Biologia — zadania maturalne

Matura 2018 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

4 podzadania

Informacja do podzadań

Stosowane powszechnie w przemyśle piekarniczym i piwowarskim drożdże szlachetne (Saccharomyces cerevisiae) są wykorzystywane również w przemyśle farmaceutycznym i biotechnologii. Są stosowane np. do produkcji szczepionki rekombinowanej przeciw wirusowemu zapaleniu wątroby typu B (WZW B), która zazwyczaj jest trzykrotnie podawana osobie szczepione.

Poniżej na rysunku A przedstawiono budowę komórki drożdży, a na rysunku B – rozmnażanie się drożdży.

Na podstawie: S. Gertlerowa, L. Ogrzebacz, Sprawdzanie i utrwalanie wiadomości z botaniki, Warszawa 1986.

Rysunek A: budowa komórki drożdży z oznaczeniami: wakuola, ściana komórkowa, glikogen, jądro komórkowe i cytoplazma. Rysunek B: rozmnażanie się drożdży przez pączkowanie.

Zadanie 6.1

Inny dział1 pkt

Grzyby

Treść podzadania — poza wybranym działem

Stosowane powszechnie w przemyśle piekarniczym i piwowarskim drożdże szlachetne (Saccharomyces cerevisiae) są wykorzystywane również w przemyśle farmaceutycznym i biotechnologii. Są stosowane np. do produkcji szczepionki rekombinowanej przeciw wirusowemu zapaleniu wątroby typu B (WZW B), która zazwyczaj jest trzykrotnie podawana osobie szczepionej.

Poniżej na rysunku A przedstawiono budowę komórki drożdży, a na rysunku B – rozmnażanie się drożdży.

Na podstawie: S. Gertlerowa, L. Ogrzebacz, Sprawdzanie i utrwalanie wiadomości z botaniki, Warszawa 1986; bazalekow.mp.pl

Na podstawie rysunku A uzupełnij poniższe zdania – podkreśl w nawiasach właściwe określenia, oraz w wyznaczonych miejscach wpisz nazwy odpowiednich organellów komórkowych.

Przedstawiona na rysunku A komórka jest (prokariotyczna / eukariotyczna), ponieważ ma … .

Cechami odróżniającymi jej budowę od budowy typowej komórki zwierzęcej jest obecność … i … .

Obecność glikogenu jako materiału zapasowego jest cechą odróżniającą tę komórkę od komórki (roślinnej / zwierzęcej).

A. Budowa komórki drożdży z oznaczeniami: wakuola, ściana komórkowa, glikogen, jądro komórkowe, cytoplazma.

B. Rysunek rozmnażania się drożdży.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

Przedstawiona na rysunku A komórka jest (prokariotyczna / eukariotyczna), ponieważ ma jądro komórkowe.

Cechami odróżniającymi budowę tej komórki od typowej komórki zwierzęcej jest obecność wakuoli i ściany komórkowej / ściany komórkowej i wakuoli.

Obecność glikogenu jako materiału zapasowego jest cechą odróżniającą tę komórkę od komórki (roślinnej / zwierzęcej).

1 p. – za poprawne uzupełnienie trzech nazw struktur komórkowych oraz podkreślenie właściwych określeń w dwóch nawiasach.

0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 6.2

Inny dział1 pkt

Grzyby

Treść podzadania — poza wybranym działem

Stosowane powszechnie w przemyśle piekarniczym i piwowarskim drożdże szlachetne (Saccharomyces cerevisiae) są wykorzystywane również w przemyśle farmaceutycznym i biotechnologii. Są stosowane np. do produkcji szczepionki rekombinowanej przeciw wirusowemu zapaleniu wątroby typu B (WZW B), która zazwyczaj jest trzykrotnie podawana osobie szczepionej.

Poniżej na rysunku A przedstawiono budowę komórki drożdży, a na rysunku B – rozmnażanie się drożdży.

Na podstawie: S. Gertlerowa, L. Ogrzebacz, Sprawdzanie i utrwalanie wiadomości z botaniki, Warszawa 1986; https://bazalekow.mp.pl

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

1.	Są wielokomórkowymi grzybami, które rozmnażają się przez pączkowanie.	P	F
2.	Wytwarzają owocniki zbudowane z nibytkanki (plektenchymy).	P	F
3.	W warunkach beztlenowych drożdże przeprowadzają fermentację alkoholową.	P	F

Rysunek A. Budowa komórki drożdży z oznaczeniami: wakuola, ściana komórkowa, glikogen, jądro komórkowe, cytoplazma.

Rysunek B. Rozmnażanie się drożdży przez pączkowanie.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

1 – F 2 – F 3 – P

1 p. – za poprawną ocenę wszystkich trzech informacji.

0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 6.3

1 pkt

Układ odpornościowy

Stosowane powszechnie w przemyśle piekarniczym i piwowarskim drożdże szlachetne (Saccharomyces cerevisiae) są wykorzystywane również w przemyśle farmaceutycznym i biotechnologii. Są stosowane np. do produkcji szczepionki rekombinowanej przeciw wirusowemu zapaleniu wątroby typu B (WZW B), która zazwyczaj jest trzykrotnie podawana osobie szczepionej.

Poniżej na rysunku A przedstawiono budowę komórki drożdży, a na rysunku B – rozmnażanie się drożdży.

Na podstawie: S. Gertlerowa, L. Ogrzebacz, Sprawdzanie i utrwalanie wiadomości z botaniki, Warszawa 1986; https://bazalekow.mp.pl

Spośród podanych poniżej wybierz i podkreśl trzy rodzaje odporności uzyskiwanej dzięki szczepieniu przeciwko WZW.

swoista　nieswoista　czynna　bierna　naturalna　sztuczna

Rysunek A. Budowa komórki drożdży z oznaczeniami: wakuola, ściana komórkowa, glikogen, jądro komórkowe, cytoplazma.

Rysunek B. Rozmnażanie się drożdży.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

swoista　nieswoista　czynna　bierna　naturalna　sztuczna

1 p. – za poprawne podkreślenie wszystkich trzech nazw rodzajów odporności.

0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 6.4

1 pkt

Układ odpornościowy

Stosowane powszechnie w przemyśle piekarniczym i piwowarskim drożdże szlachetne (Saccharomyces cerevisiae) są wykorzystywane również w przemyśle farmaceutycznym i biotechnologii. Są stosowane np. do produkcji szczepionki rekombinowanej przeciw wirusowemu zapaleniu wątroby typu B (WZW B), która zazwyczaj jest trzykrotnie podawana osobie szczepionej.

Poniżej na rysunku A przedstawiono budowę komórki drożdży, a na rysunku B – rozmnażanie się drożdży.

Na podstawie: S. Gertlerowa, L. Ogrzebacz, Sprawdzanie i utrwalanie wiadomości z botaniki, Warszawa 1986.

Wyjaśnij, dlaczego szczepionkę przeciwko WZW typu B powtarza się trzykrotnie.

Rysunek A. Budowa komórki drożdży z oznaczeniami: wakuola, ściana komórkowa, glikogen, jądro komórkowe, cytoplazma.

Rysunek B. Rozmnażanie się drożdży.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Szczepionkę tę powtarza się trzykrotnie po to, aby uzyskać w organizmie odpowiednio wysoki poziom przeciwciał w surowicy oraz odpowiednią liczbę kompetentnych komórek pamięci immunologicznej, dzięki czemu w przypadku kontaktu z wirusem będzie mógł go od razu zwalczać.
Jednorazowe podanie antygenu powierzchniowego wirusa HBV (HBsAg) powoduje przede wszystkim wytwarzanie przeciwciał przeciw wirusowi w celu jego zwalczenia, a po (drugim i trzecim) powtórzeniu szczepienia będzie w organizmie wystarczająca ilość komórek pamięci, dzięki czemu w przypadku kontaktu z wirusem będzie mógł go od razu zwalczać.

1 p. – za poprawne wyjaśnienie uwzględniające mechanizm działania szczepionki – wytworzenie przeciwciał i komórek pamięci immunologicznej oraz skutek – możliwość szybkiego zwalczania wirusa przy ponownym z nim kontakcie.

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 13

Matura 2018 · maj · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

4 podzadania5 pkt

Informacja do podzadań

Efektem oddziaływania hormonu tyreotropowego (TSH) na receptory komórek tarczycy jest pobudzenie ich aktywności wydzielniczej. Hormon ten nie przenika do wnętrza komórki, ale łączy się z receptorem na powierzchni komórki. U osób cierpiących na chorobę Gravesa-Basedowa limfocyty wytwarzają specyficzne przeciwciała skierowane przeciwko receptorom hormonu TSH (przeciwciała anty-TSHR). Na poniższym schemacie przedstawiono oddziaływanie TSH i przeciwciał anty-TSHR z receptorem TSH.
U osób predysponowanych genetycznie, do rozwoju choroby Gravesa-Basedowa przyczynia się współwystępowanie różnych czynników środowiskowych, takich jak infekcje bakteryjne i wirusowe stymulujące układ odpornościowy.

Zadanie 13.1

1 pkt

Układ odpornościowy

30%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Na podstawie przedstawionych informacji i własnej wiedzy uzasadnij, że choroba Gravesa-Basedowa jest chorobą autoimmunizacyjną.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Jest to choroba autoimmunizacyjna, ponieważ przeciwciała łączące się z receptorem hormonu TSH i wywołujące patologiczne pobudzenie są produkowane przez organizm chorego.
Jest to choroba autoimmunizacyjna, ponieważ przeciwciała anty-TSHR, łączące się z receptorem hormonu TSH, to autoprzeciwciała.
Jest to choroba autoimmunizacyjna, ponieważ limfocyty uznały receptory TSH za obce białka i wytworzyły przeciwciała wiążące się z tymi receptorami.

Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi odwołujących się jedynie do definicji choroby autoimmunizacyjnej, np. „Jest to choroba autoimmunizacyjna, ponieważ produkowane przez organizm przeciwciała atakują własne komórki”.

Schemat punktowania

1 p. – za prawidłowe uzasadnienie, odnoszące się do cechy choroby Gravesa-Basedowa wskazującej na jej autoimmunizacyjny charakter z uwzględnieniem informacji przedstawionych na schemacie.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 13.2

Inny dział1 pkt

Układ dokrewny

36%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Na podstawie przedstawionych informacji określ, czy TSH jest hormonem steroidowym, czy jest hormonem białkowym. Odpowiedź uzasadnij.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

TSH jest hormonem białkowym, ponieważ łączy się z receptorem na powierzchni komórki.
TSH jest hormonem białkowym, ponieważ nie wnika do wnętrza komórki.

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne określenie, że TSH należy do hormonów białkowych, wraz z uzasadnieniem odnoszącym się do sposobu oddziaływania TSH na komórki docelowe (poprzez receptor błonowy) lub do braku przenikania hormonów białkowych przez błonę komórkową.

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 13.3

Inny dział2 pkt

Układ dokrewny

17%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Podaj nazwę gruczołu dokrewnego wydzielającego do krwi TSH oraz nazwę hormonu uwalnianego z tarczycy po pobudzeniu przez TSH, i określ wpływ hormonu tarczycy na oddychanie wewnątrzkomórkowe organizmu.

Nazwa gruczołu dokrewnego:
Nazwa hormonu:
Wpływ hormonu tarczycy na oddychanie wewnątrzkomórkowe:

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Nazwa gruczołu dokrewnego: przysadka / przysadka mózgowa / przedni płat przysadki.

Nazwa hormonu: tyroksyna / trijodotyronina / trójjodotyronina / tetrajodotyronina.

Wpływ hormonu tarczycy na oddychanie wewnątrzkomórkowe: wzrost intensywności oddychania komórkowego. / wzrost poziomu metabolizmu. / wzmożone zużycie tlenu. / wzrost wytwarzania ciepła. / wzrost produkcji ATP w komórkach.

Uwaga:
Uznaje się symbole „T4” oraz „T3” jako nazwy hormonów.

Schemat punktowania

2 p. – za podanie poprawnej nazwy gruczołu dokrewnego wydzielającego do krwi TSH oraz podanie poprawnej nazwy hormonu wydzielanego przez komórki tarczycy po pobudzeniu przez TSH wraz z prawidłowym określeniem jego wpływu na oddychanie wewnątrzkomórkowe.

1 p. – za podanie poprawnej nazwy gruczołu dokrewnego i hormonu lub poprawnej nazwy hormonu i jego działania.

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 13.4

Inny dział1 pkt

Układ dokrewny

17%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby powstał poprawny opis dotyczący mechanizmu regulacji wydzielania TSH. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.

(Pobudzenie / Hamowanie) aktywności wydzielniczej komórek tarczycy przez przeciwciała anty-TSHR jest przyczyną (spadku / wzrostu) poziomu tyreotropiny we krwi, ponieważ jej wydzielanie przez (podwzgórze / przysadkę mózgową) jest regulowane na zasadzie (dodatniego / ujemnego) sprzężenia zwrotnego przez hormony tarczycy.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

(Pobudzenie / Hamowanie) aktywności wydzielniczej komórek tarczycy przez przeciwciała anty-TSHR jest przyczyną (spadku / wzrostu) poziomu tyreotropiny we krwi, ponieważ jej wydzielanie przez (podwzgórze / przysadkę mózgową) jest regulowane na zasadzie (dodatniego / ujemnego) sprzężenia zwrotnego przez hormony tarczycy.

Schemat punktowania

1 p. – za wybór i podkreślenie wszystkich właściwych określeń w zdaniu.

0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 14

Matura 2018 · maj · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

4 podzadania4 pkt

Informacja do podzadań

Kwas foliowy (witamina z grupy B) jest niezbędny przy podziale komórkowym i dlatego odgrywa szczególną rolę w tkankach, w których podziały komórkowe są intensywne. Pełni on funkcję koenzymu w reakcjach przenoszenia grup jednowęglowych w procesie syntezy zasad purynowych i pirymidynowych. Podczas tych reakcji kwas foliowy ulega utlenieniu, a regenerowanie polega na ponownej jego redukcji. Antagonistą kwasu foliowego jest metotreksat (MTX). Wiąże się on z centrum aktywnym enzymu odpowiedzialnego za reakcję redukcji kwasu foliowego 10 000 razy silniej niż naturalny substrat. Metotreksat działa swoiście na dzielące się komórki, głównie w fazie S cyklu komórkowego, i dlatego jest stosowany w leczeniu wielu chorób nowotworowych. Ubocznym skutkiem opisanej chemioterapii okazuje się wpływ leku na inne prawidłowo dzielące się komórki organizmu, np. na niewyspecjalizowane komórki szpiku kostnego.

Na podstawie: J. Berg, J. Tymoczko, L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2009.

Zadanie 14.1

Inny dział1 pkt

Enzymy

64%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Zaznacz właściwe dokończenie zdania wybrane spośród A–B oraz jego poprawne uzasadnienie wybrane spośród 1.–3.

Po podaniu MTX zachodzi inhibicja

A.	kompetycyjna,	ponieważ	1.	metotreksat, podobnie jak kwas foliowy, pełni funkcję koenzymu w reakcjach redukcji grup jednowęglowych.
			2.	metotreksat wiąże się z centrum aktywnym enzymu odpowiedzialnego za reakcję redukcji kwasu foliowego.
B.	niekompetycyjna,		3.	metotreksat zmienia kształt centrum aktywnego enzymu katalizującego redukcję kwasu foliowego, co jest przyczyną wypierania cząsteczek tego kwasu.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

A2.

Schemat punktowania

1 p. – za zaznaczenie właściwego dokończenia zdania i poprawnego jego uzasadnienia.

0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 14.2

Inny dział1 pkt

Enzymy

27%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Określ, czy podczas leczenia pacjenta chemioterapią, z wykorzystaniem dużych dawek MTX, można odwrócić inhibicję reakcji redukcji kwasu foliowego za pomocą wysokiej dawki tego kwasu. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do właściwości metotreksatu.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Nie, ponieważ MTX łączy się z centrum aktywnym 10 000 razy silniej niż kwas foliowy.
Nie można, ponieważ niemożliwe jest osiągnięcie w komórce na tyle wysokich stężeń kwasu foliowego, aby skutecznie współzawodniczył o miejsce aktywne enzymu z MTX, który ma do niego 10 tys. razy większe powinowactwo.
Inhibicja opisanego enzymu przez MTX jest praktycznie nieodwracalna, ponieważ MTX ma silne powinowactwo do centrum aktywnego enzymu. Odwrócenie inhibicji wymagałoby niemożliwego do osiągnięcia w organizmie, znacznego zwiększenia stężenia utlenionej formy kwasu foliowego.
Chociaż ten typ inhibicji jest odwracalny, to ze względu na bardzo silne powinowactwo MTX do centrum aktywnego enzymu inhibicja tej konkretnej reakcji nie może być zniesiona w organizmie pacjenta.

Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi, w których zdający wykazuje niezrozumienie mechanizmu inhibicji kompetycyjnej, np. „Nawet duża dawka kwasu foliowego nie zdoła odłączyć MTX od centrum aktywnego enzymu”.

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne określenie, że podczas leczenia pacjenta chemioterapią niemożliwe jest odwrócenie efektu inhibicji opisanego enzymu, odwołujące się do bardzo silnego powinowactwa MTX do centrum aktywnego.

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 14.3

Inny dział1 pkt

Kwasy nukleinowe Cykl komórkowy

15%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Wyjaśnij, dlaczego metotreksat jest najbardziej toksyczny dla dzielących się komórek w fazie S cyklu komórkowego. W odpowiedzi uwzględnij rolę kwasu foliowego w procesie zachodzącym w tej fazie.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

W fazie S zachodzi replikacja DNA, do której potrzebne są zasady purynowe i pirymidynowe, a ich synteza zachodzi przy udziale kwasu foliowego. Zablokowanie redukcji kwasu foliowego skutkuje niedoborem zasad azotowych i niezachodzeniem replikacji.
Metotreksat, blokując redukcję kwasu foliowego, hamuje syntezę zasad azotowych, potrzebnych do syntezy DNA, co skutkuje zatrzymaniem podziałów komórkowych.

Uwaga:
Uznaje się odpowiedzi zawierające odniesienie do syntezy zasad azotowych w fazie S. Zasady azotowe są głównie wytwarzane w późnej fazie G1, ale ich synteza zachodzi również na innych etapach cyklu komórkowego.

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające blokowanie redukcji kwasu foliowego przez metotreksat, skutkujące niedoborem zasad azotowych niezbędnych do syntezy DNA.

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 14.4

1 pkt

Układ odpornościowy

18%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Podaj, dlaczego jednym ze skutków ubocznych stosowania małych dawek metotreksatu jest zahamowanie wytwarzania przeciwciał w organizmie. W odpowiedzi odnieś się do komórek układu odpornościowego.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Schemat punktowania

1 p. – za podanie przyczyny zahamowania wytwarzania przeciwciał pod wpływem metotreksatu, uwzględniającej hamowanie podziałów linii komórek produkujących przeciwciała.

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

Metotreksat powoduje zahamowanie podziałów komórkowych limfocytów B, syntetyzujących przeciwciała.
Małe dawki MTX hamują podział komórek szpiku kostnego, z których powstają komórki układu odpornościowego produkujące przeciwciała.
MTX hamuje podziały komórek, przez co powstaje mniej plazmocytów.
Ponieważ następuje zahamowanie podziałów macierzystych komórek limfocytów B w szpiku kostnym.

Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi zbyt ogólnych, np. „Małe dawki MTX hamują podział komórek układu odpornościowego”.

Zadanie 1

Matura 2016 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

4 podzadania

Informacja do podzadań

Na schemacie przedstawiono budowę typowej komórki bakterii.

Na podstawie: P.C. Turner, A.G. McLennan, A.D. Bates, M.R.H. White, Krótkie wykłady. Biologia molekularna, Warszawa 2005.

Schemat komórki bakterii z oznaczeniami A–E

Zadanie 1.1

Inny dział1 pkt

Bakterie

Treść podzadania — poza wybranym działem

Na schemacie przedstawiono budowę typowej komórki bakterii.

Na podstawie: P.C. Turner, A.G. McLennan, A.D. Bates, M.R.H. White, Krótkie wykłady. Biologia molekularna, Warszawa 2005.

Podanym strukturom bakterii przyporządkuj na podstawie schematu właściwe ich oznaczenia literowe (A–E).

plazmid …………　 błona komórkowa …………　 nukleoid …………

Schemat budowy typowej komórki bakterii z oznaczeniami A–E

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

plazmid – C, błona komórkowa – D, nukleoid – E

Schemat punktowania

1 p. – za prawidłowe przyporządkowanie oznaczeń literowych do wszystkich trzech struktur.

0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 1.2

Inny dział1 pkt

Komórka – budowa i funkcje

Treść podzadania — poza wybranym działem

Na schemacie przedstawiono budowę typowej komórki bakterii.

Na podstawie: P.C. Turner, A.G. McLennan, A.D. Bates, M.R.H. White, Krótkie wykłady. Biologia molekularna, Warszawa 2005.

Określ lokalizację DNA w komórce bakterii oraz w komórce miękiszu asymilacyjnego. Jeżeli DNA jest zlokalizowane w różnych przedziałach komórki, podaj je wszystkie.

Komórka bakterii:

Komórka miękiszu asymilacyjnego:

Schemat budowy typowej komórki bakterii z oznaczeniami A–E.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

komórka bakterii: cytoplazma / cytozol / nukleoid, (plazmid)
komórka miękiszu asymilacyjnego: jądro komórkowe, mitochondria, chloroplasty

Schemat punktowania

1 p. – za podanie prawidłowej lokalizacji całego genomu w komórce bakterii i w komórce miękiszu asymilacyjnego.

0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.

Uwaga:
Nie uznaje się określenia „genofor” lub „plazmid” jako miejsce występowania DNA w komórce bakteryjnej.

Zadanie 1.3

Inny dział1 pkt

Bakterie

Treść podzadania — poza wybranym działem

Na schemacie przedstawiono budowę typowej komórki bakterii.

Na podstawie: P.C. Turner, A.G. McLennan, A.D. Bates, M.R.H. White, Krótkie wykłady. Biologia molekularna, Warszawa 2005.

Zaznacz poniżej dwie choroby układu pokarmowego (A–E), w których najczęstszym źródłem zakażenia jest pokarm, i które są wywołane działaniem bakterii chorobotwórczych.

Schemat budowy typowej komórki bakterii z oznaczeniami A–E.

A. cholera

B. kiła

C. dur brzuszny

D. tężec

E. borelioza

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

A./ cholera
C./ dur brzuszny

Schemat punktowania:

1 p. – za prawidłowe zaznaczenie nazw dwóch chorób.

0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 1.4

1 pkt

Układ odpornościowy

Na schemacie przedstawiono budowę typowej komórki bakterii.

Na podstawie: P.C. Turner, A.G. McLennan, A.D. Bates, M.R.H. White, Krótkie wykłady. Biologia molekularna, Warszawa 2005.

Wybierz i zaznacz w tabeli odpowiedź A lub B, która jest poprawnym dokończeniem poniższego zdania, oraz jej uzasadnienie spośród odpowiedzi 1.–3.

W wyniku szczepień ochronnych uzyskuje się odporność

Schemat budowy typowej komórki bakterii z oznaczeniami A–E

A. swoistą,

B. nieswoistą,

1. tego rodzaju odporność nabywa się w wyniku kontaktu naturalnego z antygenem, po przebyciu choroby.

2. odporność tę uzyskuje się po wprowadzeniu do ustroju gotowych przeciwciał wytworzonych do tego celu w innym organizmie.

3. odporność ta powstaje, gdy wytworzone zostają przeciwciała, jako odpowiedź na antygeny wprowadzone do organizmu.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

A 3

Schemat punktowania:

1 p. – za zaznaczenie właściwej odpowiedzi (A) i prawidłowego jej uzasadnienia (3).

0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 2

Matura 2016 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

3 podzadania

Informacja do podzadań

Lektyny to białka występujące w komórkach różnych organizmów, np. roślin i grzybów. Wiele lektyn działa toksycznie na komórki i hamuje ich namnażanie. Ich właściwości są przedmiotem badań w terapii nowotworów. Jedną z najlepiej poznanych toksycznych lektyn jest rycyna, która ma właściwości enzymatyczne (RNA-glikozydazy) i powoduje dezaktywację rybosomów.

Wśród lektyn pochodzenia roślinnego są też takie, które wykazują stosunkowo niską cytotoksyczność i jednocześnie wysoką aktywność immunostymulującą, np. lektyny uzyskane z jemioły. Powodują one wzrost liczby i aktywację limfocytów T, aktywację makrofagów, indukują produkcję cytokin przez limfocyty Th i namnażanie limfocytów B, a ponadto pobudzają rozwój grasicy.

Preparaty z jemioły zostały dopuszczone do stosowania terapeutycznego i podaje się je jako leki wspomagające nie tylko pomocniczo w terapii nowotworów, lecz także nosicielom HIV oraz chorym na AIDS.

Na podstawie: G. Końska i wsp., Możliwości zastosowania lektyn w diagnostyce i terapii. Cz. II. Zastosowanie terapeutyczne, „Przegląd Lekarski” 2008/65/5.

Zadanie 2.1

Inny dział1 pkt

Informacja genetyczna i jej ekspresja

Treść podzadania — poza wybranym działem

Na podstawie tekstu wyjaśnij, dlaczego rycyna będzie silniej działać na komórki nowotworowe niż na zdrowe komórki organizmu.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązanie

Rycyna powoduje dezaktywację rybosomów, a tym samym zahamowanie translacji i syntezy białek, które są niezbędne podczas podziałów komórek, co jest szczególnie szkodliwe dla komórek nowotworowych, które się szybko dzielą (w przeciwieństwie do zdrowych komórek) i mają wysokie tempo metabolizmu / hamuje namnażanie się komórek (nowotworowych).

Schemat punktowania

1 p. – za prawidłowe wyjaśnienie uwzględniające dezaktywację rybosomów i możliwość zahamowania syntezy białek ważnych dla podziałów komórkowych szybko dzielących się komórek nowotworowych.

0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 2.2

1 pkt

Układ odpornościowy

Wyjaśnij, dlaczego preparaty z jemioły można wykorzystać w terapii wspomagającej leczenie osób chorych na AIDS. W odpowiedzi uwzględnij skutki działania HIV w organizmie człowieka.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązanie

Wirus HIV upośledza odporność organizmu, atakując komórki układu immunologicznego zawierające marker CD4, a więc m.in. limfocyty Th, dlatego właściwości immunostymulujące lektyn z preparatów z jemioły mogą być wykorzystane do podwyższenia ogólnej odporności organizmu, poprzez, np. zwiększenie:

aktywności makrofagów
namnażania się limfocytów B zwalczających patogeny atakujące osłabiony organizm
produkcji limfocytów T w szpiku kostnym i ich przekształcania się w grasicy.

Schemat punktowania:

1 p. – za wyjaśnienie uwzględniające spadek odporności w wyniku działania HIV oraz stymulację odporności przez lektyny z jemioły.

0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 2.3

1 pkt

Układ odpornościowy

Uzupełnij poniższe zdania dotyczące wytwarzania limfocytów Th – wpisz w wyznaczone miejsca właściwe określenia wybrane z wymienionych.

grasica　żółty szpik kostny　czerwony szpik kostny　limfocyty B　limfocyty T

W ........................................, z komórek prekursorowych, powstają ................................. . Limfocyty te wędrują następnie do ........................................, gdzie przekształcają się w odpowiednie rodzaje limfocytów Th i nabywają w ten sposób kompetencji immunologicznych.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

W czerwonym szpiku kostnym, z komórek prekursorowych, powstają limfocyty T. Limfocyty te wędrują następnie do grasicy, gdzie przekształcają się w odpowiednie rodzaje limfocytów Th i nabywają w ten sposób kompetencji immunologicznych.

Schemat punktowania

1 p. – za prawidłowo wybrane wszystkie trzy określenia uzupełniające oba zdania.

0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 18

Matura 2016 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

3 podzadania

Informacja do podzadań

Przeciwciała są białkami składającymi się z czterech łańcuchów polipeptydowych (dwóch lekkich i dwóch ciężkich), a geny, które je kodują, mają specyficzną strukturę. Fragmenty pojedynczych polipeptydów tworzących przeciwciało zakodowane są w kilku różnych genach, np. w przypadku łańcuchów lekkich są to geny V, J i C. W komórkach linii zarodkowej geny V i J występują w wielu powtórzeniach, przy czym każde z nich różni się nieco od pozostałych. W dojrzałych limfocytach geny V i J występują pojedynczo lub w niewielkiej liczbie powtórzeń. Taki sposób zapisu powoduje, że w organizmie może zostać wytworzonych ponad 100 milionów różnych przeciwciał. Proces wykorzystania tak zapisanej informacji przez limfocyty nazywany jest rearanżacją genów.

Na schemacie przedstawiono procesy prowadzące do wytworzenia przeciwciał.

Na podstawie: J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2009, P.M. Lydyard, A. Whelan, M.W. Fanger, Krótkie wykłady. Immunologia, wyd. II, Warszawa 2005.

Schemat rearanżacji genów V i J, transkrypcji, alternatywnego splicingu oraz powstawania czterech łańcuchów lekkich przeciwciał; proces X oznaczony na schemacie.

Zadanie 18.1

Inny dział1 pkt

Informacja genetyczna i jej ekspresja

Treść podzadania — poza wybranym działem

Przeciwciała są białkami składającymi się z czterech łańcuchów polipeptydowych (dwóch lekkich i dwóch ciężkich), a geny, które je kodują, mają specyficzną strukturę. Fragmenty pojedynczych polipeptydów tworzących przeciwciało zakodowane są w kilku różnych genach, np. w przypadku łańcuchów lekkich są to geny V, J i C. W komórkach linii zarodkowej geny V i J występują w wielu powtórzeniach, przy czym każde z nich różni się nieco od pozostałych. W dojrzałych limfocytach geny V i J występują pojedynczo lub w niewielkiej liczbie powtórzeń. Taki sposób zapisu powoduje, że w organizmie może zostać wytworzonych ponad 100 milionów różnych przeciwciał. Proces wykorzystania tak zapisanej informacji przez limfocyty nazywany jest rearanżacją genów.

Na schemacie przedstawiono procesy prowadzące do wytworzenia przeciwciał.

Na podstawie: J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2009, P.M. Lydyard, A. Whelan, M.W. Fanger, Krótkie wykłady. Immunologia, wyd. II, Warszawa 2005.

Podaj nazwę procesu oznaczonego na schemacie literą X oraz lokalizację tego procesu zachodzącego w komórce zwierzęcej.

Schemat procesów prowadzących do wytworzenia przeciwciał, z procesem X oznaczonym między mRNA a polipeptydem.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

Nazwa procesu: translacja
Lokalizacja: rybosomy /cytoplazma /cytozol

Schemat punktowania

1 p. – za podanie obu prawidłowych nazw.

0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 18.2

1 pkt

Układ odpornościowy

Przeciwciała są białkami składającymi się z czterech łańcuchów polipeptydowych (dwóch lekkich i dwóch ciężkich), a geny, które je kodują, mają specyficzną strukturę. Fragmenty pojedynczych polipeptydów tworzących przeciwciało zakodowane są w kilku różnych genach, np. w przypadku łańcuchów lekkich są to geny V, J i C. W komórkach linii zarodkowej geny V i J występują w wielu powtórzeniach, przy czym każde z nich różni się nieco od pozostałych. W dojrzałych limfocytach geny V i J występują pojedynczo lub w niewielkiej liczbie powtórzeń. Taki sposób zapisu powoduje, że w organizmie może zostać wytworzonych ponad 100 milionów różnych przeciwciał. Proces wykorzystania tak zapisanej informacji przez limfocyty nazywany jest rearanżacją genów.

Na schemacie przedstawiono procesy prowadzące do wytworzenia przeciwciał.

Na podstawie: J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2009, P.M. Lydyard, A. Whelan, M.W. Fanger, Krótkie wykłady. Immunologia, wyd. II, Warszawa 2005.

Podaj nazwy dwóch procesów przedstawionych na schemacie, które łącznie są odpowiedzialne za tak dużą różnorodność wytwarzanych przeciwciał.

Schemat procesów prowadzących do wytworzenia różnych łańcuchów lekkich przeciwciał, od DNA zarodkowego do polipeptydów.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

1. rearanżacja genów

2. alternatywny splicing

Schemat punktowania:

1 p. – za podanie prawidłowych nazw obu procesów przedstawionych na schemacie.

0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 18.3

1 pkt

Układ odpornościowy

Przeciwciała są białkami składającymi się z czterech łańcuchów polipeptydowych (dwóch lekkich i dwóch ciężkich), a geny, które je kodują, mają specyficzną strukturę. Fragmenty pojedynczych polipeptydów tworzących przeciwciało zakodowane są w kilku różnych genach, np. w przypadku łańcuchów lekkich są to geny V, J i C. W komórkach linii zarodkowej geny V i J występują w wielu powtórzeniach, przy czym każde z nich różni się nieco od pozostałych. W dojrzałych limfocytach geny V i J występują pojedynczo lub w niewielkiej liczbie powtórzeń. Taki sposób zapisu powoduje, że w organizmie może zostać wytworzonych ponad 100 milionów różnych przeciwciał. Proces wykorzystania tak zapisanej informacji przez limfocyty nazywany jest rearanżacją genów.

Na schemacie przedstawiono procesy prowadzące do wytworzenia przeciwciał.

Na podstawie: J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2009, P.M. Lydyard, A. Whelan, M.W. Fanger, Krótkie wykłady. Immunologia, wyd. II, Warszawa 2005.

Podaj przykład sytuacji zdrowotnej, w której należy obniżyć poziom przeciwciał w organizmie człowieka. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do roli przeciwciał.

Schemat rearanżacji genów V, J i C, transkrypcji, alternatywnego splicingu oraz powstawania czterech rodzajów łańcuchów lekkich przeciwciał.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Aby uniknąć odrzucenia przeszczepu – przeciwciała mogą atakować przeszczepiony narząd i doprowadzić do jego odrzucenia, dlatego wymagana jest ich silna redukcja.
Podczas leczenia alergii / podczas przeszczepów – wymagane jest zredukowanie liczby przeciwciał wytwarzanych przez organizm, aby maksymalnie zahamować odpowiedź immunologiczną organizmu.

Schemat punktowania:

1 p. – za podanie odpowiedniego przykładu sytuacji zdrowotnej i uzasadnienia odnoszącego się do konieczności zahamowania odpowiedzi immunologicznej organizmu.

0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 21

Matura 2016 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

2 podzadania

Informacja do podzadań

Bliźnięta mogą być albo jednojajowe (monozygotyczne), albo dwujajowe (dizygotyczne).

Zadanie 21.1

Inny dział1 pkt

Układ rozrodczy

Treść podzadania — poza wybranym działem

Wybierz i zaznacz w tabeli odpowiedź A lub B, która jest poprawnym dokończeniem poniższego zdania, oraz jej uzasadnienie spośród odpowiedzi 1.–3.

Klonami można nazwać bliźnięta

ponieważ powstały

A. jednojajowe,

B. dwujajowe,

1. z tej samej komórki jajowej i różnych plemników, mają różne zestawy genów, ale są tej samej płci.

2. z tej samej komórki jajowej i tego samego plemnika, mają identyczny zestaw genów i są tej samej płci.

3. z różnych komórek jajowych i różnych plemników, mają różne zestawy genów, ale mogą być tej samej płci.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

A. 2

Schemat punktowania

1 p. – za prawidłowy wybór bliźniąt jednojajowych (A) wraz z prawidłowym uzasadnieniem (2).

0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 21.2

1 pkt

Układ odpornościowy

Wyjaśnij, uwzględniając podłoże genetyczne, dlaczego w razie konieczności wykonania przeszczepu dla danej osoby najlepszym dawcą byłby bliźniak jednojajowy.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Bliźniak jednojajowy byłby najlepszym dawcą, ponieważ:

jest klonem i ma taki sam zestaw genów, a więc powinien mieć najwyższą z możliwych zgodność tkankową.
ma identyczną informację genetyczną, a więc i antygeny, co powoduje, że układ immunologiczny biorcy traktuje taki przeszczep, jak swój organizm.

Schemat punktowania

1 p. – za prawidłowe wyjaśnienie przeszczepu uwzględniające pokrewieństwo genetyczne i zgodność tkankową.

0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.

Zadanie 3

Matura 2015 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

6 podzadania

Informacja do podzadań

Insulina jest hormonem regulującym poziom glukozy we krwi kręgowców. Połączenie się insuliny z receptorami błonowymi komórek wątroby i mięśni skutkuje zwiększeniem liczby białek transportujących glukozę do komórek. Ponadto insulina zwiększa wychwytywanie aminokwasów przez komórki oraz pobudza transkrypcję i translację. Insuliny różnych gatunków zwierząt i człowieka różnią się nieznacznie składem aminokwasów. Różnice te na ogół nie wpływają na ich aktywność biologiczną, gdy są one podawane człowiekowi. Jednak rezultatem dłuższego podawania człowiekowi obcej insuliny (np. wołowej) jest powstawanie przeciwciał hamujących jej działanie.

Insulina była pierwszym lekiem wytworzonym metodami inżynierii genetycznej. Obecnie do jej produkcji wykorzystuje się bakterie Escherichia coli, którym wszczepia się odpowiednio przygotowane geny ludzkie warunkujące wytwarzanie insuliny.

Na podstawie: W. Traczyk, A. Trzebski, Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, Warszawa 2007.

Na rysunku przedstawiono budowę cząsteczki insuliny.

Źródło rysunku: interactive-biology.com, „The Basics of Protein Structure and Function”.

Rysunek budowy cząsteczki insuliny z oznaczeniami aminokwasów i mostków disiarczkowych

Zadanie 3.1

Inny dział1 pkt

Białka

Treść podzadania — poza wybranym działem

Insulina jest hormonem regulującym poziom glukozy we krwi kręgowców. Połączenie się insuliny z receptorami błonowymi komórek wątroby i mięśni skutkuje zwiększeniem liczby białek transportujących glukozę do komórek. Ponadto insulina zwiększa wychwytywanie aminokwasów przez komórki oraz pobudza transkrypcję i translację. Insuliny różnych gatunków zwierząt i człowieka różnią się nieznacznie składem aminokwasów. Różnice te na ogół nie wpływają na ich aktywność biologiczną, gdy są one podawane człowiekowi. Jednak rezultatem dłuższego podawania człowiekowi obcej insuliny (np. wołowej) jest powstawanie przeciwciał hamujących jej działanie.

Insulina była pierwszym lekiem wytworzonym metodami inżynierii genetycznej. Obecnie do jej produkcji wykorzystuje się bakterie Escherichia coli, którym wszczepia się odpowiednio przygotowane geny ludzkie warunkujące wytwarzanie insuliny.

Na podstawie: W. Traczyk, A. Trzebski, Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, Warszawa 2007.

Na rysunku przedstawiono budowę cząsteczki insuliny.

Źródło: http://www.interactive-biology.com/3730/the-basics-of-protein-structure-and-function/

Uzasadnij, że insulina jest białkiem mającym strukturę IV-rzędową.

Oryginalny schemat budowy cząsteczki insuliny

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Jest to struktura IV-rzędowa, ponieważ insulina składa się z dwóch łańcuchów polipeptydowych połączonych mostkami dwusiarczkowymi/z dwóch łańcuchów polipeptydowych

1 pkt – za poprawne uzasadnienie struktury insuliny uwzględniające widoczną na schemacie liczbę łańcuchów polipeptydowych i obecność mostków dwusiarczkowych łączących łańcuchy polipeptydowe lub tylko liczbę łańcuchów polipeptydowych

0 pkt – za odpowiedź niepoprawną lub brak odpowiedzi

Zadanie 3.2

Inny dział1 pkt

Układ dokrewny

Treść podzadania — poza wybranym działem

Insulina jest hormonem regulującym poziom glukozy we krwi kręgowców.

Połączenie się insuliny z receptorami błonowymi komórek wątroby i mięśni skutkuje zwiększeniem liczby białek transportujących glukozę do komórek. Ponadto insulina zwiększa wychwytywanie aminokwasów przez komórki oraz pobudza transkrypcję i translację. Insuliny różnych gatunków zwierząt i człowieka różnią się nieznacznie składem aminokwasów. Różnice te na ogół nie wpływają na ich aktywność biologiczną, gdy są one podawane człowiekowi. Jednak rezultatem dłuższego podawania człowiekowi obcej insuliny (np. wołowej) jest powstawanie przeciwciał hamujących jej działanie.

Insulina była pierwszym lekiem wytworzonym metodami inżynierii genetycznej. Obecnie do jej produkcji wykorzystuje się bakterie Escherichia coli, którym wszczepia się odpowiednio przygotowane geny ludzkie warunkujące wytwarzanie insuliny.

Na podstawie: W. Traczyk, A. Trzebski, Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, Warszawa 2007.

Na rysunku przedstawiono budowę cząsteczki insuliny.

Źródło: http://www.interactive-biology.com/3730/the-basics-of-protein-structure-and-function/

Przyporządkuj wszystkie wymienione poniżej informacje (1–4) do dwóch kategorii: I – czynniki stymulujące wydzielanie insuliny i II – skutki działania insuliny. Zapisz ich numery w odpowiednich kolumnach tabeli.

1. wysoki poziom glukozy we krwi
2. prawidłowy poziom glukozy we krwi
3. wzmożona synteza glikogenu w komórkach mięśni i wątroby
4. wzmożona synteza białek w komórkach mięśni i wątroby

I. Czynniki stymulujące wydzielanie insuliny	II. Skutki działania insuliny

Rysunek budowy cząsteczki insuliny

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

1. Czynniki stymulujące wydzielanie insuliny	2. Skutki działania insuliny
1,	2, 3, 4

1 pkt – za poprawne przyporządkowanie wszystkich czynników stymulujących wydzielanie insuliny i skutków jej działania

0 pkt – za odpowiedź niepełną, np. poprawne przyporządkowanie tylko czynników stymulujących lub tylko skutków działania insuliny, lub odpowiedź niepoprawną, lub brak odpowiedzi

Zadanie 3.3

Inny dział1 pkt

Ogólne zasady metabolizmu

Treść podzadania — poza wybranym działem

Insulina jest hormonem regulującym poziom glukozy we krwi kręgowców. Połączenie się insuliny z receptorami błonowymi komórek wątroby i mięśni skutkuje zwiększeniem liczby białek transportujących glukozę do komórek. Ponadto insulina zwiększa wychwytywanie aminokwasów przez komórki oraz pobudza transkrypcję i translację. Insuliny różnych gatunków zwierząt i człowieka różnią się nieznacznie składem aminokwasów. Różnice te na ogół nie wpływają na ich aktywność biologiczną, gdy są one podawane człowiekowi. Jednak rezultatem dłuższego podawania człowiekowi obcej insuliny (np. wołowej) jest powstawanie przeciwciał hamujących jej działanie.

Insulina była pierwszym lekiem wytworzonym metodami inżynierii genetycznej. Obecnie do jej produkcji wykorzystuje się bakterie Escherichia coli, którym wszczepia się odpowiednio przygotowane geny ludzkie warunkujące wytwarzanie insuliny.

Na podstawie: W. Traczyk, A. Trzebski, Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, Warszawa 2007.

Na rysunku przedstawiono budowę cząsteczki insuliny.

Określ, czy insulina jest hormonem pobudzającym w komórkach mięśni i wątroby reakcje anaboliczne, czy – kataboliczne. Odpowiedź uzasadnij.

Oryginalny rysunek budowy cząsteczki insuliny

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Jest to hormon anaboliczny, ponieważ stymuluje syntezę białek/glikogenu/ transkrypcję/translację.

1 pkt – za poprawne określenie kierunku przemian metabolicznych, w których uczestniczy insulina wraz z uzasadnieniem

0 pkt – za odpowiedź niepełną, np. określenie tylko kierunku przemian metabolicznych zachodzących z udziałem insuliny bez uzasadnienia lub odpowiedź niepoprawną, lub brak odpowiedzi

Zadanie 3.4

Inny dział1 pkt

Biotechnologia i inżynieria genetyczna

Treść podzadania — poza wybranym działem

Insulina jest hormonem regulującym poziom glukozy we krwi kręgowców.

Połączenie się insuliny z receptorami błonowymi komórek wątroby i mięśni skutkuje zwiększeniem liczby białek transportujących glukozę do komórek. Ponadto insulina zwiększa wychwytywanie aminokwasów przez komórki oraz pobudza transkrypcję i translację. Insuliny różnych gatunków zwierząt i człowieka różnią się nieznacznie składem aminokwasów. Różnice te na ogół nie wpływają na ich aktywność biologiczną, gdy są one podawane człowiekowi. Jednak rezultatem dłuższego podawania człowiekowi obcej insuliny (np. wołowej) jest powstawanie przeciwciał hamujących jej działanie.

Insulina była pierwszym lekiem wytworzonym metodami inżynierii genetycznej. Obecnie do jej produkcji wykorzystuje się bakterie Escherichia coli, którym wszczepia się odpowiednio przygotowane geny ludzkie warunkujące wytwarzanie insuliny.

Na podstawie: W. Traczyk, A. Trzebski, Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, Warszawa 2007.

Na rysunku przedstawiono budowę cząsteczki insuliny.

Wyjaśnij, dlaczego gen człowieka, warunkujący wytwarzanie insuliny musi być przed wprowadzeniem do komórek bakterii odpowiednio przygotowany, aby uległ w nich prawidłowej ekspresji.

Oryginalny rysunek budowy cząsteczki insuliny wraz z podanym pod nim źródłem.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Gen człowieka przed wprowadzeniem go do komórki bakterii musi być odpowiednio przygotowany ponieważ:

geny ludzkie to geny nieciągłe/zawierające introny natomiast geny organizmów prokariotycznych nie zawierają intronów i organizmy prokariotyczne nie mają mechanizmów/możliwości ekspresji takich genów.
organizmy prokariotyczne nie mają możliwości wycięcia/enzymów wycinających introny z (nieciągłych) genów eukariontów, dlatego nie może zajść ekspresja tych genów w komórce prokariotycznej.
promotory ludzkich genów nie są rozpoznawane przez aparat transkrypcyjny bakterii.

1 pkt – za poprawną odpowiedź, uwzględniającą nieciągłość genów człowieka i konieczność usunięcia z nich intronów

0 pkt – za odpowiedź niepełną, np. odnoszącą się tylko do obecności intronów w genach eukariotycznych bez uwzględnienia braku mechanizmu ich wycinania w komórkach prokariotycznych lub odpowiedź niepoprawną, lub brak odpowiedzi

Zadanie 3.5

Inny dział1 pkt

Biotechnologia i inżynieria genetyczna

Treść podzadania — poza wybranym działem

Insulina jest hormonem regulującym poziom glukozy we krwi kręgowców. Połączenie się insuliny z receptorami błonowymi komórek wątroby i mięśni skutkuje zwiększeniem liczby białek transportujących glukozę do komórek. Ponadto insulina zwiększa wychwytywanie aminokwasów przez komórki oraz pobudza transkrypcję i translację.

Insuliny różnych gatunków zwierząt i człowieka różnią się nieznacznie składem aminokwasów. Różnice te na ogół nie wpływają na ich aktywność biologiczną, gdy są one podawane człowiekowi. Jednak rezultatem dłuższego podawania człowiekowi obcej insuliny (np. wołowej) jest powstawanie przeciwciał hamujących jej działanie.

Insulina była pierwszym lekiem wytworzonym metodami inżynierii genetycznej. Obecnie do jej produkcji wykorzystuje się bakterie Escherichia coli, którym wszczepia się odpowiednio przygotowane geny ludzkie warunkujące wytwarzanie insuliny.

Na podstawie: W. Traczyk, A. Trzebski, Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, Warszawa 2007.

Na rysunku przedstawiono budowę cząsteczki insuliny.

Źródło rysunku: http://www.interactive-biology.com/3730/the-basics-of-protein-structure-and-function/

Określ, czy zmodyfikowane bakterie Escherichia coli wykorzystywane do wytwarzania insuliny ludzkiej są organizmami transgenicznymi. Odpowiedź uzasadnij.

Rysunek budowy cząsteczki insuliny z oznaczeniami aminokwasów i połączeń między łańcuchami.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Są to organizmy transgeniczne, ponieważ do materiału genetycznego tych bakterii został wprowadzony materiał genetyczny człowieka/wprowadzono obce/innego gatunku geny.

1 pkt – za poprawną odpowiedź uwzględniającą wprowadzenie genów obcego gatunku

0 pkt – za odpowiedź niepełną, np. bez uzasadnienia lub odpowiedź niepoprawną, lub brak odpowiedzi

Zadanie 3.6

1 pkt

Układ odpornościowy

Insulina jest hormonem regulującym poziom glukozy we krwi kręgowców.

Połączenie się insuliny z receptorami błonowymi komórek wątroby i mięśni skutkuje zwiększeniem liczby białek transportujących glukozę do komórek. Ponadto insulina zwiększa wychwytywanie aminokwasów przez komórki oraz pobudza transkrypcję i translację. Insuliny różnych gatunków zwierząt i człowieka różnią się nieznacznie składem aminokwasów. Różnice te na ogół nie wpływają na ich aktywność biologiczną, gdy są one podawane człowiekowi. Jednak rezultatem dłuższego podawania człowiekowi obcej insuliny (np. wołowej) jest powstawanie przeciwciał hamujących jej działanie.

Insulina była pierwszym lekiem wytworzonym metodami inżynierii genetycznej. Obecnie do jej produkcji wykorzystuje się bakterie Escherichia coli, którym wszczepia się odpowiednio przygotowane geny ludzkie warunkujące wytwarzanie insuliny.

Na podstawie: W. Traczyk, A. Trzebski, Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, Warszawa 2007.

Na rysunku przedstawiono budowę cząsteczki insuliny.

Źródło rysunku: interactive-biology.com, „The basics of protein structure and function”.

Wykaż, że podawanie człowiekowi choremu na cukrzycę insuliny typu ludzkiego produkowanej przez bakterie ma mniejsze skutki uboczne niż długotrwałe podawanie insuliny zwierzęcej.

Rysunek budowy cząsteczki insuliny z oznaczeniami aminokwasów i mostków disiarczkowych.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Dzięki temu, że podawana insulina jest typu ludzkiego nie występuje reakcja antygenowa/immunologiczna na insulinę rozpoznawaną jako obce białko/nie są produkowane przeciwciała zmniejszające aktywność insuliny.

1 pkt – za poprawną odpowiedź uwzględniającą brak reakcji antygenowej

0 pkt – za odpowiedź niepełną, np. nieuwzględniającej reakcji immunologicznej lub odpowiedź niepoprawną, lub brak odpowiedzi

Zadanie 12

Matura 2015 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

3 podzadania

Informacja do podzadań

Żmija zygzakowata jest jednym z nielicznych gadów, którego zasięg występowania przekracza koło podbiegunowe. Środowisko życia żmii zygzakowatej to, przede wszystkim, podmokłe fragmenty lasów, torfowiska, wilgotne łąki, obrzeża bagien i moczarów. W siedliskach tych muszą się znajdować miejsca dobrze naświetlone, ponieważ żmija, tak jak większość zmiennocieplnych gadów, musi w ciągu dnia wygrzewać się na słońcu. Żmije są rozdzielnopłciowe i jajożyworodne. Jesienią przechodzą w stan hibernacji, polegający na znacznym spowolnieniu procesów życiowych i obniżeniu temperatury ciała, w którym trwają aż do wiosny.

Wytwarzany przez żmiję jad służy, przede wszystkim, do zabijania ofiar w celu zdobycia pokarmu, który stanowią ryjówki, krety, myszy i nornice. Jad żmii może być niebezpieczny dla człowieka i dlatego człowiekowi ukąszonemu przez żmiję podaje się surowicę odpornościową przeciw jadowi żmii.

Na podstawie: Encyklopedia szkolna. Biologia, pod red. A. Urbanka, Warszawa 1999.

Zadanie 12.1

Inny dział2 pkt

Zwierzęta kręgowe

Treść podzadania — poza wybranym działem

Na podstawie tekstu podaj dwie cechy żmii zygzakowatej, które umożliwiają jej zamieszkiwanie w chłodnych strefach klimatycznych. Uzasadnij znaczenie adaptacyjne każdej z tych cech.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Jajożyworodność, ponieważ umożliwia rozwój jaj (w ciele samicy) niezależnie od czynników atmosferycznych/warunków pogodowych.
Zdolność do hibernacji, ponieważ zwiększona jest tolerancja na niskie temperatury, co pozwala uniknąć (energochłonnego) wysokiego tempa metabolizmu niezbędnego do utrzymania właściwej temperatury ciała (w okresie chłodów).

2 pkt – za poprawne podanie dwóch cech wraz z poprawnymi uzasadnieniami

1 pkt – za poprawne podanie jednej cechy wraz z poprawnym uzasadnieniem

0 pkt – za odpowiedzi niepoprawne, niepełne, np. podanie tylko cechy bez uzasadnienia lub brak odpowiedzi

Zadanie 12.2

1 pkt

Układ odpornościowy

Wyjaśnij, w jaki sposób działa w organizmie surowica odpornościowa podana osobie ukąszonej przez żmiję.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Surowica zawiera gotowe przeciwciała, które w krótkim czasie neutralizują/unieszkodliwiają toksyny/antygeny zawarte w jadzie żmii.

1 pkt – za poprawne wyjaśnienie uwzględniające obecność przeciwciał w surowicy i neutralizację toksyn

0 pkt – za odpowiedź niepełną, np. podanie tylko obecności przeciwciał bez odniesienia się do ich działania lub odpowiedź niepoprawną, lub brak odpowiedzi

Zadanie 12.3

1 pkt

Układ odpornościowy

Żmija zygzakowata jest jednym z nielicznych gadów, którego zasięg występowania przekracza koło podbiegunowe. Środowisko życia żmii zygzakowatej to, przede wszystkim, podmokłe fragmenty lasów, torfowiska, wilgotne łąki, obrzeża bagien i moczarów. W siedliskach tych muszą się znajdować miejsca dobrze naświetlone, ponieważ żmija, tak jak większość zmiennocieplnych gadów, musi w ciągu dnia wygrzewać się na słońcu. Żmije są rozdzielnopłciowe i jajożyworodne. Jesienią przechodzą w stan hibernacji, polegający na znacznym spowolnieniu procesów życiowych i obniżeniu temperatury ciała, w którym trwają aż do wiosny.

Wytwarzany przez żmiję jad służy, przede wszystkim, do zabijania ofiar w celu zdobycia pokarmu, który stanowią ryjówki, krety, myszy i nornice. Jad żmii może być niebezpieczny dla człowieka i dlatego człowiekowi ukąszonemu przez żmiję podaje się surowicę odpornościową przeciw jadowi żmii.

Na podstawie: Encyklopedia szkolna. Biologia, pod red. A. Urbańka, Warszawa 1999.

Określ, jaką odporność uzyskuje człowiek po podaniu surowicy odpornościowej – z poniższych par wypisz po jednym właściwym określeniu.

bierna/czynna　　nabyta/wrodzona　　naturalna/sztuczna　　nieswoista/swoista

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

bierna, nabyta, sztuczna, swoista

1 pkt – za wypisanie czterech poprawnych określeń charakteryzujących odporność po podaniu surowicy

0 pkt – za poprawne wypisanie mniej niż czterech określeń odporności lub odpowiedź niepoprawną, lub brak odpowiedzi

Zadanie 20

Matura 2015 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

2 podzadania

Informacja do podzadań

Szczepionki DNA zawierają najczęściej koliste cząsteczki plazmidów, na których kodowane są antygeny organizmów, przeciwko którym skierowana jest szczepionka. Dzięki promotorom wirusowym informacja genetyczna zawarta na plazmidzie ulega ekspresji w komórkach ludzkich i organizm może wytworzyć pamięć immunologiczną. Szczepionki DNA nie są skuteczne, jeżeli zostaną zaprojektowane dla antygenów naturalnie zawierających reszty cukrowe.

Na podstawie: J. Stojak, Ze szczepionką za pan brat, „Biologia w Szkole” nr 3., Warszawa 2013.

Zadanie 20.1

1 pkt

Układ odpornościowy

Określ, która z informacji przedstawia kolejne etapy prowadzące do wytworzenia odporności u człowieka przez szczepionki DNA.

A.

DNA kodujące antygen → translacja → transkrypcja → antygen → różnicowanie limfocytów T i B → komórki pamięci.

B.

DNA kodujące antygen → translacja → transkrypcja → przeciwciało → różnicowanie limfocytów T i B → antygen.

C.

DNA kodujące antygen → transkrypcja → translacja → przeciwciało → wytwarzanie limfocytów Th → antygen → komórki pamięci.

D.

DNA kodujące antygen → transkrypcja → translacja → antygen → różnicowanie limfocytów T i B → komórki pamięci.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

D.

1 pkt – za wybór poprawnej odpowiedzi D.

0 pkt – za wybór odpowiedzi niepoprawnej, wybór więcej niż jednej odpowiedzi lub brak odpowiedzi

Zadanie 20.2

Inny dział1 pkt

Informacja genetyczna i jej ekspresja

Treść podzadania — poza wybranym działem

Wyjaśnij, dlaczego szczepionki DNA nie są skuteczne, jeżeli są zaprojektowane dla antygenów naturalnie zawierających reszty cukrowe.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Szczepionki DNA nie dają pożądanych efektów w przypadku patogenów, których antygeny zawierają reszty cukrowe, ponieważ w DNA szczepionek zawarte są tylko informacje dotyczące kolejności aminokwasów w białku, ale nie zawierają informacji dotyczącej modyfikacji potranslacyjnej białka/białka zawierającego reszty cukrowe dołączone podczas obróbki potranslacyjnej.

1 pkt – za poprawną odpowiedź uwzględniającą brak możliwości odtworzenia opisanego patogenu tylko na podstawie informacji zawartej w DNA

0 pkt – za odpowiedź niepełną, np. dotyczącą tylko informacji w DNA o kolejności aminokwasów bez wskazania na modyfikację potranslacyjną białek lub odpowiedź niepoprawną lub brak odpowiedzi