Na rysunku przedstawiono budowę pantofeleka – jednokomórkowego organizmu
heterotroficznego, zaliczanego do Protista. Występuje on pospolicie w strefie przybrzeżnej
i otwartej toni wodnej zbiorników słodkowodnych.

a) Podaj nazwy elementów budowy pantofelka oznaczonych na rysunku numerami 1 i 2.

1.: …………………………………………………………..

2.: ……………………………………………………………

b) Oceń, czy poniższe informacje dotyczące pantofelka są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

Ekspresja genów to wieloetapowy proces prowadzący do ujawnienia informacji zawartej
w genie, odczytywanej w procesie transkrypcji i wykorzystywanej do syntezy białka
w procesie translacji. Na schemacie przedstawiono sposób regulacji ekspresji genów u bakterii na przykładzie operonu laktozowego.

Oceń, czy poniższe informacje dotyczące regulacji ekspresji genów operonu laktozowego u bakterii są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

Wskazówki:

Funkcją represora w operonie laktozowym jest spowalnianie, bądź uniemożliwianie ekspresji genów (spowalnia wytwarzanie mRNA) odpowiedzialnych za tworzenie białek enzymatycznych.

Operator jest sekwencją DNA, która reguluje aktywność genów. Może do niej przyłączyć się represor lub aktywator.

 

 

Obecnie głównym źródłem enzymów stosowanych w różnych dziedzinach gospodarki są
rekombinowane mikroorganizmy. Preparaty enzymatyczne dodawane do pasz mają zdolność
rozkładu, np. celulozy, skrobi i pektyn. Natomiast w produkcji środków piorących stosuje się
lipazy i proteinazy, które zwiększają ich efektywność i pozwalają na pranie w niższej
temperaturze. Środki piorące wzbogacone w enzymy zawierają mniejszą ilość fosforanów
niż jeszcze 20 lat temu.

a) Wyjaśnij, dlaczego wzbogacanie pasz pochodzenia roślinnego w preparaty
enzymatyczne skutkuje przyspieszonym wzrostem hodowanych zwierząt, zwłaszcza drobiu i trzody chlewnej. W odpowiedzi uwzględnij właściwości preparatów enzymatycznych.
b) Podaj przykład korzyści dla środowiska naturalnego wynikającej ze stosowania środków piorących zawierających enzymy.

Podczas rozkładu materii organicznej w glebie tworzy się amoniak, który jest stosunkowo lotną substancją. Związek ten może pozostać w glebie związany w postaci soli amonowych, może także być utleniony w procesie nitryfikacji. Ten proces przeprowadzają (w dwóch etapach) chemoautotroficzne bakterie glebowe z rodzaju Nitrosomonas i Nitrobacter w obecności tlenu. Bakterie z obu rodzajów występują w glebie zawsze razem, w związku zwanym parabiozą. Dzięki temu w glebie nie nagromadzają się związki azotowe powstałe w pierwszym etapie nitryfikacji. Poniżej zapisano reakcje obu etapów tego procesu.

I etap przeprowadzany przez bakterie z rodzaju Nitrosomonas:

II etap przeprowadzany przez bakterie z rodzaju Nitrobacter:

a) Określ, jakie znaczenie ma ten proces dla bakterii nitryfikacyjnych, a jakie – dla roślin rosnących na glebach, w których te bakterie żyją.
b) Podaj, jaki poziom troficzny zajmują bakterie nitryfikacyjne w ekosystemie.

Pałeczka okrężnicy (Escherichia coli) wchodzi w skład fizjologicznej flory bakteryjnej jelita grubego człowieka (i – w niewielkich ilościach – jelita cienkiego). Jednak niektóre szczepy E. coli, w wyniku nabycia nowych cech, są chorobotwórcze dla człowieka. Przykładowo: enterotoksyczny szczep E. coli (ETEC) jest najczęstszą przyczyną tzw. biegunki podróżnych. Bakterie te, po dostaniu się do jelita cienkiego, przylegają do komórek nabłonka i uwalniają do jelita toksyczne białka, powodujące zakłócenia działania pomp jonowych w komórkach nabłonka i utratę wody przez te komórki. Inny eneteropatogenny szczep E. coli (EPEC), również wywołujący biegunkę, wiąże się z komórkami nabłonka jelita i przez specjalnie utworzony kanał wstrzykuje białkowe toksyny do wnętrza komórek nabłonka. Toksyny szczepu EPEC są przyczyną złej absorpcji wody.

Na podstawie: A. Salyers, D. Whitt, Mikrobiologia, Warszawa 2012.

Na podstawie analizy tekstu uzupełnij tabelę, w której porównasz miejsce i skutki działania toksyn wytwarzanych przez szczepy E. coli ETEC i E. coli EPEC w jelicie człowieka.

Do połowy lat 60-tych XX wieku przebieg ekspresji informacji genetycznej u wszystkich organizmów wg schematu: DNA → RNA → polipeptyd (białko), uznawano w biologii za dogmat. Kiedy odkryto RNA-wirusy (np. retrowirusy, takie jak wirus HIV), okazało się, że ekspresja informacji genetycznej może mieć inny przebieg.

Uzupełnij zapis przebiegu ekspresji informacji genetycznej u retrowirusów – podaj nazwy poszczególnych etapów, które należy wpisać nad strzałkami 1-4.

Siarkowe bakterie zielone to organizmy przystosowane do warunków beztlenowych (nie tolerują w ogóle obecności tlenu), panujących w osadach dennych jezior i innych środowiskach niezawierających tlenu. W ich komórkach występuje bakteriochlorofil, a źródłem wodoru do procesu fotosyntezy jest nie woda, ale siarkowodór.

Na podstawie: J. Kopcewicz, S. Lewak, Fizjologia roślin, Warszawa 2002.

Wskaż związek między źródłem wodoru wykorzystywanym w procesie fotosyntezy a przystosowaniem zielonych bakterii siarkowych do życia w środowisku, w którym one występują.

Na schemacie przedstawiono namnażanie się retrowirusa HIV wewnątrz limfocytu T (pomocniczego) we krwi człowieka.

Na podstawie: E. R. Solomon, L. R. Berg, D. W. Martin, C. A. Villee, Biologia, Warszawa 1998.

a) Podaj, na czym polega proces oznaczony na schemacie literą X, oraz wyjaśnij jego znaczenie w przebiegu infekcji HIV.b) Podaj, który element w budowie wirionu HIV odpowiada za utrudnione rozpoznawanie tego wirusa przez układ odpornościowy zainfekowanej osoby. Odpowiedź uzasadnij.

Wirusy grypy należą do RNA wirusów. Wyróżnia się trzy typy wirusów grypy – typu A, typu B lub typu C. Duża zmienność tych wirusów i powstawanie nowych szczepów utrudniają ich klasyfikację. W wirusach grypy typu A łatwo dochodzi do wymiany genów, określanej jako skok antygenowy. Ponadto występujące wśród RNA wirusów częste mutacje są przyczyną występowania epidemii grypy. Profilaktyka zakażeń wirusem grypy polega na stosowaniu szczepionek, jednak każdego roku trzeba przyjmować nową szczepionkę.

a) Uwzględniając mechanizm działania szczepionki, uzasadnij, dlaczego konieczne jest coroczne powtarzanie szczepienia przeciw grypie.b) Wyjaśnij, dlaczego duża zmienność genetyczna wirusów grypy przyczynia się do występowania epidemii tej choroby.

Na rysunku przedstawiono proces ekspresji informacji genetycznej w komórce priokariotycznej.

Na podstawie: A. Jerzmanowski, C. Korczak, K. Staroń, Biologia, Warszawa 1992.

a) Podaj nazwę rodzaju RNA oznaczonego na rysunku literą X.b) Uzasadnij, podając jeden argument, że na rysunku przedstawiono proces ekspresji informacji genetycznej u organizmów prokariotycznych.

Jedną z podstawowych metod stosowanych w badaniach molekularnych i inżynierii genetycznej jest łańcuchowa reakcja polimerazy, czyli PCR. Reakcja ta umożliwia powielenie (amplifikację) w miliardach kopii fragmentu genomowego DNA w czasie krótszym niż kilka godzin. Pojedyncza cząsteczka DNA może zostać amplifikowana do ilości, które ułatwiają jej analizę, charakteryzację i dalszą manipulację genetyczną. PCR wykorzystuje się m.in. do analizy markerów, pozwalających stwierdzić podwyższone ryzyko nowotworów.

Zaznacz dwie sytuacje, w których również wykorzystuje się reakcję PCR.A. W testach wykrywających obecność wirusów (np. wirusa HIV) i niektórych bakterii.B. Do wprowadzania do komórek roślinnych plazmidów z genami innych organizmów.C. W diagnostyce chorób genetycznych, np. mukowiscydozy, choroby Huntingtona.D. Do klonowania komórek w celach terapeutycznych, np. do leczenia chorób krwi.E. Do identyfikacji płci płodu w diagnostyce prenatalnej.

Bakteriofagi to specyficzne wirusy atakujące bakterie.
Na rysunku A przedstawiono strukturę bakteriofaga T2, natomiast na rysunku B przedstawiono pierwszy etap infekcji komórki bakterii przez tego bakteriofaga.

Na podstawie: C.A.Villee, Biologia, wyd. IX, Warszawa 1991.

a) Określ rolę kapsydu główki bakteriofaga i podaj nazwę związku chemicznego, z którego jest on zbudowany.
b) Na podstawie rysunku opisz pierwszy etap infekcji komórki bakterii przez bakteriofaga T2, uwzględniając udział poszczególnych elementów jego budowy.
c) Przedstaw, w jaki sposób wytwarzane są nowe elementy składowe wirusa w komórkach bakterii.

Znaczenie bakteriofagów dla człowieka może być zarówno pozytywne, jak i negatywne.

Podaj po jednym przykładzie uzasadniającym rolę pozytywną i rolę negatywną bakteriofagów dla człowieka.

Zakażenie HIV można wykryć za pomocą specjalistycznych testów serologicznych i genetycznych, które są wykonywane najczęściej w odpowiedniej kolejności:
– tzw. test przesiewowy na przeciwciała przeciwko wirusowi we krwi człowieka,
– tzw. test potwierdzający, wykrywający antygeny HIV we krwi człowieka,
– test genetyczny wykrywający odpowiednią sekwencję materiału genetycznego HIV.

Na schemacie przedstawiono budowę HIV

Na podstawie: http://pl.wikipedia.org/wiki/Wirus zespołu nabytego braku odporności.

a) Korzystając ze schematu budowy HIV, wyjaśnij zasadę działania jednego z testów służących do wykrycia tego wirusa we krwi człowieka.
b) Podaj rolę odwrotnej transkryptazy w przebiegu infekcji wirusowej.

Na schemacie przedstawiono cykl życiowy organizmu zaliczanego do królestwa Protistów.

Na podstawie: T. Umiński, Biologia. Podręcznik dla klasy II LO, Warszawa 1993.

a) Zaznacz dwa zdania będące prawidłową interpretacją powyższego schematu.