszcza się tlen, co ułatwia jego dyfuzję. 2. Naczynia krwionośne – krew transportuje dwutlenek węgla do skóry, a tlen transportuje – ze skóry. • 1. Gruczoły śluzowe – wytwarzany przez nie śluz utrzymuje wilgotność naskórka, co ułatwia dyfuzję tlenu z powietrza w głąb skóry. 2. Naczynia krwionośne – ich gęsta sieć zwiększa powierzchnię dyfuzji tlenu do krwi i CO2 z krwi, co zwiększa intensywność wymiany gazowej. • 1. Gruczoły śluzowe – wytwarzany przez nie śluz ułatwia przenikanie gazów przez skórę dzięki rozpuszczaniu się ich w wodzie. 2. Naczynia krwionośne – płynąca nimi krew odbiera tlen i oddaje dwutlenek węgla, co zwiększa intensywność wymiany gazowej. Uwaga: Uznaje się odpowiedzi odnoszące się do lokalizacji naczyń krwionośnych blisko powierzchni skóry, dzięki czemu droga dyfuzji gazów przez skórę jest krótsza. Nie uznaje się odniesienia wyłącznie do dwutlenku węgla z pominięciem tlenu jako gazu oddechowego.
| 3 | W obu rodzajach synaps wiązanie neuroprzekaźnika przez receptory błony postsynaptycznej wywołuje jej depolaryzację. |
Określ, jaki wpływ na przekazywanie pobudzenia będzie miał niedobór jonów wapnia w płynie międzykomórkowym otaczającym neuron. Odpowiedź uzasadnij, uwzględniając funkcję, jaką te jony pełnią w przekazywaniu sygnału.
Wyjaśnij, dlaczego w synapsach chemicznych cząsteczki neuroprzekaźnika po spełnieniu swojej funkcji są bardzo szybko usuwane ze szczeliny synaptycznej. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm depolaryzacji błony postsynaptycznej.
| ✓ |
| 3 | W obu rodzajach synaps wiązanie neuroprzekaźnika przez receptory błony postsynaptycznej wywołuje jej depolaryzację. | ✓ | ✓ |
1. – P, 2. – P, 3. – F
1 p. – za poprawną ocenę wszystkich trzech stwierdzeń dotyczących działania synaps. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
1 p. – za określenie, że niedobór jonów wapnia będzie hamował przekazywanie pobudzenia, oraz uzasadnienie odnoszące się do hamowania wydzielania neuroprzekaźnika. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Zahamuje impuls, ponieważ nie wydzieli się neuroprzekaźnik. • Niedobór jonów wapnia będzie hamował przekazywanie pobudzenia, ponieważ spowoduje hamowanie wydzielania neuroprzekaźnika, więc będzie słabiej pobudzana błona postsynaptyczna. • W tej sytuacji będzie słabsze pobudzanie pęcherzyków synaptycznych do migracji w kierunku błony presynaptycznej, co ograniczy wydzielanie neuromediatora i będzie hamować przekazanie pobudzenia. Uwaga: Nie uznaje się określeń „wapno”, „jony wapna”.
1 p. – za poprawne wyjaśnienie uwzględniające konieczność zamknięcia się kanałów jonowych otwieranych przez neuroprzekaźnik, aby mogło dojść do powrotu potencjału spoczynkowego błony postsynaptycznej. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Są usuwane, aby zamknęły się kanały jonowe, co umożliwi powrót potencjału spoczynkowego błony. • Neuroprzekaźniki muszą być usunięte, aby ustał przepływ jonów przez błonę, co umożliwia pompie sodowo-potasowej ponowne zgromadzenie jonów sodu na zewnątrz błony. • Potencjał spoczynkowy jest wynikiem różnicy stężeń jonów po obu stronach błony, a zatem nie może powstać, jeżeli kanały jonowe pozostają otwarte przez neuroprzekaźnik. • Usunięcie neuroprzekaźnika jest konieczne do zamknięcia kanałów jonowych, co warunkuje ustalenie różnicy stężeń jonów po obu stronach błony i przywrócenie jej pobudliwości. Uwaga: Odpowiedź „Usunięcie przekaźnika jest niezbędne dla repolaryzacji błony” jest niewystarczająca, ponieważ nie zawiera wymaganego odniesienia do mechanizmu depolaryzacji błony.
Uporządkuj elementy układu krwionośnego człowieka w kolejności, w jakiej przepływa przez nie krew w obiegu płucnym, zaczynając od prawej komory. Wpisz w tabeli numery 2–5.
| Element układu krwionośnego | Numer |
|---|---|
| tętnice płucne | |
| lewy przedsionek serca | |
| prawa komora serca | 1 |
| żyły płucne | |
| naczynia włosowate płuc |
Wyjaśnij, dlaczego ściany lewej komory serca człowieka są znacznie grubsze od ścian prawej komory. W odpowiedzi uwzględnij różnicę między dużym a małym obiegiem krwi.
Określ, jakie jest prawdopodobieństwo, że następne dziecko tych rodziców nie będzie chore na fenyloketonurię. Odpowiedź uzasadnij, zapisując odpowiednią krzyżówkę genetyczną lub obliczenia.
Korzystając z prawa Hardy’ego-Weinberga, oblicz prawdopodobieństwo, że losowo wybrana osoba jest nosicielem allelu fenyloketonurii, jeżeli częstość występowania tej choroby w danej populacji wynosi 1 na 10 000 urodzeń. Zapisz obliczenia.
2 p. – za poprawne obliczenie prawdopodobieństwa na podstawie wzoru Hardy’ego- -Weinberga. 1 p. – za właściwą metodę, wynikającą ze wzoru Hardy’ego-Weinberga (określenie częstości allelu warunkującego fenyloketonurię oraz zapis częstości heterozygot), ale błąd rachunkowy w obliczeniach lub niepoprawny zapis matematyczny. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązanie q2 = 1/10000 lub 0,0001 q = 1/100 lub 0,01 p = 1 – 0,01 = 0,99 2pq = 2 x 0,01 x 0,99 = 0, 0198 ≈ 0,02
| 3 | Samice nie mogą mieć upierzenia jastrzębiatego. |
Zapisz genotypy krzyżowanych osobników. Wykorzystaj oznaczenia literowe alleli i chromosomów podane w tekście.
Wykonaj odpowiednią krzyżówkę genetyczną (szachownicę Punnetta) i na jej podstawie
określ możliwe fenotypy potomstwa, uwzględniające upierzenie i płeć. Dla każdego z fenotypów określ prawdopodobieństwo, że z kolejnego jaja wykluje się ptak o określonych cechach. ♀ ♂
| 3 | Samice nie mogą mieć upierzenia jastrzębiatego. | ✓ | ✓ |
1. – P, 2. – F, 3. – F
1 p. – za właściwą ocenę wszystkich trzech stwierdzeń dotyczących opisanej cechy kury domowej. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
Genotyp samicy (kury): ZbW Genotyp samca (koguta): ZBZb Uwaga: Dopuszczalne zapisy: kura b/W i kogut B/b; kura ZWb(-) i kogut ZZBb 0 p. – za zapisy układów: ZWb i ZZBb (niejednoznaczna przynależność allelu b do chromosomu w przypadku kury oraz brak indeksu górnego przy zapisie alleli); ZbW i ZBZb (brak indeksu górnego przy zapisie alleli); ZbW i ZBZb (indeks dolny przy zapisie alleli). 0 p. – za genotypy z zapisem chromosomów X i Y zamiast Z i W.
1 p. – za poprawne zapisane genotypów osobników rodzicielskich. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
♀ ♀ Zb W b W ♂ ♂ ZBZb ZBW lub B/b B/W ZB B (jastrzębiate ♂) (jastrzębiate ♀) (jastrzębiate ♂) (jastrzębiate ♀) ZbZb ZbW b/b b/W Zb b (czarne ♂) (czarne ♀) (czarne ♂) (czarne ♀) Fenotypy potomstwa i ich stosunek: • jastrzębiate samice : jastrzębiate samce : czarne samice : czarne samce w stosunku 1:1:1:1. • 25% jastrzębiate kury, 25% jastrzębiate koguty, 25% czarne kury, 25% czarne koguty. • 1/4 jastrzębiate kury, 1/4 jastrzębiate koguty, 1/4 czarne kury, 1/4 czarne koguty. Uwaga: Zdający może otrzymać pełną punktację (2 p.) za poprawną krzyżówkę, jeżeli nie uzyskał punktów za użycie błędnych symboli w zapisie genotypów wymienionych w uwadze do zadania 15.2, pod warunkiem, że zapisy w obu zadaniach (15.2 i 15.3) są spójne, a krzyżówka i dalsza część zadania 15.3 rozwiązana jest poprawnie. Zdający może otrzymać maksymalną liczbę punktów, jeżeli w odpowiedzi zapisał jedynie stosunek liczbowy (1:1:1:1; wszystkie fenotypy w równej proporcji), ale w poprawnie wykonanej krzyżówce opisał fenotypy (płeć i kolor) przy wszystkich genotypach. Zdający otrzymuje tylko 1 p., jeżeli jako interpretację poprawnie wykonanej krzyżówki zapisał: 1 kogut jastrzębiaty, 1 kogut czarny, 1 samica jastrzębiata, 1 samica czarna (przepisanie tabeli w jednym wierszu zamiast określenia rozkładu). Nie uznaje się odpowiedzi, w której zdający określił rozkład 1:1:1:1 w oparciu o krzyżówkę nieuwzględniającą sprzężenia tej cechy z płcią (wymaga się poprawnego zapisu chromosomów i poprawnego zapisu alleli, tzn. samiec zawiera dwa homologiczne chromosomy mające opisany allel, a samica zawiera dwa różne chromosomy, z których tylko ten występujący u samca ma opisany allel).
2 p. – za właściwe określenie stosunku fenotypów w potomstwie na podstawie poprawnie wykonanej krzyżówki genetycznej. 1 p. – za niewłaściwe lub niepełne określenie stosunku fenotypów w potomstwie (np. podanie tylko stosunku 1:1:1:1), ale poprawnie wykonaną krzyżówkę genetyczną. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Chromosom Filadelfia jest onkogenem. | ||
| 2 | Wynikiem mutacji jest połączenie dwóch genów, które w normalnym układzie leżą na różnych chromosomach. | ||
| 3 | Skutkiem mutacji jest powstanie nieaktywnej kinazy tyrozynowej. |
Określ, czy przedstawiony sposób leczenia białaczki szpikowej spowodowanej opisaną mutacją można uznać za terapię genową. Odpowiedź uzasadnij.
| 2 | Wynikiem mutacji jest połączenie dwóch genów, które w normalnym układzie leżą na różnych chromosomach. | ✓ | ✓ |
| 3 | Skutkiem mutacji jest powstanie nieaktywnej kinazy tyrozynowej. | ✓ | ✓ |
1. – F, 2. – P, 3. – F
1 p. – za poprawną ocenę wszystkich trzech stwierdzeń dotyczących opisanej mutacji. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
1 p. – za określenie, że nie jest to terapia genowa i poprawne uzasadnienie, odnoszące się do braku modyfikacji DNA chorego i do hamowania aktywności enzymu. 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Nie, ponieważ działa na poziomie białka, a nie genu. • Nie jest to terapia genowa, ponieważ nie polega na zmianie w genach chorego, ale na blokowaniu aktywności enzymu. • To leczenie nie jest terapią genową, ponieważ nie polega na wprowadzaniu do organizmu właściwego genu lub blokowaniu ekspresji tego genu, ale na blokowaniu produktów jego ekspresji. Uwaga: Nie uznaje się uzasadnienia odnoszącego się wyłącznie do definicji terapii genowej (tautologia). Odpowiedź musi być skonstruowana w oparciu o przykład opisany we wstępie do zadania.
| Zainfekowano tkanki kukurydzy transgenicznymi bakteriami. |
Na podstawie tekstu wymień dwa przystosowania kwiatów raflezji do ich zapylania przez muchy.
Uzasadnij, że dla ochrony raflezji Arnolda konieczna jest ochrona także innych gatunków poprzez zachowanie całych ekosystemów lasów równikowych w południowo-wschodniej Azji.
1 p. – za poprawną odpowiedź uwzględniającą przynajmniej dwie obligatoryjne zależności międzygatunkowe w lesie równikowym, w tym jedną z bezpośrednim udziałem raflezji (bukietnic). 0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Do bytowania bukietnic konieczne są określone gatunki lian, na których pasożytuje, i owady, które je zapylają. • Ponieważ raflezje pasożytują na lianach, które występują tam, gdzie rosną drzewa.
| 2 | Wszystkie kręgowce lądowe są grupą parafiletyczną, ponieważ wywodzą się z ryb. |
| 3 | Gady nie są grupą monofiletyczną, ponieważ ich ostatni wspólny przodek był też przodkiem ptaków. |
| 2 | Wszystkie kręgowce lądowe są grupą parafiletyczną, ponieważ wywodzą się z ryb. | ✓ | ✓ |
| 3 | Gady nie są grupą monofiletyczną, ponieważ ich ostatni wspólny przodek był też przodkiem ptaków. | ✓ | ✓ |
1. – F, 2. – F, 3. – P
1 p. – za poprawną ocenę wszystkich trzech stwierdzeń dotyczących pokrewieństwa ewolucyjnego wybranych grup taksonomicznych. 0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.