DWMED

Bakterie Gram-dodatnie mają grubą ścianę komórkową. Bakterie Gram-ujemne mają stosunkowo niską zawartości mureiny w ścianie komórkowej, ale mają błonę zewnętrzną. Występują także bakterie zupełnie pozbawione ściany komórkowej, np. mykoplazmy. Antybiotyki β-laktamowe, do których zaliczamy m.in. penicyliny, cefalosporyny, karbapenemy oraz monobaktamy, działają przeciwbakteryjnie poprzez zahamowanie syntezy peptydoglikanu (mureiny).
Oporność na te związki może być związana z chemiczną modyfikacją białek wiążących penicylinę (PBP – ang. penicillin binding proteins) lub z produkcją β-laktamaz. Te enzymy uszkadzają pierścień laktamowy w cząsteczce antybiotyku, nieodwracalnie uniemożliwiając połączenie antybiotyku z enzymem katalizującym tworzenie mostków pomiędzy kolejnymi warstwami peptydoglikanu. Geny warunkujące syntezę β-laktamaz są zazwyczaj położone na plazmidach.

1. Wykaż, że antybiotyki β-laktamowe są nieskuteczne w leczeniu mykoplazmatycznego zapalenia płuc u ludzi.

2. Wyjaśnij, dlaczego antybiotyki β-laktamowe stosowane do leczenia infekcji u ludzi mają zwykle niewielki zakres działań niepożądanych. W odpowiedzi uwzględnij różnice w budowie komórek człowieka i komórek bakteryjnych oraz mechanizm działania antybiotyków β-laktamowych.

Początkowa faza wzrostu kolonii bakterii ma charakter wzrostu wykładniczego określonego wzorem:

1. Określ, które stwierdzenia dotyczące przedstawionego modelu wzrostu liczebności populacji są prawdziwe, a które – fałszywe.

2. Ile wynosi wartość oczekiwana liczby komórek bakteryjnych po upływie 6 godzin inkubacji, jeżeli komórki dzielą się średnio co 40 minut, a kolonia pochodzi od pojedynczej komórki?

A. 64
B. 128
C. 512
D. 1024

3. Który wzór pozwala obliczyć oczekiwany czas 𝒕 potrzebny do osiągnięcia liczebności 𝑵 przez
kolonię bakterii znajdującą się w fazie wzrostu wykładniczego?

W laboratorium mikrobiologicznym na pożywce agarowej Muellera – Hinton w szalkach Petriego wyhodowano szczep pałeczki ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa) wyizolowany z jamy ustnej pacjenta. Wykonano antybiogram metodą dyfuzyjno-krążkową, nanosząc na pożywkę z zawiesiną bakterii krążki antybiotyków o znanym stężeniu substancji czynnej. Krążki bibułyoznaczone literami A–E odpowiadają zastosowanym antybiotykom. Szalki Petriego zamknięto i poddano inkubacji w temperaturze ciała człowieka przez 48 godzin. Na poniższym schemacie przedstawiono wynik antybiogramu.

Określ, które stwierdzenia dotyczące interpretacji wyników opisanego doświadczenia są prawdziwe, a które – fałszywe.

Naczelne (Primates) to rząd gromady ssaków, który pojawił się 80–55 mln lat temu. Obecnie żyjący przedstawiciele naczelnych należą do dwóch podrzędów: podrząd niższe naczelne (Strepsirrhini) oraz podrząd wyższe naczelne (Haplorhini). Do wyższych naczelnych należą: wyrakokształtne (Tarsiiformes), małpy szerokonose (Platyrrhini), zwane też małpami Nowego Świata, oraz małpy wąskonose (Catarrhini). Do małp wąskonosych zaliczamy: małpy Starego Świata (Cercopithecoidea) występujące w Afryce i Azji oraz małpy człekokształtne (Hominoidea). Małpy szerokonose zamieszkują tropikalne obszary Ameryki Południowej i Amerykę Środkową. Od małp wąskonosych odróżnia je przede wszystkim obecność szerokiej przegrody nosowej i nozdrzy skierowanych do przodu. Małpy wąskonose mają wąską przegrodę nosową, a ich nozdrza są skierowane w dół.

Poniższe drzewo filogenetyczne przedstawia relacje pokrewieństwa w obrębie współcześnie żyjących grup naczelnych.

1. Określ, które stwierdzenia dotyczące taksonomii naczelnych są prawdziwe, a które – fałszywe.

2. Określ, które stwierdzenia dotyczące taksonomii naczelnych przedstawionych na poniższych fotografiach są prawdziwe, a które – fałszywe

Ptaki z gatunków darwinka mała (Geospiza fuliginosa) i darwinka czarna (Geospiza fortis) zamieszkują wyspy archipelagu Galapagos. Na niektórych wyspach występują osobno, a na innych współwystępują, zajmując podobną niszę ekologiczną i konkurując o nasiona będące ich pokarmem. Wielkość zjadanych nasion uzależniona jest od wysokości dzioba danego osobnika.
W wyniku nasilonej konkurencji międzygatunkowej może dochodzić do konkurencyjnego rozszczepienia cech osobników konkurujących gatunków. Poniższe histogramy przedstawiają rozkład cech każdego z tych gatunków w sytuacji, gdy każdy z nich występuje oddzielnie.

Który z poniższych wykresów przedstawia rozkład wysokości dziobów obu gatunków
ukształtowany w wyniku konkurencyjnego rozszczepienia cech?

Naukowcy postanowili po raz pierwszy zrekonstruować filogenezę pewnej rodziny roślin okrytonasiennych. W czasie planowania badań zaliczano do niej 8 gatunków, które na podstawie typu liści (pojedyncze lub złożone) oraz ich barwy (jasne lub ciemne) klasyfikowano w trzech rodzajach (A–C). Dodatkowo naukowcy uwzględnili w rekonstrukcji filogenezy dotychczas nieopisanego przedstawiciela tej rodziny (gatunek X), którego odkryli przy okazji badań terenowych.

Poniżej przedstawiono otrzymane przez naukowców drzewo filogenetyczne badanej rodziny.

1. Dokończ zdanie, wybierając odpowiedź A albo B oraz odpowiedź spośród 1.–3.

Zakładając, że ostatni wspólny przodek rodziny miał liście pojedyncze, to ich obecność w rodzaju A oraz u gatunku X stanowi najprawdopodobniej przykład ewolucyjnej

2. Stosując najbardziej oszczędne wytłumaczenie (minimalizujące liczbę zmian stanu cechy na drzewie), określ, ile razy w analizowanej rodzinie okrytonasiennych wyewoluowała jasna barwa liści. Przyjmij założenie, że ostatni wspólny przodek rodziny miał ciemne liście.

A. 1
B. 2
C. 3
D. 5

3. W jaki sposób naukowcy powinni opisać gatunek X, aby rodzaje należące do badanej rodziny pozostały monofiletyczne?

A. jako nowy gatunek w obrębie rodzaju A
B. jako nowy gatunek w obrębie rodzaju B
C. jako nowy gatunek w obrębie rodzaju C
D. jako nowy gatunek w obrębie nowego rodzaju

Kwas foliowy jest niezbędny do replikacji materiału genetycznego bakterii (jest konieczny do syntezy kwasów nukleinowych). Większość bakterii samodzielnie syntetyzuje ten związek, niektóre jednak gatunki nie mogą prowadzić tego procesu i są uzależnione od egzogennego kwasu foliowego.

Niezbędnym substratem do syntezy kwasu foliowego przez bakterie jest kwas p-aminobenzoesowy – PABA.
Sulfonamidy to chemioterapeutyki odkryte w pierwszej połowie XX wieku, które łączą się odwracalnie z centrum aktywnym enzymu odpowiedzialnego za przekształcanie PABA na szlaku reakcji syntezy kwasu foliowego.

Prokaina to lek znieczulający, który jest rozkładany przez cholinesterazę osoczową. Jednym z produktów rozkładu prokainy jest PABA, który jest wydalany przez nerki wraz z moczem.

1. Wyjaśnij, dlaczego nie zaleca się równoczesnego stosowania sulfonamidów i prokainy u pacjentów z infekcją bakteryjną.

2. Prędkość maksymalną reakcji enzymatycznej oznacza się symbolem Vmax, a stałą Michaelisa – symbolem Km.

Wybierz poprawne dokończenie zdania.

Sulfonamid jest w stosunku do enzymu przekształcającego PABA
A. inhibitorem kompetycyjnym, powodującym obniżenie wartości Km.
B. inhibitorem kompetycyjnym, powodującym podniesienie wartości Km.
C. regulatorem allosterycznym, nie wpływającym na Km i Vmax.
D. regulatorem allosterycznym, powodującym obniżenie wartości Km.

3. Określ, czy zastosowanie sulfonamidu w leczeniu infekcji wywołanej przez szczep bakterii niemający genu kodującego enzym przekształcający PABA będzie skuteczne terapeutycznie. Odpowiedź uzasadnij.

Na poniższym rysunku przedstawiono rozwój makrospor oraz czterech woreczków zalążkowych roślin okrytonasiennych. Podczas rozwoju makrospor część jąder powstających w wyniku mejozy może degenerować lub zlewać się z innymi jądrami powstałymi w wyniku tego samego podziału mejotycznego. Na poniższym rysunku degenerujące jądra makrospor zaznaczono jako małe czarne punkty, a jądra powstające z połączenia się dwóch lub większej liczby jąder – jako duże czarne koła.

Typy woreczków zalążkowych opisuje się, biorąc pod uwagę ilość materiału genetycznego zawartego w makrosporze dającej początek woreczkowi zalążkowemu oraz ostateczną liczbę komórek, z których składa się dojrzały woreczek zalążkowy.

1. Określ typ woreczka zalążkowego występującego w rodzaju Fritillaria.

A. monosporowy, siedmiokomórkowy
B. bisporowy, siedmiokomórkowy
C. bisporowy, ośmiokomórkowy
D. tetrasporowy, siedmiokomórkowy

2. Jaka jest w rodzaju Fritillaria ploidalność bielma wtórnego, powstającego w wyniku procesu podwójnego zapłodnienia?
A. 2n
B. 3n
C. 4n
D. 5n

Hormony roślinne wykazują działanie plejotropowe, czyli uczestniczą w regulacji wielu procesów fizjologicznych. Co więcej, każdy proces regulowany jest przez zespół hormonów, które mogą mieć zarówno działanie stymulujące, jak i hamujące. Do hormonów roślinnych zaliczamy dobrze znane grupy związków: auksyny, gibereliny, cytokininy, etylen i kwas abscysynowy, ale także salicylany, jasmoniany, brasinosteroidy i strigolaktony, stosunkowo niedawno włączone do tej puli regulatorów.
Na podstawie: A. Szmidt-Jaworska, J. Kopcewicz, Fizjologia roślin, Warszawa 2020.

1. Przeczytaj poniższy tekst i uzupełnij luki (1.–3.) wyrażeniami z tabeli, wybierając w każdym przypadku jedno z dwóch zaproponowanych.

Auksyny i cytokininy należą do fitohormonów wpływających na architekturę roślin. Ich wpływ na rozgałęzianie pędu i korzenia jest (1). (2) transportowane są bazypetalnie z pąka wierzchołkowego, warunkując uśpienie pąków pachwinowych. (3) indukują rozwój pędów bocznych i osłabiają dominację wierzchołkową.

2. Przeczytaj poniższy tekst i uzupełnij luki (1.–3.) wyrażeniami z tabeli, wybierając w każdym przypadku jedno z dwóch zaproponowanych.

Auksyny, plazmolemowa pompa protonowa i ekspansyny należą do elementów zaangażowanych we wzrost elongacyjny komórek roślinnych. Rolą auksyn jest (1) pompy protonowej, w wyniku czego dochodzi do (2) apoplastu, a następnie aktywacji ekspansyn i (3) komórki.

3. Określ, które stwierdzenia dotyczące działania fitohormonów są prawdziwe, a które – fałszywe.

Określ, które stwierdzenia dotyczące roślinnej wakuolarnej H+-ATPazy są prawdziwe, a które – fałszywe.

Przeczytaj poniższy tekst i uzupełnij luki (1.–3.) wyrażeniami z tabeli, wybierając w każdym przypadku jedno z dwóch zaproponowanych.

Nosicielstwo hemofilii nie występuje u (1), ponieważ (2) allel warunkujący tę chorobę jest położony na chromosomie (3).

U Drosophila melanogaster o kształcie skrzydeł decyduje seria alleli o następującej kolejności dominacji: A1 – dzikie, A2 – strop, A3 – vestigial, A4 – bezskrzydłe.

1. Określ, które stwierdzenia dotyczące dziedziczenia cech skrzydeł u Drosophila melanogaster są prawdziwe, a które – fałszywe.

2. Dokończ zdanie, wybierając odpowiedź A albo B oraz odpowiedź spośród 1.–3.

Kształt skrzydeł u D. melanogaster dziedziczy się

Proporcje genotypów w populacji spełniającej założenia prawa Hardy’ego – Weinberga określa się jako rozkład Hardy’ego – Weinberga. Gdy genotypy w określonym locus występują z częstościami przewidzianymi przez to prawo, mówimy, że locus (gen) jest w równowadze Hardy’ego – Weinberga.

Na podstawie F. Fletcher, I. Hickey, P. Winter, Krótkie wykłady. Genetyka, Warszawa 2010.

1. Dokończ zdanie, wybierając odpowiedź A albo B oraz odpowiedź spośród 1.–3.
Odejście populacji od stanu równowagi Hardy’ego – Weinberga może być spowodowane

2. Przyjmując, że locus genu warunkującego grupy krwi w układzie AB0 australijskich aborygenów jest w stanie równowagi przy frekwencji allelu IA równej 0,548 oraz allelu IB równej 0,0525, uszereguj grupy krwi występujące w tej populacji od najczęściej występującej (1) do najrzadziej występującej (4).

3. Określ, z jakim prawdopodobieństwem parze australijskich aborygenów, gdzie zarówno mężczyzna, jak i kobieta mają grupę krwi B, może urodzić się dziecko z grupą krwi 0. Grupy krwi rodziców kobiety to grupa A oraz grupa AB, natomiast ojciec mężczyzny miał grupę krwi 0.

A. 1%
B. 6,25%
C. 12,5%
D. 16%
E. 25%

Indeks glikemiczny (IG) to miara wzrostu stężenia glukozy we krwi spowodowanego spożyciem określonej ilości pokarmu. IG jest użyteczny m.in. w dietetyce, ponieważ wskazuje, jak szybko węglowodany są wchłaniane przez organizm człowieka po spożyciu pokarmu. Korzystając z IG, można również oszacować oczekiwany wzrost stężenia insuliny we krwi. Szybki wzrost stężenia glukozy we krwi oznacza, że pokarm ma wysoki indeks glikemiczny.
Poniższe wykresy przedstawiają typowe reakcje organizmu na spożycie 50 g: glukozy, białego ryżu oraz brązowego ryżu. Słupki błędu wskazują błąd standardowy (odchylenie standardowe średniej).

1. Wybierz spośród A–D prawidłowe dokończenie poniższego zdania.

Z przedstawionych wyników doświadczenia wynika, że brązowy ryż ma
A. niższy IG niż biały ryż.
B. wyższy IG niż biały ryż.
C. mniejszą masę niż biały ryż.
D. szybciej ulega strawieniu niż biały ryż.

2. Wybierz spośród A–D prawidłowe dokończenie poniższego zdania.

Z przedstawionych wyników doświadczenia wynika, że

A. IG spożywanego produktu nie ma wpływu na stężenie insuliny we krwi.
B. insulina jest mniej skuteczna, gdy żywność ma niski IG.
C. insulina jest uwalniana w odpowiedzi na podwyższone stężenie glukozy we krwi.
D. wyrzut insuliny jest odwrotnie proporcjonalny do IG.

Na poniższym schemacie przedstawiono przebieg kolorymetrycznej hybrydyzacji mRNA in situ. Ta technika pozwala wykrywać transkrypty genów bezpośrednio w badanych komórkach dzięki reakcji zachodzącej z udziałem substancji NBT+BCIP. Rozpad tej substancji pod wpływem fosfatazy alkalicznej prowadzi do strącania ciemnobrązowych lub fioletowych kryształów formazanu.

1. Przeanalizuj schemat, a następnie określ kolejność procedur niezbędnych do przeprowadzenia
reakcji kolorymetrycznej hybrydyzacji mRNA in situ.

2. Sondy RNA wykorzystywane w reakcji hybrydyzacji mRNA in situ można syntezować na drodze transkrypcji fragmentu sekwencji DNA badanego genu. Reakcję transkrypcji najczęściej przeprowadza się z użyciem bakteriofagowej polimerazy RNA T7, katalizującej syntezę RNA w kierunku 5′ → 3′, która wiąże się do specyficznej sekwencji promotorowej (5′ CATAATACGACTCACTATAGGG 3′) poprzedzającej transkrybowany odcinek DNA. Jednym ze sposobów wprowadzania promotora dla polimerazy T7 do sekwencji DNA badanego genu jest dodanie go jako nawis (ang. overhang) do jednego ze starterów wykorzystywanych w reakcji PCR.
Na poniższym rysunku przedstawiono jeden z możliwych schematów reakcji PCR z promotorem dla polimerazy T7 dodanym jako nawis na końcu 5′ startera FWD (ang. forward), przyłączającym się do nici antysensownej (matrycowej) badanego genu. Starter REV (ang. reverse) przyłącza się do nici sensownej (kodującej).

Określ, która kombinacja par starterów umożliwi otrzymanie matrycy DNA, z której na drodze transkrypcji z użyciem polimerazy T7 będzie można uzyskać działającą sondę RNA.

A. starter FWD z nawisem na końcu 5′ oraz starter REV
B. starter FWD oraz starter REV z nawisem na końcu 5′
C. starter FWD z nawisem na końcu 3′ oraz starter REV
D. starter FWD oraz starter REV z nawisem na końcu 3′