Matura CKE Maj 2002 – Biologia Rozszerzona

Porównując budowę struktur komórkowych, można wskazać podobieństwa i różnice.
Przedstaw dwie cechy wspólne w budowie chloroplastu i mitochondrium.

Poniżej przedstawiono zdania prawdziwe i błędne, dotyczące porównania budowy i funkcji komórki prokariotycznej i eukariotycznej.
Wybierz spośród sformułowań od A do F dwa, które są błędne. Uzasadnij wybór każdego z nich.
A. Komórki prokariotyczne mają prostszą budowę niż komórki eukariotyczne.
B. Komórki prokariotyczne przeprowadzają fermentację, a eukariotyczne oddychają wyłącznie tlenowo.
C. Oba typy komórek mnożą się na drodze podziałów.
D. Tylko w komórkach eukariotycznych biosynteza białek odbywa się w rybosomach.
E. Zarówno komórki prokariotyczne, jak i eukariotyczne mogą zawierać chlorofil i przeprowadzać fotosyntezę.
F. Sposób zapisu informacji genetycznej jest taki sam w obu typach komórek.

Rysunki przedstawiają niektóre typy owoców.Określ wspólną cechę budowy oraz wspólną funkcję charakterystyczną dla wszystkich przedstawionych wyżej typów owoców.

Pełnienie specyficznych funkcji w komórce przez określone składniki chemiczne jest związane z ich właściwościami. Na przykład DNA jest nośnikiem informacji genetycznej.
Określ, jakie znaczenie dla pełnienia funkcji biologicznej przez DNA ma jego zdolność do replikacji oraz do transkrypcji.

Poniższy rysunek obrazuje w sposób uproszczony budowę nabłonka jednowarstwowego, wielorzędowego wyścielającego, między innymi, drogi oddechowe.
Wyjaśnij, na czym polega adaptacja w budowie nabłonka dróg oddechowych do pełnienia określonych funkcji przez tę tkankę.
W odpowiedzi uwzględnij dwa elementy budowy nabłonka oddechowego przedstawione na rysunku.

Schematy A i B przedstawiają zdolność kiełkowania nasion trawy - kostrzewy czerwonej rozłogowej (Festuca rubra fallax).
Schemat A – zdolność kiełkowania nasion o różnej zawartości wody ($8\%$, $10\%$, $14\%$) przechowywanych w temperaturze $30^{\circ}\text{C}$.
Schemat B – zdolność kiełkowania nasion zawierających $14\%$ wody, przechowywanych w różnej temperaturze ($2^{\circ}\text{C}$, $10^{\circ}\text{C}$, $30^{\circ}\text{C}$).Określ, na czym polegają zależności między zdolnością kiełkowania nasion badanego gatunku trawy a:
- zawartością wody w tych nasionach,
- temperaturą przechowywania nasion.

Choroby układu krążenia występują obecnie u ludzi z niepokojąco wysoką częstością.
Jednym ze sposobów obniżenia ryzyka zaburzeń w pracy serca i naczyń krwionośnych jest stosowanie właściwej diety.
Wybierz z proponowanych trzech jogurtów ten, który jest najbardziej wskazany dla osoby zagrożonej miażdżycą naczyń krwionośnych. Odpowiedź uzasadnij jednym argumentem.

		Wartość odżywcza $100$ gramów jogurtu
Skład i wartość energetyczna		Jogurt 1	Jogurt 2	Jogurt 3
Białko /g/		$3,3$	$7,7$	$4,4$
Tłuszcz /g/		$3,5$	$2,5$	$0,1$
Węglowodany /g/		$15,9$	$15,3$	$7,3$
Wartość energetyczna /kcal/		$109$	$91$	$48$

Wybieram: .........................
Uzasadnienie:

Związkami pokarmowymi roślin są między innymi różne sole mineralne pobierane z gleby. Ciekawe jest, że organizmy fotoautotroficzne nie do końca wybiórczo pobierają składniki mineralne i dlatego obok rzeczywiście potrzebnych, pobierają też takie, które wykazują właściwości toksyczne. Należą do nich między innymi związki glinu, których wpływ na rozwój sadzonek sosny ilustrują poniższe rysunki.
Wpływ różnej zawartości glinu na rozwój sadzonek sosny zwyczajnej.
Zawartość $\text{Al}_2\text{O}_3$ w glebie: A - $0,028\%$, B - $0,115\%$, C - $1,115\%$.
Sformułuj dwie hipotezy, których potwierdzeniem mogą być wyniki doświadczenia zilustrowane rysunkami.

Kwas pirogronowy jest metabolitem pośrednim fermentacji i oddychania tlenowego.
Porównując przekształcenia kwasu pirogronowego w dwóch formach oddychania, ustal, jakie informacje należałoby wpisać do poniższego schematu w miejsca oznaczone cyframi od 1 do 6.
KWAS PIROGRONOWY

	fermentacja mlekowa	oddychanie tlenowe
końcowy produkt	1. ........	2. ........
czy zachodzi fosforylacja oksydacyjna	3. ........	4. ........
miejsce zachodzenia przemian w komórce	5. ........	6. ........

Poniższy tekst przedstawia opis pewnych obserwacji mikroskopowych.
Zaplanowano obserwację tkanki nabłonkowej i mięśniowej. Tkanki te pobrano z organizmów zwierzęcych, różniących się aktywnością życiową. Po odpowiednim spreparowaniu pobranego materiału przeprowadzono obserwacje mikroskopowe, w czasie których liczono mitochondria w obserwowanych komórkach.
Sformułuj dwa problemy badawcze, do rozwiązania których mogłyby być wykorzystane opisane obserwacje.

Jedną z istotnych funkcji układu krążenia, a dokładniej płynącej w nim krwi, jest obrona organizmu przed ciałami obcymi (antygenami).
Poniższy wykres obrazuje wytwarzanie przeciwciał w odpowiedzi pierwotnej i wtórnej na kolejne dawki antygenu.[img1]Linia ciągła obrazuje pierwotną odpowiedź immunologiczną wywołaną podaniem antygenu 1.
Linia przerywana obrazuje wtórną odpowiedź immunologiczną wywołaną ponownym podaniem antygenu 1.
Określ, co obrazuje kropkowana linia wykresu, oraz sformułuj dwa wnioski, dotyczące przebiegu pierwotnej i wtórnej odpowiedzi immunologicznej na ten sam antygen.

Skład chemiczny moczu ulega zmianie w czasie jego przepływu kanalikiem nefronu.
Określ (używając słów – mniejsza, większa) zawartość wody, mocznika i aminokwasów w miejscu A nefronu w stosunku do miejsca B.

Gady, jako pierwsze kręgowce typowo lądowe, charakteryzuje inny niż u ryb i płazów sposób zapłodnienia i rozwoju zarodkowego.
Przedstaw dwie cechy rozrodu gadów, mające związek z życiem na lądzie, i uzasadnij ich wartość adaptacyjną.

Rysunki przedstawiają schemat budowy (A) i narys (B) kwiatu rośliny okrytonasiennej dwuliściennej.
Narys jest planem budowy kwiatu „widzianym z góry”. Przy pomocy symboli graficznych przedstawia się w narysie ilość poszczególnych elementów kwiatu i sposób ich ułożenia.[img1]Przyporządkuj oznaczeniom literowym z rysunku B, odpowiadające tym samym elementom kwiatu oznaczenia cyfrowe z rysunku A, oraz wyjaśnij, z czego ewolucyjnie rozwinęła się część kwiatu oznaczona cyfrą 5.

Geotropizm jest reakcją ruchową organów roślin na działanie siły przyciągania ziemskiego. Nierównomierny wzrost korzenia i łodygi ma związek z nierównomiernym rozmieszczeniem w tych organach hormonów wzrostu zwanych auksynami, które przemieszczają się w roślinie zgodnie z kierunkiem działania siły grawitacji.
Rysunki przedstawiają siewki gorczycy:
A – usytuowanej pionowo, B i C – usytuowanych poziomo (B – wczesna faza doświadczenia, C – późna faza doświadczenia).[img1]Wyjaśnij mechanizm wygięcia się pędu (uwzględniając rolę auksyn) oraz uzasadnij, która z reakcji – pędu czy korzenia – jest przykładem geotropizmu ujemnego.

Na podstawie informacji zawartych w poniższym tekście zilustruj schematem mechanizm regulacji hormonalnej u człowieka.
Podwzgórze jest elementem układu nerwowego, współpracującym z układem hormonalnym. Wzrost stężenia hormonów podwzgórzowych (liberyn) w krwi płynącej z podwzgórza do przedniego płata przysadki mózgowej powoduje zwiększone wydzielanie przez przysadkę hormonów tropowych. Hormony te docierając do docelowych gruczołów dokrewnych, stymulują syntezę i uwalnianie ich wydzielin (hormonu X) do krwi.
Podwyższony we krwi poziom hormonu X wpływa hamująco na uwalnianie hormonów podwzgórzowych i przysadkowych. Obniżony poziom hormonu X uruchamia mechanizm pobudzenia podwzgórza do produkcji hormonów.

W stacji hodowli roślin sprawdzano, czy groch, wydający nasiona okrągłe (cecha dominująca – A) jest mieszańcem (heterozygotą), czy czystą rasą (homozygotą) ze względu na gen, warunkujący kształt nasion grochu. W tym celu skrzyżowano ten groch z grochem o nasionach kanciastych (cecha recesywna - a). W wyniku krzyżówki otrzymano $103$ rośliny, wydające nasiona okrągłe i $105$ roślin, wydających nasiona kanciaste.
Na podstawie wyników doświadczenia ustal, czy badany groch jest homozygotyczny, czy heterozygotyczny. Odpowiedź uzasadnij i zilustruj krzyżówką.
Badany groch jest: .........................
Uzasadnienie:

Wiele istotnych informacji z zakresu genetyki człowieka dostarczają obserwacje bliźniąt. Są one szczególnie przydatne przy analizie genetycznej cech poligenicznych (warunkowanych przez kilka par genów) oraz przy określaniu udziału genotypu i środowiska w kształtowaniu poszczególnych fenotypów.
Bliźnięta mogą rozwinąć się z pojedynczej zapłodnionej komórki jajowej, która we wczesnych etapach rozwoju dała początek dwóm osobnikom (bliźnięta jednojajowe) lub z dwóch niezależnie zapłodnionych jaj, które w tym samym czasie zagnieździły się w macicy (bliźnięta dwujajowe).
Uzasadnij, przytaczając dwa argumenty, dlaczego bliźnięta jednojajowe mogą być obiektem obserwacji naukowej prowadzonej w celu określenia znaczenia genotypu i środowiska w kształtowaniu się fenotypu organizmu.

Organizmy transgeniczne powstają po wprowadzeniu obcego genu, który następnie ulega reprodukcji zgodnie z prawami dziedziczenia.
Tą drogą uzyskano na przykład bawełnę, zawierającą w swoich włóknach niewielką domieszkę polihydroksymaślanu, pomidory o przedłużonym czasie przechowywania, tytoń odporny na herbicydy, a także zwierzęta transgeniczne, na przykład myszy, których mleko zawiera białko ważne dla produkcji pewnych leków oraz bakterie (na przykład Escherichia coli), produkujące insulinę typu ludzkiego.
Od pewnego czasu między innymi w Europie i w USA podnoszą się głosy sprzeciwu wobec takich eksperymentów.
Niezależnie od swojego poglądu na transgeniczność sformułuj dwa argumenty, popierające opinię, że prace nad uzyskiwaniem organizmów transgenicznych są uzasadnione.

Diagram ilustruje stopień pokrewieństwa między różnymi rodzajami organizmów. Sporządzono go na podstawie porównania sekwencji aminokwasów w cytochromie c.[img1]Na podstawie analizy diagramu ustal, czy stopień pokrewieństwa między ćmą i muchą jest większy, czy mniejszy niż między koniem i osłem. Uzasadnij odpowiedź.
Rozstrzygnięcie: .........................
Uzasadnienie:

Sukcesja ekologiczna jest procesem stopniowego rozwoju biocenozy w czasie.
Obserwowano dwa obszary przyrodnicze: I - nagie zbocze skalne i II - pogorzelisko leśne.
W obu przypadkach stwierdzono postępujące powoli zmiany w wyglądzie obserwowanych terenów i zasiedleniu ich przez żywe organizmy, chociaż mamy tu do czynienia z różnymi typami sukcesji.
Podaj nazwy rodzajów sukcesji, zachodzących na obszarach I i II oraz określ podstawową różnicę między nimi.

Tabela przedstawia strukturę zużycia podstawowych nośników energii w gospodarce światowej w latach 1972-2000 (w $\%$):

Rok	Węgiel	Ropa naftowa	Gaz ziemny	Energia jądrowa	Inne źródła energii *
$1972$	$24,6$	$42,7$	$17,1$	$0,7$	$9,7$
$1985$	$23,6$	$44,3$	$15,8$	$4,6$	$6,8$
$2000$	$25,9$	$10,6$	$12,5$	$31,4$	$10,0$

* Na przykład energia: geotermiczna, słoneczna, wiatrowa
Na podstawie powyższych danych określ tendencję zmian w strukturze zużycia nośników energii oraz podaj dwie prawdopodobne przyczyny takiego kierunku zmian.

Jeden z popularnych naszych tygodników opublikował ostatnio raport o stanie polskich ogrodów zoologicznych po hasłem „Uwolnić misia”. Raport wywołał szeroką dyskusję na temat roli ogrodów zoologicznych w życiu współczesnych społeczeństw oraz losów zwierząt hodowanych w tych ogrodach.
Czy ogrody zoologiczne należy zlikwidować?
Sformułuj własny pogląd na ten temat, podając dwa argumenty.