DWMED

Anabaena to rodzaj nitkowatych sinic. Większość komórek w nici tej sinicy przeprowadza fotosyntezę. W skład nici wchodzą także wyspecjalizowane komórki o grubych ścianach komórkowych, zwane heterocytami, asymilujące azot atmosferyczny. W heterocytach nie jest aktywny fotosystem II. Biologiczne wiązanie N2 w heterocytach zachodzi przy udziale złożonego układu enzymatycznego, w skład którego wchodzi nitrogenaza. Enzym ten katalizuje w warunkach beztlenowych reakcję wiązania azotu atmosferycznego, którą sumarycznie można przedstawić następująco:

Międzykomórkowe połączenia między poszczególnymi komórkami nici pozwalają heterocytom pozyskiwać węglowodany i transportować do sąsiednich komórek produkty wiązania N2 w postaci glutaminy.

1. Wyjaśnij, dlaczego w heterocytach sinicy Anabaena nie może być aktywny fotosystem II. W odpowiedzi uwzględnij funkcję heterocytów oraz proces zachodzący w fotosystemie II.

2. Określ, czy reakcja wiązania azotu atmosferycznego zachodząca w heterocytach sinicy Anabaena ma charakter anaboliczny, czy – kataboliczny. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do jednej z cech tej klasy reakcji.

3. Wyjaśnij znaczenie połączeń między komórkami fotosyntetyzującymi a heterocytami u sinic Anabaena dla efektywnego zachodzenia fotosyntezy. W odpowiedzi uwzględnij procesy zachodzące w obu rodzajach komórek.

Chwasty konkurują z roślinami uprawnymi o zasoby środowiska – światło, wodę i związki mineralne. Niektóre gatunki chwastów mogą również oddziaływać na określone gatunki roślin uprawnych przez wydzielanie specyficznych związków czynnych biologicznie, zwanych allelopatinami. Efekt działania tych substancji może być szkodliwy lub korzystny – występuje wówczas allelopatia ujemna lub dodatnia.
Uczniowie przygotowali dwa zestawy doświadczalne – każdy składał się z 10 doniczek z ziemią ogrodową, a w każdej z nich wysiano po 10 nasion grochu jadalnego. Zestawy umieścili w tych samych warunkach oświetlenia i temperatury, a ziemię w doniczkach podlewali:

• w zestawie nr 1 – wodą wodociągową, w której przez trzy dni moczone były świeże kłącza perzu,
• w zestawie nr 2 – wodą wodociągową.

Począwszy od trzeciego dnia co drugi dzień uczniowie sprawdzali, ile nasion grochu wykiełkowało w każdej doniczce w danym zestawie. Wyniki doświadczenia przedstawili w tabeli.

1. Sformułuj problem badawczy przedstawionego doświadczenia.

2. Sformułuj wniosek na podstawie wyników doświadczenia.

Na uproszczonym schemacie przedstawiono przebieg fotosyntezy. Fazę jasną (zależną od światła) i fazę ciemną (niezależną od światła – cykl Calvina-Bensona) oddzielono przerywaną linią.

1. Oceń, czy poniższe informacje dotyczące procesu fotosyntezy są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

2. Określ, jaką funkcję pełnią cząsteczki chlorofilu znajdujące się w centrum reakcji fotosystemów.

3. Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

W fazie fotosyntezy zależnej od światła ATP może powstawać w drodze fotosyntetycznej fosforylacji cyklicznej lub niecyklicznej. Rozkład cząsteczki wody zachodzi podczas fosforylacji (cyklicznej / niecyklicznej). U roślin podczas fazy zależnej od światła mogą zachodzić (tylko procesy fosforylacji niecyklicznej / oba rodzaje fosforylacji). W cyklu Calvina-Bensona ATP nie jest zużywane podczas etapu (karboksylacji / regeneracji).

4. Podaj nazwę związku oznaczonego na schemacie literą X oraz określ jego rolę w fazie niezależnej od światła.

Nazwa związku X:

Rola w fazie niezależnej od światła:

5. Wyjaśnij, w jaki sposób stosowanie tzw. suchego lodu, czyli zestalonego dwutlenku węgla, przekłada się na zwiększony przyrost biomasy warzyw uprawianych w szklarniach. W odpowiedzi uwzględnij proces, w którym uczestniczy ten związek chemiczny.

Na rysunku A przedstawiono siewki gorczycy hodowane na świetle i w ciemności, a na wykresie B – wyniki doświadczenia, w którym badano wpływ światła na wzrost wydłużeniowy komórek hipokotyla (części podliścieniowej) tych siewek. W każdym z tych doświadczeń użyto po 100 siewek.

1. Na podstawie przedstawionych wyników doświadczenia sformułuj wniosek dotyczący wpływu światła na wzrost wydłużeniowy hipokotyla siewek gorczycy.

2. Określ, które stwierdzenia dotyczące wyników tego doświadczenia są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F– jeśli jest fałszywe.

3. Oceń prawdziwość stwierdzenia: „Przyczyną różnicy średniej długości hipokotyli siewek hodowanych na świetle i w ciemności jest różna intensywność podziałów komórkowych zachodzących w tych hipokotylach”. Odpowiedź uzasadnij.

Na schemacie przedstawiono fragment cząsteczki białka o strukturze III-rzędowej oraz warunkujące tę strukturę różne oddziaływania występujące pomiędzy łańcuchami bocznymi aminokwasów: wiązania chemiczne oparte na przyciąganiu elektrostatycznym (1), wiązania kowalencyjne (2), interakcje hydrofobowe (3) i oddziaływania jonowe (4).

1. Podaj nazwy wiązań chemicznych stabilizujących III-rzędową strukturę białka, oznaczonych na schemacie numerami 1. i 2.

1.

2.

2. Na przykładzie enzymów białkowych wyjaśnij, w jaki sposób struktura przestrzenna białka warunkuje jego funkcję katalityczną. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm działania enzymów.

Ryby kostnoszkieletowe obejmują dwie grupy: ryby promieniopłetwe oraz mięśniopłetwe. Płetwy ryb promieniopłetwych są utworzone z błoniastego fałdu skóry rozpiętego na szkielecie z promieni kości skórnych i nie mają mięśni. Natomiast płetwy ryb mięśniopłetwych osadzone są na umięśnionych trzonach. Budowa trzonu takiej płetwy
wykazuje pewne podobieństwo do budowy szkieletu kończyny kręgowców lądowych. Naukowcy zbadali rozwój płetw i kończyn kręgowców lądowych i stwierdzili, że jest on kontrolowany przez te same geny.

a) Na podstawie tekstu uzasadnij tezę, że kończyny kręgowców lądowych oraz płetwy ryb mięśniopłetwych są narządami homologicznymi.


b) Określ, która grupa ryb – promieniopłetwe czy mięśniopłetwe – jest bliżej spokrewniona z kręgowcami lądowymi. Odpowiedź uzasadnij, podając dwie cechy budowy płetw wskazujące na to pokrewieństwo.

Zgodnie z regułą ekogeograficzną sformułowaną przez Bergmanna, zwierzęta stałocieplne klimatów chłodnych mają większe rozmiary ciała od swoich krewnych, żyjących w klimatach ciepłych. Przykładowo lis polarny jest masywniejszy i większy niż lis pustynny (fenek), a niedźwiedź eurazjatycki ma większe rozmiary niż żyjący w lasach deszczowych niedźwiedź malajski.

Wykaż znaczenie adaptacyjne większych rozmiarów ciała kręgowców stałocieplnych żyjących w klimatach chłodnych w porównaniu do ich krewnych żyjących w klimatach ciepłych. W odpowiedzi uwzględnij stosunek powierzchni ciała do objętości.

Wszechstronne badania wykorzystujące zarówno dane paleontologiczne, jak i dane o sekwencjach DNA wykazały, że niektóre tradycyjnie uznawane grupy taksonomiczne nie są naturalne, ale sztuczne. Przykładowo kręgowce lądowe wywodzą się z ryb, ale nie są do nich zaliczane. Współczesne płazy są jedną gałęzią drzewa rodowego. Do płazów włącza się też pierwotne kręgowce lądowe będące zarówno przodkami współczesnych płazów, jak i owodniowców. Z kolei ostatni wspólny przodek gadów był też przodkiem ptaków. Rozróżnia się trzy rodzaje grup taksonomicznych:

• monofiletyczne – obejmujące wspólnego przodka i wszystkich jego potomków

• parafiletyczne – obejmujące ostatniego wspólnego przodka oraz niektórych jego potomków

• polifiletyczne – niemające bliskiego wspólnego przodka (pochodzące od różnych bliskich przodków).

Na schemacie przedstawiono pokrewieństwa ewolucyjne wybranych grup taksonomicznych (I–III).

a) Podaj oznaczenie cyfrowe grupy parafiletycznej wybranej spośród I–III. Odpowiedź uzasadnij, wykorzystując oznaczenia organizmów podane na schemacie.

b) Na podstawie przedstawionych informacji oceń, czy poniższe stwierdzenia są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

Pod koniec XX wieku zaczęto stosować badania DNA dla potrzeb sądownictwa. Gdy w próbce jest zbyt mało DNA jądrowego, lub gdy jest on mocno zniszczony, bierze się pod uwagę DNA mitochondrialny – mtDNA, który występuje w komórkach w większej
liczbie kopii niż jądrowy. Zygota człowieka otrzymuje ok. 100 tys. cząsteczek mtDNA, które znajdowały się w mitochondriach oocytu. Mitochondria obecne w plemniku, zawierające po ok. 100 kopii mtDNA, po zapłodnieniu degenerują wraz z ich zawartością, w wyniku niepoznanego dotąd dobrze mechanizmu.


Na podstawie przedstawionych informacji wyjaśnij, dlaczego mtDNA, w przeciwieństwie do DNA jądrowego, nie może być wykorzystywany do ustalania ojcostwa.

Uporządkuj etapy procesu prowadzącego do otrzymania transgenicznej kukurydzy wytwarzającej prowitaminę A. Wpisz w tabelę numery 2–6.

Dystrofia mięśniowa Duchenne’a jest nieuleczalną chorobą genetyczną objawiającą się nieodwracalnym zanikiem mięśni. Pierwsze objawy występują w wieku 3 do 8 lat, a w wieku 12 lat większość chorych nie jest już w stanie samodzielnie chodzić. Średni okres przeżycia wynosi w USA 28 lat, a śmierć następuje najczęściej w wyniku niewydolności oddechowej lub niewydolności krążenia. Ze względu na sposób dziedziczenia tej choroby zapadają na nią niemal wyłącznie chłopcy z częstością 1 na 3500 urodzeń. Istnieją pojedyncze przypadki wystąpienia tej choroby u dziewczynek z zespołem Turnera (jeden chromosom X).

Wyjaśnij, dlaczego na tę chorobę zapadają prawie wyłącznie chłopcy. W odpowiedzi weź pod uwagę genotypy chorych chłopców oraz ich rodziców.

U bydła brak rogów dominuje zupełnie nad ich występowaniem. Bezrożnego buhaja skrzyżowano z trzema krowami. Potomstwo urodzone przez:
• rogatą krowę nr 1. – było rogate,
• bezrożną krowę nr 2. – było rogate,
• bezrożną krowę nr 3. – było bezrożne.

a) Podaj genotyp buhaja i wszystkie możliwe genotypy krów: 1., 2. i 3., przy czym allel warunkujący bezrożność oznacz literą B.

Genotyp buhaja:
Możliwe genotypy krów:
1. 
2. 
3.

b) Zapisz krzyżówkę genetyczną (szachownicę Punnetta) i na jej podstawie określ stosunek liczbowy genotypów i fenotypów potomstwa bezrożnego buhaja i krowy nr 2.

Stosunek liczbowy genotypów potomstwa:

Stosunek liczbowy fenotypów potomstwa:

Wśród zasad azotowych wchodzących w skład fragmentu nici DNA kodującej (nieulegającej transkrypcji), tymina stanowi 35%, guanina – 15%, a cytozyna – 20%.

Podaj udział procentowy wszystkich zasad azotowych wchodzących w skład:

1. nici matrycowej tego fragmentu DNA

2. pre-mRNA powstałego w wyniku transkrypcji tego fragmentu DNA.

Pod wpływem ogrzewania struktura podwójnej helisy DNA ulega zniszczeniu i rozpada się na pojedyncze nici. Temperatura, w której dochodzi do utraty połowy helikalnej struktury tej cząsteczki, nazywana jest temperaturą denaturacji cząsteczki DNA. Wartość tej temperatury jest zależna od składu nukleotydów budujących cząsteczkę DNA. Denaturacja jest procesem odwracalnym (renaturacja).

a) Zaznacz poprawne dokończenie zdania.

Wartość temperatury denaturacji będzie najwyższa w przypadku fragmentu cząsteczki DNA, którego jedna z nici (1.– 4.) zawiera następującą sekwencję zasad:

b) Wyjaśnij, dlaczego wartość temperatury denaturacji cząsteczki DNA jest zależna od jej składu nukleotydowego.

Osmolalność opisuje liczbę moli substancji osmotycznie czynnych rozpuszczonych w 1 litrze rozpuszczalnika (wody). W utrzymaniu równowagi wodno-jonowej organizmu bierze udział m.in. ADH – hormon antydiuretyczny (wazopresyna).

a) Podaj nazwę gruczołu wydzielania wewnętrznego, w którym magazynowany jest ADH.

b) Wyjaśnij, na czym polega rola ADH w utrzymaniu stałej osmolalności osocza.