DWMED

Organizmy modelowe wykazują szereg cech, które ułatwiają ich wykorzystywanie w badaniach naukowych.
Na rysunku przedstawiono rzodkiewnik pospolity (Arabidopsis thaliana). Ta roślina znalazła zastosowanie w badaniach związanych m.in. z fizjologią roślin (przekazywanie sygnałów hormonalnych i stresowych), funkcjonowaniem zegara biologicznego, roślinnymi komórkami macierzystymi oraz genetycznymi podstawami fototropizmu.

W doświadczeniach związanych z fizjologią roślin badano wpływ różnych warunków środowiska na kwitnienie rzodkiewnika. Na podstawie wyników jednego z tych doświadczeń sformułowano wniosek:

„Względnie wysoka temperatura przyśpiesza kwitnienie rzodkiewnika”.

1. Sformułuj problem badawczy doświadczenia, które doprowadziło do powyższego wniosku.

2. Zaznacz klasę roślin okrytonasiennych, do której należy rzodkiewnik. Odpowiedź uzasadnij, podając dwie, widoczne na rysunku, cechy budowy tej rośliny, które o tym świadczą.

A. jednoliścienne
B. dwuliścienne

1. …..
2. …..

3. Spośród wymienionych cech wybierz i zaznacz trzy, które powinny charakteryzować organizm modelowy, aby był on łatwy do badania w laboratorium.

A. organizm eukariotyczny
B. krótki cykl życiowy
C. rozmnażanie wyłącznie bezpłciowe
D. łatwość rozmnażania
E. małe rozmiary
F. duża odporność na czynniki środowiska

Kwiaty pokrzywy zwyczajnej (Urtica dioica) są rozdzielnopłciowe, zielonkawe i niepozorne. Są zebrane w kwiatostany wyrastające z kątów liści na długich i wiotkich osiach. Na jednych roślinach znajdują się tylko kwiatostany męskie, a na innych – tylko żeńskie.  W kwiatach męskich znajdują się 4 pręciki, w żeńskich – jest obecny jednokomorowy słupek z dużym, pędzelkowatym znamieniem.
Pokrzywa zwyczajna rośnie w wilgotnych lasach i zaroślach oraz na żyznych siedliskach ruderalnych. Preferuje miejsca z dobrym dostępem do światła, w których obficie kwitnie i owocuje, w miejscach zacienionych rośnie słabiej. Najlepiej rośnie na siedliskach wilgotnych, jednak źle znosi długotrwałe zalanie gleby wodą.

Zbadano zawartość białka w nadziemnych organach pokrzywy zwyczajnej rosnącej na glebie nawożonej różnymi dawkami nawozów azotowych. Wyniki badań przedstawiono w tabeli.

1. Spośród A–F wybierz i zaznacz dwa poprawne wnioski, które można sformułować na podstawie przedstawionych wyników.

A. Średnia zawartość białka w łodygach pokrzywy zwyczajnej zwiększa się wraz ze wzrostem zawartości związków azotowych w glebie.
B. Wpływ nawozów azotowych na zawartość białka w nadziemnych organach pokrzywy.
C. Nawozy azotowe hamują syntezę białek w organach nadziemnych pokrzywy zwyczajnej.
D. Liście pokrzywy są bardziej wrażliwe na niedobór azotu w glebie niż jej łodygi.
E. Niezależnie od dawki azotu liście pokrzywy zwyczajnej osiągają większą średnią procentową zawartość białka niż jej łodygi.
F. Wzrost zawartości związków azotowych w glebie skutkuje zwiększeniem rozmiarów liści i łodyg pokrzywy zwyczajnej.

2. Określ, czy pokrzywa zwyczajna jest rośliną jednopienną, czy – dwupienną. Odpowiedź uzasadnij.

3. Wypisz z tekstu dwie cechy budowy pokrzywy stanowiące przystosowanie do wiatropylności i podaj, na czym polega każde z tych przystosowań.

1.

2.

Na schemacie przedstawiono budowę i działanie aparatu szparkowego rośliny dwuliściennej.

Wyjaśnij, na czym polega współdziałanie wakuoli i ściany komórkowej podczas otwierania się aparatu szparkowego. W odpowiedzi uwzględnij, widoczną na rysunku, cechę budowy ściany komórkowej komórek szparkowych.

Miękisz powietrzny, zwany aerenchymą, występuje u roślin wodnych i roślin żyjących na siedliskach podmokłych. Pełni on głównie funkcję tkanki przewietrzającej.
Na zdjęciu przedstawiono aerenchymę z kłącza tataraku.

1. Podaj jedną, widoczną na zdjęciu, cechę budowy aerenchymy, która różni tę tkankę od innych typów tkanki miękiszowej i jest przystosowaniem do pełnienia funkcji przewietrzającej.

2. Podaj przykład funkcji, którą pełni aerenchyma u roślin wodnych, innej niż przewietrzanie.

U roślin przyrost ściany komórkowej na grubość polega na odkładaniu kolejnych warstw włókien celulozowych na warstwy już istniejące.

W najwcześniej odkładanych warstwach ściany włókna celulozowe są ułożone poprzecznie do kierunku wydłużania się komórki. Dopiero późniejsze warstwy są ułożone równolegle do tej osi. Ściany wtórne powstają na ścianach pierwotnych od strony protoplastu, po zakończeniu wzrostu wydłużeniowego komórki. Są zbudowane z kolejnych warstw mikrofibryli celulozowych i często podlegają procesom lignifikacji, kutynizacji bądź suberynizacji (korkowacenia).

Na schemacie zilustrowano wzrost wydłużeniowy komórki.

1. Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące wzrostu komórek roślinnych są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

2. Na przykładzie jednej cechy wykaż związek budowy komórek korka z jego funkcją.

3. Podaj przykład tkanki roślinnej, której wtórne ściany komórkowe zawierają dużą ilość ligniny, oraz określ, jaką funkcję w roślinie pełni ta tkanka.

Na schemacie przedstawiono początek i wynik doświadczenia, którego celem było wykazanie, że korzeń grochu reaguje na działanie bodźca kierunkowego – dostępności wody w glebie.

Zaplanuj i opisz próbę kontrolną do doświadczenia przedstawionego na schemacie.

Na poniższym rysunku oraz na zdjęciach przedstawiono budowę dojrzałego ziarna pyłku rośliny okrytonasiennej. Ściana ziarna pyłku jest zbudowana z dwóch zasadniczych warstw.
Zewnętrzna warstwa – egzyna – jest przesycona sporopoleniną, substancją tłuszczopodobną, która jest niezwykle odporna na działanie czynników chemicznych i fizycznych. Zewnętrzna warstwa egzyny może być bardzo rozbudowana – tworzyć wyrostki, kolce. W egzynie znajduje się co najmniej jedno miejsce, gdzie ona jest wyraźnie cieńsza lub jej ciągłość jest przerwana – tzw. apertura (porus).
Wewnętrzna warstwa – intyna – w przeciwieństwie do warstwy zewnętrznej, jest cienka i zbudowana z celulozy i pektyny.

1. Określ, jakie znaczenie dla przebiegu zapylenia i zapłodnienia u roślin okrytonasiennych mają

1. egzyna:

2. apertura:

2. Uzupełnij poniższy schemat – nad strzałkami wpisz nazwy procesów (mitoza lub mejoza) prowadzących do powstania określonych komórek ziarna pyłku, a pod nazwami komórek wpisz ich ploidalność (1n / 2n)

3. Opisz funkcję, jaką w procesie zapłodnienia u roślin okrytonasiennych pełnią

1. komórka wegetatywna:

2. komórka generatywna:

Żyto zwyczajne jest rośliną uprawną, należy do gromady okrytonasiennych i klasy jednoliściennych. W tabeli przedstawiono średnie wyniki pomiarów dotyczące systemu korzeniowego 4-miesięcznej rośliny żyta zwyczajnego, rosnącej pojedynczo w skrzyni.

1. Określ, od którego z parametrów przedstawionych w tabeli zależy pobieranie przez roślinę wody z gleby. Odpowiedź uzasadnij.

2. Na rysunkach A i B przedstawiono dwa rodzaje systemów korzeniowych roślin.

Określ, na którym rysunku – A czy B – przedstawiono typ systemu korzeniowego występujący u żyta. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do widocznej na rysunku cechy budowy charakterystycznej dla klasy roślin, do której należy żyto.

3. Wyjaśnij, dlaczego zbyt duże stężenie soli w roztworze glebowym jest przyczyną zmniejszenia wydajności pobierania wody przez włośniki. W odpowiedzi odnieś się do mechanizmu pobierania wody przez włośniki.

Bezwodny chlorek kobaltu ma barwę niebieską, natomiast po związaniu cząsteczek wody przyjmuje zabarwienie różowe.

Uczniowie uprawiali w szkolnym ogrodzie trzy gatunki roślin: pomidory, fasolę i nasturcję. Byli ciekawi, którą z grządek należy najczęściej podlewać.
Przygotowali więc po 3 doniczki z roślinami: pomidora, fasoli oraz nasturcji. Następnie na górnej i dolnej powierzchni jednego liścia każdej z roślin umieścili krążki wysuszonej bibuły nasyconej chlorkiem kobaltu i przykryli je szkiełkami przytrzymywanymi przez zaciski tak, aby nie uszkodzić
liścia.
Czas potrzebny do zmiany zabarwienia papierków na różowy u wszystkich roślin, zarówno na dolnej, jak i na górnej powierzchni liści, uczniowie zmierzyli za pomocą stopera, a następnie obliczyli odpowiednie wartości średnie, a wyniki podali w sekundach.

1. Sformułuj problem badawczy przedstawionego doświadczenia. W odpowiedzi uwzględnij badany proces oraz obydwie zmienne niezależne.

2. Zaprojektuj tabelę, w której będzie można zestawić wyniki przedstawionego doświadczenia. Uwzględnij nagłówki kolumn i objaśnienia wierszy tabeli.

Pierwotnym źródłem cukrów u roślin jest proces asymilacji dwutlenku węgla w chloroplastach. Węgiel eksportowany jest z chloroplastów głównie w postaci triozofosforanów, choć w wielu przypadkach do cytoplazmy jest uwalniana również glukoza, powstająca w wyniku hydrolizy skrobi okresowo gromadzonej w tych organellach. W warunkach zakłócenia eksportu produktów fotosyntezy skrobia gromadzi się w chloroplastach liści, co jest dobrym wskaźnikiem tego zaburzenia.

Poniżej przedstawiono doświadczenie, którego celem było sprawdzenie wpływu deficytu magnezu na zaburzenia eksportu cukrów w liściach rzodkiewnika pospolitego.

Hipoteza:
Pierwszym z badanych objawów niedoboru magnezu u rzodkiewnika pospolitego jest zaburzenie eksportu cukrów z liści.

Przebieg doświadczenia:
Przez 21 dni prowadzono uprawę hydroponiczną sadzonek rzodkiewnika pospolitego, stosując różne pożywki:
• połowę roślin zasilano pożywką pełną – próba A;
• drugą połowę roślin zasilano pożywką bez soli magnezu – próba B.

Rośliny oświetlano przez 12 h na dobę. Przez cały czas trwania doświadczenia obserwowano zabarwienie liści oraz ważono rośliny. Natomiast 14. dnia trwania doświadczenia wybrane
rośliny barwiono płynem Lugola.

Wyniki doświadczenia:
1. Barwienie płynem Lugola – przykładowe rośliny po 14 dniach uprawy przedstawiono na zdjęciu poniżej;
2. Barwa liści roślin – od 15. dnia wystąpiło stopniowe żółknięcie liści roślin w próbie B;
3. Masa roślin – od 16. dnia odnotowywano, że rośliny z próby B miały niższą świeżą masę niż rośliny w próbie A.

1. Określ, która próba roślin – A czy B – stanowiła próbę kontrolną w opisanym doświadczeniu. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do znaczenia tej próby w sprawdzeniu postawionej hipotezy.

2. Oceń, podkreślając TAK lub NIE, czy wyniki doświadczenia potwierdziły postawioną hipotezę. Wyjaśnij uzyskane wyniki.

Potwierdzenie hipotezy: TAK / NIE
Wyjaśnienie:

3. Wykaż związek między stopniowym żółknięciem badanych roślin a ich uprawą na pożywce bez soli magnezu.

4. Wyjaśnij, dlaczego rośliny zasilane pożywką bez soli magnezu miały niższą świeżą masę niż rośliny zasilane pożywką pełną.

5. Spośród wymienionych elementów budowy rośliny wybierz i podkreśl wszystkie te, które biorą bezpośredni udział w transporcie węglowodanów z komórek miękiszu asymilacyjnego liści rzodkiewnika do komórek korzeni tej rośliny.

komórki przyrurkowe
naczynia
cewki
rurki sitowe
włókna drzewne

Przykładem rośliny pasożytniczej jest kanianka pospolita (Cuscuta europaea). Jest to roślina jednoroczna, o czerwonawych, bezzieleniowych, bezlistnych pędach do 1 m długości. Ta roślina owija się wokół rośliny żywicielskiej, z której czerpie wodę i substancje organiczne za pomocą ssawek wyrastających z łodygi. Ssawki wrastają do wiązek przewodzących rośliny żywicielskiej. Korzenie zanikają po wykiełkowaniu rośliny. Kanianka pospolita ma różowe kwiaty obupłciowe, zebrane w pęczki. Owocem jest torebka, a jej nasiona są zdolne do kiełkowania nawet po 30 latach.

Na podstawie tekstu i własnej wiedzy wykaż, że kanianka jest rośliną pasożytniczą. Odpowiedź uzasadnij, wymieniając po jednej cesze budowy kanianki jako rośliny i jako pasożyta.

1. Kanianka jest rośliną, ponieważ:

2. Kanianka jest pasożytem, ponieważ:

Na poniższym schemacie przedstawiono transport elektronów zachodzący podczas reakcji świetlnych fotosyntezy u roślin.

1. Na podstawie schematu opisz, na czym polega udział fotosystemu II w fotolizie wody.

2. Na podstawie schematu i własnej wiedzy uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.

Kompleks cytochromów znajduje się w (zewnętrznej błonie otoczki chloroplastu / błonie tylakoidu). Pompa protonowa transportuje protony (do wnętrza tylakoidu / na zewnętrz tylakoidu). Powstaje gradient protonowy, dzięki któremu następuje (fotoliza wody / synteza ATP / synteza NADPH + H+).

3. Spośród poniższych odpowiedzi A–D wybierz i zaznacz tę, która zawiera poprawne informacje dotyczące fotosystemów uczestniczących w transporcie elektronów zachodzącym w sposób niecykliczny oraz produktów reakcji towarzyszących temu transportowi.

Informacja 1.
Antocyjany – grupa rozpuszczalnych w wodzie barwników gromadzonych w wakuolach komórek roślinnych. Występują powszechnie w płatkach kwiatów oraz w owocach, np. borówki czernicy. Rzadziej spotkane są w innych organach roślinnych, np. w liściach kapusty czerwonej. W organach wegetatywnych antocyjany gromadzą się głównie w skórce, gdzie pochłaniają promieniowanie UV, dzięki czemu obniżają ryzyko uszkodzenia DNA. Właściwości lecznicze antocyjanów, znane od dawna w medycynie ludowej, są coraz szerzej wykorzystywane we współczesnym przemyśle farmaceutycznym. Uważa się, że antocyjany w organizmie człowieka m.in. przeciwdziałają kruchości naczyń krwionośnych, korzystnie wpływają na profil lipidowy, a także chronią rodopsynę przed uszkodzeniem. Barwa antocyjanów zależy od pH soku komórkowego: w środowisku obojętnym mają barwę fioletową, w kwaśnym – czerwoną, a w alkalicznym – niebieską. Jeżeli jednak występują w kompleksie z jonami glinu lub żelaza, np. w kwiatach chabra bławatka, to wtedy niezależnie od pH środowiska mają niebieską barwę.


Informacja 2.
Wykonano doświadczenie, w którym porównywano właściwości antocyjanów z liści czerwonej kapusty i z kwiatów chabra bławatka. W tym celu przygotowano po trzy zestawy probówek
z wodnymi roztworami tych antocyjanów (I–III). Do probówek w dwóch zestawach (II i III) dodano odpowiednio różne związki chemiczne wywołujące zmiany pH roztworów i obserwowano zabarwienie tych roztworów.

1. Na podstawie przedstawionych informacji uzupełnij tabelę – wpisz oczekiwany wynik dotyczący obserwowanej barwy roztworów antocyjanów w zestawie II i III dla obu badanych roślin.

2. Określ, czy za pomocą takiego doświadczenia można stwierdzić, jakiego rodzaju antocyjany – połączone czy niepołączone z żelazem lub glinem – występują w komórkach innych roślin. Odpowiedź uzasadnij.

3. Określ, w jaki sposób do rozmnażania roślin przyczyniają się antocyjany nadające barwę:

1. płatkom kwiatów –

2. skórce soczystych owoców –

4. Uzasadnij, że pochodzące z medycyny ludowej przekonanie, iż jedzenie owoców borówki czernicy korzystnie wpływa na wzrok – może być prawdziwe. W odpowiedzi odwołaj się do odbioru bodźców świetlnych.

Wakuole w komórkach roślinnych to struktury, których główną funkcją jest magazynowanie wody, soli mineralnych oraz związków organicznych.

Określ, które ze związków chemicznych wymienionych w tabeli mogą być gromadzone w wakuoli komórki roślinnej. Zaznacz T (tak), jeśli ten związek chemiczny występuje w wakuoli komórki roślinnej, albo N (nie) – jeśli w niej nie występuje.

Kolczurka klapowana (Echinocystis lobata) jest jednorocznym pnączem z rodziny dyniowatych. Jej łodygi bardzo szybko rosną i mogą dochodzić do 5–6 m długości. W kątach dłoniastoklapowanych liści wyrastają długie, rozgałęziające się wąsy czepne oraz wiechowate kwiatostany męskie. Kwiaty żeńskie występują na tych samych osobnikach i wyrastają również w kątach liści, pojedynczo lub po dwa. Owocem jest zielona torebka, pokryta kolcami, w której znajdują się 4 nasiona. Torebka po wyschnięciu jest lekka i wypełniona powietrzem, nasiona łatwo z niej wypadają. Owoce i nasiona mogą przemieszczać się wraz z wodą. Kolczurka wydziela do środowiska substancje hamujące rozwój innych roślin w jej bezpośrednim otoczeniu.

Atrakcyjny wygląd kwiatów kolczurki oraz charakterystyczne owoce wzbudzają zainteresowanie ludzi, którzy przenoszą ją do ogrodów. Ten gatunek zwykle występuje na siedliskach synantropijnych, skąd przedostaje się na brzegi potoków, rzek i jezior, a także na skraje lasów łęgowych. W wielu miejscach występuje bardzo licznie i może tworzyć zwarte maty, złożone ze splecionych ze sobą pędów, pokrywające gęsto inne rośliny, co utrudnia ich wzrost.
Kolczurka klapowana jest w Polsce gatunkiem inwazyjnym – zagraża gatunkom rodzimym i siedliskom przyrodniczym. Zabronione są wprowadzanie jej do środowiska, import oraz prowadzenie jej uprawy.

Na rysunku przedstawiono fragment łodygi kolczurki z kwiatami oraz jej owoc.

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

Kolczurka klapowana jest rośliną

2. Wypisz z tekstu dwie cechy kolczurki klapowanej, które sprawiają, że wygrywa ona konkurencję z gatunkami rodzimymi, oraz określ, w jaki sposób każda z tych cech warunkuje wysoką konkurencyjność kolczurki.

1.

2.