Matura CKE Styczeń 2015 – Biologia Rozszerzona

Zadanie 1. (0–3)
W końcowym etapie oddychania tlenowego przenośniki elektronów wytworzone podczas glikolizy i cyklu Krebsa są utleniane, a ostatecznym akceptorem elektronów i protonów jest tlen. Energia uwalniana w tym etapie jest zużywana do produkcji ATP. Przenośniki elektronów ulegają redukcji głównie w procesach utleniania cukrów i tłuszczów.

Zadanie 2. (0–2)
Rysunki przedstawiają dwa rodzaje endocytozy: pinocytozę i endocytozę kierowaną receptorami.

Zadanie 3. (0–4)
Lizosomy odpowiadają za trawienie wewnątrzkomórkowe. Zawierają one enzymy hydrolityczne rozkładające m.in. białka, kwasy nukleinowe, lipidy i polisacharydy. Enzymy te są najbardziej aktywne w kwaśnym środowisku lizosomu, gdzie pH $\approx$ 5. W błonie lizosomalnej znajdują się białka transportujące produkty trawienia z powrotem do cytozolu oraz enzym H$^+$-ATP-aza, zwany również pompą protonową. Specyficzną cechą błony lizosomalnej jest silna glikozylacja jej wewnętrznej powierzchni, polegająca na przyłączeniu grup cukrowcowych do białek błonowych kontaktujących się ze środowiskiem wewnętrznym lizosomu.
Na podstawie: B. Alberts i in., Podstawy biologii komórki, Warszawa 2009, s. 527.

Zadanie 4. (0–4)
Informacja
Bakterie prototroficzne charakteryzują się zdolnością wytwarzania niezbędnych do ich wzrostu związków organicznych (np. aminokwasów) ze składników pożywki minimalnej, która zawiera oprócz składników mineralnych tylko jedno organiczne źródło węgla. Bakterie auksotroficzne są pozbawione zdolności wytwarzania określonych, niezbędnych do ich wzrostu związków organicznych, przykładowo auksotrofy lizynowe nie potrafią syntetyzować aminokwasu lizyny.
Od pacjenta z infekcją górnych dróg oddechowych pobrano wymaz z gardła w celu wykonania posiewu bakterii odpowiedzialnych za chorobę. Spodziewano się wykrycia bakterii: X – auksotrofów lizynowych i względnych aerobów, Y – prototrofów wrażliwych na penicylinę i względnych aerobów, Z – prototroficznych bezwzględnych tlenowców.

Zadanie 5. (0–1)
Wykres przestawia zmiany zawartości DNA w cyklu życiowym komórki diploidalnej.
Określ liczbę chromosomów oraz ilość DNA w komórce eugleny zielonej bezpośrednio przed podziałem i bezpośrednio po nim.
Przed podziałem komórki:
Po podziale komórki:

Zadanie 6. (0–2)
W celu określenia względnej długości trwania czterech faz mitozy wykonano preparat z wierzchołka korzenia cebuli. Preparat wybarwiono barwnikiem nadającym czerwony kolor kwasom nukleinowym i pod mikroskopem policzono komórki znajdujące się w danej fazie podziału mitotycznego. Na 124 dzielące się komórki 58 znajdowało się w profazie, 13 – w metafazie, 22 – w anafazie i 31 – w telofazie.

Zadanie 7. (0–1)
Auksyny są hormonami roślinnymi, które odpowiadają m.in. za zjawisko dominacji wierzchołkowej. Auksyny syntetyzowane w pąku szczytowym pędu są transportowane w dół rośliny, gdzie stymulują wzrost wydłużeniowy komórek pędu głównego, a hamują rozrastanie się pędów bocznych. Na stężenie auksyn w tkankach rośliny wpływa światło, które prawdopodobnie powoduje rozkład lub inaktywację cząsteczek hormonu.
Na podstawie analizy tekstu wyjaśnij, dlaczego wiele drzew, np. jodły i świerki, ma kształt stożka.

Zadanie 8. (0–4)
Schemat przedstawia cykl rozwojowy zarodźca wywołującego malarię. Jednym z etapów tego cyklu jest schizogonia – specyficzny typ podziału komórki, polegający na wielokrotnym podziale jądra komórkowego pasożyta bez podziału cytoplazmy. Cytokineza następuje później. Schizogonia zachodzi w erytrocytach człowieka. W jej efekcie powstaje jednocześnie wiele komórek potomnych, co w konsekwencji prowadzi do rozpadu czerwonych krwinek i ataku malarii.
Źródło: A. Czubaj (red.), Biologia, Warszawa 1999, s. 112.

Zadanie 9. (0–3)
Sporofit skrzypu polnego składa się z podziemnego kłącza, które wytwarza korzenie przybyszowe i bulwki pędowe. Z kłącza wyrastają dwa rodzaje pędów nadziemnych: bezzieleniowy pęd wiosenny zakończony kłosem zarodnionośnym oraz silnie rozgałęziony pęd letni o funkcji asymilacyjnej. Pęd wiosenny jest krótkotrwały – obumiera wkrótce po uwolnieniu zarodników z zarodni. Zredukowane gametofity skrzypu polnego są dwupienne.
Na rysunkach przedstawiono elementy budowy skrzypu polnego.
Na podstawie: A. Czubaj (red.), Biologia, Warszawa 1999, s. 133.

Zadanie 10. (0–2)
W celu przeprowadzenia pewnego doświadczenia przygotowano w 24 szalkach podłoża stałe z dodatkiem zestawu soli mineralnych i z różną zawartością sacharozy (której stężenie wyrażono w mol/l pożywki). Do połowy szalek dodano kroplę wyciągu (W) z korzeni pewnego drzewa żyjącego w mikoryzie z grzybem. Szalki, do których dodano wyciąg, oznaczono jako + W, natomiast te, do których nie dodano wyciągu, jako – W. Na powierzchni każdej szalki rozprowadzono kroplę zawiesiny zarodników konidialnych grzyba, a następnie szalki umieszczono w trzech termostatach, w temperaturze +4$^{\circ}$C, +12$^{\circ}$C i +20$^{\circ}$C. Schemat doświadczenia przedstawiono w tabeli (1–24 – numery szalek).

Temp.	Sacharoza 0 mol/l		Sacharoza 0,1 mol/l		Sacharoza 0,2 mol/l		Sacharoza 0,3 mol/l
	– W	+ W	– W	+ W	– W	+ W	– W	+ W
+4°C	1	2	3	4	5	6	7	8
+12°C	9	10	11	12	13	14	15	16
+20°C	17	18	19	20	21	22	23	24

Zadanie 11. (0–3)
U ssaków zachodzi przede wszystkim rozmnażanie płciowe. Rozmnażanie bezpłciowe jest stosunkowo rzadkie, a jego przykładem może być poliembrionia występująca u pancerników. U niektórych ssaków, m.in. u człowieka, w prawidłowym cyklu jajnikowym powstaje jeden oocyt, który następnie jest zapładniany jednym plemnikiem. Zdarzają się jednak przypadki, kiedy w tym samym cyklu jajnikowym powstają dwa oocyty i oba zostają zapłodnione pojedynczymi plemnikami.
Dzięki istnieniu mechanizmów zabezpieczających u ssaków nie występuje polispermia, czyli wnikanie do oocytu więcej niż jednego plemnika. Niekiedy dochodzi jednak do polispermii patologicznej, która prowadzi do obumierania zarodków.

Zadanie 12. (0–3)
Białka ulegają w przewodzie pokarmowym hydrolizie enzymatycznej, w której wyniku powstają wolne aminokwasy. Do enzymów proteolitycznych działających w przewodzie pokarmowym człowieka należą endopeptydazy, rozrywające wiązania pomiędzy aminokwasami występującymi wewnątrz łańcucha polipeptydowego, oraz egzopeptydazy, rozrywające wiązania pomiędzy skrajnymi aminokwasami a resztą łańcucha. Do endopeptydaz jelita cienkiego należą: trypsyna (1) i chymotrypsyna (2), do egzopeptydaz: karboksypeptydazy (3), odcinające aminokwasy z końca –COOH, i aminopeptydazy (4), odcinające aminokwasy z końca –NH$_2$.

Zadanie 13. (0–3)
Schematy przedstawiają mechanizmy działania hormonów steroidowych oraz hormonów białkowych.
Schemat A na podstawie: T. Krzymowski, J. Przała (red.), Fizjologia zwierząt, Warszawa 2005, s. 171.
Schemat B na podstawie: Z. Traczyk, A. Trzebski (red.), Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, Warszawa 2004, s. 339.

Zadanie 14. (0–3)
Wątroba człowieka jest ukrwiona dwoma łączącymi się ze sobą systemami naczyń włosowatych – jeden otrzymuje krew z tętnicy wątrobowej, a drugi – z żyły wrotnej odchodzącej od jelit. Krążenie wrotne nie jest jednak wyłącznie cechą wątroby. Żyłą wrotną, prowadzącą krew z podwzgórza, ukrwiona jest także przednia (gruczołowa) część przysadki.

Zadanie 15. (0–2)
Podczas spoczynku włókna mięśni poprzecznie prążkowanych gromadzą substancje, które są następnie wykorzystywane do skurczu mięśnia. Do substancji tych należą: jony wapnia, fosfokreatyna, glikogen oraz mioglobina.

Zadanie 16. (0–3)
Schemat przedstawia widełki replikacyjne.

Zadanie 17. (0–1)
W cyklu życiowym mchu płonnika naprzemiennie występują pokolenie diploidalnego sporofitu i pokolenie haploidalnego gametofitu. Podczas tworzenia się komórki jajowej w gametoficie jednego z osobników płonnika doszło do mutacji w genie kodującym pewien enzym cyklu Calvina. Komórka jajowa otrzymała recesywny allel letalny genu. W wyniku zapłodnienia tej komórki powstała w pełni żywotna heterozygota.
Określ, w którym cyklu przemiany pokoleń z populacji płonnika zostanie usunięty recesywny allel letalny opisanego genu. Odpowiedź uzasadnij.

Zadanie 18. (0–3)
Schemat przedstawia dziedziczenie tej samej choroby w dwóch różnych rodzinach: A i B.

Zadanie 19. (0–2)
Konkurencja jest oddziaływaniem, które może występować pomiędzy osobnikami należącymi do tego samego gatunku lub osobnikami należącymi do różnych gatunków.

Zadanie 20. (0–3)
Karol Darwin opisał mechanizmy doboru naturalnego, doboru sztucznego i doboru płciowego, które do dziś stanowią fundament myśli ewolucyjnej, ściśle związanej z ekologią.

Zadanie 21. (0–3)
W kościach wymarłych organizmów znajdują się niewielkie ilości DNA. Na podstawie porównania sekwencji DNA mitochondrialnego wyizolowanego z kości neandertalczyka z sekwencjami DNA mitochondrialnego człowieka współczesnego skonstruowano drzewo filogenetyczne przedstawione poniżej.
Źródło: T.A. Brown, Genomy, Warszawa 2012, s. 617.

Zadanie 22. (0–2)
W tabeli przedstawiono dane z 2013 r. dotyczące zanieczyszczenia atmosfery SO$_2$. Pomiary automatyczne stężenia SO$_2$ przeprowadzono w dwóch różnych lokalizacjach na terenie województwa śląskiego.

Stacja	Jednostka	Miesiąc
		I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Katowice	$\mu$g/m$^3$	35	25	21	17	12	10	7	7	8	9	14	16
Złoty Potok, leśniczówka, Kamienna Góra	$\mu$g/m$^3$	18	9	8	6	4	2	3	4	3	8	8	16

Na podstawie: Śląski monitoring powietrza, http://stacje.katowice.pios.gov.pl/ [dostęp: 2.10.2014]

Zadanie 23. (0–3)
„Największe światowe badania na temat wpływu genetycznych modyfikacji upraw na „dziką”, otaczającą uprawy faunę i florę przeprowadzono w Wielkiej Brytanii w latach 1999–2003. Badano między innymi kukurydzę, buraki cukrowe oraz jary i ozimy rzepak. Modyfikacja polegała na oporności na herbicyd, mierzono liczbę oraz rodzaj chwastów i ich nasion, populacje różnych gatunków owadów, pająków. Sformułowano ogólny wniosek, że w otaczającym uprawy dzikim życiu zaszły zmiany jakościowe i ilościowe, ale nie są one wynikiem genetycznej modyfikacji, lecz zmiany zachowań farmerów, którym zaproponowano nowy sposób kontroli chwastów w ich uprawach. [...] różnorodność chwastów w Wielkiej Brytanii znacząco zmniejszyła się już w latach 60., ze względu na agresywne stosowanie chemicznych herbicydów. [...]
Jednym ze sposobów zmniejszenia potencjalnych zagrożeń [stwarzanych – red.] przez rośliny genetycznie modyfikowane jest wprowadzenie pożądanych transgenów do DNA chloroplastów. Zmniejsza to m.in. zagrożenie transgenicznym pyłkiem innych gatunków [...], ponieważ w pyłku nie ma chloroplastów.”
Źródło: P. Węgleński (red.), Genetyka molekularna, Warszawa 2006, s. 502.