Zadania maturalne z biologii

Koliberki rubinobrode (Archilochus colubris) to maleńkie, wędrowne ptaki, występujące w Ameryce Północnej i w Ameryce Środkowej. Te ptaki mają od 7,5 cm do 9,0 cm długości i ważą od 3 g do 4 g. Koliberki migrują między terenami lęgowymi i zimowiskami, co wymaga pokonania nawet 1 600 km w obie strony każdego roku. Energię do tych lotów dostarczają im kwasy tłuszczowe pochodzące ze zmagazynowanych triacylogliceroli.

Przed migracją kolibry często podwajają masę ciała. Głównymi źródłami pożywienia kolibrów są nektar kwiatowy, np. orlika kanadyjskiego lub milinu amerykańskiego, oraz małe owady, np. komary i wywilżny. Podczas wysysania nektaru z kwiatów ptaki unoszą się w powietrzu obok rośliny. Owady łapią w locie. Każdego dnia spożywają pokarm o masie dwa razy większej od masy swojego ciała. Dorosłe koliberki rubinobrode są często atakowane przez drapieżniki, takie jak dzierzby, krogulce lub koty domowe.

Na poniższej fotografii przedstawiono samca koliberka rubinobrodego w locie.

Na podstawie: K. Kirschbaum i in., Archilochus colubris w: Animal Diveristy Web (animaldiversity.org). Fotografia: K. Ross.

Na podstawie przedstawionych informacji zapisz fragment sieci pokarmowej, w której są ze sobą powiązane wszystkie podane poniżej organizmy.

koliberek rubinobrody
milin amerykański
kot domowy
wywilżna karłowata
orlik kanadyjski

Uzasadnij, że gromadzenie zapasów energetycznych w postaci trójglicerydów pozwala na ograniczenie wzrostu masy ciała w porównaniu z gromadzeniem glikogenu. Podaj dwa argumenty.

Mioglobina to białko występujące w cytozolu włókien mięśniowych. Jest ono zbudowane z pojedynczego łańcucha polipeptydowego oraz z hemu. Łańcuch polipeptydowy mioglobiny zawiera 153 reszty aminokwasowe, a hem składa się z układu porfirynowego oraz ze – związanego z jego centrum – atomu pewnego pierwiastka.

Na poniższym rysunku przedstawiono przekrój przez model cząsteczki mioglobiny. Kolorem niebieskim oznaczono reszty aminokwasowe z podstawnikami niepolarnymi; kolorem czerwonym – reszty aminokwasowe z podstawnikami polarnymi; natomiast kolorem białym – pozostałe reszty aminokwasowe. Kolorem żółtym oznaczono atom związany z centrum układu porfirynowego, znajdującego się w szczelinie cząsteczki białka.

Na podstawie: J.M. Berg i in., Biochemia, Warszawa 2022.

Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Z centrum układu porfirynowego hemu jest związany atom

A. sodu.
B. fluoru.
C. jodu.
D. żelaza.

Wyjaśnij, dlaczego we wnętrzu cząsteczki mioglobiny znajdują się niemal wyłącznie reszty aminokwasowe z podstawnikami niepolarnymi. W odpowiedzi uwzględnij środowisko formowania się struktury przestrzennej tego białka.

ATP jest uniwersalnym nośnikiem energii w komórce. W typowych warunkach podczas hydrolizy ATP do ADP i Pᵢ uwalnia się znaczna ilość energii – od 46 do 54 kJ/mol ATP.

Ważną częścią ATP jest reszta trifosforanowa, składająca się z reszt kwasu fosforowego(V) połączonych wiązaniami bezwodnikowymi. Te wiązania są często określane jako „wysokoenergetyczne”, ale do ich zerwania – tak jak do zerwania każdego innego wiązania – jest potrzebna energia. Ujemne ładunki reszt kwasu fosforowego(V) odpychają się nawzajem, czego skutkiem są wewnętrzne naprężenia występujące w cząsteczce ATP. Podczas hydrolizy ATP do ADP i Pᵢ jest zrywane jedno wiązanie bezwodnikowe oraz częściowo są usuwane naprężenia wewnętrzne.

Na poniższym schemacie przedstawiono reakcję hydrolizy ATP.

Na podstawie: B. Alberts i in., Molecular Biology of the Cell, Nowy Jork i Abingdon 2007.

Do której grupy związków organicznych należy ATP? Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.

A. cukry
B. lipidy
C. nukleotydy
D. aminokwasy

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące ATP są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

Na poniższych fotografiach z mikroskopu elektronowego przedstawiono dwie struktury wewnątrzkomórkowe oznaczone literami A i B.

Na podstawie: D.W. Fawcett, Bloom and Fawcett. A Textbook of Histology, Nowy Jork 1994, [w:] E.P. Solomon i in., Biologia, Warszawa 2014.

Uzupełnij tabelę – podaj nazwy struktur oznaczonych na fotografiach literami A i B oraz rozstrzygnij, czy w tych strukturach są obecne błony i rybosomy.

Wyjaśnij, na czym polega współdziałanie siateczki śródplazmatycznej szorstkiej i aparatu Golgiego w wytwarzaniu białek przeznaczonych do wydzielenia poza komórkę.

Okrzemki stanowią zróżnicowaną grupę jednokomórkowych glonów. Wewnątrz komórki znajdują się liczne organella: jądro komórkowe, chloroplasty otoczone czterema błonami, mitochondria oraz aparat Golgiego. Materiałem zapasowym jest chryzolaminaryna, należąca do polisacharydów, oraz tłuszcze. Okrzemki są okryte ścianą komórkową, zwaną pancerzykiem, która jest zbudowana z pektyny wysyconej uwodnioną krzemionką.
Na poniższej mikrofotografii przedstawiono różne gatunki okrzemek.

Okrzemki natleniają wodę, mają duży udział w produkcji pierwotnej wód oraz stanowią pokarm dla wielu organizmów, w tym dla wielu ryb.

Na podstawie: B. Rakowska, Okrzemki – organizmy, które odniosły sukces, „Kosmos” 52(2–3), 2003. Fotografia: The International Society for Diatom Research (isdr.org).

Uzasadnij, że okrzemki nie należą do królestwa roślin – porównaj dwie wymienione w tekście cechy budowy komórek okrzemek z cechami budowy komórek roślin.

Wyjaśnij, w jaki sposób okrzemki przyczyniają się do natleniania wody. W odpowiedzi uwzględnij budowę komórki i metabolizm okrzemek.

Na poniższej mikrofotografii (A) oraz na rysunku (B) przedstawiono budowę protista – eugleny (Euglena gracilis). Mikrofotografię A wykonano z użyciem mikroskopu świetlnego. Rysunek B wykonano na podstawie tej mikrofotografii.

Na podstawie: E.P. Solomon i in., Biologia, Warszawa 2014. Fotografia i rysunek: Biophoto Associates/Photo Researchers, Inc.

Podaj nazwy organellów oznaczonych na mikrofotografii (A) i na rysunku (B) numerami 1.–3.

Dwulistnik muszy (Ophrys insectifera) jest chronionym gatunkiem storczyka, występującym w Polsce na niewielkiej liczbie stanowisk. Ta roślina występuje na nasłonecznionych górskich murawach kserotermicznych oraz na łąkach o podłożu wapiennym. Głównym zagrożeniem dla tego gatunku jest postępująca sukcesja, prowadząca do zarastania jego stanowisk.

Okwiat dwulistnika składa się z zewnętrznych działek, które są zielone i eliptyczne, oraz z okółka wewnętrznego, którego dwie działki są purpurowe i nitkowate, a trzecia – środkowa działka jest przekształcona w tzw. warżkę. Na środku owłosionej, ciemnopurpurowej warżki, przypominającej kształtem odwłok samicy owada, znajduje się jasna plamka.

W okresie kwitnienia dwulistnik muszy wytwarza substancje, które składem chemicznym i zapachem przypominają feromony samic błonkówek: niestylaka piewikowca (Gorytes fargei) i niestylaka wąsala (Gorytes mystaceus). Zwabione zapachem i pokrojem kwiatów samce błonkówek siadają na tych kwiatach. Pakiety pyłku dwulistników przyklejają się do ciała owadów, dzięki czemu pyłek jest transportowany na inne kwiaty. Zapylony kwiat dwulistnika zaczyna wydzielać substancje wonne identyczne z tymi, które wytwarzają zapłodnione samice błonkówek. U dwulistnika może dojść również do samozapłodnienia.

Na rysunku A przedstawiono budowę dwulistnika muszego, a na zdjęciu B – samicę niestylaka wąsala.

Na podstawie: B. Binkiewicz, Nowe stanowiska dwulistnika muszego Ophrys insectifera w Tatrzańskim Parku Narodowym, „Chrońmy Przyrodę Ojczystą” 71(3), 2015; J. Koszteyn, Zjawisko mimikry a problem orientacji i decepcji w: S. Ziemiański (red.), Philosophia vitam alere, Kraków 2005; A. Pociecha, Kwiat czy owad?, 2014 (www.eduscience.pl). Rysunek: C.A.M. Lindman, Bilder ur Nordens Flora, Sztokholm 1917–1926. Fotografia: I. Tew, Bees Wasps & Ants Recording Society, 2020.

Określ, który element (1.–5.) budowy morfologicznej kwiatu dwulistnika muszego naśladuje czułki, a który – odwłok samicy niestylaka wąsala. Wpisz właściwe numery w odpowiednie miejsca.

czułki: …………………………….      odwłok: ………………………

Wyjaśnij, na czym polega następująca adaptacja: Zapylone kwiaty dwulistnika muszego mają zapach taki jak zapłodnione samice błonkówek.

Uzasadnij, że usuwanie krzewów i drzew ze stanowisk występowania dwulistnika muszego prowadzi do zwiększenia liczebności populacji tego gatunku.

Parolist krzaczasty (Zygophyllum dumosum) jest dominującym krzewem na pustyni Negew w Izraelu. Ten krzew toleruje suszę i wysokie zasolenie – warunki, które powszechnie panują w ekosystemie pustynnym. Parolist jest bardzo aktywny w okresie deszczowym, kiedy wytwarza nowe liście i kwiaty. Liście parolistu składają się z pary mięsistych blaszek liściowych, które są umieszczone na grubym ogonku, pokrytym woskiem. Podczas okresu suchego blaszki liściowe są zrzucane, ale na krzewie pozostają uśpione, ale żywe, mięsiste ogonki liściowe. Na początku pory deszczowej wzrasta tempo metabolizmu w ogonkach liściowych, które utraciły w czasie pory suchej tylko część zgromadzonej wody. Ogonki liściowe są zrzucane dopiero po dwóch latach wegetacji. Z pąków znajdujących się w kątach ogonków liściowych rozwijają się nowe łodygi, wraz z nowymi liśćmi.

Na poniższych zdjęciach przedstawiono parolista krzaczastego w okresie deszczowym (zdjęcie 1.) oraz w okresie suchym (zdjęcie 2.). Oznaczenia: CL – cały liść złożony; BL – blaszka liściowa; OL – ogonek liściowy; SZ – szypułka kwiatowa.

Badacze zmierzyli zawartość wybranych pierwiastków w ogonkach liściowych parolista krzaczastego w okresie deszczowym i w okresie suchym. Na poniższym wykresie przedstawiono uśrednione pomiary z czterech prób wraz z odchyleniem standardowym.

Na podstawie: J. Srinivasan i in., Endophytic Bacteria Colonizing the Petiole of the Desert Plant Zygophyllum dumosum Boiss: Possible Role in Mitigating Stress, „Plants” 11(4), 2022.

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące wyników przedstawionego doświadczenia są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

Podaj jedną cechę fizjologiczną i jedną cechę anatomiczną parolista krzaczastego stanowiące adaptacje do niedoboru wody oraz wyjaśnij, na czym polega każda z tych adaptacji.

Cecha fizjologiczna:

Cecha anatomiczna:

Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie 1. albo 2.

Transport jonów z roztworu glebowego do komórek korzenia odbywa się

Nicienie należą do zwierząt pseudocelomatycznych. We wnętrzu wora powłokowo-mięśniowego są rozmieszczone narządy wewnętrzne, a przestrzeń między nimi – pseudoceloma – jest wypełniona płynem.

Na poniższym zdjęciu przedstawiono przykładowego nicienia z gatunku Caenorhabditis elegans.

Nicienie rozmnażają się wyłącznie płciowo, ale u poszczególnych gatunków rozmnażanie płciowe przebiega w odmienny sposób.

Na podstawie: C. Błaszak (red.), Zoologia. Bezkręgowce, t. 1, cz. 1, Warszawa 2014. Fotografia: B. Goldstein.

Wyjaśnij, na czym polega współdziałanie mięśni i płynu wypełniającego pseudocelomę podczas ruchu nicieni.

Oceń, w których z opisanych przypadków jest możliwe otrzymanie potomstwa zróżnicowanego genetycznie. Zaznacz T (tak), jeśli jest możliwe otrzymanie zróżnicowanego genetycznie potomstwa, albo N (nie) – jeśli takiej możliwości nie ma.

Na poniższym rysunku przedstawiono budowę jaja pewnego owodniowca.

Na podstawie: C.P. Hickman Jr., Integrated Principles of Zoology, Nowy Jork 2001.

Uzupełnij tabelę – podaj nazwy oraz określ funkcje błon płodowych oznaczonych na schemacie literami A i B.

Wykaż, że obecność owodni w jajach owodniowców jest adaptacją do składania jaj w środowisku lądowym.