DWMED

Liczbę równocennych grup atomów wodoru w cząsteczkach związków organicznych (na przykład węglowodorów) można określić na podstawie spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR). Obecna w zarejestrowanym widmie ¹H NMR liczba grup sygnałów odpowiada liczbie równocennych atomów wodoru w cząsteczce badanego związku chemicznego. Ponieważ połączone z sąsiadującymi ze sobą atomami węgla atomy wodoru mogą oddziaływać wzajemnie, bardzo często zdarza się zaobserwować obejmujące pewien zakres przesunięcia chemicznego (δ, ppm) rozszczepienie sygnałów. Na rysunku przedstawiającym widmo ¹H NMR uwidacznia się to przylegającymi do siebie różnej wysokości pikami. Na przykład propan ma dwie grupy równocennych atomów wodoru. Pierwszą z nich stanowią te, obecne w grupach –CH₃, druga natomiast to te, znajdujące się w ugrupowaniu –CH₂–. Rysunek poniżej ilustruje widmo ¹H NMR opisanego alkanu, na którym literami A i B oznaczono grupy sygnałów reprezentujących równocenne atomy wodoru:

Na podstawie: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, www.sdbs.db.aist.go.jp, dostęp od 2022 roku.

W przypadku, gdy związek chemiczny ma kilka grup równocennych atomów węgla w cząsteczce, w celu ustalenia liczby takich grup można zarejestrować widmo ¹³C NMR. Obecne w nim sygnały odpowiadają wówczas ilościowo liczbie grup równocennych atomów węgla.

Masa jednego mola cząsteczek pewnego węglowodoru wynosi 70 g. Rysunki poniżej przedstawiają kolejno widma – ¹³C NMR oraz ¹H NMR opisanego związku chemicznego:

Na podstawie: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, www.sdbs.db.aist.go.jp, dostęp od 2022 roku.

Węglowodór ten poddano następnie monobromowaniu w obecności światła. W zarejestrowanym widmie ¹H NMR uzyskanego produktu zaobserwowano trzy sygnały pochodzące od atomów wodoru różniących się otoczeniem chemicznym.

Wykonaj niezbędne  obliczenia, a następnie stosując grupowe lub uproszczone  wzory związków organicznych, napisz równanie opisanej reakcji monobromowania. Uwzględnij warunki prowadzenia tego procesu.

Na schemacie przedstawiono, w sposób uproszczony, zmiany w tempie zużywania substratów i wytwarzania produktów w przebiegu następujących po sobie dwóch procesów (I i II), dostarczających energii z utleniania glukozy w komórkach intensywnie pracujących mięśni szkieletowych.

a) Podaj nazwę każdego z przedstawionych procesów.

I.
II.

b) Podaj nazwę związku chemicznego powstającego w przebiegu procesu II w komórce mięśniowej i oznaczonego na schemacie literą X.

W utrzymaniu przez organizm człowieka stałej temperatury ciała uczestniczą różne mechanizmy, które polegają na regulowaniu utraty energii cieplnej z organizmu lub niedopuszczeniu do jego nadmiernego wychłodzenia. W procesach tych uczestniczy
również skóra, która jest także narządem czucia powierzchniowego.

a) Procesom (A i B) wymienionym poniżej, zapewniającym utrzymanie stałej temperatury ciała, przyporządkuj wszystkie elementy budowy (1–3), które w tym procesie uczestniczą.

1. gruczoły potowe
2. naczynia krwionośne
3. tkanka tłuszczowa

A. termoregulacja:
B. termoizolacja:

b) Podaj dwa przykłady receptorów znajdujących się w skórze właściwej, dzięki którym skóra jest narządem czucia powierzchniowego.

Krążenie wieńcowe zaopatruje w tlen mięsień sercowy. Tętnice wieńcowe (prawa i lewa) odchodzą od aorty. Ich coraz drobniejsze rozgałęzienia doprowadzają krew do naczyń włosowatych w różnych częściach mięśnia sercowego. Żyły krążenia wieńcowego zbierają krew z włosowatych naczyń wieńcowych i doprowadzają ją przez zatokę żylną lub bezpośrednio do prawego przedsionka.

Podkreśl – w nawiasie poniższego zdania – poprawne określenie dotyczące obiegu krwi, do którego należy krążenie wieńcowe.

Z podanego opisu wynika, że krążenie wieńcowe jest częścią (małego / dużego) obiegu krwi.

Na rysunku w sposób schematyczny przedstawiono mały i duży obieg krwi w organizmie człowieka. Uwaga: nie oznaczono kierunku przepływu krwi.

a) Wpisz po dwa oznaczenia literowe naczyń krwionośnych (A−D), które:

doprowadzają krew do serca
wyprowadzają krew z serca

b) Wpisz literę, którą na rysunku oznaczono aortę.

Nabłonek wyścielający tchawicę i oskrzela zbudowany jest z komórek mających na powierzchni rzęski oraz z komórek wydzielających śluz. Szkodliwe substancje, które występują w dymie tytoniowym, powodują między innymi zahamowanie ruchu rzęsek nabłonka. U nałogowych palaczy, którzy palili przez wiele lat, stwierdza się duże obszary nabłonka, na których rzęski są zupełnie zniszczone.

Wyjaśnij, uwzględniając funkcję rzęsek nabłonka, dlaczego ich brak jest przyczyną częstego występowania chorób układu oddechowego u nałogowych palaczy.

Na rysunku przedstawiono budowę jądra komórkowego.

a) Podaj nazwę struktury oznaczonej na rysunku literą X.

b) Określ, czy jest to jądro komórki będące w trakcie podziału, czy – znajdujące się w stadium międzypodziałowym. Odpowiedź uzasadnij.

Wymienionym białkom (A–C) przyporządkuj po jednej funkcji (1−4), jaką pełnią one w organizmie człowieka.

A. kolagen
B. gammaglobulina
C. hemoglobina

1. odpornościowa
2. receptorowa
3. strukturalna
4. transportowa

A.
B.
C.

Celem modyfikacji prowadzonych na roślinach użytkowych jest uzyskanie dzięki nim jak największych korzyści, np. ekonomicznych. Niektóre nowo wytworzone odmiany roślin transgenicznych są już odporne na niekorzystne warunki środowiska, np. mróz czy wysokie
temperatury, susza czy zasolenie gleby, które do tej pory stanowiły dla zwykłych roślin czynniki ograniczające. Wytworzono też rośliny potrafiące akumulować pierwiastki metali ciężkich z gleby, co daje możliwość ich usuwania ze środowiska.

Na podstawie: http://www.aptekazsercem.pl/artykuly/18-roliny-transgeniczne-html

Wybierz jedną z podanych w tekście cech roślin transgenicznych i określ, jakie korzyści dla gospodarki człowieka może przynieść uprawa roślin mających tę cechę.

W zależności od wpływu na rozkład cechy w populacji wyróżniamy trzy rodzaje doboru naturalnego:
I. dobór stabilizujący
II. dobór kierunkowy
III. dobór różnicujący.

1. Przyporządkuj zamieszczone poniżej opisy rozkładów cech w populacjach (A–C) do rodzajów doboru (I–III), pod których presją były te populacje.
A. W populacji zięb zamieszkujących te same wyspy Galapagos, dotkniętych suszą, pojawiły się zięby cienkodziobe i zięby grubodziobe odżywiające się odmiennym pokarmem.
B. Populacja trawy mietlicy rozłogowej staje się coraz bardziej odporna na szkodliwe działanie miedzi wraz z upływem czasu, jaki upłynął od momentu skażenia środowiska.
C. Dane kopalne wskazują, że średnie rozmiary niedźwiedzia jaskiniowego w Europie powiększały się w okresach zlodowaceń, a zmniejszały się w czasie cieplejszych okresów.

A. 
B.
C.

2. Na podstawie opisu C, wykaż związek między zwiększeniem rozmiarów ciała niedźwiedzi jaskiniowych a ich adaptacją do niskiej temperatury otoczenia w okresach
zlodowaceń.

Szczepionki DNA zawierają najczęściej koliste cząsteczki plazmidów, na których kodowane są antygeny organizmów, przeciwko którym skierowana jest szczepionka. Dzięki promotorom wirusowym informacja genetyczna zawarta na plazmidzie ulega ekspresji w komórkach ludzkich i organizm może wytworzyć pamięć immunologiczną. Szczepionki DNA nie są skuteczne, jeżeli zostaną zaprojektowane dla antygenów naturalnie zawierających reszty cukrowe.

Na podstawie : J. Stojak, Ze szczepionką za pan brat, „Biologia w Szkole” nr 3., Warszawa 2013.

1. Określ, która z informacji przedstawia kolejne etapy prowadzące do wytworzenia odporności u człowieka przez szczepionki DNA.

A. DNA kodujące antygen → translacja → transkrypcja → antygen → różnicowanie limfocytów T i B → komórki pamięci
B. DNA kodujące antygen → translacja → transkrypcja → przeciwciało → różnicowanie limfocytów T i B → antygen
C. DNA kodujące antygen → transkrypcja → translacja → przeciwciało → wytwarzanie limfocytów Th → antygen → komórki pamięci.
D. DNA kodujące antygen → transkrypcja → translacja → antygen → różnicowanie limfocytów T i B → komórki pamięci.

2. Wyjaśnij, dlaczego szczepionki DNA nie są skuteczne, jeżeli są zaprojektowane dla antygenów naturalnie zawierających reszty cukrowe.

Na schemacie przedstawiono kodony występujące we fragmencie cząsteczki mRNA, która powstała po transkrypcji odcinka eksonu pewnego genu.

1. Uzupełnij schemat – zapisz sekwencję nukleotydów na fragmencie nici DNA, który był matrycą do transkrypcji przedstawionego fragmentu mRNA.

2. Korzystając z tabeli kodu genetycznego, wpisz w zaznaczone pola na schemacie nazwy aminokwasów zakodowanych w przedstawionym fragmencie.

3. Podaj nazwę wiązania oznaczonego na schemacie literą X.

Najczęstszą przyczyną rodzinnej hipercholesterolemii (FH) jest uszkodzenie zlokalizowanego na chromosomie 19 genu kodującego receptor dla lipoproteiny niskiej gęstości (LDL). Receptor ten znajduje się na powierzchni komórek wątroby i wychwytuje ze krwi cząsteczki LDL, z których odbiera transportowany przez nie cholesterol. Wynikiem mutacji jest podwyższony poziom cholesterolu we krwi, co może być przyczyną wczesnej miażdżycy (nawet w wieku dziecięcym), choroby wieńcowej i zawału serca. Na FH chorują mężczyźni i kobiety – niezależnie, czy są homo- czy heterozygotami pod względem zmutowanego genu.

Na podstawie: pl.wikipedia.org/wik /Hipercholesterolemia_rodzinna

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

2. Chora na FH kobieta, która jest w ciąży, ma zdrowego ojca i zdrowego męża. Oblicz prawdopodobieństwo, że dziecko urodzone przez nią będzie zdrowym chłopcem. Zaproponuj oznaczenia zmutowanego i prawidłowego allelu, podaj genotypy rodziców
i zapisz krzyżówkę genetyczną.

Allel zmutowany:
Allel prawidłowy:

Genotyp matki:
Genotyp ojca:

Krzyżówka:

Prawdopodobieństwo: …… (%)

3. Wykaż związek między wysokim poziomem cholesterolu we krwi a zwiększonym ryzykiem wystąpienia zawału serca.

Badania epidemiologiczne wykazują, że stężenie witaminy D3 lub jej metabolitów u większości dorosłych ludzi jest poniżej prawidłowego poziomu. Witamina ta powstaje w skórze z prowitaminy D pod wpływem promienia ultrafioletowego (UV). Niedobór witaminy D3 lub zaburzenia jej przemian, mogą być przyczyną wielu chorób, takich jak: choroby nowotworowe, sercowo-naczyniowe, krzywica u dzieci, czy osteoporoza polegająca na postępującym ubytku masy kostnej. Przy odpowiedniej ilości tej witaminy w organizmie pula wchłanianych z pokarmów jonów wapniowych wynosi od 30% do 80%, natomiast przy niskim poziomie witaminy D3 jest to jedynie 10–15%, co prowadzi do niedoboru tego pierwiastka w organizmie. Poziom jonów wapniowych we krwi jest regulowany przez hormony – kalcytoninę i parathormon.

1. Uzupełnij zdania opisujące regulację poziomu jonów wapnia we krwi. Podkreśl właściwe określenia wybrane spośród zapisanych w nawiasach tak, aby otrzymać poprawną informację.

Spadek poziomu jonów wapniowych we krwi powoduje (kalcytonina / parathormon). Jeżeli poziom jonów wapniowych we krwi jest niski, to (kalcytonina / parathormon) powoduje ich uwalnianie z (kości / krwi). Opisana regulacja odbywa się dzięki (współdziałaniu /
przeciwstawnemu działaniu) tych hormonów.

2. Wyjaśnij związek między niedoborem witaminy D 3 w organizmie człowieka a podwyższonym ryzykiem wystąpienia osteoporozy.

3. Wykaż związek między niedoborem witaminy D3 w organizmie człowieka a coraz powszechniejszym używaniem kremów z filtrem UV.

Żylaki kończyn dolnych to trwałe poszerzenia żył powierzchownych z ich jednoczesnym wydłużeniem i poskręcaniem. Jest to związane z nieprawidłowym przepływem krwi w tych naczyniach.
Na schemacie przedstawiono mechanizm przepływu krwi w naczyniach żylnych kończyn dolnych człowieka.

1. Wyjaśnij, jaką funkcję w przepływie krwi przez naczynia żylne pełnią znajdujące się w nich zastawki.

2. Wyjaśnij, dlaczego długotrwała praca, której towarzyszy stałe napięcie mięśni kończyn dolnych, np. wielogodzinne stanie w jednym miejscu, może być przyczyną powstawania żylaków.