Mitochondria i chloroplasty mogły powstać w wyniku symbiotycznych współzależności. Można zatem przyjąć pogląd, że chloroplasty to dawne bakterie fotosyntetyzujące, a mitochondria to dawne bakterie tlenowe. Te endosymbionty były początkowo wchłaniane przez komórkę gospodarza, lecz nie były trawione. Ostatecznie endosymbiont utracił zdolność samodzielnego życia poza organizmem gospodarza. Zgodnie z tą teorią, każdy symbiont wnosił do związku, w którym żył, coś czego brakowało drugiemu symbiontowi, ale i zyskiwał.

Wymień dwie cechy w budowie tych organelli, które świadczą o endosymbiotycznym pochodzeniu.

U niektórych słodkowodnych protistów, np. pantofelków występują tzw. wodniczki tętniące, które zbierają wodę z wnętrza komórki i wypompowują ją na zewnątrz. Pulsowanie wodniczek tętniących łatwo zaobserwować w mikroskopie optycznym.

Zaplanuj doświadczenie pozwalające rozwiązać problem badawczy:

Chemosynteza jest formą asymilacji CO2, dla której źródłem energii są procesy utleniania, najczęściej związków nieorganicznych. Mimo, iż bakterie chemosyntetyzujące nie są głównymi producentami masy organicznej, odgrywają jednak dużą rolę w ekosystemach wodnych i lądowych.

Przedstaw na dowolnym przykładzie bakterii chemosyntetyzujących ich znaczenie w przyrodzie.

Nitkowata skrętnica została oświetlona światłem rozszczepionym w pryzmacie na barwne widmo. Następnie dodano do środowiska ruchliwe bakterie tlenowe, które zaczęły się skupiać wzdłuż jej komórek w ściśle określonych miejscach, co zobrazowano na rysunku w postaci drobnych kreseczek. Gdy usuwano skrętnicę z wody bakterie nie wykazywały tendencji do takiego skupiania się. Rysunek poniżej jest ilustracją tego doświadczenia.

Zakładając, że bakterie gromadziły się w okolicy, gdzie uwalniał się tlen zaznacz dwie hipotezy badawcze, których potwierdzeniem są otrzymane wyniki doświadczenia.

Bakterie występują w całej biosferze.

Przedstaw dwie wybrane cechy bakterii, sprzyjające rozpowszechnianiu się tej grupy organizmów w biosferze.

Formy troficzne pierwotniaków mogą być haplontami lub diplontami.
Na schematach przedstawiono dwa rodzaje ich cykli życiowych.

Wyjaśnij, jaką rolę spełnia mejoza w każdym z tych cykli.

Jeden z rodzajów chemosyntetyzujących bakterii siarkowych przeprowadza proces utleniania siarki w sposób przedstawiony sumarycznym równaniem:

Wyjaśnij, w jaki sposób te bakterie wpływają na jakość gleby oraz jakie są konsekwencje tego procesu dla występujących tam roślin.

Uproszczony zapis procesu fotosyntezy u roślin zielonych

Sumaryczne równanie procesu fotosyntezy u purpurowych bakterii siarkowych (beztlenowce)

Cechą wspólną tych reakcji jest powstawanie cukrów na drodze redukcji CO2.

Wskaż źródła wodoru użytego do redukcji CO2 w procesach fotosyntezy u roślin zielonych i u purpurowych bakterii siarkowych oraz wyjaśnij, dlaczego organizmy te korzystają z różnych źródeł tego pierwiastka.

Bardzo wiele wskazuje na to, że zarówno mitochondria, jak i plastydy pochodzą od żyjących kiedyś samodzielnie bakterii. 1,5 mld lat temu dostały się one do wnętrza przodka obecnej komórki eukariotycznej i nie uległy strawieniu. Najpierw zostały pochłonięte bakterie, które dały początek mitochondriom. Natomiast pochłonięcie bakterii fotosyntetycznych, z których powstały obecne chloroplasty nastąpiło później.

Korzystając z informacji zawartych w powyższym tekście oraz z posiadanej wiedzy podaj dwa dowody na bakteryjne pochodzenie mitochondriów i chloroplastów.

Wodniczka pokarmowa i tętniąca to organelle komórkowe występujące między innymi u pierwotniaków.

Które z wymienionych poniżej zdań prawidłowo określa ich funkcje.

W budowie komórki eukariotycznej i prokariotycznej występują podobieństwa i różnice. Uzupełnij wolne rubryki tabeli, wykorzystując poniższe rysunki, które ilustrują schematycznie budowę komórki zwierzęcej i komórki bakterii.

Na podstawie poniższego tekstu określ dwie cechy bakterii, które sprawiają, że te organizmy wykorzystywane są na skalę przemysłową w procesach biotechnologicznych (nie cytuj sformułowań z tekstu).

Świdrowiec gambijski (Trypanosoma gambiense) to protist wywołujący śpiączkę afrykańską. Pasożytuje on we krwi różnych ssaków (np. bydła), z których może być przeniesionyna człowieka. U ssaków świdrowiec rozmnaża się przez podział komórki. Jest roznoszonyprzez krwiopijną, trudną do zwalczenia, muchę tse-tse, w której organizmie przechodzi częśćswojego cyklu życiowego. Dopiero w 2014 roku odkryto, że w cyklu świdrowca na tym etapiemoże zachodzić mejoza, a następnie – zapłodnienie. Rozmnażanie płciowe nie jest jednak niezbędne do zamknięcia cyklu życiowego tego pasożyta.

Powierzchnia komórki świdrowca jest pokryta milionami kopii jednego rodzaju białka – wysokozmiennej glikoproteiny powierzchniowej (VSG). Po wniknięciu do krwi gospodarza każde kolejne pokolenie pasożyta wytwarza inny wariant antygenu VSG o odmiennej budowie molekularnej. Do zmiany wariantu białka powierzchniowego dochodzi przez przeniesienie i rearanżację (zamianę) fragmentów genomu, w którym znajdują się sekwencje kodujące VSG.

Na wykresie przedstawiono zmiany liczebności pasożyta we krwi oraz zmiany białka powierzchniowego (VSG1, VSG2, VSG3) w kolejnych pokoleniach świdrowca we krwi
człowieka.

Na podstawie: N.A. Campbell i inni, Biologia, Poznań 2012;
C. Conway i inni, Two pathways of homologus recombination in Trypanosoma brucei,
„Molecular Microbiology”, 45(6), 2002.

Oceń, czy poniższe informacje dotyczące świdrowca gambijskiego są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

Określ, który organizm – człowiek czy mucha tse-tse – może być uważany za żywiciela ostatecznego świdrowca gambijskiego. Odpowiedź uzasadnij.

 

Żywicielem ostatecznym jest ……………………………, ponieważ ………………………………………………………..

Określ ploidalność (n / 2n) formy świdrowca występującej w organizmach ssaków.
Odpowiedź uzasadnij.

 

W organizmie ssaków występuje forma ………….. świdrowca, ponieważ ………………………………………………………..

Na podstawie przedstawionych informacji wyjaśnij, dlaczego tak trudne jest zwalczenie świdrowca przez układ odpornościowy organizmu człowieka.

 

W operonie tryptofanowym znajduje się pięć otwartych ramek odczytu (trpA–trpE) kodujących podjednostki enzymów uczestniczących w syntezie tryptofanu u bakterii.
Do sekwencji regulatorowych należy promotor, który znajduje się przed sekwencjami kodującymi trpA–trpE i stanowi miejsce wiązania polimerazy RNA. Obok promotora znajduje się operator, do którego przyłącza się aktywny represor. Białko represorowe jest aktywowane poprzez przyłączenie cząsteczki tryptofanu. Na schemacie przedstawiono działanie operonu tryptofanowego w sytuacji, gdy komórka bakterii nie ma odpowiedniej ilości tego aminokwasu.

Zaznacz poprawne dokończenie zdania – wybierz odpowiedź spośród A–B oraz odpowiedź spośród 1.–2.

Operon tryptofanowy podlega regulacji

Opisz, korzystając z powyższego schematu, w jaki sposób będzie działać operon tryptofanowy w sytuacji, gdy komórka bakterii znajdzie się w środowisku, w którym ma dostęp do odpowiedniej ilości tryptofanu.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Na podstawie schematu określ, jak zmieni się funkcjonowanie operonu tryptofanowego na skutek mutacji w genie kodującym białko represorowe, której efektem jest uniemożliwienie przyłączenia się cząsteczki tryptofanu do tego białka.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………