DWMED

Czereśnia (Prunus avium) jest drzewem naturalnie występującym w polskich lasach, a także drzewem owocowym uprawianym w sadach. W warunkach naturalnych czereśnie osiągają do 30 metrów wysokości. Owoce czereśni mają mięsisty mezokarp i zdrewniały endokarp. Powierzchnia egzokarpu – skórki jest pokryta substancjami woskowymi. Poniżej przedstawiono fotografię owoców czereśni (A) oraz schemat budowy owocu w przekroju podłużnym (B).

Uwaga: nie zachowano wspólnej skali fotografii i schematu.

1. Wykaż związek budowy owocu czereśni ze sposobem rozprzestrzeniania się tej rośliny w środowisku naturalnym.

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

Czereśnia należy do grupy roślin (nagonasiennych / okrytonasiennych). Owoce czereśni to (jagody / pestkowce), charakteryzujące się częściowo zdrewniałą owocnią. Woski obecne na powierzchni skórki (zwiększają / ograniczają) parowanie wody zawartej w owocu

Przemianie pokoleń u roślin towarzyszą przemiana faz jądrowych i podział redukcyjny – mejoza. W wyniku mejozy u roślin powstają zarodniki.

Na poniższej ilustracji przedstawiono mech oraz paproć. Obydwa gatunki zilustrowano w fazie rozwojowej, w której gametofit jest połączony ze sporofitem. Poszczególne pokolenia mchu oraz paproci oznaczono na ilustracji literami A–D.

Uwaga: na ilustracji nie zachowano proporcji wielkości.

1. Rozpoznaj na powyższej ilustracji gametofit mchu oraz gametofit paproci – wpisz w odpowiednie miejsca oznaczenia literowe wybrane spośród A–B oraz C–D.

Gametofit mchu:
Gametofit paproci:

2. Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące mejozy są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

Kierunek i szybkość przepływu wody między komórką a środowiskiem zewnętrznym lub między sąsiadującymi ze sobą komórkami zależą od gradientu potencjału wody. Wartość potencjału wody (𝛹𝛹𝑊𝑊) zależy od wartości potencjału osmotycznego (𝛹𝛹𝑆𝑆) i od wartości potencjału ciśnienia (𝛹𝛹𝑃𝑃):
• wartość potencjału osmotycznego jest miarą siły, z jaką roztwór związków osmotycznie czynnych rozpuszczonych w cytozolu i w soku komórkowym przeciąga cząsteczki wody przez błonę półprzepuszczalną
• wartość potencjału ciśnienia jest odzwierciedleniem turgoru – ciśnienia hydrostatycznego wywieranego przez protoplast na ścianę komórkową.

Na poniższym wykresie przedstawiono zmiany wartości potencjału osmotycznego i potencjału ciśnienia w komórce zachodzące podczas obserwowanych zmian objętości komórki. Na wykresie zaznaczono dwa stany fizjologiczne komórki: stan A oraz stan B.

1. Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby zawierało informacje prawdziwe. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

Komórka w stanie fizjologicznym A ma (mniejszą / większą) zdolność do pobierania wody w porównaniu z komórką w stanie fizjologicznym B, ponieważ 𝛹𝛹𝑊𝑊 komórki w stanie fizjologicznym A wynosi około (−1,2 MPa / 0 MPa) i jest mniejsza niż 𝛹𝛹𝑊𝑊 komórki w stanie fizjologicznym B, która wynosi około (−0,8 MPa / 0 MPa / +0,8 MPa).

2. Uzupełnij tabelę tak, aby zawierała informacje prawdziwe dotyczące osmotycznego wypływu wody z komórki prowadzącego do plazmolizy. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

Poniższe mikrofotografie przedstawiają przekrój poprzeczny przez blaszkę liściową rośliny dwuliściennej – ligustru (Ligustrum): A – widok ogólny (powiększenie 100×); B – dolna epiderma z aparatami szparkowymi (powiększenie 400×).

1. Podaj nazwy tkanek roślinnych oznaczonych na mikrofotografii cyframi 1 i 2.

1.
2.

2. Wyjaśnij, w jaki sposób parowanie wody przez aparaty szparkowe liścia przyczynia się do transportu wody w łodydze.

Na poniższym zdjęciu mikroskopowym przedstawiono fragment przekroju poprzecznego przez łodygę lipy (Tilia) o budowie pierwotnej.

1. Uzupełnij poniższe zdania tak, aby w poprawny sposób opisywały budowę łodygi lipy. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

Na zdjęciu widoczna jest tkanka okrywająca – (skórka / korkowica), powstająca w wyniku działania (merystemu wierzchołkowego / kambium). Kolenchyma to (żywa / martwa) tkanka wzmacniająca.

2. Wykaż, że tkanka okrywająca przedstawiona na zdjęciu pełni funkcje ochronne. W odpowiedzi uwzględnij jedną cechę budowy tej tkanki widoczną na zdjęciu.

Okresy nasienne buka zwyczajnego (Fagus sylvatica) następują w odstępach 5–10 lat, a roczna wydajność produkowanych nasion jest zazwyczaj bardzo niska. Z tego powodu leśnicy gromadzą nasiona na zapas.

W 2017 roku przeprowadzono doświadczenie, w którym wysiano nasiona buka zwyczajnego zebrane w latach: 2000, 2006, 2009 i 2017. Nasiona zebrane w latach 2000, 2006 i 2009 przechowywano w jednakowych warunkach. Nasiona zebrane w 2017 r. wysiano od razu
po zbiorze.

Na poniższym wykresie przedstawiono wyniki doświadczenia w postaci wartości średnich  i odchylenia standardowego. Na zdjęciu obok przedstawiono siewkę buka zwyczajnego.

1. Na podstawie przedstawionych wyników doświadczenia sformułuj wniosek dotyczący żywotności nasion buka zwyczajnego.

2. Podaj nazwę oraz określ funkcję tej struktury siewki buka zwyczajnego, którą oznaczono literą X na zdjęciu.

Nazwa:
Funkcja:

Na poniższym schemacie przedstawiono przekrój podłużny przez nasiono tytoniu (Nicotiana). Literami A–D oznaczono cztery różne struktury.

Która ze struktur oznaczonych na schemacie to bielmo? Wpisz w wyznaczone miejsce odpowiednią literę (A–D).

Oznaczenie bielma:

Bezlist (Buxbaumia) to wyjątkowy rodzaj mchów należący do prątników, występujący m.in. w polskich lasach. Gametofity męskie bezlistu są bardzo drobne – widoczne tylko pod mikroskopem. Gametofity żeńskie mają nierozgałęzioną łodyżkę, nieprzekraczającą 1 mm długości. Listki gametofitu żeńskiego zanikają podczas dojrzewania sporofitu i przekształcają się w nitkowate twory. Sporofit bezlistu osiąga do 2 cm wysokości i jest dobrze widoczny – na czerwonej secie znajduje się duża puszka zarodni, która przynajmniej na początku rozwoju jest zielona.

Na poniższym zdjęciu są widoczne dwa sporofity bezlistu.

1. Na podstawie przedstawionych informacji wykaż, że dojrzały sporofit bezlistu pozyskuje związki organiczne niezależnie od gametofitu, z którego wyrasta.

2. Określ, czy gametofit bezlistu jest rośliną jednopienną, czy – dwupienną. Odpowiedź
uzasadnij.

3. Uzupełnij poniższe zdania tak, aby w poprawny sposób opisywały przemianę pokoleń mchów. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

Gametofity męskie mchów są (haploidalne / diploidalne) i wytwarzają plemniki zapładniające komórki jajowe, wytworzone w rodni gametofitu żeńskiego. Z zygoty rozwija się sporofit, wytwarzający w zarodni (identyczne / różne) genetycznie zarodniki.

Chamaedphne calyculata (L.) Moench jest w naszym kraju rzadkim reliktem postglacjalnym, który w Polsce osiąga południowo-zachodni kres swojego europejskiego zasięgu. Aby ocenić wpływ temperatury i czasu przechowywania na kiełkowanie nasion Ch. calyculata
przeprowadzono następujące doświadczenie. Zebrane świeże nasiona przechowywano przez okres 1–12 miesięcy w temperaturze 0–23 °C. Aby przerwać spoczynek nasion i umożliwić ich kiełkowanie w każdej z prób po zakończeniu okresu przechowywania przeprowadzono
stratyfikację w temp 3,5 °C przez 20 dni. Grupę kontrolną stanowiły nasiona stratyfikowane bez okresu przechowywania. Wyniki doświadczenia przedstawiono na poniższym wykresie jako średnia ± błąd standardowy.

Określ, które z poniższych wniosków są uprawnione na podstawie przedstawionych wyników badań.

Na poniższym rysunku przedstawiono przekrój przez owoc Ecballium elaterium (po lewej stronie) oraz proces rozsiewania jego nasion (po lewej).

1. Wybierz spośród podanych prawidłowe dokończenie zdania.

Owocem E. elaterium jest

A. rozłupnia.
B. mieszek.
C. strąk.
D. torebka.

2. Wybierz spośród podanych prawidłowe dokończenie zdania.

Sposób rozsiewania nasion E. elaterium to

A. balistochoria.
B. barochoria.
C. blastochoria.
D. anemochoria.

Na poniższej ilustracji przedstawiono przekrój przez kłos zarodnionośny widłaka różnozarodnikowego z rodzaju Selaginella sp.

Wybierz spośród podanych prawidłowe dokończenie zdania.

U roślin okrytonasiennych homologiem struktury oznaczonej strzałką jest

A. ośrodek zalążka.
B. komórka jajowa.
C. woreczek zalążkowy.
D. woreczek pyłkowy.

Jednym z mechanizmów regulujących stężenie aktywnego fizjologiczne hormonu roślinnego (fitohormonu) jest koniugacja. Jest to proces kowalencyjnej modyfikacji fitohormonu, która polega na przyłączeniu do cząsteczki hormonu innej substancji chemicznej, np. cukru, alkoholu, aminokwasu lub białka. W efekcie takiej modyfikacji ulegają zmianie właściwości biologiczne i fizykochemiczne hormonu, który wówczas nie może być rozpoznawany przez swoisty receptor.

Koniugacja prowadzi zatem do czasowego wyłączenia aktywności hormonu. W zdecydowanej większości przypadków koniugacja ma charakter odwracalny, kiedy w wyniku hydrolizy enzymatycznej z koniugatu zostaje uwolniony aktywny fitohormon. Regulacja aktywności fitohormonów przez koniugację zachodzi na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego.

Auksyny są najwcześniej odkrytymi fitohormonami, które regulują wiele procesów fizjologicznych. W sensie chemicznym są to kwasy aromatyczne, pochodne tryptofanu (np. kwas indolilo-3-octowy – IAA) lub fenyloalaniny (kwas fenylooctowy – PAA). Grupa karboksylowa auksyny jest zaangażowana w tworzenie wiązania estrowego z grupą hydroksylową cukru lub alkoholu podczas tworzenia koniugatów estrowych. Ta reakcja – jak przedstawiono poniżej – ma dwuetapowy przebieg, a każdy z etapów jest katalizowany przez inny enzym.

IAA + UDP-glukoza ↔ IA-glukoza + UDP (1)
IA-glukoza + alkohol → IA-alkohol + glukoza (2)

Reakcja (1) jest katalizowana przez enzym glukozylotransferazę UDPG:IAA, a reakcja (2) – przez acylotransferazę IA-glukoza:alkohol.

W wyniku połączenia grupy karboksylowej auksyny z resztą aminową aminokwasu powstają koniugaty amidowe. Tę dwuetapową reakcję (3, 4) katalizuje jeden enzym syntetaza IA-aminokwasu, która – jak przedstawiono za pomocą równania (3) – wymaga udziału ATP.
IAA + ATP ↔ IA-AMP + PPi (3)
IA-AMP + aminokwas → IA-aminokwas + AMP (4)
Zbadano wpływ kilku stężeń L-tryptofanu (L-Trp) na aktywność enzymu syntezującego koniugat auksyny – IA-asparaginian (IA-Asp). Ze względu na budowę L-tryptofanu – ma pierścień indolowy jak IAA oraz jest aminokwasem jak L-asparaginian – postawiono dwie niewykluczające się hipotezy:
• L-Trp współzawodniczy o miejsce aktywne enzymu z IAA
• L-Trp współzawodniczy o miejsce aktywne enzymu z L-asparaginianem.
Badania prowadzono w dwóch wariantach. W pierwszym wariancie analizowano wpływ pięciu stężeń L-Trp (0,2; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5 mM) na aktywność enzymu przy dwóch stężeniach jednego z substratów
– IAA (2 mM; 4 mM). W drugim wariancie badano wpływ wyżej wymienionych stężeń L-Trp na aktywność enzymu przy dwóch stężeniach drugiego z substratów – L-asparaginianu (6 mM; 10 mM). Wyniki przedstawiono na poniższych wykresach.

1. Określ, które stwierdzenia dotyczące koniugacji auksyn są prawdziwe, a które – fałszywe.

2. Uzupełnij w poniższym tekście luki (1.–3.) wyrażeniami z tabeli, wybierając w każdym przypadku jedno z dwóch zaproponowanych.

Wzrost stężenia auksyny w komórce powoduje (1) transkrypcji genów kodujących enzymy syntetyzujące koniugaty fitohormonu. W efekcie tego dochodzi do (2) stężenia aktywnej auksyny. Koniugaty auksyny są (3) do uruchomienia szlaku transdukcji sygnału hormonalnego.

3. Określ, które stwierdzenia dotyczące wpływu L-tryptofanu na aktywność enzymu syntetazy IA-asparaginianu są prawdziwe, a które – fałszywe.

Uczeń zaprojektował eksperyment w ramach pracy badawczej na Olimpiadę Biologiczną. Jako temat pracy wybrał: „Allelopatyczny wpływ wodnych wyciągów z solirodu zielnego (Salicornia europaea), przewiercienia cienkiego (Bupleurum tenuissimum) i owsa głuchego (Avena fatua) na wzrost i rozwój pieprzycy siewnej (Lepidium sativum)”. Na poniższej ilustracji przedstawiono zaprojektowany przez ucznia układ eksperymentalny.

Uczeń na szalkach umieścił po 100 nasion pieprzycy siewnej, które codziennie podlewał wodą wodociągową albo wodnym ekstraktem (uzyskanym również przy użyciu wody wodociągowej) z solirodu, przewiercienia lub owsa głuchego. Każdą próbę analizował w czterech powtórzeniach technicznych, tzn. na każdej z czterech szalek w danej próbie wysiał nasiona z tej samej torebki i podlewał wodą lub roztworem z tej samej butelki. Po dwóch tygodniach zmierzył wysokość nadziemnych części roślin rosnących na każdej z szalek. Aby zweryfikować hipotezę zerową dotyczącą braku wpływu badanych wyciągów na wzrost pieprzycy, przeprowadził on serię testów statystycznych, porównując każdą z badanych grup względem grupy kontrolnej (roślin podlewanych wodą wodociągową). Wykorzystał w tym celu test t-Studenta, przyjmując poziom istotności równy 0,05 (wcześniej upewnił się co do normalności rozkładu uzyskanych pomiarów).

Na podstawie powyższych informacji określ, które z poniższych stwierdzeń są prawdziwe, a które – fałszywe.

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.