DWMED

Układ oddechowy człowieka tworzą drogi oddechowe oraz płuca. Tchawica (rysunek A) stanowi odcinek dolnych dróg oddechowych. Pierścienie obecne w ścianie tchawicy mają kształt podkowiasty.
U owadów tlen do komórek ciała jest dostarczany przez układ tchawkowy. Tchawki (rysunek B) stanowią kanały powietrzne, których ścianę tworzy nabłonek będący przedłużeniem epidermy pokrywającej ciało owada. Ten nabłonek wytwarza pokrytą woskami kutykularną wyściółkę tchawki, w której można wyróżnić takie same warstwy jak w kutykuli tworzącej szkielet zewnętrzny owada. Na przekroju tchawki są widoczne pierścieniowe zgrubienia kutykuli.

1. Podaj nazwę białka stanowiącego główny składnik pierścieni tchawicy człowieka oraz nazwę polisacharydu stanowiącego główny składnik zgrubień kutykuli w tchawkach owadów.

Białko stanowiące główny składnik pierścieni tchawicy człowieka:

Polisacharyd stanowiący główny składnik zgrubień kutykuli w tchawkach owadów:

2. Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby zawierało informacje prawdziwe dotyczące budowy tchawicy człowieka. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

Tchawica człowieka rozpoczyna się bezpośrednio za (gardłem / krtanią), a na dolnym końcu dzieli się na (oskrzela główne / oskrzeliki).

3. Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych. W celu wzrokowej oceny w czasie rzeczywistym wyglądu błony śluzowej tchawicy wykonuje się

A. spirometrię.
B. RTG klatki piersiowej.
C. bronchoskopię.
D. gastroskopię.

Wątroba człowieka bierze udział w przemianach substancji wchłoniętych w przewodzie pokarmowym. Wątroba wytwarza dziennie około 1200 ml żółci, która jest następnie zagęszczana i magazynowana w pęcherzyku żółciowym. Enzymatyczny rozkład lipidów w przewodzie pokarmowym jest wspomagany przez żółć.

Na podstawie: red. J.O.E. Clark, The Human Body: A Comprehensive Guide to the Structure and Functions of the Human Body, Leicester 1989.

1. Uzupełnij poniższą tabelę tak, aby zawierała informacje prawdziwe dotyczące procesów zachodzących w wątrobie. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

2. Wyjaśnij, w jaki sposób żółć wspomaga enzymatyczny rozkład lipidów w przewodzie pokarmowym.

Amfisbeny (Amphisbaenia) to zwierzęta żyjące niemal wyłącznie pod powierzchnią ziemi w wydrążonych przez siebie tunelach. Podczas kopania tuneli amfisbeny posługują się głową. W toku ewolucji stopniowo utrwalały się zmiany w budowie czaszki, która u tych zwierząt jest obecnie bardzo silnie skostniała, co stanowi przystosowanie do drążenia tuneli.
Amfisbeny mają zazwyczaj długie, cienkie ciało, pokryte twardymi, suchymi, rogowymi łuskami i tarczkami wytwarzanymi przez naskórek, który jest okresowo zrzucany w formie wylinki. Łuski na tułowiu są prostokątne i układają się w pierścienie wokół ciała – segmenty.
Każdy z segmentów skóry zawiera charakterystyczny zespół mięśni umożliwiający skracanie lub wydłużanie danego segmentu.

Na zdjęciu przedstawiono żyjący w Europie gatunek amfisbeny – Blanus cinereus.

1. Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.

Amfisbeny należą do

2. Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Czaszki amfisben przystosowały się do drążenia tuneli w ziemi w wyniku

A. dryfu genetycznego.
B. efektu założyciela.
C. specjacji.
D. doboru naturalnego.

Skóra płazów uczestniczy w wymianie gazowej zarówno w dobrze natlenionej wodzie, jak i w wilgotnym powietrzu. Oddychanie skórne płazów odgrywa istotną rolę w wymianie gazowej tych zwierząt ze względu na niską efektywność wymiany gazowej w płucach.

Stężenie mocznika we krwi płazów jest dużo większe niż we krwi ssaków. Płazy nie piją wody, ale wchłaniają ją przez skórę.

1. Wyjaśnij, dlaczego wymiana gazowa w płucach płazów jest mniej efektywna niż w płucach ssaków. W odpowiedzi uwzględnij dwie różnice między wymienionymi gromadami: jedną w budowie płuc i jedną w mechanizmie ich wentylacji.

2. Określ, jakie znaczenie w pobieraniu wody przez płazy ma gromadzenie mocznika w ich płynach ustrojowych.

Liście jabłoni, podobnie jak innych drzew liściastych klimatu umiarkowanego, rozwijają się z pąków na wiosnę i są zrzucane dopiero jesienią. Naturalny proces zrzucania liści polega na rozwoju strefy odcinającej u podstawy ogonka liściowego.
Auksyny są hormonami roślinnymi produkowanymi m.in. przez wierzchołek wzrostu pędu oraz przez młode liście.
Postawiono następującą hipotezę: Rozwój strefy odcinającej liści jabłoni jest hamowany przez auksyny wytwarzane w młodych liściach.

Na poniższym rysunku przedstawiono przebieg doświadczenia przeprowadzonego w celu weryfikacji tej hipotezy. W doświadczeniu wykorzystano roczne pędy jabłoni z usuniętym wierzchołkiem wzrostu oraz naturalną auksynę – kwas indolilooctowy (IAA).

1. Na podstawie przedstawionych wyników badań sformułuj wniosek na temat wpływu auksyn produkowanych przez młode liście na rozwój strefy odcinającej liści jabłoni.

2. Przedstaw, na czym polega adaptacja w postaci zrzucania liści przed zimą u drzew liściastych klimatu umiarkowanego. W odpowiedzi uwzględnij dostępność wody dla tych roślin w okresie zimowym oraz rolę liści w gospodarce wodnej roślin.

Główną funkcją enzymu RuBisCO (karboksylaza/oksygenaza rybulozo–1,5–bisfosforanowa) jest przyłączanie dwutlenku węgla do rybulozo–1,5–bisfosforanu (RuBP) w cyklu Calvina. Jednak w wysokiej temperaturze i przy wysokim stężeniu O2 znacznie wzrasta aktywność RuBisCO polegająca na przyłączaniu tlenu do RuBP, co daje początek fotooddychaniu. Skutkiem tego procesu jest znaczne zmniejszenie wydajności wiązania CO2 przez roślinę.

U roślin rejonów tropikalnych i subtropikalnych przeprowadzających fotosyntezę typu C4 proces fotooddychania jest ograniczony. Jest to związane z dwustopniowym mechanizmem wiązania dwutlenku węgla. Pierwotna asymilacja CO2 z wytworzeniem szczawiooctanu zachodzi w komórkach mezofilu, natomiast włączanie CO2 do cyklu Calvina zachodzi w komórkach pochwy okołowiązkowej. U niektórych roślin C4 w komórkach pochwy okołowiązkowej nie ma fotosystemu II (PS II).

Na schemacie przedstawiono w uproszczeniu przebieg fazy fotosyntezy niezależnej od światła (fazy ciemnej) u roślin C4.

Uwaga: nie zachowano stechiometrii przedstawionych reakcji.

1. Podaj nazwy etapów cyklu Calvina oznaczonych na schemacie literami A, B i C.

A.
B.
C.

2. Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz odpowiedź 1., 2. albo 3.

Literą X na schemacie oznaczono

3. Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące fotosyntezy typu C4 są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

4. Wykaż związek między ograniczeniem procesu fotooddychania u roślin C4 a:

1. dwuetapowym mechanizmem wiązania dwutlenku węgla

2. brakiem PS II w komórkach pochew okołowiązkowych.

Aby sprawdzić wpływ intensywności oświetlenia na zawartość chlorofilu w liściach storczyka Phalaenopsis ‘Edessa’, przeprowadzono doświadczenie składające się z dwóch etapów opisanych poniżej.

• Etap 1. – dziesięć niekwitnących roślin uprawiano przez dwa miesiące w pomieszczeniu o stałej temperaturze 28 °C i wilgotności względnej 75%. Liście roślin były oświetlane przez 12 godzin dziennie światłem o intensywności 100 μmol fotonów m−2 s−1.

• Etap 2. – następnie rośliny podzielono na dwie grupy (LL i HL) liczące po pięć roślin. Przez 10 tygodni liście roślin były oświetlane przez 12 godzin dziennie:
– w grupie LL słabym światłem (intensywność oświetlenia 50 μmol fotonów m−2 s−1)
– w grupie HL silnym światłem (intensywność oświetlenia 200 μmol fotonów m−2 s−1).

W pierwszym dniu 1. tygodnia oraz w ostatnim dniu 4., 6. i 10. tygodnia trwania drugiego etapu doświadczenia pobrano próbki liści z obu grup roślin w celu określenia zawartości chlorofilu w przeliczeniu na powierzchnię liścia. Wyniki pomiarów przedstawiono na poniższych wykresach A–D.

1. Oceń, czy dokończenia poniższego zdania są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

W ostatnim dniu trwania drugiego etapu doświadczenia

2. Określ, w jakim celu w pierwszym etapie doświadczenia wszystkie rośliny były uprawiane w takich samych warunkach środowiskowych.

3. Określ, w jakim celu wykonano pomiary zawartości chlorofilu w pierwszym dniu trwania drugiego etapu doświadczenia.

Naprzemienność zapłodnienia i mejozy występuje u wszystkich eukariontów rozmnażających się płciowo, jednak cykle życiowe poszczególnych grup taksonomicznych mogą się znacznie różnić. Poniżej przedstawiono w uproszczony sposób przemianę pokoleń u roślin (A) oraz metagenezę u zwierząt – krążkopławów (B).

1. Uzupełnij schematy A i B – w każdym cyklu życiowym obok właściwej strzałki zaznacz symbolem „R!” etap, podczas którego zachodzi mejoza.

2. Wykaż, że mejoza jest niezbędna do zamknięcia cyklu życiowego eukariontów rozmnażających się płciowo.

Goryczka wiosenna (Gentiana verna) to niewielka roślina o bardzo dużych kwiatach w stosunku do całego organizmu. Kolor jej kwiatów jest intensywnie niebieski. W kwiecie znajdują się jeden okółek pręcików i słupek zbudowany z dwóch owocolistków. Goryczka wiosenna jest rośliną zapylaną przez owady – głównie motyle i trzmiele.

Poniżej przedstawiono zdjęcie goryczki wiosennej (I) oraz schemat budowy jej kwiatu w przekroju podłużnym (II).

1. Podaj nazwy elementów okwiatu goryczki wiosennej oznaczonych na rysunku literami A i B.

A. ……
B. ……

2. Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.

Goryczka wiosenna należy do (nagonasiennych / okrytonasiennych). W przemianie pokoleń goryczki wiosennej pokoleniem dominującym jest (gametofit / sporofit).

3. Wykaż, że produkcja barwnika w kwiatach jest korzystna dla goryczki wiosennej mimo kosztów energetycznych, związanych z syntezą tego barwnika.

Kolejnymi etapami oddychania tlenowego są: glikoliza, reakcja pomostowa, cykl Krebsa oraz łańcuch oddechowy.
Reakcję pomostową – oksydacyjną dekarboksylację pirogronianu do acetylo–CoA – katalizuje kompleks dehydrogenazy pirogronianowej, zawierający trzy enzymy: E1, E2 i E3.

Sumaryczna reakcja katalizowana przez ten kompleks w warunkach tlenowych jest następująca:
pirogronian + CoA–SH + NAD+ → acetylo–CoA + CO2 + NADH + H+

Na schemacie przedstawiono współdziałanie trzech enzymów wchodzących w składkompleksu dehydrogenazy pirogronianowej.

1. Uzupełnij tabelę – do każdego wymienionego typu reakcji zachodzącej podczas przekształcania pirogronianu do acetylo–CoA przyporządkuj odpowiednie oznaczenie enzymu (E1, E2 albo E3), który tę reakcję przeprowadza.

2. W której części komórki eukariotycznej znajduje się aktywny kompleks dehydrogenazy pirogronianowej? Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.

A.cytozol
B. macierz mitochondrialna
C. zewnętrzna błona mitochondrium
D. wewnętrzna błona mitochondrium
E. przestrzeń międzybłonowa w mitochondrium

3. Wykaż, że funkcjonowanie kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej jest konieczne do połączenia szlaku glikolizy z cyklem Krebsa.

4. Wykaż, że zmniejszenie aktywności kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej prowadzi do wzrostu stężenia mleczanu w komórce mięśnia szkieletowego.

O atomach dwóch pierwiastkach chemicznych X oraz Y wiadomo, że w stanie podstawowym:

– ich wszystkie elektrony walencyjne mają taką samą wartość głównej liczby kwantowej, a wartość maksymalna magnetycznej liczby kwantowej dla ich elektronów walencyjnych wynosi 1,

– pierwiastek X ma trzykrotnie więcej walencyjnych elektronów niesparowanych niż pierwiastek Y, ale pierwiastek Y ma trzykrotnie więcej walencyjnych elektronów sparowanych niż pierwiastek X,

– liczba orbitali opisujących elektrony sparowane pierwiastka X wynosi 6.

Stosując symbole podpowłok napisz konfigurację elektronową pierwiastka X w stanie podstawowym i określ wartość pobocznej liczby kwantowej elektronów niesparowanych.

O atomach dwóch pierwiastkach chemicznych X oraz Y wiadomo, że w stanie podstawowym:

– ich wszystkie elektrony walencyjne mają taką samą wartość głównej liczby kwantowej, a wartość maksymalna magnetycznej liczby kwantowej dla ich elektronów walencyjnych wynosi 1,

– pierwiastek X ma trzykrotnie więcej walencyjnych elektronów niesparowanych niż pierwiastek Y, ale pierwiastek Y ma trzykrotnie więcej walencyjnych elektronów sparowanych niż pierwiastek X,

– liczba orbitali opisujących elektrony sparowane pierwiastka X wynosi 6.

Spośród wodorków pierwiastków X oraz Y wybierz i napisz wzór sumaryczny tego związku chemicznego, którego cząsteczki nie mają budowy płaskiej oraz określ liczbę walencyjnych wolnych par elektronowych w cząsteczce drugiego z wodorków.

O atomach dwóch pierwiastkach chemicznych X oraz Y wiadomo, że w stanie podstawowym:

– ich wszystkie elektrony walencyjne mają taką samą wartość głównej liczby kwantowej, a wartość maksymalna magnetycznej liczby kwantowej dla ich elektronów walencyjnych wynosi 1,

– pierwiastek X ma trzykrotnie więcej walencyjnych elektronów niesparowanych niż pierwiastek Y, ale pierwiastek Y ma trzykrotnie więcej walencyjnych elektronów sparowanych niż pierwiastek X,

– liczba orbitali opisujących elektrony sparowane pierwiastka X wynosi 6.

Atomy pierwiastków X oraz Y budują związek chemiczny o wzorze XY₅. W gazowym stanie skupienia geometrię jego cząsteczki w teorii VSEPR przedstawia jeden z poniższych modeli.

Wybierz właściwy model opisujący budowę przestrzenną cząsteczki XY₅, a następnie oceń, czy ma ona budowę polarną.

O atomach dwóch pierwiastkach chemicznych X oraz Y wiadomo, że w stanie podstawowym:

– ich wszystkie elektrony walencyjne mają taką samą wartość głównej liczby kwantowej, a wartość maksymalna magnetycznej liczby kwantowej dla ich elektronów walencyjnych wynosi 1,

– pierwiastek X ma trzykrotnie więcej walencyjnych elektronów niesparowanych niż pierwiastek Y, ale pierwiastek Y ma trzykrotnie więcej walencyjnych elektronów sparowanych niż pierwiastek X,

– liczba orbitali opisujących elektrony sparowane pierwiastka X wynosi 6.

Atomy pierwiastków X oraz Y budują związek chemiczny o wzorze XY₅. W gazowym stanie skupienia geometrię jego cząsteczki w teorii VSEPR przedstawia jeden z poniższych modeli.

Podkreśl wyrażenia w nawiasach tak, aby powstały zdania prawdziwe.

Dawka pochłonięta promieniowania to energia zaabsorbowana przez próbkę wystawioną na działanie promieniowania, a jej jednostką jest grey (Gy). Stopień radiacyjnego uszkodzenia żywej tkanki zależy od typu promieniowania i rodzaju tkanki, dlatego w praktyce stosuje się tzw. równoważnik dawki (którego jednostką jest siwert, Sv), uwzględniający typ promieniowania, z którym związany jest współczynnik jakości promieniowania QF:

równoważnik dawki = QF ∙ dawka pochłonięta

Przyjmuje się wówczas, że wartość QF dla promieniowania β oraz γ wynosi około 1, a dla promieniowania α wartość QF jest bliska 20. Im równoważnik dawki przyjmuje większą wartość, tym poddana działaniu promieniowania przez określony czas żywa tkanka będzie mieć większe uszkodzenia. Przykładami naturalnych nuklidów promieniotwórczych są ²¹⁸Po oraz ²⁰⁸Tl, a okres półtrwania  każdego z nich wynosi około 3 minut. W wyniku rozpadu pierwszego z wymienionych powstają atomy ²¹⁴Pb, które ulegają kolejnej przemianie z utworzeniem izobaru zawierającego 83 elektrony. Z kolei z nuklidu ²⁰⁸Tl powstaje trwały izotop ołowiu zawierający 126 neutronów.

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018 oraz A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Przez 10 sekund pewne identyczne tkanki poddano działaniu promieniowania emitowanego w wyniku rozpadów początkowej liczby 9,03∙10²³ atomów każdego z nuklidów – ²¹⁸Po oraz ²⁰⁸Tl. W opisanym czasie promieniowanie emitowane podczas rozpadu nuklidów ²¹⁴Pb praktycznie nie miało wpływu na wynik doświadczenia.

Wskaż, która z próbek (²¹⁸Po czy ²⁰⁸Tl) w czasie pierwszych 10 sekund od momentu rozpoczęcia doświadczenia przyczyniła się do wyrządzenia większych uszkodzeń tkanki? Uzasadnij swój wybór.