DWMED

Podczas procesu powielania DNA doszło do mutacji w obrębie genu kodującego białko istotne dla przebiegu metabolizmu komórkowego.
Zamiast sekwencji CGA w nici kodującej (nieulegającej transkrypcji) DNA pojawiła się sekwencja CGC.

Uwaga. Aby rozwiązać zadanie, skorzystaj z Karty wybranych wzorów i stałych…

a) Wybierz spośród A–D poprawne wyjaśnienie mechanizmu zaistniałej mutacji. Odpowiedź uzasadnij, stosując pełne nazwy zasad azotowych występujących w budowie DNA.

Zmiana polegała na
A. zastąpieniu zasady pirymidynowej przez purynową.
B. zastąpieniu zasady purynowej przez pirymidynową.
C. zastąpieniu zasady purynowej przez inną purynową.
D. zastąpieniu zasady pirymidynowej przez inną pirymidynową.

Uzasadnienie:

b) Podaj kolejność nukleotydów w triplecie (kodonie) mRNA powstałego na drodze transkrypcji tego kodonu w DNA przed mutacją i po mutacji.

przed mutacją DNA:
po mutacji DNA:

c) Zaznacz właściwy opis konsekwencji (1, 2 lub 3) tej mutacji. Odpowiedź uzasadnij, korzystając z danych zawartych w tablicach.

Wskutek zaistniałej mutacji powstanie
1. białko o skróconym łańcuchu.
2. białko, w którym kolejność aminokwasów pozostanie niezmieniona.
3. białko o tej samej długości łańcucha i o zmienionej sekwencji aminokwasów.

Uzasadnienie:

Według teorii endosymbiotycznej mitochondria i chloroplasty to struktury półautonomiczne, które są potomkami dawnych bakterii. Wśród cech świadczących o ich endosymbiotycznym pochodzeniu wymienia się:
A. występowanie dwóch błon biologicznych otaczających te struktury
B. obecność materiału genetycznego we wnętrzu tych struktur
C. występowanie własnych rybosomów, umożliwiających syntezę białka
D. zdolność do podziałów niezależnie od podziału komórki.

Spośród wymienionych cech wybierz dwie, które są charakterystyczne wyłącznie dla struktur półautonomicznych i nie dotyczą innych organelli komórkowych: …. .

Motyl modraszek arion wyginął w Wielkiej Brytanii pod koniec lat siedemdziesiątych XX wieku. Do drastycznego spadku liczebności tego gatunku paradoksalnie przyczyniło się objęcie ochroną ostatnich miejsc jego występowania, jakimi były ciepłolubne zbiorowiska łąkowe, na których wypasano owce. Okazało się, że zaprzestanie wypasania owiec w utworzonych rezerwatach skutkowało ustępowaniem macierzanki – rośliny, na której samice modraszka składają jaja i którą żywią się początkowo gąsienice tego motyla, a także oznaczało brak sprzyjających warunków dla bytowania określonego gatunku mrówek, w których mrowiskach gąsienice modraszka spędzają większą część swojego życia i się przeobrażają.
Po kilkudziesięciu latach w Wielkiej Brytanii reintrodukowano modraszka ariona, przywróciwszy wcześniej wypas owiec na łąkach, które były siedliskiem tego motyla. Obecnie populacja tego gatunku nie jest już zagrożona.

Na podstawie: A. S. Pullin, Biologiczne podstawy ochrony przyrody, Warszawa 2005.

a) Wyjaśnij, dlaczego skuteczna ochrona modraszka ariona wymagała dobrego poznania jego niszy ekologicznej.


b) Podkreśl nazwy dwóch gatunków ssaków, które w Polsce udało się reintrodukować w ich naturalnym środowisku.

bóbr
dzik
jenot
tarpan
żubr

W 1928 roku brytyjski mikrobiolog Frederick Griffith przeprowadził doświadczenie, które uznano za bardzo ważne dla rozwoju genetyki, choć dopiero kilkanaście lat później wykazano, jaki związek chemiczny jest nośnikiem informacji genetycznej.
Bakterie wywołujące zapalenie płuc występują w dwóch formach: bakterie szczepu R (bezotoczkowe) wywołują chorobę o łagodnym przebiegu, natomiast bakterie szczepu S (otoczkowe) są wysoce zjadliwe – wywołują chorobę o ciężkim przebiegu, w przypadku
myszy zazwyczaj kończącą się śmiercią zwierzęcia.
Griffith stwierdził, że myszy laboratoryjne zakażone mieszaniną żywych bakterii szczepu R i martwych, zabitych działaniem wysokiej temperatury bakterii szczepu S, zapadają na ciężką formę zapalenia płuc; co więcej – z organizmów tych myszy można wyizolować żywe
bakterie otoczkowe. Zakażenie myszy samymi żywymi bakteriami szczepu R bądź podanie im jedynie martwych bakterii szczepu S nie powodowało ciężkiego zapalenia płuc.

Wpisz znak X w kolumnie „Wynikał” przy wniosku, który w czasie, gdy Griffith prowadził badania, wynikał z tego doświadczenia, i znak X w kolumnie „Nie wynikał” przy wniosku, który wówczas nie wynikał z opisanego doświadczenia.

Na początku XX wieku angielscy genetycy przeprowadzili krzyżówkę, dzięki której odkryto zjawisko sprzężenia genów. Skrzyżowali odmianę grochu cukrowego o kwiatach fioletowych i podłużnych ziarnach pyłku z odmianą o kwiatach czerwonych i okrągłych ziarnach pyłku.
W pokoleniu F1 uzyskali wyłącznie rośliny o kwiatach fioletowych i podłużnych ziarnach pyłku, co wskazywało na dominację allelu warunkującego fioletową barwę kwiatów i allelu warunkującego podłużny kształt ziaren pyłku. Jednak wynik krzyżówki roślin z pokolenia F1, uzyskany w pokoleniu F2, był różny od oczekiwanego, zgodnego z II prawem Mendla.

Wyniki krzyżówki podwójnych heterozygot z pokolenia F1 przedstawiono w tabeli.

a) Zapisz rodzaje fenotypów i ich stosunek liczbowy, który wystąpiłby w pokoleniu F2, gdyby geny warunkujące te cechy grochu nie były ze sobą sprzężone.

b) Odwołując się do genotypów krzyżowanych osobników, wyjaśnij, dlaczego obliczenie na podstawie przedstawionych wyników krzyżówki, że odległość między tymi genami wynosi 11,2 cM, oparte byłoby na błędnym założeniu.

c) Przyjmij założenie, że między allelami warunkującymi fioletowy kolor kwiatów i podłużny kształt ziaren pyłku istnieje sprzężenie całkowite (odległość bliska 0 cM). Zapisz krzyżówkę osobników z pokolenia F1 i na podstawie jej wyników określ rozkład fenotypów w pokoleniu F2.

Uwaga:
Do oznaczenia alleli użyj liter:
– A i a – dla alleli warunkujących barwę kwiatów
– B i b – dla alleli warunkujących kształt ziaren pyłku.

Krzyżówka:

Podczas prac w przydomowym ogródku jego właściciel zranił się w dłoń. Powstał skrzep i po kilku godzinach rozwinął się w tym miejscu odczyn zapalny. Po opatrzeniu rany lekarz podał pacjentowi dożylny zastrzyk surowicy przeciwtężcowej.

a) Podaj dwie podstawowe funkcje, jakie w organizmie człowieka spełnia proces krzepnięcia krwi.

1.
2.

b) Wyjaśnij, dlaczego w przedstawionej sytuacji lekarz podał surowicę przeciwtężcową i dlaczego surowicy tej nie podaje się doustnie.

c) W każdej parze podkreśl po jednym rodzaju odporności uzyskiwanej dzięki podaniu surowicy przeciwtężcowej.

swoista / nieswoista
czynna / bierna
naturalna / sztuczna

d) Określ, w jaki sposób można zabezpieczyć się w przyszłości przed rozwojem infekcji na skutek zarażenia się tężcem w podobnych przypadkach skaleczenia ciała. Odpowiedź uzasadnij.

Wentylacja płuc jest możliwa dzięki pracy przepony oraz mięśni międzyżebrowych. Mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne wspomagają aktywny wydech, natomiast zewnętrzne wspomagają wdech. Podczas wdechu objętość klatki piersiowej się zwiększa, co powoduje powstanie w niej podciśnienia i wciągnięcie powietrza do płuc.

a) Zaznacz poprawne dokończenie zdania opisującego działanie mięśni międzyżebrowych i przepony podczas wdechu.

Podczas wdechu
A. rozluźnia się przepona i rozluźniają się mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne.
B. kurczy się przepona i rozluźniają się mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne.
C. rozluźnia się przepona i kurczą się mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne.
D. kurczy się przepona i kurczą się mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne.

b) Zaznacz zdanie trafnie opisujące budowę i sposób działania przepony.

A. Zbudowana jest głównie z włókien tkanki mięśniowej poprzecznie prążkowanej, a jej skurcze zachodzą w zasadzie automatycznie, bez udziału świadomości i woli człowieka.
B. Zbudowana jest głównie z włókien tkanki mięśniowej gładkiej, a jej skurcze zachodzą w zasadzie automatycznie, bez udziału świadomości i woli człowieka.
C. Zbudowana jest głównie z włókien tkanki mięśniowej poprzecznie prążkowanej, a jej skurcze są regulowane zgodnie z wolą człowieka.
D. Zbudowana jest głównie z włókien tkanki mięśniowej gładkiej, a jej skurcze mogą być regulowane zależnie od woli człowieka.

Przekaźnik nerwowy – acetylocholina – jest rozpoznawany w błonach postsynaptycznych różnych tkanek przez odmienne receptory: nikotynowy i muskarynowy. Dzięki temu, przy wykorzystaniu tego samego przekaźnika, informacja przekazywana w synapsach może wywołać odmiennie efekty w różnych tkankach.

Na schematach przedstawiono wpływ acetylocholiny na błonę postsynaptyczną:
A. włókna mięśnia szkieletowego
B. komórki mięśnia sercowego.

a) Na podstawie schematu skonstruuj i wypełnij tabelę, w której porównasz mechanizmy otwierania kanałów jonowych zlokalizowanych w błonie włókna mięśnia szkieletowego i w błonie komórki mięśnia sercowego.

Uwaga: W porównaniu uwzględnij liczbę cząsteczek acetylocholiny niezbędnych do otwarcia każdego z kanałów, obecność lub brak białka G oraz rodzaj otwieranych kanałów.

b) Oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących wpływu acetylocholiny na błony postsynaptyczne włókna mięśnia szkieletowego i komórki mięśnia sercowego. Wpisz w tabeli znak X w polu P (prawda) lub w polu F (fałsz).

Cykliczne zmiany w jajnikach kobiety są regulowane przez hormony przysadkowe.

Wymień nazwy lub skróty literowe dwóch hormonów przysadkowych regulujących cykl jajnikowy kobiety i określ rolę każdego z nich w tym cyklu.

1.
2. 

Zarówno dojrzewanie komórek rozrodczych, jak i zachowania seksualne kręgowców, są kontrolowane przez układ nerwowy i hormonalny oraz regulowane w zależności od różnych czynników środowiska. Ze względu na wysoki koszt energetyczny rozrodu, ważnym czynnikiem środowiskowym, decydującym o sukcesie rozrodczym osobników, jest dostępność pokarmu. Niedożywienie blokuje przede wszystkim cykliczność funkcjonowania podwzgórza u samic, co wpływa na wydzielanie hormonów przysadkowych stymulujących cykl jajnikowy, czego konsekwencją jest zahamowanie rozrodu w okresach dłuższych niedoborów pokarmu w środowisku. Podobnie – u kobiet, które chorują na anoreksję, jednym z pierwszych objawów niedożywienia organizmu jest zatrzymanie cyklu menstruacyjnego.

Wyjaśnij, dlaczego zahamowanie rozrodu przy niedoborze pokarmu w środowisku sprawia, że przetrwanie danej populacji staje się łatwiejsze.

Cykle rozwojowe tasiemca nieuzbrojonego (Taenia saginata) i tasiemca uzbrojonego (Taenia solium) są podobne. W obydwu przypadkach dorosły pasożyt bytuje w jelicie cienkim człowieka, a zarażenie następuje poprzez zjedzenie mięsa z wągrami, jednak żywicielem pośrednim T. saginata jest krowa, a T. solium – świnia. Jedynie w przypadku T. solium, jeśli do organizmu człowieka drogą pokarmową dostaną się jaja tego tasiemca, może dojść do choroby zwanej wągrzycą, w której przebiegu powstają wągry w ciele człowieka.

a) Podaj jedną z możliwych przyczyn (niewynikających z cech tych tasiemców) tego, że w Polsce u ludzi znacznie częściej spotyka się przypadki zarażenia T. saginata niż T. solium, chociaż spożycie wołowiny jest niższe niż spożycie wieprzowiny.

b) Określ, jakim żywicielem tasiemca (ostatecznym czy pośrednim) staje się człowiek w przypadku spożycia jaj T. solium. Odpowiedź uzasadnij.

c) Wskaż element układu odpornościowego, który nie jest zaangażowany w zwalczanie tasiemców w organizmie człowieka, wraz z właściwym uzasadnieniem. Zaznacz odpowiednie oznaczenie liczbowe i literowe.

W zwalczaniu tasiemców w organizmie człowieka nie biorą udziału

Na schemacie przedstawiono mechanizm transportu asymilatów w roślinie.

a) Zaznacz grupę roślin, u których występuje mechanizm transportu asymilatów przedstawiony na schemacie. Odpowiedź uzasadnij.

A. mszaki
B. paprotniki
C. nagonasienne
D. okrytonasienne

Uzasadnienie:


b) Określ, co jest siłą napędową ruchu roztworu sacharozy w rurkach sitowych.


c) Uporządkuj poniższe stwierdzenia tak, aby prawidłowo przedstawiały kolejne etapy załadunku i rozładunku sacharozy w roślinie. W tym celu wpisz w pola tabeli brakujące oznaczenia cyfrowe.

1. Sacharoza nagromadzona w komórkach rurek sitowych obniża w nich potencjał wody.
2. Transport sacharozy z rurek sitowych do komórek akceptora, np. komórek miękiszowych korzenia.
3. Transport sacharozy z komórek przyrurkowych do rurek sitowych.
4. Wzrost potencjału wody w rurkach sitowych jest przyczyną przepływu wody do naczyń.
5. Zmniejszenie potencjału wody w rurkach sitowych skutkuje przepływem wody z naczyń.
6. Transport sacharozy z komórek miękiszu asymilacyjnego do komórek przyrurkowych.
7. Malejące stężenie sacharozy w rurkach sitowych skutkuje wzrostem potencjału wody.

Na rysunku przedstawiono pełny wzór strukturalny cząsteczki trehalozy, związku organicznego powszechnego w przyrodzie. Substancja ta topi się w temperaturze powyżej 200 ºC, znacznie słabiej niż sacharoza i glukoza rozpuszcza się w wodzie, i w dużo mniejszym stopniu od nich pochłania wodę (jest mniej higroskopijna).
Trehaloza pełni różnorodne funkcje w organizmach roślin i zwierząt. Jest materiałem zapasowym, chroni komórki przed zamarznięciem, stabilizuje strukturę białek, wchodzi w skład ściany komórkowej bakterii, grzybów i roślin, jest obecna w kutikuli oraz hemolimfie owadów. Zbadano, że poziom trehalozy w hemolimfie owadów rośnie po pierwszych przymrozkach.

a) Wśród podanych w nawiasach terminów podkreśl te, które trafnie uzupełniają poniższy tekst.

Trehalozę zaliczamy do (białek / węglowodanów / kwasów nukleinowych). Składa się ona z (heksoz / nukleotydów / aminokwasów) połączonych wiązaniem (wodorowym / peptydowym / glikozydowym). Pod względem struktury trehaloza jest (monomerem / dimerem / polimerem).

b) Wyjaśnij, dlaczego stężenie trehalozy w hemolimfie może być znacznie wyższe niż stężenie glukozy, bez istotnego wpływu na równowagę osmotyczną w organizmie owada.

c) Korzystając z tekstu, wyjaśnij, dlaczego stężenie trehalozy w hemolimfie badanych owadów wzrasta po obniżeniu się temperatury otoczenia poniżej 0 ºC.

Pewna hipotetyczna populacja zwierząt o pięcioletnim cyklu życiowym, rozmnażających się raz w roku, składa się z 1000 osobników obu płci, w różnych klasach wieku – co ukazuje tabela.

a) Narysuj diagram w postaci piramidy, ilustrujący wiekową i płciową strukturę tej populacji.

b) Podaj możliwą przyczynę nieproporcjonalnie małej liczebności drugiej klasy wieku tej populacji.

c) Korzystając z danych zamieszczonych w tabeli, oblicz wskaźnik śmiertelności (procent ubytku) tej populacji, jeżeli ubędzie z niej w tym roku cała najstarsza klasa wiekowa oraz po 40% każdej z niższych klas wiekowych.

d) Określ, w jakim kierunku (wzrost czy spadek) zmieni się zapewne w kolejnym roku wskaźnik rozrodczości tej populacji. Odpowiedź uzasadnij.

Poniżej przedstawiono fragment rodowodu obrazujący dziedziczenie pewnej cechy u ludzi.

a) Na podstawie analizy przedstawionego rodowodu określ i uzasadnij, czy allel warunkujący tę cechę jest dominujący czy recesywny.

b) Zaznacz właściwy zestaw genotypów rodziców z pokolenia II (spośród I–IV) i wartość prawdopodobieństwa (spośród A–D), że następne dziecko tych rodziców będzie wykazywało daną cechę.

Genotypy rodziców:
I. aa i aa
II. Aa i aa
III. AA i AA
IV. Aa i Aa

Prawdopodobieństwo wystąpienia tej cechy u kolejnego dziecka rodziców z pokolenia II:
A. 25%
B. 50%
C. 75%
D. 100%