proces asymilacji dwutlenku węgla – pierwotne źródło cukrów u roślin

Arkusz maturalny z biologii rozszerzonej lipiec 2020

Pierwotnym źródłem cukrów u roślin jest proces asymilacji dwutlenku węgla w chloroplastach. Węgiel eksportowany jest z chloroplastów głównie w postaci triozofosforanów, choć w wielu przypadkach do cytoplazmy jest uwalniana również glukoza, powstająca w wyniku hydrolizy skrobi okresowo gromadzonej w tych organellach. W warunkach zakłócenia eksportu produktów fotosyntezy skrobia gromadzi się w chloroplastach liści, co jest dobrym wskaźnikiem tego zaburzenia.

Poniżej przedstawiono doświadczenie, którego celem było sprawdzenie wpływu deficytu magnezu na zaburzenia eksportu cukrów w liściach rzodkiewnika pospolitego.

Hipoteza:

Pierwszym z badanych objawów niedoboru magnezu u rzodkiewnika pospolitego jest zaburzenie eksportu cukrów z liści.


Przebieg doświadczenia:

Przez 21 dni prowadzono uprawę hydroponiczną sadzonek rzodkiewnika pospolitego, stosując różne pożywki:

połowę roślin zasilano pożywką pełną – próba A;

drugą połowę roślin zasilano pożywką bez soli magnezu – próba B.


Rośliny oświetlano przez 12 h na dobę. Przez cały czas trwania doświadczenia obserwowano zabarwienie liści oraz ważono rośliny. Natomiast 14. dnia trwania doświadczenia wybrane
rośliny barwiono płynem Lugola.


Wyniki doświadczenia:

1. Barwienie płynem Lugola przykładowe rośliny po 14 dniach uprawy przedstawiono na zdjęciu poniżej;

2. Barwa liści roślin – od 15. dnia wystąpiło stopniowe żółknięcie liści roślin w próbie B;

3. Masa roślin – od 16. dnia odnotowywano, że rośliny z próby B miały niższą świeżą masę niż rośliny w próbie A.

 

proces asymilacji dwutlenku węgla – pierwotne źródło cukrów u roślin

 

1. Określ, która próba roślin A czy B stanowiła próbę kontrolną w opisanym doświadczeniu. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do znaczenia tej próby w sprawdzeniu postawionej hipotezy.

 

2.Oceń, podkreślając TAK lub NIE, czy wyniki doświadczenia potwierdziły postawioną hipotezę. Wyjaśnij uzyskane wyniki.

Potwierdzenie hipotezy: TAK / NIE

Wyjaśnienie

 

3. Wykaż związek między stopniowym żółknięciem badanych roślin a ich uprawą na pożywce bez soli magnezu.

 

4. Wyjaśnij, dlaczego rośliny zasilane pożywką bez soli magnezu miały niższą świeżą masę niż rośliny zasilane pożywką pełną.

 

5. Spośród wymienionych elementów budowy rośliny wybierz i podkreśl wszystkie te, które biorą bezpośredni udział w transporcie węglowodanów z komórek miękiszu asymilacyjnego liści rzodkiewnika do komórek korzeni tej rośliny.

komórki przyrurkowe     naczynia      cewki      rurki sitowe      włókna drzewne

udział białek histonowych w pierwszym poziomie upakowania DNA

Arkusz maturalny z biologii rozszerzonej lipiec 2020

Białka histonowe są odpowiedzialne za pierwszy poziom upakowania DNA w chromatynie organizmów eukariotycznych. Rdzeń każdego nukleosomu tworzą białka histonowe z klas: H2A, H2B, H3 i H4. Chemiczne modyfikacje histonów mają bezpośredni wpływ na regulację ekspresji informacji genetycznej. Synteza białek histonowych w komórce odbywa się głównie w fazie S cyklu komórkowego. Analiza składu aminokwasowego białka histonowego H3, składającego się ze 136 aminokwasów, wykazała obecność wszystkich rodzajów aminokwasów z wyjątkiem tryptofanu. Jednocześnie stwierdzono w nim wysoką zawartość lizyny i argininy oraz obecność cysteiny.

 

1. Na podstawie przedstawionych informacji i własnej wiedzy uzupełnij tekst dotyczący białka histonowego H3 tak, aby powstał poprawny jego opis. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

Strukturę pierwszorzędową białka histonowego H3 tworzy 136 aminokwasów, które połączone wiązaniami (peptydowymi / wodorowymi). Histony H3 cechuje znaczna zawartość aminokwasów, które mają charakter (zasadowy / kwasowy / obojętny), dzięki czemu mogą oddziaływać (kowalencyjnie / elektrostatycznie) z DNA.

 

2. Wyjaśnij, dlaczego w komórce eukariotycznej produkcja białek histonowych w większości odbywa się w fazie S cyklu komórkowego, chociaż ogólne tempo syntezy białek w tej fazie jest niskie.

drogi transferu materiału genetycznego pomiędzy komórkami bakterii

Arkusz maturalny z biologii rozszerzonej lipiec 2020

Transfer materiału genetycznego (DNA) między komórkami bakterii odbywa się na drodze koniugacji, transdukcji lub transformacji:
koniugacja – polega na jednokierunkowym transferze plazmidowego DNA z jednej komórki
bakteryjnej do drugiej;

transdukcja – zachodzi z udziałem wirusów;

transformacja – polega na pobieraniu przez bakterie materiału genetycznego ze środowiska.

 

1. Uporządkuj przedstawione poniżej etapy koniugacji bakterii (A–E) w kolejności ilustrującej przebieg tego procesu.

drogi transferu materiału genetycznego pomiędzy komórkami bakterii

2. Uzasadnij, że do przekazania informacji genetycznej zapisanej w plazmidzie, na drodze koniugacji, wystarczy przeniesienie do komórki biorcy tylko jednej nici DNA
plazmidowego.

 

3. Uzasadnij, że bakteria, która jest biorcą DNA plazmidowego w procesie koniugacji, może odnieść korzyści z tego procesu. W odpowiedzi uwzględnij przykład takiej korzyści.

 

4. Uzasadnij, że bakteriofagi mogą być wektorami przenoszącymi DNA pomiędzy komórkami bakterii.

 

5. Wyjaśnij, dlaczego intensywna międzykomórkowa wymiana informacji genetycznej zachodząca w populacji bakterii zapewnia tym mikroorganizmom bardzo szybkie tempo ewolucji adaptacyjnej.

 

6. Do podanych w tabeli cech wektora plazmidowego 1.–3., wykorzystywanego przy wprowadzaniu obcego DNA do komórek bakterii, przyporządkuj spośród A–D po jednym jego znaczeniu w tym procesie.

A.
Umożliwia rozdzielenie wektorów do komórek potomnych.
B. Umożliwia selekcję szczepów, które pobrały plazmid.

C. Umożliwia włączenie obcego DNA do wektora plazmidowego.

D. Ułatwia miejscowe rozplecenie helisy DNA.

drogi transferu materiału genetycznego pomiędzy komórkami bakterii

porosty – organizmy pionierskie

Arkusz maturalny z biologii rozszerzonej lipiec 2020

Większość porostów ma warstwę korową, o gęsto splecionych strzępkach grzyba, izolującą wnętrze porostu od bezpośrednich wpływów środowiska zewnętrznego. Pod nią znajduje się warstwa zbudowana z komórek glonów, jeszcze głębiej – warstwa rdzeniowa utworzona ze strzępek grzyba, a następnie – dolna warstwa korowa.
W plechach porostów, często w warstwie korowej, występują tzw. specyficzne wtórne metabolity porostowe. Te związki powstają dzięki temu, że komórki fotosyntetyzujące produkują węglowodany, które są następnie transportowane do komórek grzyba, gdzie w licznych szlakach metabolicznych przekształcane w metabolity wtórne. one związkami aktywnymi biochemicznie – wykazują m.in. działanie bakteriobójcze, hamują kiełkowanie wielu nasion oraz zarodników mchów.

Niektóre z wtórnych metabolitów porostowych absorbują szkodliwe promieniowanie UVA i UVB, a jeszcze inne posiadają zdolność do selektywnego usuwania z podłoża skalnego jonów Ca2+ oraz Mg2+ , w wyniku czego naruszona zostaje struktura skały.

 

1. Na podstawie tekstu wykaż, że wytwarzanie wtórnych metabolitów przez porosty

1.umożliwia im skuteczną konkurencję międzygatunkową:

2. chroni DNA ich komórek przed uszkodzeniami:

 

2. Określ znaczenie wtórnych metabolitów porostowych w funkcjonowaniu porostów jako organizmów pionierskich.

 

3. Spośród wymienionych poniżej przykładów organizmów wybierz i podkreśl wszystkie te, których komórki mogą być fotobiontami współtworzącymi porosty.

bruzdnice     sinice     krasnorosty     zielenice

Rytmy okołodobowe – procesy przebiegających w organizmie w 24-godzinnych cyklach

Arkusz maturalny z biologii rozszerzonej lipiec 2020

Rytmy okołodobowe dotyczą procesów przebiegających w organizmie w cyklach ok. 24-godzinnych. W rytmie tym zmienia się m.in. temperatura ciała człowieka.
W celu stwierdzenia, czy na okołodobową rytmikę zmian temperatury ciała człowieka wpływają zmieniające się czynniki zewnętrzne, przeprowadzono badanie. W czasie 24 godzin dokonywano pomiarów temperatury ciała osób w dwóch grupach:
grupa I – osoby, które w ciągu dnia były wystawione na działanie światła, wykazywały zwiększoną aktywność fizyczną, spożywały posiłki o zwykłej porze, natomiast w ciągu nocy spały w zaciemnionym pomieszczeniu.

grupa II – osoby, które od godziny 4 rano przez kolejne 24 godziny przebywały w warunkach stałego oświetlenia, ich aktywność fizyczna pozostawała na tym samym poziomie przez cały czas trwania pomiarów oraz przyjmowały równe porcje pokarmu w stałych, wymuszonych odstępach czasowych.


Na wykresie przedstawiono wyniki przeprowadzonych pomiarów temperatury.

Rytmy okołodobowe – procesy przebiegających w organizmie w 24-godzinnych cyklach

1. Określ, które zmienne w przedstawionym badaniu to zmienne zależne, a które niezależne. Wstaw znak „X” w odpowiednie komórki tabeli

Rytmy okołodobowe – procesy przebiegających w organizmie w 24-godzinnych cyklach

2. Wybierz i zaznacz stwierdzenie, które jest poprawnym wnioskiem sformułowanym na podstawie wyników opisanego badania.

A. Rytm zmian temperatury ciała osób z grupy II nieznacznie różnił się od rytmu zmian występującego u osób przebywających w naturalnych zmiennych warunkach środowiska.

B. Okołodobowa rytmika zmian temperatury ciała jest sterowana przez ośrodek termoregulacji znajdujący się w międzymózgowiu.

C. Na okołodobowy rytm zmian temperatury ciała człowieka wpływają zarówno czynniki wewnętrzne, jak i czynniki zewnętrzne.

D. Temperatura ciała osób z grupy I waha się między temperaturą minimalną wynoszącą 36,5 °C (około trzy godziny przed obudzeniem się) a temperaturą maksymalną wynoszącą 37,4 °C w godzinach 17.00–18.00.