Na rysunkach przedstawiono budowę cząsteczki hemoglobiny i mioglobiny, a na wykresie – krzywe wy sycenia tych dwóch białek tlenem w zależności od ciśnienia parcjalnego tego gazu.

Na podstawie: B. D. Hames, N. M. Hooper, Biochemia. Krótkie wykłady, Warszawa 2007, s. 46.

a) Określ, które z wymienionych w tabeli cech dotyczą budowy przedstawionych białek, wstawiając znak X w odpowiedniej kolumnie.

Uwaga: niektóre cechy mogą być wspólne dla obu cząsteczek.

b) Podaj, w której tkance w organizmie człowieka występuje mioglobin a i jaką funkcję pełni.

c) Określ, która krzywa na wykresie (1. czy 2.) przedstawia właściwości mioglobiny. Odpowiedź uzasadnij.

Azot jest jednym z pierwiastków niezbędnych do wzrostu i rozwoju roślin.

a) Spośród wymienionych drobin zawierających azot w bierz i podkreśl te, które mogą być bezpośrednio przyswajane przez rośliny.

b) Podkreśl nazwy grup związków organicznych, w skład których wchodzi azot.

białka, kwasy nukleinowe, cukry proste, tłuszcze właściwe (proste)

Zdjęcie z mikroskopu elektronowego przedstawia fragment komórki Leydiga.
Komórki takie występują w gonadach mężczyzn.

Źródło:

http://images.sciencesource.com/preview/9G0152.html [dostęp 01.03.2012]

a) Podaj nazwę hormonu płciowego wytwarzanego przez komórki Leydiga.
b) Wykaż związek pomiędzy dużą zawartością gładkiej siateczki śródplazmatycznej w komórkach Leydiga a ich rolą w syntezie hormonu płciowego.

Stała Michaelisa-Menten (KM) to takie stężenie substratu (dla określonego stężenia enzymu), przy którym reakcja enzymatyczna osiąga połowę prędkości maksymalnej. Stałą tę uznaje się za orientacyjną miarę powinowactwa enzymu do substratu, ponieważ w przypadku większego powinowactwa następuje wysycenie enzymu substratem przy jego niższym stężeniu.
W doświadczeniu badano zależność szybkości reakcji enzymatycznej od stężenia substratu – dla enzymu bez obecności związku X oraz dla enzymu w obecności związku X. Wyniki doświadczenia przedstawiono na poniższym wykresie.

Na podstawie:

http://www.mikeblaber.org/oldwine/BCH4053/Lecture25/Lecture25.htm [dostęp 10.02.2013]

a) Wybierz prawidłową interpretację wyników doświadczenia i jej uzasadnienie.

A. Związek X jest inhibitorem tego enzymu, ponieważ w jego obecności powinowactwo enzymu do substratu zwiększyło się.
B. Związek X jest inhibitorem tego enzymu, ponieważ w jego obecności powinowactwo enzymu do substratu zmniejszyło się.
C. Związek X jest aktywatorem tego enzymu, ponieważ w jego obecności powinowactwo enzymu do substratu zwiększyło się.
D. Związek X jest aktywatorem tego enzymu, ponieważ w jego obecności powinowactwo enzymu do substratu zmniejszyło się.

b) Korzystając z informacji przedstawionych na wykresie, wyjaśnij, dlaczego wartość Vmax tej reakcji nie zmienia się w obecności związku X.

Złocień ogrodowy jest rośliną krótkiego dnia, a koniczyna łąkowa to roślina długiego dnia. Przeprowadzono doświadczenie dotyczące warunków oświetlenia wpływających na kwitnienie tych roślin przy podaniu lub bez podania gibereliny. Schemat doświadczenia przedstawia tabela. W wyniku przeprowadzonego doświadczenia stwierdzono, że podanie gibereliny przyspiesza kwitnienie rośliny długiego dnia w optymalnych dla niej warunkach fotoperiodu.

a) Sformułuj problem badawczy tego doświadczenia.

b) Podaj numery grup roślin doświadczalnych odpowiadające poniższym opisom.

Rośliny dnia krótkiego w warunkach fotoperiodu dnia długiego w obecności gibereliny – ….. .
Rośliny dnia długiego w warunkach optymalnego dla nich fotoperiodu pod nieobecność gibereliny – ….. .

c) Podaj numer grupy roślin doświadczalnych, w której uzyskano wynik świadczący o tym, że podanie gibereliny przyśpiesza kwitnienie rośliny długiego dnia w optymalnych dla niej warunkach fotoperiodu.

d) Podaj, z którymi dwiema grupami roślin doświadczalnych należy porównać wynik uzyskany w wymienionej w poleceniu c) grupie, by uznać, że wynik ten jest efektem wpływu obu badanych czynników.

Podczas przechowywania bulw ziemniaka dochodzi do ubytku ich masy m.in. z powodu odwodnienia, kiełkowania i chorób wywoływanych rozmaitymi patogenami.
W tabeli przedstawiono procentowy udział różnych przyczyn strat masy ziemniaków przechowywanych w temperaturach: 3 °C, 5 °C i 8 °C.

Na podstawie: Z. Czerko, Straty ilościowe ziemniaków podczas przechowywania w różnych warunkach termiczno-wilgotnościowych, „Ziemniak Polski” 2010, nr 3, s. 44.

a) Na podstawie danych z tabeli narysuj diagram jednosłupkowy, ilustrujący procentowy udział poszczególnych przyczyn strat masy ziemniaków w temperaturze 8 °C.
b) Na podstawie analizy danych z tabeli sformułuj dwa wnioski dotyczące zależności pomiędzy udziałem różnych przyczyn strat masy ziemniaków a temperaturą ich przechowywania.
c) Wiedząc, że bulwy ziemniaków ważone są wraz z ewentualnymi patogenami czy kiełkami, wyjaśnij, dlaczego kiełkowanie powoduje straty ich masy.

Higrofity to rośliny występujące w siedliskach o dużej wilgotności zarówno gleby, jak i powietrza. W takich warunkach transpiracja jest utrudniona, dlatego charakterystyczną cechą budowy higrofitów są liczne przystosowania do ułatwienia tego procesu.

Na rysunku przedstawiono budowę anatomiczną blaszki liściowej higrofitu.

Na podst.: A. Szweykowska, J. Szweykowski, Botanika, tom 1. Morfologia, Warszawa 2003, s. 225.

a) Na podstawie dwóch cech widocznych na rysunku wykaż związek budowy liścia tej rośliny z przystosowaniem do zwiększenia intensywności transpiracji.
b) Uzasadnij, że zachodzenie transpiracji w warunkach wysokiej wilgotności środowiska jest warunkiem utrzymania odpowiedniego poziomu metabolizmu u higrofitów.

Regulacja temperatury ciała u ssaków obejmuje wiele mechanizmów, funkcjonujących zarówno na poziomie behawioralnym, jak i fizjologicznym, w tym hormonalne, których przykładem może być zależność przedstawiona na schemacie.

a) Uzupełnij poniższy schemat, wpisując w wykropkowane miejsca nazwy lub symbole literowe odpowiednich hormonów oraz wpisując w szare kółka plus (+) w przypadku działania stymulującego, a minus (-) w przypadku działania hamującego.

b) Wymień inny niż wyżej zaprezentowany mechanizm fizjologiczny, który pozwala ssakom obniżyć temperaturę ciała i podaj, na czym on polega.

c) W mroźne dni można, np. na przystanku autobusowym, zaobserwować osoby przytupujące i podskakujące. Wykaż, że takie zachowanie może zapobiegać wychłodzeniu organizmu.

W badaniach mózgu człowieka stosuje się różnorodne techniki pozwalające określić, które obszary kory mózgowej uaktywniają się w trakcie wykonywania określonych zadań. Metoda tomografii pozytonowej polega na tym, że do organizmu badanej osoby wprowadza się cząsteczki glukozy znakowane radioaktywnymi izotopami i obserwuje gromadzenie się izotopu w miejscach intensywnej pracy komórek kory mózgowej.

Na rysunkach przedstawiono obrazy kory mózgowej zdrowego człowieka, zachowującego świadomość i wykonującego różne czynności związane z mową. Badana osoba: najpierw słuchała wypowiadanych przez kogoś słów (I), następnie czytała słowa bez ich wypowiadania (II), sama wypowiadała słowa (III) oraz opisywała znaczenie słów przy pomocy czasowników i przymiotników (IV). Ciemnymi punktami zaznaczono obszary wykazujące zwiększoną koncentrację radioaktywnego izotopu podczas danej czynności.

Na podst.: S. Greenfield, Mózg, Warszawa 1999 i Biologia, N.A. Campbell (red.) Poznań 2012, s. 1077.

a) Wyjaśnij, dlaczego w miejscach intensywnej pracy komórek kory mózgowej obserwuje się gromadzenie radioaktywnego izotopu.
b) Na podstawie wyników badania (I–IV) sformułuj dwa wnioski dotyczące aktywności kory mózgowej podczas wykonywania czynności związanych z mową.
c) Przyporządkuj płatom kory mózgowej (1–4) odpowiednie obszary funkcjonalne (A–D), które są w nich zlokalizowane.

Wyróżnia się dwa typy wentylacji płuc:
1. typ brzuszny (zazwyczaj przeważający u mężczyzn) – główną rolę podczas wdechu odgrywa praca przepony,
2. typ piersiowy (przeważnie dominujący u kobiet) – zasadniczą funkcję podczas wdechu pełnią mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne.

Uczniowie przeprowadzili obserwację sposobu wentylacji płuc w swojej klasie, liczącej 15 dziewcząt i 15 chłopców. Na lekcji wychowania fizycznego zmierzyli u każdej osoby obwód klatki piersiowej osiągany podczas normalnego (płytkiego) wdechu. Zebrali dane i obliczyli średni wynik dla grupy dziewcząt oraz dla grupy chłopców. Okazało się, że średni obwód klatki piersiowej podczas wdechu jest u dziewcząt o 4 cm mniejszy niż u chłopców.

Oceń poprawność poniższych stwierdzeń dotyczących przeprowadzonej obserwacji. Wpisz znak X w odpowiednie miejsca tabeli.

Przykładem substancji magazynowanej w organizmie człowieka jest glikogen. Największe ilości tego polisacharydu znajdują się w wątrobie i mięśniach szkieletowych. Jednak glikogen mięśniowy, mimo znacznej przewagi ilościowej nad glikogenem wątrobowym, nie stanowi głównej rezerwy węglowodanowej dla pozostałych narządów w organizmie człowieka.

W tabeli przedstawiono przeciętną zawartość glikogenu wątrobowego i mięśniowego u osoby dorosłej.

a) Wyjaśnij, z czego wynika niska, w porównaniu z wątrobą, zawartość procentowa glikogenu w mięśniach szkieletowych, chociaż gromadzą one dużo więcej tego cukru.
b) Wyjaśnij, dlaczego glikogen zmagazynowany w mięśniach szkieletowych nie stanowi głównej rezerwy węglowodanowej dla pozostałych narządów w organizmie człowieka.

W 2011 roku, w wyniku trzęsienia ziemi w Japonii, wiele psów straciło swoich właścicieli lub swój dom. Umieszczono je w schroniskach, gdzie badano poziom kortyzolu w ich moczu. Porównano wyniki uzyskane u psów z terenów objętych katastrofą (Fukushima) i psów z terenów, których katastrofa nie dotknęła (Kanagawa). Zmiany poziomu kortyzolu w obu grupach, od dnia katastrofy, przedstawiono na wykresie.

Na podstawie: M. Nagasawa, K. Mogi, T. Kikusui, Continued Distress among Abandoned Dogs in Fukushima. Scientific Reports, 2012, nr 2, artykuł nr 724.

a) Wyjaśnij, dlaczego poziom kortyzolu był podwyższony u psów z terenów zniszczonych w wyniku trzęsienia ziemi w porównaniu z grupą kontrolną. W odpowiedzi uwzględnij rolę tego hormonu w organizmie.
b) Określ tendencję zmian poziomu kortyzolu w pierwszych czterech tygodniach od katastrofy u badanych psów z Fukushimy.
c) Zaznacz, który z wymienionych potencjalnych efektów fizjologicznych na pewno nie będzie skutkiem długotrwałego utrzymywania się kortyzolu we krwi.

Feromony to chemiczne cząsteczki sygnałowe umożliwiające komunikację między osobnikami tego samego gatunku, uwalniane do środowiska zewnętrznego i działające w bardzo niewielkim stężeniu (nawet 0,000001 ppt, czyli jedna cząsteczka na 1018 cząsteczek powietrza). Poznanie chemicznej budowy feromonów pozwoliło na ich wykorzystanie w biologicznej walce z niektórymi owadami, np. do zwalczania korników stosuje się pułapki z feromonami agregacyjnymi, które przywabiają osobniki obu płci. Pułapki z feromonami płciowymi stosuje się między innymi do zwalczania moli ubraniowych oraz niektórych motyli będących szkodnikami lasów, np. brudnicy mniszki.
Dymorfizm płciowy u wielu gatunków motyli nocnych przejawia się między innymi tym, że czułki samców są znacznie większe niż czułki samic. Na czułkach tych motyli występują liczne receptory chemiczne.

Na rysunku przedstawiono różnice w budowie czułków samicy i samca pewnego gatunku ćmy.

Na podstawie: K. Schmidt-Nielsen, Fizjologia zwierząt. Adaptacje do środowiska, Warszawa 2008, s. 637.

a) Uzasadnij, podając dwa argumenty, zaletę stosowania pułapek feromonowych jako środków walki biologicznej w porównaniu ze środkami owadobójczymi.
b) Wyjaśnij znaczenie przystosowawcze dużych czułków u samców motyli nocnych.

W populacjach owadów społecznych, do których należy pszczoła miodna, występują formy różniące się sposobem zachowania, cechami morfologicznymi i fizjologicznymi. Przeciętna pszczela rodzina składa się zwykle z jednej matki, kilkuset lub więcej trutni i kilkudziesięciu tysięcy robotnic, nie licząc jaj, larw i poczwarek. Królowa roju jest prawie dwukrotnie większa od robotnicy i nie ma narządów umożliwiających zbieranie pokarmu, budowanie gniazda i karmienie larw. Jej zadaniem jest odbycie jedynego w życiu lotu godowego z trutniami i składanie jaj, z których wykluwa się cała reszta roju. Z niezapłodnionych jaj wykluwają się samce pszczoły – trutnie, a z zapłodnionych – pszczoły robotnice. Niektóre z larw wyklutych z zapłodnionych jaj mogą zostać w przyszłości matkami (gdy w ulu zabraknie królowej).
W ostatnich latach na całym świecie obserwuje się masowe wymieranie pszczół. Jedną z prawdopodobnych przyczyn mogą być zmiany środowiska spowodowane działalnością człowieka.

Na podstawie: Tajemnice polskiej przyrody. Pszczoła miodna, Encyklopedia zwierząt i roślin, Warszawa 2007.

a) Określ znaczenie opisanego w tekście zróżnicowania osobników tego samego gatunku dla funkcjonowania społeczności pszczół.

b) Określ ploidalność (1n lub 2n) komórek somatycznych:

1. królowej roju ….. , 2. pszczoły robotnicy ….. , 3. trutnia …. .

c) Podaj nazwę podziału komórkowego, jaki zachodzi w komórkach trutnia podczas wytwarzania plemników oraz nazwę podziału komórkowego u królowej roju podczas wytwarzania gotowych do zapłodnienia jaj.

d) Określ, jaki procent identycznego DNA (pomijając mutacje) ma przeciętnie w stosunku do królowej roju (matki)

1. robotnica ….. , 2. truteń …… .

e) Wyjaśnij, uwzględniając znaczenie pszczół w przyrodzie, dlaczego ich masowe wymieranie może przyczynić się do zmian w składzie gatunkowym flory i fauny w danym ekosystemie.

Większość płazów ginie w krótkim czasie po umieszczeniu w wodzie morskiej. Istnieje jednak wyjątek – żaba morska Fejervarya cancrivora, która we krwi zatrzymuje dużą ilość mocznika.

Na podstawie: Biologia. Jedność i różnorodność, M. Maćkowiak, A. Michalak (red.), Warszawa 2008, s. 349.

a) Wyjaśnij, dlaczego płazy innych gatunków giną w wodzie morskiej. W odpowiedzi uwzględnij budowę skóry płazów.
b) Wykaż związek między wysokim stężeniem mocznika we krwi a przystosowaniem żaby Fejervarya cancrivora do życia w wodzie morskiej.