Czynności układu pokarmowego są regulowane między innymi przez autonomiczny układ nerwowy. Na rysunku przedstawiono wydzielanie substancji przez komórki żołądka pod wpływem działania impulsu nerwowego.

Na podstawie: Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, red. W. Traczyk, A. Trzebski, Warszawa 2001, s. 756.

a) Korzystając z rysunku i własnej wiedzy, wykreśl w podanych zdaniach niewłaściwe wyrażenia w taki sposób, aby powstało zdanie prawdziwe. Uzasadnij swój wybór.

Nerwy błędne należą do nerwów rdzeniowych/czaszkowych. Są to nerwy, w których przebiegają włókna współczulne/przywspółczulne autonomicznego układu nerwowego.

b) Opisz widoczną na rysunku drogę odśrodkową łuku odruchowego autonomicznego, korzystając z oznaczeń I-III, i pamiętając, że składa się ona z dwóch neuronów.

c) Oceń prawdziwość podanych stwierdzeń na temat pokarmowych odruchów bezwarunkowych i warunkowych. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli.

Na schemacie przedstawiono budowę ucha człowieka.

Na podst.: K. Grykiel, G. Halastra-Petryna, E. Mazurek, B. Potulska-Klein, Tablice biologiczne, Gdańsk 2007, s. 172.

a) Podaj, które z elementów budowy ucha wskazanych na schemacie znajdują się w uchu środkowym oraz określ rolę trąbki słuchowej w funkcjonowaniu ucha.

b) Określ kolejność przedstawionych etapów procesu słyszenia, wpisując w kolumnie tabeli numery 1-5.

Na wykresie przedstawiono powierzchnię słyszalności, którą wyznaczają granice słyszalności, czyli skrajne częstotliwości fal dźwiękowych (górna i dolna) oraz dolna i górna wartość ciśnienia akustycznego dźwięków, które są słyszalne przez ucho ludzkie. Granice słyszalności są pojęciem umownym i zostały uśrednione (były wielokrotnie wyznaczane empirycznie przez różnych badaczy). Głos to zjawisko akustyczne, które posiada kilka specyficznych właściwości, między innymi: wysokość, która wiąże się z częstotliwością wydobywanego dźwięku mierzoną w hercach (Hz) i natężenie głosu, mierzone w decybelach (dB).

Na podstawie: http://archiwum.ciop.pl/26006.html; http://livesound.pl/tutoriale/artykuly/ 4629-zrozumialosc-mowy [dostęp: 29.01.2015]; K. Barrett, H. Brooks, S. Boitano, S. Barman, Ganong’s Review of Medical Physiology, New York-[…]-Toronto 2010, s. 209–211.

a) Podaj, o ile decybeli wyższy jest poziom ciśnienia akustycznego, przy którym słyszymy ton o częstotliwości 100 Hz, od tego, przy którym słyszymy ton o częstotliwości 1000 Hz.
b) Zaznacz poprawne dokończenie zdania.

Na schemacie przedstawiono mechanizm regulacji wydzielania hormonu tarczycy.

a) Przyporządkuj do oznaczeń cyfrowych (1-4) na schemacie odpowiednie nazwy wybrane spośród A-F.

A. Tyroksyna.
B. Kora mózgowa.
C. Podwzgórze.
D. Kalcytonina.
E. Przysadka mózgowa.
F. Liberyna.

b) Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących potencjalnych przyczyn znacznego obniżenia stężenia TSH we krwi pacjenta i skutków tej zmiany dla jego organizmu. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli.

Na wykresie przedstawiono zmiany intensywności wydzielania do krwi badanego pacjenta dwóch hormonów trzustkowych (1 i 2), w zależności od stężenia glukozy w osoczu krwi tego pacjenta. Prawidłowy poziom glukozy we krwi zdrowego człowieka na czczo wynosi od 70 do 99 mg/dl.

Na podstawie: K. Barrett, H. Brooks, S. Boitano, S. Barman, Ganong’s Review of Medical Physiology, New York-[…]-Toronto, 2010, s. 325.

a) Na podstawie analizy wykresu podaj nazwy hormonów 1 i 2. Uzasadnij odpowiedź.
b) Podaj, który z hormonów (1 czy 2) warunkuje powrót stężenia glukozy we krwi do wartości stężenia prawidłowego, kiedy stężenie tego cukru w osoczu wynosi 140 mg/dl. Uzasadnij odpowiedź.

Uzupełnij poniższy schemat, wpisując w wykropkowane miejsca brakujące nazwy hormonów i wyjaśnij, na czym polega ich antagonistyczne działanie w utrzymaniu prawidłowego stężenia glukozy we krwi.

Komórka jajowa ssaków kończy podział komórkowy dopiero po wniknięcia do niej jednego z plemników podczas zapłodnienia. Na rysunkach A-E przedstawiono kolejne etapy procesu zapłodnienia.

Na podstawie: W. Lewiński, Anatomia i fizjologia człowieka (z elementami fizjologii zwierząt), Reda 1996, s. 126.

a) Korzystając z rysunku, podaj nazwę etapu podziału komórkowego, na którym znajduje się proces oogenezy w momencie owulacji.
b) Podaj, na czym polega znaczenie ciałek kierunkowych w procesie powstawania komórki jajowej.
c) Uszereguj wymienione poniżej etapy procesu zapłodnienia według kolejności ich zachodzenia. W odpowiedzi posłuż się ich numerami.

W tabeli przedstawiono częstość rekombinacji (procent (%) crossing-over) pomiędzy czterema genami (k, m, o, p) znajdującymi się w jednym z autosomów badanego gatunku.

Wśród A-D zaznacz odpowiedź, w której podano prawidłową kolejność występowania (ułożenia) badanych genów w chromosomie.

Poniżej zilustrowano mutację, która jest przyczyną mukowiscydozy – choroby genetycznej autosomalnej recesywnej, upośledzającej funkcjonowanie płuc, trzustki i innych narządów. Ocenia się, że w populacji europejskiej choruje 1 na 2500 osób.

Na podstawie: K.M. Charon, M. Świtoński, Genetyka zwierząt, Warszawa 2000, s. 121.

a) Korzystając z tabeli kodu genetycznego określ, czy przedstawiony łańcuch DNA jest nicią kodującą, czy matrycową. Uzasadnij odpowiedź.
b) Uzasadnij na podstawie podanej informacji, że kod genetyczny jest zdegenerowany.
c) Podaj nazwę przedstawionego rodzaju mutacji genowej i określ skutek tej mutacji dla struktury I-rzędowej powstającego białka.
d) Oblicz, korzystając z równań Hardy’ego-Weinberga, częstość występowania nosicieli allelu mukowiscydozy w populacji europejskiej.

Muszka owocowa (Drosophila melanogaster) ma cztery pary chromosomów. Gen warunkujący barwę oczu znajduje się u tego owada w chromosomie X, przy czym allel warunkujący barwę białą (a) jest recesywny, zaś allel warunkujący barwę czerwoną (A) jest dominujący. Niesprzężony z płcią jest natomiast gen warunkujący cechę skrzydeł: allel dominujący (S) warunkuje skrzydła długie, a recesywny (s) warunkuje skrzydła krótkie (zredukowane). Dziedziczenie płci u muszki owocowej odbywa się według podobnych zasad jak u człowieka. Samica posiada dwa chromosomy płci XX, a samiec chromosomy płci XY. Cykl rozwojowy muszki owocowej w temperaturze 25ºC trwa od 8 do 9 dni. Gatunek ten, ze względu na swoje cechy, wykorzystywany jest w badaniach genetycznych jako organizm modelowy.
Na poniższych rysunkach przedstawiono zestawy chromosomów czterech osobników muszki owocowej (A-D). W chromosomach płci zaznaczono lokalizację genu warunkującego barwę oczu.

Na podstawie http://www.nature.com/scitable/topicpage/developing-the-chromosome theory-164 [dostęp: 21.01.2015].

a) Wśród rysunków A-D zaznacz te, które przedstawiają zestawy chromosomów osobników męskich i określ barwę oczu każdego z tych osobników.

b) Wśród krzyżówek muszki owocowej (1-4) zaznacz tę, w wyniku której w potomstwie męskim prawdopodobieństwo wystąpienia osobników o oczach czerwonych, jak też białych wynosi 0,5 (50%). Uzasadnij odpowiedź, przedstawiając wynik tej krzyżówki w postaci szachownicy Punnetta. Podkreśl genotypy osobników męskich o oczach czerwonych.

c) Stosując oznaczenia literowe alleli genów podane w informacji do zadania, zapisz wszystkie możliwe genotypy:

1. samicy o czerwonych oczach i długich skrzydłach
2. samca o czerwonych oczach i krótkich skrzydłach.

d) Na poniższym schemacie, przedstawiającym cykl rozwojowy muszki owocowej, wpisz nazwy stadiów rozwojowych oznaczonych cyframi 1 i 2 oraz podaj nazwę typu przeobrażenia występującego u tego owada.

e) Na podstawie podanych informacji oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących trafności wyboru muszki owocowej jako organizmu modelowego w badaniach genetycznych. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli.

Choroba Huntingtona to schorzenie powodowane mutacją w genie HD. Zmutowany allel tego genu koduje białko, które – gromadząc się w neuronach – uszkadza je, doprowadzając do ich śmierci. U chorych dochodzi do zaburzeń ruchowych, psychicznych i postępującego otępienia. Pierwsze objawy pojawiają się zwykle ok. 45. roku życia i stopniowo się wzmagają.
Schemat przedstawia rodowód pewnej rodziny, w której wystąpiła genetycznie warunkowana choroba Huntingtona. Kwadratami oznaczono mężczyzn, kołami kobiety, czarne figury oznaczają osoby chore, u których wystąpił zmutowany allel genu HD, białe figury to osoby zdrowe, nieposiadające zmutowanego allelu.

Na podstawie: http://www.poradnikmedyczny.pl/; http://pl.wikipedia.org/wiki/Pl%C4%85sawica_Huntingtona [dostęp: 20.11.2014].

a) Na podstawie analizy tekstu i rodowodu określ sposób dziedziczenia choroby Huntingtona, podkreślając odpowiednie wyrażenie spośród zaproponowanych. Uzasadnij każdą wybraną odpowiedź.

Na schemacie przedstawiono etapy jednego cyklu łańcuchowej reakcji polimerazy – PCR, który zachodzi w termocyklerach w zmiennej temperaturze – od 40ºC do 95ºC. W tej metodzie wykorzystuje się polimerazę Taq wyizolowaną z bakterii Thermus aquaticus, która żyje w gorących źródłach.

Na podstawie: K. Charon, M. Świtoński, Genetyka zwierząt, Warszawa 2000, s. 79.

a) Zaznacz wśród A-D cząsteczkę DNA z poprawnie oznaczonymi końcami obu macierzystych nici.

b) Podaj, ile cząsteczek DNA znajdzie się w mieszaninie reakcyjnej po 5. cyklach PCR, jeżeli matrycę stanowi 1 cząsteczka DNA.

c) Wyjaśnij, dlaczego polimeraza DNA zastosowana w metodzie PCR nie ulega inaktywacji w warunkach termicznych tej metody.

d) Określ, czy metoda PCR jest przydatna:
1. w diagnostyce zespołu Turnera,
2. w testach wykrywających obecność HIV w organizmie człowieka.

Odpowiedź uzasadnij w każdym przypadku.

e) Zaznacz poprawne dokończenie zdania.

Jednym z substratów w łańcuchowej reakcji polimerazy jest
A. replikaza.
B. cytydynotrifosforan (CTP).
C. adenozynodifosforan (ADP).
D. deoksyguanidynotrifosforan (dGTP).

Cykl komórkowy eukariontów jest to uporządkowana sekwencja zdarzeń w życiu komórki od jej powstania, w wyniku podziału komórki rodzicielskiej, do jej podziału na komórki potomne. W czasie podziału komórki zmienia się poziom złożoności organizacji DNA, co prowadzi do uformowania się kariotypu. Regulacja cyklu komórkowego obejmuje między innymi wykrywanie uszkodzeń materiału genetycznego i ich naprawę, apoptozę komórek oraz zapobieganie niekontrolowanym podziałom komórkowym. To są główne mechanizmy chroniące materiał genetyczny komórek przed mutacjami i transformacją nowotworową.

Na podstawie: http://bioinfo.mol.uj.edu.pl/articles/Musial05 [dostęp: 27.08.2014].

a) Uszereguj wymienione struktury (A-D) w kolejności obrazującej wzrost złożoności organizacji jądrowego DNA.

A. nukleosom
B. chromosom
C. podwójna helisa
D. chromatyda

b) Wpisz nazwy elementów chromosomu metafazowego oznaczonych na schemacie cyframi 1-4.

Na podstawie: http://www.e-biotechnologia.pl/Artykuly/chromosomy [dostęp: 20.08.2014].

c) Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń, dotyczących kariotypu w komórkach somatycznych człowieka. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli.

d) Zaznacz poprawne dokończenie zdania.

Jeżeli nowotwór charakteryzuje się nadmierną proliferacją komórkową (namnażaniem się komórek) i amplifikacją genów (zwiększeniem liczby kopii genów), to zahamowanie nowotworowej transformacji komórek może nastąpić przez

A. zatrzymanie cyklu komórkowego.
B. inaktywację mechanizmów indukujących apoptozę.
C. uzyskanie zdolności do nielimitowanej liczby podziałów.
D. uniezależnienie się komórek od czynników regulujących proliferację.

Biotechnologia obejmuje działania z wykorzystaniem organizmów żywych lub ich składników, prowadzące do wytworzenia użytecznych produktów. Biotechnologia tradycyjna stosuje naturalne enzymy lub organizmy niezawierające obcego materiału genetycznego, a nowoczesna – organizmy zmodyfikowane genetycznie oraz wytwarzane przez nie białka, w tym – enzymatyczne. Rozszerzenie zakresu potencjalnych zastosowań biotechnologii nowoczesnej umożliwił rozwój inżynierii genetycznej, czyli kierunkowe manipulacje genami prowadzące do uzyskania określonych celów. W tworzeniu zrekombinowanego DNA wykorzystuje się głównie bakteryjne enzymy restrykcyjne i inne enzymy, na przykład ligazy, polimerazy.
Na poniższych schematach przedstawiono dwa przykłady sześcionukleotydowych sekwencji palindromowych w DNA, rozpoznawanych i przecinanych przez dwa enzymy restrykcyjne (strzałkami wskazano miejsce działania enzymu).

Na podstawie: Biologia. Jedność i różnorodność, praca zbiorowa, Warszawa 2008, s. 990–991.

a) Na podstawie schematu podaj, czym charakteryzuje się sekwencja palindromowa nukleotydów w DNA.

b) Na podstawie analizy schematów oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń, dotyczących działania enzymów restrykcyjnych. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli.

c) Korzystając z przedstawionych schematów, zapisz dwuniciową sekwencję nukleotydową DNA przed cięciem przez enzym i po cięciu, jeżeli restryktaza (KpnI) rozpoznaje sekwencję 5’…GGTACC…3’ z miejscem cięcia pomiędzy cząsteczkami cytozyny.

d) Uzupełnij tabelę, wpisując odpowiednie informacje dotyczące uzyskiwania wymienionych produktów spożywczych metodą biotechnologii tradycyjnej.

Przeprowadzono badanie, w którym skrzyżowano homozygotyczne muszki owocowe, mające allele dominujące (K) – warunkujące skrzydła proste (krzyżówka A) oraz homozygotyczne muszki owocowe, mające allele recesywne (k) – warunkujące skrzydła odgięte (krzyżówka B).
Na rysunku przedstawiono fenotypy potomstwa tych muszek, hodowanego w różnej temperaturze (15 ºC i 25 ºC).

a) Uzupełnij tabelę, wpisując genotypy i fenotypy osobników pokolenia F1 ustalone na podstawie przedstawionych wyników.

b) Wśród A-D zaznacz wniosek wynikający z przedstawionych wyników badań.

A. Wiele charakterystycznych cech muszki owocowej nie jest dziedziczonych.
B. Kształt skrzydeł muszki owocowej warunkowany jest jedynie przez genotyp.
C. Mutacje występują tylko wtedy, gdy muszki owocowe hodowane są w niskiej temperaturze.
D. Kształt skrzydeł może być warunkowany przez współdziałanie genotypu i warunków środowiska.