Matura CKE Grudzień 2013 – Biologia Rozszerzona

Zadanie 1. (0–3)
Na rysunkach przedstawiono budowę cząsteczki hemoglobiny i mioglobiny, a na wykresie – krzywe wysycenia tych dwóch białek tlenem w zależności od ciśnienia parcjalnego tego gazu.
Na podstawie: B. D. Hames, N. M. Hooper, Biochemia. Krótkie wykłady, Warszawa 2007, s. 46.

Zadanie 2. (0–2)
Azot jest jednym z pierwiastków niezbędnych do wzrostu i rozwoju roślin.

Zadanie 3. (0–2)
Zdjęcie z mikroskopu elektronowego przedstawia fragment komórki Leydiga. Komórki takie występują w gonadach mężczyzn.
Źródło: http://images.sciencesource.com/preview/9G0152.html [dostęp 01.03.2012]

Zadanie 4. (0–2)
Stała Michaelisa-Menten ($K_M$) to takie stężenie substratu (dla określonego stężenia enzymu), przy którym reakcja enzymatyczna osiąga połowę prędkości maksymalnej. Stałą tę uznaje się za orientacyjną miarę powinowactwa enzymu do substratu, ponieważ w przypadku większego powinowactwa następuje wysycenie enzymu substratem przy jego niższym stężeniu.
W doświadczeniu badano zależność szybkości reakcji enzymatycznej od stężenia substratu – dla enzymu bez obecności związku X oraz dla enzymu w obecności związku X.
Wyniki doświadczenia przedstawiono na poniższym wykresie.
Na podstawie: http://www.mikeblaber.org/oldwine/BCH4053/Lecture25/Lecture25.htm [dostęp 10.02.2013]

Zadanie 5. (0–4)
Złocień ogrodowy jest rośliną krótkiego dnia, a koniczyna łąkowa to roślina długiego dnia.
Przeprowadzono doświadczenie dotyczące warunków oświetlenia wpływających na kwitnienie tych roślin przy podaniu lub bez podania gibereliny. Schemat doświadczenia przedstawia tabela. W wyniku przeprowadzonego doświadczenia stwierdzono, że podanie gibereliny przyspiesza kwitnienie rośliny długiego dnia w optymalnych dla niej warunkach fotoperiodu.

Numer grupy	Roślina	Warunki fotoperiodu (liczba godzin na dobę)		Podanie roztworu gibereliny
		D (jasno)	N (ciemno)
1	złocień	16	8	+
2	koniczyna	16	8	+
3	złocień	8	16	+
4	koniczyna	8	16	+
5	złocień	16	8	–
6	koniczyna	16	8	–
7	złocień	8	16	–
8	koniczyna	8	16	–

Zadanie 6. (0–4)
Podczas przechowywania bulw ziemniaka dochodzi do ubytku ich masy m.in. z powodu odwodnienia, kiełkowania i chorób wywoływanych rozmaitymi patogenami.
W tabeli przedstawiono procentowy udział różnych przyczyn strat masy ziemniaków przechowywanych w temperaturach: 3 °C, 5 °C i 8 °C.

Temperatura przechowywania	Udział w stratach masy ziemniaków [%] ubytków spowodowanych
	odwodnieniem	kiełkowaniem	chorobami
3 °C	66	0	34
5 °C	70	1	29
8 °C	62	6	32

Na podstawie: Z. Czerko, Straty ilościowe ziemniaków podczas przechowywania w różnych warunkach termiczno-wilgotnościowych, „Ziemniak Polski” 2010, nr 3, s. 44.

Zadanie 7. (0–3)
Higrofity to rośliny występujące w siedliskach o dużej wilgotności zarówno gleby, jak i powietrza. W takich warunkach transpiracja jest utrudniona, dlatego charakterystyczną cechą budowy higrofitów są liczne przystosowania do ułatwienia tego procesu.
Na rysunku przedstawiono budowę anatomiczną blaszki liściowej higrofitu.
Na podstawie: A. Szweykowska, J. Szweykowski, Botanika, tom 1. Morfologia, Warszawa 2003, s. 225.

Zadanie 8. (0–4)
Regulacja temperatury ciała u ssaków obejmuje wiele mechanizmów, funkcjonujących zarówno na poziomie behawioralnym, jak i fizjologicznym, w tym hormonalne, których przykładem może być zależność przedstawiona na schemacie.

Zadanie 9. (0–4)
W badaniach mózgu człowieka stosuje się różnorodne techniki pozwalające określić, które obszary kory mózgowej uaktywniają się w trakcie wykonywania określonych zadań. Metoda tomografii pozytonowej polega na tym, że do organizmu badanej osoby wprowadza się cząsteczki glukozy znakowane radioaktywnymi izotopami i obserwuje gromadzenie się izotopu w miejscach intensywnej pracy komórek kory mózgowej.
Na rysunkach przedstawiono obrazy kory mózgowej zdrowego człowieka, zachowującego świadomość i wykonującego różne czynności związane z mową. Badana osoba: najpierw słuchała wypowiadanych przez kogoś słów (I), następnie czytała słowa bez ich wypowiadania (II), sama wypowiadała słowa (III) oraz opisywała znaczenie słów przy pomocy czasowników i przymiotników (IV). Ciemnymi punktami zaznaczono obszary wykazujące zwiększoną koncentrację radioaktywnego izotopu podczas danej czynności.
Na podstawie: S. Greenfield, Mózg, Warszawa 1999 i Biologia, N.A. Campbell (red.) Poznań 2012, s. 1077.

Zadanie 10. (0–1)
Wyróżnia się dwa typy wentylacji płuc:
1. typ brzuszny (zazwyczaj przeważający u mężczyzn) – główną rolę podczas wdechu odgrywa praca przepony,
2. typ piersiowy (przeważnie dominujący u kobiet) – zasadniczą funkcję podczas wdechu pełnią mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne.
Uczniowie przeprowadzili obserwację sposobu wentylacji płuc w swojej klasie, liczącej 15 dziewcząt i 15 chłopców. Na lekcji wychowania fizycznego zmierzyli u każdej osoby obwód klatki piersiowej osiągany podczas normalnego (płytkiego) wdechu. Zebrali dane i obliczyli średni wynik dla grupy dziewcząt oraz dla grupy chłopców. Okazało się, że średni obwód klatki piersiowej podczas wdechu jest u dziewcząt o 4 cm mniejszy niż u chłopców.
Oceń poprawność poniższych stwierdzeń dotyczących przeprowadzonej obserwacji. Wpisz znak X w odpowiednie miejsca tabeli.

1.	Dane dowodzą, że u dziewcząt w tej klasie dominuje oddychanie brzuszne, ponieważ średni obwód ich klatki piersiowej podczas wdechu był mniejszy niż u chłopców.	P	F
2.	Z danych wynika, że wśród chłopców w tej klasie dominuje oddychanie piersiowe, ponieważ obwód ich klatek piersiowych podczas wdechu był większy niż u dziewcząt.	P	F
3.	Dane nie potwierdzają ani nie zaprzeczają tezie, że u mężczyzn przeważa brzuszny typ wentylacji, a u kobiet – piersiowy, ponieważ należało w każdej grupie zmierzyć obwód klatki piersiowej zarówno podczas wdechu jak i podczas wydechu.	P	F

Zadanie 11. (0–2)
Przykładem substancji magazynowanej w organizmie człowieka jest glikogen. Największe ilości tego polisacharydu znajdują się w wątrobie i mięśniach szkieletowych. Jednak glikogen mięśniowy, mimo znacznej przewagi ilościowej nad glikogenem wątrobowym, nie stanowi głównej rezerwy węglowodanowej dla pozostałych narządów w organizmie człowieka.
W tabeli przedstawiono przeciętną zawartość glikogenu wątrobowego i mięśniowego u osoby dorosłej.

Glikogen	Masa glikogenu [g]	Udział masy glikogenu w masie gromadzących go narządów [%]
wątrobowy	75	13
mięśniowy	450	1,5

Zadanie 12. (0–3)
W 2011 roku, w wyniku trzęsienia ziemi w Japonii, wiele psów straciło swoich właścicieli lub swój dom. Umieszczono je w schroniskach, gdzie badano poziom kortyzolu w ich moczu. Porównano wyniki uzyskane u psów z terenów objętych katastrofą (Fukushima) i psów z terenów, których katastrofa nie dotknęła (Kanagawa). Zmiany poziomu kortyzolu w obu grupach, od dnia katastrofy, przedstawiono na wykresie.
Na podstawie: M. Nagasawa, K. Mogi, T. Kikusui, Continued Distress among Abandoned Dogs in Fukushima. Scientific Reports, 2012, nr 2, artykuł nr 724.

Zadanie 13. (0–3)
Feromony to chemiczne cząsteczki sygnałowe umożliwiające komunikację między osobnikami tego samego gatunku, uwalniane do środowiska zewnętrznego i działające w bardzo niewielkim stężeniu (nawet $0,000001$ ppt, czyli jedna cząsteczka na $10^{18}$ cząsteczek powietrza). Poznanie chemicznej budowy feromonów pozwoliło na ich wykorzystanie w biologicznej walce z niektórymi owadami, np. do zwalczania korników stosuje się pułapki z feromonami agregacyjnymi, które przywabiają osobniki obu płci. Pułapki z feromonami płciowymi stosuje się między innymi do zwalczania moli ubraniowych oraz niektórych motyli będących szkodnikami lasów, np. brudnicy mniszki.
Dymorfizm płciowy u wielu gatunków motyli nocnych przejawia się między innymi tym, że czułki samców są znacznie większe niż czułki samic. Na czułkach tych motyli występują liczne receptory chemiczne.
Na rysunku przedstawiono różnice w budowie czułków samicy i samca pewnego gatunku ćmy.
Na podstawie: K. Schmidt-Nielsen, Fizjologia zwierząt. Adaptacje do środowiska, Warszawa 2008, s. 637.

Zadanie 14. (0–5)
W populacjach owadów społecznych, do których należy pszczoła miodna, występują formy różniące się sposobem zachowania, cechami morfologicznymi i fizjologicznymi. Przeciętna pszczela rodzina składa się zwykle z jednej matki, kilkuset lub więcej trutni i kilkudziesięciu tysięcy robotnic, nie licząc jaj, larw i poczwarek. Królowa roju jest prawie dwukrotnie większa od robotnicy i nie ma narządów umożliwiających zbieranie pokarmu, budowanie gniazda i karmienie larw. Jej zadaniem jest odbycie jedynego w życiu lotu godowego z trutniami i składanie jaj, z których wykluwa się cała reszta roju. Z niezapłodnionych jaj wykluwają się samce pszczoły – trutnie, a z zapłodnionych – pszczoły robotnice.
Niektóre z larw wyklutych z zapłodnionych jaj mogą zostać w przyszłości matkami (gdy w ulu zabraknie królowej).
W ostatnich latach na całym świecie obserwuje się masowe wymieranie pszczół. Jedną z prawdopodobnych przyczyn mogą być zmiany środowiska spowodowane działalnością człowieka.
Na podstawie: Tajemnice polskiej przyrody. Pszczoła miodna, Encyklopedia zwierząt i roślin, Warszawa 2007.

Zadanie 15. (0–2)
Większość płazów ginie w krótkim czasie po umieszczeniu w wodzie morskiej. Istnieje jednak wyjątek – żaba morska Fejervarya cancrivora, która we krwi zatrzymuje dużą ilość mocznika.
Na podstawie: Biologia. Jedność i różnorodność, M. Maćkowiak, A. Michalak (red.), Warszawa 2008, s. 349.

Zadanie 16. (0–2)
Podczas gdy większość ludzi nie może zatrzymać oddechu na więcej niż dwie lub trzy minuty ani pływać bez aparatu do nurkowania na głębokości przekraczającej 20 m, foka Weddella z Antarktydy nurkuje na głębokość do 500 m i pozostaje tam nawet przez około 20 min.
W tabeli przedstawiono rozmieszczenie tlenu w organizmie człowieka i foki Weddella.

Struktura organizmu	Zawartość tlenu [% całkowitej ilości tlenu w organizmie]
	ssak A	ssak B
Płuca	5	36
Krew	70	51
Mięśnie	25	13

Na podstawie: Biologia, N. A. Campbell (red.), Poznań 2012, s. 926.
Podaj, którą z liter (A czy B) oznaczono fokę Weddella. Uzasadnij wybór dwoma argumentami odnoszącymi się do przystosowania foki do głębokiego nurkowania i długiego przebywania pod wodą.
Foka Weddella to ssak oznaczony literą .......................... Argumenty:
1.
2.

Zadanie 17. (0–2)
Istnieje ścisła zależność pomiędzy występowaniem w środowisku pewnych gatunków roślin a hamowaniem wzrostu i rozwoju innych organizmów. Istota tego typu oddziaływań polega na wytwarzaniu i uwalnianiu do środowiska związków o charakterze allelopatycznym. Substancje te przedostają się do atmosfery pod postacią olejków eterycznych, mogą być też wypłukiwane z liści tych roślin podczas deszczu lub wydzielane są z ich korzeni bezpośrednio do roztworu glebowego. Zjawisko to spotykane jest zarówno w uprawach polowych, jak i w naturalnych ekosystemach, np. wśród rozmieszczonych równomiernie roślin pustynnych.

Zadanie 18. (0–2)
Każda nić cząsteczki kwasu nukleinowego ma koniec 3’, na którym znajduje się wolna grupa hydroksylowa cukru oraz koniec 5’ z resztą fosforanową. Polimerazy mogą dołączać nowe nukleotydy tylko do końca 3’ nici.
Na rysunku przedstawiono proces transkrypcji. Strzałką oznaczono kierunek syntezy mRNA.
Na podstawie: Biologia. Jedność i różnorodność, M. Maćkowiak, A. Michalak (red.), Warszawa 2008, s. 169.

Zadanie 19. (0–4)
Schemat przedstawia efekty procesu transkrypcji i obróbki potranskrypcyjnej genu $\alpha$-tropomiozyny w różnych typach komórek ciała człowieka.
Na podstawie: B. Alberts, D. Bray, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter, Podstawy biologii komórki, Warszawa 1999, s. 222.

Zadanie 20. (0–2)
Poniżej podano elementy opisu hipotetycznych wydarzeń ewolucyjnych, które miałyby doprowadzić do pojawienia się i utrwalenia nowej cechy gatunkowej – żółtej barwy ciała pustynnych chrząszczy. Nie wszystkie one są zgodne z założeniami teorii ewolucji K. Darwina.
1. Pojawienie się wśród zielonych chrząszczy, żyjących na pustyni, osobników o barwie żółtej, w wyniku przypadkowej zmiany ewolucyjnej.
2. Uzyskanie przewagi liczebnej przez żółte chrząszcze nad zielonymi.
3. Osiedlenie się na pustyni zielonych chrząszczy pochodzących z lasu.
4. Pojawienie się wśród zielonych chrząszczy, żyjących na pustyni, osobników o barwie żółtej w celu lepszego przystosowania do warunków środowiska (żółty kolor piasku).
5. Zwiększona przeżywalność osobników o żółtej barwie w wyniku lepszej ochrony przed rozpoznaniem przez ptaki drapieżne.

Zadanie 21. (0–1)
W ewolucji człowieka zachodziły rozmaite zmiany budowy, fizjologii i zachowań.
Uporządkuj w kolejności chronologicznej pojawienie się w antropogenezie wymienionych niżej cech, wpisując numery 1–4 do prawej kolumny tabeli.

Zadanie 22. (0–3)
Na diagramie przedstawiono zakresy zmian zagęszczenia (długość dwóch równoległych linii w pasku każdego gatunku) oraz średnie zagęszczenia (ściemnienie wewnątrz paska dla każdego gatunku) dziesięciu gatunków leśnych ssaków Europy i Kanady.
Źródło: T. Umiński, Ekologia, środowisko, przyroda, Warszawa 1996, s. 47.