DWMED

Za czerwoną barwę owocu pomidora odpowiada allel A, a za barwę żółtą – allel a. Z kolei za jasnozieloną barwę liści odpowiada allel B, a za barwę ciemnozieloną – allel b.
Po zapyleniu rośliny pomidora o owocach czerwonych i ciemnozielonych liściach pyłkiem rośliny o owocach żółtych i jasnozielonych liściach otrzymano w pokoleniu F1 wyłącznie rośliny o owocach pomarańczowych i jasnozielonych liściach. Z kolei w pokoleniu F2 zaobserwowano następujące fenotypy:

• 75 roślin o owocach żółtych i jasnozielonych liściach
• 150 roślin o owocach pomarańczowych i jasnozielonych liściach
• 75 roślin o owocach czerwonych i jasnozielonych liściach
• 25 roślin o owocach żółtych i ciemnozielonych liściach
• 50 roślin o owocach pomarańczowych i ciemnozielonych liściach
• 25 roślin o owocach czerwonych i ciemnozielonych liściach.

1. Wybierz spośród podanych genotypy krzyżowanych roślin w pokoleniu rodzicielskim.

A. AABB x aabb
B. AAbb x aaBB
C. AaBb x AaBb
D. aaBb x Aabb

2. Wybierz spośród podanych prawidłowe dokończenie zdania.

Jeżeli skrzyżuje się ze sobą rośliny pomidora o owocach pomarańczowych i ciemnozielonych liściach otrzymane w pokoleniu F2, to udział roślin o takim samym genotypie w kolejnym pokoleniu F3 będzie wynosił

A. 0%
B. 25%
C. 50%
D. 75%
E. 100%

3. Określ, które stwierdzenia dotyczące dziedziczenia barwy owocu oraz barwy liściu u pomidora są prawdziwe, a które – fałszywe.

Umaszczenie królików warunkowane jest allelami wielokrotnymi w locus C. Umaszczenie typu dzikiego (agouti) warunkowane jest występowaniem dominującego allelu C. Allel cch jest recesywny w stosunku do allelu C i warunkuje umaszczenie typu szynszyla. Allel ch jest recesywny zarówno w stosunku do allelu C, jak i allelu cch. Allel ch warunkuje wzór ubarwienia nazywany himalajskim. Takie króliki mają czarne uszy, nos, ogon oraz łapy. Allel c jest recesywny w stosunku do wszystkich innych alleli. Allel c powoduje brak występowania pigmentu – osobniki homozygotyczne są albinosami.

Na podstawie: A. Sadakierska-Chudy i in., Genetyka ogólna. Skrypt do ćwiczeń dla studentów biologii, Toruń 2004.

1. Określ, które stwierdzenia dotyczące umaszczenia królików są prawdziwe, a które – fałszywe.

2. W wyniku krzyżowania osobnika o umaszczeniu typu dzikiego z osobnikiem o umaszczeniu typu szynszyla o genotypie cchch uzyskano potomstwo o umaszczeniu typu dzikiego, szynszyla
i himalajskiego w stosunku 2 : 1 : 1.

Określ, wybierając spośród A albo B, jaki genotyp miał osobnik o umaszczeniu typu dzikiego i wybierz odpowiednie uzasadnienie spośród 1.–3.

Osobnik o umaszczeniu typu dzikiego miał genotyp

W poniższej tabeli scharakteryzowano trzy grupy stawonogów A–C:

1. Do każdego z wymienionych w tabeli podtypów stawonogów dopasuj odpowiedni opis spośród A–C.

2. Do każdego z wymienionych w tabeli gatunków stawonogów dopasuj odpowiedni opis spośród A–C.

Na poniższych fotografiach przedstawiono interakcję między rośliną i zapylaczem (widocznym w powiększeniu po prawej stronie ilustracji).

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

Na fotografii przedstawiono owada z rzędu

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.

Jęczmień zwyczajny (Hordeum vulgare L.) jest rośliną zbożową z rodziny wiechlinowatych, powszechnie uprawianą w Polsce. Liczba chromosomów w komórkach somatycznych jęczmienia zwyczajnego wynosi 2n = 14.

1. Określ liczbę możliwych kombinacji wynikających z przypadkowej segregacji chromosomów podczas prawidłowo zachodzącej mejozy w komórkach macierzystych ziaren pyłku jęczmienia zwyczajnego.

A. 7
B. 14
C. 28
D. 49
E. 128

2. Określ liczbę chromosomów w prawidłowo rozwijających się komórkach jęczmienia zwyczajnego wymienionych w tabeli.

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

Po pierwszym podziale mejotycznym jądra komórki macierzystej ziarna pyłku jądra potomne będą zwierały po (1) chromosomów. W wyniku drugiego podziału mejotycznego w każdym z jąder potomnych zmniejszy się (2).

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 poniższej fotografii przedstawiono obraz mikroskopowy włosa ludzkiego w powiększeniu 10×.

1. Do każdej z podanych w tabeli nazw elementów struktury włosa dopasuj odpowiednie oznaczenie A–E z fotografii.

2. Uzupełnij w poniższym tekście luki (1.–4.) wyrażeniami z tabeli, wybierając w każdym przypadku jedno z dwóch zaproponowanych.

Włosy są wytworem (1). Ich struktura zbudowana jest głównie z (2). Włosy i skórę natłuszcza substancja wydzielana przez (3), która pełni funkcję (4).

U ludzi melanina jest syntetyzowana w melanosomach. Prekursorem melaniny jest tyrozyna przekształcana przez tyrozynazę (TYR) do dopachinonu – związku pośredniego na szlaku syntezy melaniny. Mechanizm działania tyrozynazy opiera się na odziaływaniu między dwoma atomami miedzi oraz cząsteczką tlenu, co umożliwia utlenienie substratu. Mutacje w genie tyr – kodującym tyrozynazę – są przyczyną albinizmu skórno-ocznego (ang. oculocutaneous albinism) typu OCA1.

Według HGMD (ang. Human Gene Mutation Database) 249 mutacji nonsensownych lub mutacji zmiany sensu w genie tyr jest powiązanych z wystąpieniem OCA1. Skutki mutacji typu zmiany sensu w genie tyr są dotyczą najczęściej centrum aktywnego enzymu w domenie N-końcowej, a także w domeny transbłonowej.

Żródło: Xu. Lai i in., Chem. Eur. J. 24, 2018.

1. Określ które stwierdzenia dotyczące albinizmu skórno-ocznego typu OCA1 są prawdziwe, a które – fałszywe.

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

Mutacje zmiany sensu w genie tyr warunkujące albinizm mogą być przyczyną nieprawidłowego oddziaływania jon metalu – białko w

PCR (ang. Polymerase Chain Reaction) to metoda powszechnie wykorzystywana do amplifikacji DNA. Jej upowszechnienie stało się możliwe dzięki wprowadzeniu na rynek m.in. termostabilnej polimerazy DNA oraz termocyklera – urządzenia, które precyzyjnie i szybko zmienia temperaturę wg wcześniej ustalonego programu. W październiku 2022 r. opisano nową metodę amplifikacji DNA – SHARP (ang. SSB-Helicase Assisted Rapid PCR). Jest ona oparta na PCR, ale cała reakcja przebiega w warunkach izotermicznych, tzn. w stałej temperaturze. Na poniższym schemacie przedstawiono kolejne etapy amplifikacji DNA metodą SHARP.

W tabeli przedstawiono skład dwóch roztworów, po zmieszaniu których zachodzi amplifikacja DNA metodą SHARP. W kolejnej tabeli wyjaśniono właściwości składników oznaczonych gwiazdką (*).

Na poniższym rysunku przedstawiono dane świadczące o tym, że metoda SHARP pozwala przeprowadzić amplifikację DNA (A–D). Na rysunku A przedstawiono plazmid, który był matrycą do amplifikacji DNA o długości 1463 par zasad (pz) z użyciem starterów M13_fwd i M13_rev. Na rysunku B przedstawiono wynik SHARP w obecności wszystkich składników wymienionych w tabeli albo przy braku: ATP, SSB albo helikazy PcrA M6. Na rysunkach C i D porównano odpowiednio wynik amplifikacji DNA konwencjonalną PCR oraz SHARP w zależności od stężenia matrycowego DNA.

Jednym z niezbędnych etapów przy opracowywaniu nowej metody jest jej optymalizacja. Na poniższym rysunku przedstawiono wynik doświadczenia, w którym badano wpływ stężenia białka SSB – jednego ze składników mieszaniny do SHARP – na czułość tej metody. W tym doświadczeniu oczekiwanym produktem amplifikacji był DNA o długości 350 pz

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

Barwniki fluorescencyjne, takie jak EvaGreen, są wzbudzane promieniowaniem o określonej długości fali (λwz), a następnie emitują światło o charakterystycznej dla danego barwnika długości fali (λem). Użycie substancji EvaGreen w odpowiednim czytniku fluorescencyjnym pozwala na określenie ilości DNA w próbce (1) amplifikacji DNA. Zależność między λwz a λem powinna być następująca: (2). Odczynnik ten (3) konieczny do przeprowadzenia amplifikacji DNA metodą SHARP.

2. Określ, które stwierdzenia dotyczące składu ostatecznej mieszaniny do SHARP są prawdziwe, a które – fałszywe.

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

W metodzie SHARP do rozdzielania DNA na pojedyncze nici wykorzystywana jest energia z wiązań (1). Energia niezbędna do syntezy nowych nici DNA pochodzi z (2). Zadaniem helikazy jest zerwanie oddziaływań występujących między zasadami azotowymi (3) DNA.

4. Określ, które stwierdzenia dotyczące przedstawionych wyników badań są prawdziwe, a które – fałszywe.

Rozszyfrowane w XX w. reguły kodowania aminokwasów były przedmiotem wielu badań. Jedno z nich polegało na tym, że do tRNACys przyłączono cysteinę, która następnie w reakcji z niklem Raneya, poprzez usunięcie atomu siarki z aktywowanej cysteiny, została przekształcona w alaninę, bez naruszenia jej połączenia z tRNA. Następnie ten tRNA (Ala-tRNACys) wprowadzono do bezkomórkowego układu syntetyzującego białko. Matrycą był RNA zawierający tylko U i G w stosunku 5:1, co normalnie prowadzi do włączenia cysteiny (kodon UGU) do białka. W opisanym przypadku do syntetyzowanego polipeptydu była włączana alanina (kodon GCN). Identyczny wynik uzyskano, stosując jako matrycę do syntezy białka mRNA hemoglobiny ihybrydowy znakowany 14C Ala-tRNACys. Po trawieniu trypsyną okazało się, że jedynym radioaktywnym peptydem był peptyd, który zgodnie z informacją genetyczną powinien zawierać cysteinę, a nie – alaninę.

Na podstawie: L. Stryer, Biochemia, Warszawa 1997.

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

Poniżej przedstawiono standardowy kod genetyczny.

W mitochondrialnym kodzie genetycznym kręgowców występują różnice w porównaniu do standardowego kodu genetycznego: kodony AGA oraz AGG stanowią sygnał terminacji translacji, kodon AUA koduje metioninę, a kodon UGA – tryptofan. W ludzkim kodzie mitochondrialnym oprócz kodonu AUG występują dwa alternatywne kodony start: AUA oraz AUU, które są rozpoznawane przez specjalnie zmodyfikowany antykodon mitochondrialnego tRNAMet. Wyjściowa sekwencja tego antykodonu jest taka sama jak w cytozolowym tRNAMet, ale jedna z zasad azotowych tego antykodonu podlega modyfikacji (najpierw metylacji, a następnie utlenieniu) i może tworzyć wiązania z różnymi zasadami azotowymi. Dzięki temu kodon AUU koduje metioninę zamiast izoleucyny, jeżeli stanowi sygnał inicjacji translacji, a kodon AUA koduje metioninę niezależnie od położenia w obrębie mRNA.

Na podstawie: www.ncbi.nlm.nih.gov; S. Haag i in., NSUN3 and ABH1 modify the wobble position of mt-tRNAMet to expand
codon recognition in mitochondrial translation, The EMBO Journal 35, 2016.

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

Kody genetyczne – standardowy i mitochondrialny – mają (1) liczbę kodonów. W porównaniu do kodu standardowego w kodzie mitochondrialnym jest (2) kodonów stop. Substytucja pojedynczego nukleotydu w kodonie kodującym metioninę może doprowadzić do przedwczesnej terminacji translacji tylko w przypadku białka syntezowanego w (3).

2. Określ, które stwierdzenia dotyczące translacji na rybosomach cytozolowych ssaków są prawdziwe, a które – fałszywe.

3. Wybierz spośród podanych sekwencję antykodonu cytozolowego tRNAMet.
A. 5′ AUG 3′
B. 5′ GUA 3′
C. 5′ CAU 3′
D. 5′ UAC 3′

4. Wybierz spośród podanych nazwę zasady azotowej podlegającej modyfikacji w antykodonie mitochondrialnego tRNAMet.
A. adenina
B. uracyl
C. cytozyna
D. guanina