Matura CKE Styczen 2026 – Biologia Rozszerzona

Akwaporyna jest białkiem transportującym wodę przez błonę komórkową. Występuje m.in. w komórkach nabłonka kanalików zbiorczych nefronu człowieka – tworzy kanały białkowe w błonie komórkowej. Kierunek transportu wody wynika z różnicy jej stężeń między cytozolem komórki nabłonka a światłem kanalika nefronu.
Akwaporyna powstaje dzięki ekspresji genu AQP2 leżącego na chromosomie 12 i składa się z czterech łańcuchów polipeptydowych, z których każdy jest zbudowany z 271 reszt aminokwasowych. Mutacje w genie AQP2 mogą powodować powstawanie niefunkcjonalnej akwaporyny, co jest przyczyną moczówki prostej nerkowej.
Na poniższym schemacie przedstawiono strukturę przestrzenną cząsteczki akwaporyny – widok ogólny (z boku, A) oraz widok od strony cytoplazmatycznej (z dołu, B).
Na podstawie: F. Ando i S. Uchida, Activation of AQP2 Water Channels Without Vasopressin: Therapeutic Strategies for Congenital Nephrogenic Diabetes Insipidus, „Clinical and Experimental Nephrology” 22(3), 2018; A. Frick i in., X-ray Structure of Human Aquaporin 2 and Its Implications for Nephrogenic Diabetes Insipidus and Trafficking, „PNAS” 111(17), 2014.

Synteza fosfolipidów budujących błony biologiczne zachodzi dzięki enzymom związanym z cytozolową warstwą błony siateczki śródplazmatycznej. Część z nowo powstałych cząsteczek fosfolipidów jest następnie przenoszona z warstwy cytozolowej do warstwy niecytozolowej błony. Ten proces zachodzi dzięki flipazom – enzymom przenoszącym między warstwami błony tylko fosfolipidy o określonej budowie chemicznej.
Enzymy występujące we wnętrzu aparatu Golgiego mają zdolność glikozylowania fosfolipidów, tzn. przyłączają do ich cząsteczek grupy cukrowe. Nie ma jednak enzymów, które przenoszą glikolipidy między dwiema warstwami błony. Węglowodany wchodzące w skład glikolipidów tworzą na powierzchni komórek zwierzęcych warstwę zwaną glikokaliksem. Może ona być o wiele grubsza niż sama dwuwarstwa lipidowa.
Na rysunku przedstawiono oderwanie się pęcherzyka błonowego od błony aparatu Golgiego i jego fuzję z błoną komórkową.
Na podstawie: B. Alberts i in., Podstawy biologii komórki, Warszawa 2016.

Przeprowadzono obserwację zjawiska plazmolizy w komórkach roślinnych. Do obserwacji mikroskopowej przygotowano następujące materiały:
• świeżą czerwoną cebulę
• szkiełka mikroskopowe: podstawowe i nakrywkowe
• wodę wodociągową
• nasycony roztwór NaCl
• pipetę
• skalpel.
Obserwację przeprowadzono w dwóch etapach.
• Etap 1. – wykonano przyżyciowy preparat mikroskopowy ze skórki liścia spichrzowego cebuli i przeprowadzono obserwację mikroskopową tego preparatu (fotografia 1.).
• Etap 2. – w celu zaobserwowania zjawiska plazmolizy do tego preparatu dodano nasycony roztwór NaCl i ponownie przeprowadzono obserwację mikroskopową preparatu (fotografia 2.).
Fotografia 1.
Fotografia 2.
Na podstawie: Plasmolysis of Red Onion Cells, „MicrobeHunter Microscopy Magazine” 1(1), 2011 (www.microbehunter.com).

Na rysunku przedstawiono przekrój poprzeczny przez wiązkę przewodzącą.
Na podstawie: A. Czubaj (red.), Biologia, Warszawa 1999.

Zadanie 5. (0–1)
Czereśnia (Prunus avium) jest drzewem naturalnie występującym w polskich lasach, a także drzewem owocowym uprawianym w sadach. W warunkach naturalnych czereśnie osiągają do 30 metrów wysokości. Owoce czereśni mają mięsisty mezokarp i zdrewniały endokarp. Powierzchnia egzokarpu – skórki jest pokryta substancjami woskowymi. Poniżej przedstawiono fotografię owoców czereśni (A) oraz schemat budowy owocu w przekroju podłużnym (B).
Uwaga: nie zachowano wspólnej skali fotografii i schematu.
Na podstawie: www.ekologia.pl; Fotografia i schemat: Wikimedia Commons.
Wykaż związek między budową owocu czereśni a sposobem rozprzestrzeniania się tej rośliny w środowisku naturalnym.

Zdolność wiązania i redukcji azotu atmosferycznego mają m.in. bakterie z rodzaju Rhizobium, żyjące w brodawkach roślin bobowatych, oraz wolnożyjące bakterie z rodzaju Azotobacter, które występują w strefie korzeniowej roślin. Substancjami odżywczymi Azotobacter chroococcum są węglowodany oraz inne związki organiczne (np. mannitol) wydzielane przez korzenie roślin.
Sformułowano następujące pytanie badawcze: Czy obecność dwóch szczepów A. chroococcum (AC1 i AC10) pozwala na zmniejszenie dawki nawozu azotowego – mocznika – bez zmniejszenia rozmiarów roślin bawełny?
W tym celu z wykorzystaniem sześciu donic uprawianej bawełny przeprowadzono następujące badanie:
• w pierwszych trzech donicach roślin bawełny stosowano nawożenie mocznikiem w różnych stężeniach – 100%, 75% albo 50% – w stosunku do dawki zalecanej przez producenta
• w pozostałych trzech donicach roślin bawełny wprowadzano do gleby szczepy A. chroococcum oraz 50% zalecanej dawki nawozu w następujących kombinacjach:
– szczep AC1 oraz nawóz
– szczep AC10 oraz nawóz
– szczepy AC1 i AC10 wraz z nawozem.
Następnie zmierzono długości pędu i korzeni. Wykonano trzy niezależne powtórzenia każdego z wariantów doświadczenia. Wyniki w postaci średnich arytmetycznych przedstawiono na wykresach I i II.
W badaniu sprawdzano również obecność substancji wydzielanych do gleby przez bakterie i wykazano obecność: auksyn, enzymów proteolitycznych oraz ureazy, rozkładającej mocznik do jonów amonowych i dwutlenku węgla.
Na podstawie: F. Romero-Perdomo i in., Azotobacter chroococcum [...], „Revista Argentina de Microbiología” 49, 2017.

Obecnie uważa się, że glista ludzka i świńska należą do tego samego gatunku – Ascaris lumbricoides. Ta glista pasożytuje w jelicie cienkim swego żywiciela i wywołuje chorobę zwaną glistnicą. Zapłodnione jaja pasożyta, wydalone wraz z kałem, rozwijają się w glebie: tworzy się wtedy w jajach pierwsza postać larwalna, a po linieniu – kolejna, i w ten sposób jaja dojrzewają do postaci inwazyjnej. Wykazano, że jajo może zachować żywotność w środowisku przez kilka lat. Zarażenie następuje przez zjedzenie jaj inwazyjnych, z których w jelicie cienkim wykluwają się larwy. Larwy wraz z krwią wędrują do płuc. W pęcherzykach płucnych dwukrotnie linieją, skąd przez drogi oddechowe wracają do układu pokarmowego, aby ponownie umiejscowić się w jelicie cienkim, gdzie glisty osiągają dojrzałość płciową.
Na podstawie: T. Kłapeć i A. Cholewa, Zagrożenia dla zdrowia związane ze stosowaniem nawozów organicznych i organiczno-mineralnych, „Medycyna Ogólna i Nauki o Zdrowiu” 18(2), 2012.

Zadanie 9. (0–3)
Na poniższych zdjęciach (A–D) przedstawiono cztery różne gatunki kręgowców.
Uwaga: nie zachowano wspólnej skali.
Fotografie: Wikimedia Commons – O. Dugornay (delfin zwyczajny), S. Ryzhkov (salamandra plamista), B. Trapp (żmija zygzakowata), L. Viatour (dudek).
Uzupełnij tabelę. W każdym wierszu tabeli wpisz oznaczenia literowe wszystkich gatunków zwierząt należących do danej grupy, wybrane spośród A–D.

Grupa zwierząt	Oznaczenia literowe zwierząt
Zwierzęta trójwarstwowe	........
Owodniowce	........
Zwierzęta stałocieplne	........

W żołądku człowieka wyróżnia się następujące części: wpustową, dno żołądka, trzon żołądka i część odźwiernikową. Błona śluzowa wyściełająca żołądek jest silnie pofałdowana. Występują w niej gruczoły wytwarzające pepsynogen oraz komórki okładzinowe, wytwarzające kwas solny. W części odźwiernikowej żołądka występują liczne gruczoły wytwarzające śluz. Mieszanie się masy pokarmowej w żołądku, w wyniku skurczów perystaltycznych, jest procesem stosunkowo powolnym. Na rysunku przedstawiono żołądek i dwunastnicę człowieka oraz gruczoły związane z tym odcinkiem jelita.
Na podstawie: National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health, Bethesda 2025.

Zadanie 11. (0–1)
Serotonina jest neuroprzekaźnikiem uwalnianym do szczeliny synaptycznej. Cząsteczki serotoniny dyfundują w poprzek szczeliny synaptycznej i łączą się z receptorami w błonie komórkowej neuronów postsynaptycznych, co w przypadku receptorów 5-HT$_3$ prowadzi do otwarcia kanałów jonowych i depolaryzacji błony postsynaptycznej. Aby neuron postsynaptyczny szybko uległ repolaryzacji, pozostała ilość neuroprzekaźnika w szczelinie synaptycznej musi zostać szybko usunięta – serotonina jest transportowana z powrotem do zakończeń synaptycznych (wychwyt zwrotny). Niektóre leki przeciwdepresyjne są inhibitorami wychwytu zwrotnego serotoniny.
Na podstawie: E.P. Solomon i in., Biologia, Warszawa 2020.
Określ wpływ inhibitorów wychwytu zwrotnego serotoniny na stężenie serotoniny w szczelinie synaptycznej oraz na szybkość repolaryzacji neuronu postsynaptycznego zawierającego receptory 5-HT$_3$.
1. Wpływ na stężenie serotoniny:
2. Wpływ na szybkość repolaryzacji:

Do podstawowych azotowych produktów metabolizmu zwierząt należą: amoniak, mocznik i kwas moczowy. Ich cząsteczki różnią się złożonością budowy, rozpuszczalnością w wodzie, toksycznością oraz nakładem energetycznym związanym z ich syntezą.
Na podstawie: E.P. Solomon i in., Biologia, Warszawa 2020.

Krew i jej składniki są substancjami medycznymi pochodzenia ludzkiego. Pod pojęciem krwi pełnej jest rozumiana krew pobrana od zdrowego dawcy, zawierająca wszystkie składniki krwi. Obecnie przetaczanie krwi pełnej w zasadzie nie jest już stosowane, a pacjentom są przetaczane jedynie składniki krwi, których niedobór występuje u danej osoby. Koncentrat krwinek czerwonych (KKCz) zawiera jednak pewną ilość osocza, ponieważ otrzymuje się go z krwi pełnej, a proces usuwania osocza nie ma 100% wydajności.
Przetoczenie krwi jest poprzedzone dwukrotnym oznaczeniem grupy krwi biorcy w układzie ABO oraz próbą zgodności serologicznej, podczas której jest weryfikowana zgodność grup krwi dawcy i biorcy. Do oznaczania przynależności grupowej krwi w układzie ABO służą hemotesty, zawierające aglutyniny anty-A ($\alpha$) uzyskane z krwi grupy B, aglutyniny anty-B ($\beta$) uzyskane z krwi grupy A oraz aglutyniny anty-A ($\alpha$) i anty-B ($\beta$) uzyskane z krwi grupy O. Technika oznaczania grupy krwi polega na dodaniu do surowicy testowej zawiesiny badanych krwinek w soli fizjologicznej oraz na obserwacji, czy zachodzi ich aglutynacja (zlepianie się).
Niebezpieczeństwo powikłań po przetoczeniu krwi jest minimalizowane przez stosowanie do transfuzji krwi grupy jednoimiennej, czyli takiej, jaką ma pacjent. Jeżeli grupa krwi biorcy nie jest znana, a występują bezpośrednie zagrożenie życia chorego i konieczność natychmiastowego przetoczenia, lekarz może podjąć decyzję o podaniu KKCz grupy O.
Grupa krwi w układzie ABO jest warunkowana przez allele kodominujące $I^A$ i $I^B$ oraz allel recesywny $i$.
Na podstawie: praca zbiorowa, Wytyczne w zakresie leczenia krwią i jej składnikami oraz produktami krwiopochodnymi w podmiotach leczniczych, Warszawa 2014; T. Brzozowski (red.), Konturek. Fizjologia człowieka, Wrocław 2019.

Limfocyty B mają zdolność rozpoznawania antygenów za pomocą przeciwciał związanych z błoną komórkową. Aktywowane limfocyty B dzielą się i przekształcają się w plazmocyty, które syntetyzują przeciwciała w formie rozpuszczalnej, rozpoznające te same antygeny. Komórki plazmatyczne są w stanie wytwarzać nawet do 3 000 cząsteczek przeciwciał na sekundę.
Na podstawie różnic w budowie wyróżnia się pięć klas przeciwciał, z których jedynie przeciwciała klasy IgG pokonują barierę łożyskową.
Na poniższych zdjęciach z transmisyjnego mikroskopu elektronowego przedstawiono limfocyt B (zdjęcie I) oraz plazmocyt (zdjęcie II).
Uwaga: Nie zachowano proporcji wielkości przedstawionych komórek.
Źródło: T. Clark Brelje i R.L. Sorenson, Histology Guide, University of Minnesota, Minneapolis 2025 (histologyguide.com).

Amniopunkcja polega na pobraniu próbki płynu owodniowego w celu diagnostyki chorób płodu.

U owiec gen BMP15 zlokalizowany jest na chromosomie X i zawiera dwa eksony oddzielone od siebie intronem o długości ok. 5400 pz (par zasad), a pełna długość sekwencji kodującej (z uwzględnieniem kodonu stop) to 1182 pz. Składnikiem propeptydu białka BMP15 (niedojrzałego białka) jest peptyd sygnałowy, który następnie ulega usunięciu. Dojrzała forma białka BMP15 składa się ze 125 aminokwasów.
W poniższej tabeli opisano dwa zmutowane allele genu BMP15. Allele Fec X$^B$ oraz Fec X$^L$ są odpowiedzialne za zwiększenie częstości owulacji u owiec.

Allel genu BMP15	Podstawienie nukleotydowe w kodonie	Pozycja podstawionej reszty aminokwasowej
		w propeptydzie	w dojrzałym białku
Fec X$^B$	AGC $\rightarrow$ AUC	367	99
Fec X$^L$	UGU $\rightarrow$ UAU	321	53

Na podstawie: G. Smołucha i in., Genetyczny aspekt wysokiej plenności u owiec. Cz. I, „Wiadomości Zootechniczne” 1, 2012.

Poniżej zamieszczono drzewo filogenetyczne kręgowców, przedstawiające relacje pokrewieństwa między rybami a czworonogami.
Źródło: C.T. Bergstrom i L.A. Dugatkin, Evolution, Nowy Jork 2012.

Zadanie 18. (0–1)
W komórkach zwierząt DNA znajduje się w jądrze komórkowym oraz w mitochondrium. Dziedziczenie mitochondrialnego DNA określa się jako dziedziczenie pozajądrowe i zachodzi ono według innych reguł niż dziedziczenie DNA jądrowego. Na poniższych rysunkach I i II przedstawiono genotypy dwóch gamet – żeńskiej i męskiej, a na rysunku III – zygotę powstałą w wyniku połączenia się tych gamet.
Podaj genotyp zygoty. W miejsca wyznaczone na rysunku III (……) wpisz w jądrze komórkowym i w mitochondrium odpowiednie oznaczenia alleli.
Genotyp zygoty: ..................
jądro komórkowe (na rysunku III): ..................
mitochondrium (na rysunku III): ..................

Glifosat jest jednym z najczęściej stosowanych herbicydów. Jego działanie polega na zahamowaniu szlaku metabolicznego, który umożliwia roślinom, grzybom i bakteriom syntezę aminokwasów aromatycznych – dla zwierząt aminokwasy aromatyczne są związkami egzogennymi. W 1996 roku wprowadzono na rynek zmodyfikowaną genetycznie soję zawierającą gen kodujący kluczowy enzym opisanego szlaku, zmieniony tak, aby ten enzym był niewrażliwy na działanie glifosatu. Dzięki temu rośliny soi mogą rosnąć i wydawać plony w obecności herbicydu. Od tego czasu opracowano też odmiany soi z innymi modyfikacjami genetycznymi, zapewniającymi niewrażliwość na inne herbicydy, na szkodniki czy ze zmienioną zawartością kwasów tłuszczowych. W 2018 roku soja zajmowała około 50% całkowitej powierzchni upraw transgenicznych na świecie.
Na podstawie: K. Kumar i in., Genetically Modified Crops [...], „Planta” 251(5), 2020.

U wybrzeży Australii przeprowadzono badanie wpływu roślinożernych jeżowców na rozprzestrzenianie się brunatnic. Uważa się, że jeżowce są biotycznym czynnikiem ograniczającym rozprzestrzenianie się tych glonów. Aby odróżnić efekty wywołane przez jeżowce od efektu wywołanego przez ślimaka żywiącego się wodorostami – czareczkę – przygotowano trzy poletka doświadczalne:
• z pierwszego usunięto zarówno jeżowce, jak i czareczki
• z drugiego usunięto tylko jeżowce
• z trzeciego usunięto tylko czareczki.
Wyniki porównano z próbą kontrolną, w której występowały oba gatunki żywiące się brunatnicami. Wyniki obserwacji zilustrowano na poniższym wykresie.
Na podstawie: W.J. Fletcher, Interactions Among Subtidal Australian Sea Urchins, Gastropods, and Algae: Effects of Experimental Removals, „Ecological Monographs” 57(1), 1987.