Biologia — zadania maturalne

Matura 2020 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

1 pkt

Na schemacie przedstawiono początek i wynik doświadczenia, którego celem było wykazanie, że korzeń grochu reaguje na działanie bodźca kierunkowego – dostępności wody w glebie.

Na podstawie: http://scienceandtechnology-manojsir.blogspot.com

Zaplanuj i opisz próbę kontrolną do doświadczenia przedstawionego na schemacie.

Schemat początku i wyniku doświadczenia z siewką grochu. Oznaczono wodę, doniczkę z porowatymi ścianami, podłoże i siewkę grochu.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Uprawa siewki grochu w takich samych warunkach jak w próbie badawczej, lecz bez umieszczania doniczki z porowatymi ścianami. Glebę należy równomiernie zwilżać wodą.
Siewka grochu posadzona w glebie równomiernie nawadnianej bez obecności doniczki z porami umożliwiającymi wypływ wody.

Schemat punktowania

1 p. – za poprawny opis próby kontrolnej uwzględniający równomierne rozmieszczenie wody w glebie, w której uprawiana jest siewka grochu.

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

Zadanie 10

Matura 2020 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

3 podzadania

Informacja do podzadań

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 są przekształcane w metabolity wtórne. Są 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 \(\mathrm{Ca}^{2+}\) oraz \(\mathrm{Mg}^{2+}\), w wyniku czego naruszona zostaje struktura skały.

Na podstawie: M. Opanowicz, Ekologiczna rola wtórnych metabolitów porostowych, „Wiadomości Botaniczne”, 46 (1/2), 2002;
P. Czarnota, Symbiozy porostowe w świetle interakcji pomiędzy grzybami i fotobiontami, „Kosmos”, T. 58, 1–2, 2009;
Z. Podbielkowski, Rośliny zarodnikowe, Warszawa 1982.

Zadanie 10.1

2 pkt

Zależności międzygatunkowe

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 są przekształcane w metabolity wtórne. Są 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.

Na podstawie: M. Opanowicz, Ekologiczna rola wtórnych metabolitów porostowych, „Wiadomości Botaniczne”, 46 (1/2), 2002; P. Czarnota, Symbiozy porostowe w świetle interakcji pomiędzy grzybami i fotobiontami, „Kosmos”, T. 58, 1–2, 2009; Z. Podbielkowski, Rośliny zarodnikowe, Warszawa 1982.

Na podstawie tekstu wykaż, że wytwarzanie wtórnych metabolitów przez porosty

1. umożliwia im skuteczną konkurencję międzygatunkową:

2. chroni DNA ich komórek przed uszkodzeniami:

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

1. umożliwia skuteczną konkurencję międzygatunkową, gdyż:

wtórne metabolity porostowe hamują kiełkowanie wielu nasion roślin konkurujących z porostami o światło / wodę / miejsce do życia.
wtórne metabolity porostowe hamują kiełkowanie zarodników mchów, a porosty konkurują z mchami o światło / wodę/miejsce do życia.

Schemat punktowania

2 p. – za poprawne uzasadnienie, uwzględniające rolę wtórnych metabolitów porostowych w: 1. skutecznej konkurencji międzygatunkowej odnoszące się do hamowania kiełkowania nasion roślin, z którymi porosty konkurują o zasoby środowiska oraz 2. pochłanianiu promieniowania UV będącego czynnikiem mutagennym.

1 p. – za poprawne uzasadnienie, uwzględniające rolę wtórnych metabolitów porostowych w: tylko w punkcie 1. – skutecznej konkurencji międzygatunkowej albo tylko w punkcie 2. – pochłanianiu promieniowania UV będącego czynnikiem mutagennym.

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

2. chroni ich DNA przed uszkodzeniami, gdyż:

wtórne metabolity porostowe absorbują szkodliwe promieniowanie UV, które może wywoływać mutacje DNA / jest czynnikiem mutagennym.
metabolity te absorbują szkodliwe promieniowanie UVA oraz/lub UVB, które powoduje powstawanie dimerów tymidynowych, co uszkadza DNA.

Uwaga: Nie zalicza się odpowiedzi „Wtórne metabolity porostowe absorbują promieniowanie UV/UVA/UVB, które może uszkadzać DNA”, ponieważ jest to tautologia.

Zadanie 10.2

1 pkt

Struktura i funkcjonowanie ekosystemu

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 są przekształcane w metabolity wtórne. Są 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.

Na podstawie: M. Opanowicz, Ekologiczna rola wtórnych metabolitów porostowych, „Wiadomości Botaniczne”, 46 (1/2), 2002;
P. Czarnota, Symbiozy porostowe w świetle interakcji pomiędzy grzybami i fotobiontami, „Kosmos”, T. 58, 1–2, 2009;
Z. Podbielkowski, Rośliny zarodnikowe, Warszawa 1982.

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

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Dzięki wytwarzaniu wtórnych metabolitów porostowych, które mają zdolność do naruszania struktury skał, porosty mogą czerpać z nich potrzebne im minerały / porosty mogą tam bytować.
Dzięki wytwarzaniu wtórnych metabolitów porostowych, które powodują erozję skał, co umożliwia porostom ich zasiedlanie / utrzymanie na skałach/

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne uzasadnienie znaczenia wtórnych metabolitów porostowych powodujących erozję skały, co umożliwia porostom bytowanie na nagich skałach.

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

Zadanie 10.3

1 pkt

Grzyby

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 są przekształcane w metabolity wtórne. Są 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.

Na podstawie: M. Opanowicz, Ekologiczna rola wtórnych metabolitów porostowych, „Wiadomości Botaniczne”, 46 (1/2), 2002;
P. Czarnota, Symbiozy porostowe w świetle interakcji pomiędzy grzybami i fotobiontami, „Kosmos”, T. 58, 1–2, 2009;
Z. Podbielkowski, Rośliny zarodnikowe, Warszawa 1982.

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

bruzdnice sinice krasnorosty zielenice

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

bruzdnice　sinice　krasnorosty　zielenice

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne wskazanie sinic i zielenic jako organizmów współtworzących z grzybami porosty.

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

Zadanie 11

Matura 2020 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

2 podzadania

Informacja do podzadań

Większość dorosłych płazów prowadzi wymianę gazową poprzez płuca i silnie ukrwioną niezrogowaciałą skórę, nabłonek jamy gębowej i gardzieli. Zaletą tego rozwiązania jest duża sprawność oddechowa w wodzie i innych wilgotnych siedliskach.

Względny udział płuc i skóry, a nawet określonych obszarów skóry, w wymianie gazowej różni się zależnie od gatunku, a także, u tego samego gatunku, może się zmieniać sezonowo.

Nie ma płazów, które oddychają tylko dzięki płucom, natomiast salamandry bezpłucne oddychają tylko poprzez skórę i jamę gębową.

Wymiana gazowa głównie przez skórę ogranicza rozmiary ciała i poza nielicznymi wyjątkami uniemożliwia płazom przebywanie w wodach morskich.

Na podstawie: Zoologia. Szkarłupnie – płazy, pod red. C. Błaszak, Warszawa 2015.

Zadanie 11.1

1 pkt

Zwierzęta kręgowe

Większość dorosłych płazów prowadzi wymianę gazową poprzez płuca i silnie ukrwioną, niezrogowaciałą skórę, nabłonek jamy gębowej i gardzieli. Zaletą tego rozwiązania jest duża sprawność oddechowa w wodzie i innych wilgotnych siedliskach.

Względny udział płuc i skóry, a nawet określonych obszarów skóry, w wymianie gazowej różni się zależnie od gatunku, a także, u tego samego gatunku, może się zmieniać sezonowo.

Nie ma płazów, które oddychają tylko dzięki płucom, natomiast salamandry bezpłucne oddychają tylko poprzez skórę i jamę gębową.

Wymiana gazowa głównie przez skórę ogranicza rozmiary ciała i poza nielicznymi wyjątkami uniemożliwia płazom przebywanie w wodach morskich.

Na podstawie: Zoologia. Szkarłupnie – płazy, pod red. C. Błaszak, Warszawa 2015.

Wyjaśnij, dlaczego płazy, u których wymiana gazowa zachodzi głównie przez skórę, nie mogą mieć dużych rozmiarów ciała.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Płazy oddychają przez skórę i aby zapewnić efektywną wymianę gazową ważne jest, aby jej powierzchnia była jak największa w stosunku do objętości ciała, a jest to możliwe gdy zwierzę jest małych rozmiarów.
Im mniejszych rozmiarów organizm, tym większy stosunek powierzchni ciała w stosunku do objętości, co jest korzystne dla płazów i zaspakaja potrzeby organizmów, które prowadzą wymianę gazową przez skórę, co zaspakaja potrzeby organizmu.

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne wyjaśnienie odnoszące się do wymiany gazowej płazów przez skórę, której powierzchnia jest większa w stosunku do objętości ciała przy małych rozmiarach ciała, co zapewnia wydajną wymianę gazową / co zaspakaja potrzeby organizmu.

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

Zadanie 11.2

1 pkt

Zwierzęta kręgowe

Wyjaśnij, dlaczego płazy, z wyjątkiem pojedynczych gatunków, nie przebywają w wodach słonych. W odpowiedzi odnieś się do budowy skóry płazów i warunków środowiska.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Ponieważ skóra płazów nie jest pokryta łuskami / żadnymi strukturami ochronnymi dlatego w wodzie słonej, stanowiącej środowisko hipertoniczne, płazy narażone byłyby na ciągły osmotyczny odpływ wody.
Ponieważ skóra płazów nie jest zrogowaciała, dlatego w środowisku o większym stężeniu / hipertonicznym zwierzęta te narażone byłyby na odwodnienie.
Naga skóra uniemożliwia utrzymanie równowagi osmotycznej w środowisku hipertonicznym, w którym woda wypływałaby z organizmu.

Schemat punktowania

1 p. – za wyjaśnienie uwzględniające cechę budowy pokrycia ciała płazów, jak: mały stopień zrogowacenia, brak pokrycia strukturami ochronnymi, która nie chroni przed osmotycznym odpływem wody w środowisku hipertonicznym, jakim dla płazów jest słona woda.

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

Zadanie 12

Matura 2020 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

1 pkt

Oddychanie wewnątrzkomórkowe

W organizmie człowieka występuje kilka tysięcy różnych enzymów, przy czym większość z nich, aby spełniać swoje funkcje katalityczne, wymaga połączenia z określonym składnikiem niebiałkowym, którym mogą być jony metali lub koenzymy. Wiele koenzymów to witaminy lub ich pochodne. Przebieg metabolizmu węglowodanów w dużej mierze kontrolują enzymy, których koenzymami są witaminy z grupy B lub ich pochodne.

Na poniższym schemacie przedstawiono udział witamin z grupy B w niektórych etapach katabolizmu węglowodanów.

Na podstawie: J. Kozioł, Witaminy, Poznań 2002; K. Woolf, M. M. Manore, B-vitamins and exercise: does exercise alter requirements?, „International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism” 2006.

Na podstawie powyższego schematu oceń, czy informacje dotyczące udziału witamin z grupy B w metabolizmie węglowodanów są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

	Enzymy z koenzymami w postaci witaminy z grupy B
1.	B₆ katalizują reakcje przebiegające w cytoplazmie.	P	F
2.	B₁ katalizują reakcje zachodzące w matriks mitochondrium.	P	F
3.	B₂ katalizują reakcje zachodzące wyłącznie w przestrzeni międzybłonowej mitochondrium.	P	F

Schemat udziału witamin z grupy B w etapach katabolizmu węglowodanów

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

1 – P, 2 – P, 3 – F

Schemat punktowania

1 p. – za poprawną ocenę wszystkich trzech stwierdzeń odnoszących się do udziału witamin z grupy B w metabolizmie węglowodanów.

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

Zadanie 13

Matura 2020 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

2 podzadania

Informacja do podzadań

Na poniższym rysunku przedstawiono pewną tkankę występującą w organizmie człowieka.

Rysunek tkanki z oznaczeniami „keratynocyty” i „X”

Zadanie 13.1

1 pkt

Hierarchiczna budowa organizmu człowieka (tkanki, narządy, układy narządów)

Na poniższym rysunku przedstawiono pewną tkankę występującą w organizmie człowieka.

Oceń, czy stwierdzenia dotyczące tkanki przedstawionej na rysunku są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

1.	Na rysunku przedstawiono budowę tkanki łącznej.	P	F
2.	Literą X oznaczono błonę podstawną.	P	F
3.	Komórki wierzchniej warstwy tej tkanki są martwe.	P	F

Rysunek tkanki z oznaczeniami „keratynocyty” i „X”.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

1 – F, 2 – P, 3 – P

Schemat punktowania

1 p. – za poprawną ocenę wszystkich trzech stwierdzeń odnoszących się do tkanki przedstawionej na schemacie.

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

Zadanie 13.2

1 pkt

Hierarchiczna budowa organizmu człowieka (tkanki, narządy, układy narządów)

Na poniższym rysunku przedstawiono pewną tkankę występującą w organizmie człowieka.

Na przykładzie jednej widocznej na rysunku cechy budowy przedstawionej tkanki wykaż związek budowy tej tkanki z funkcją ochronną pełnioną przez tę tkankę u człowieka.

Rysunek tkanki z oznaczeniami „keratynocyty” i „X”.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązanie

Tkanka ta składa się z wielu warstw komórek / wielowarstwowość, co utrudnia wnikanie patogenów.
Warstwa zrogowaciałych złuszczających się komórek umożliwia ich łuszczenie się pod wpływem urazu mechanicznego.
Warstwa zrogowaciałych komórek zabezpiecza przed utratą wody.
Ciasno ułożone komórki / przylegające ściśle do siebie komórki zapobiegają wnikaniu patogenów.

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne wykazanie, na przykładzie jednej cechy, związku budowy przedstawionej tkanki z jej funkcją ochronną.

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

Zadanie 14

Matura 2020 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

2 podzadania

Informacja do podzadań

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.

Na podstawie: J. Waterhouse, Y. Fukuda, T. Morita, Daily rhythms of the sleep-wake cycle, „Journal of Physiological Anthropology”, 31(1): 5, 2012.

Wykres temperatury ciała w czasie dla grup I i II, z zaznaczonym czasem snu osób z grupy I; oś temperatury w °C.

Zadanie 14.1

1 pkt

Metodyka badań biologicznych

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.

Na podstawie: J. Waterhouse, Y. Fukuda, T. Morita, Daily rhythms of the sleep-wake cycle, „Journal of Physiological Anthropology”, 31(1): 5, 2012.

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

Zmienna	zależna	niezależna
oświetlenie
aktywność fizyczna
pora dnia
temperatura ciała

Wykres temperatury ciała w czasie dla grup I i II, z osiami, jednostką °C, legendą oraz oznaczeniem czasu snu osób z grupy I.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Schemat punktowania

1 p. – za w całości poprawne uzupełnienie tabeli uwzględniające wskazanie temperatury ciała jako zmiennej zależnej oraz oświetlenia, aktywności fizycznej i pory dnia – jako zmiennych niezależnych.

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

Rozwiązanie

Zmienna	zależna	niezależna
oświetlenie		X
aktywność fizyczna		X
pora dnia		X
temperatura ciała	X

Zadanie 14.2

1 pkt

Homeostaza organizmu człowieka

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.

Na podstawie: J. Waterhouse, Y. Fukuda, T. Morita, Daily rhythms of the sleep-wake cycle, „Journal of Physiological Anthropology”, 31(1): 5, 2012.

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

Wykres zmian temperatury ciała w czasie dla grup I i II, z oznaczonym czasem snu osób z grupy I, osiami, jednostką °C i legendą.

A.

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.

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

C.

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

D.

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.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

C.

Schemat punktowania

1 p. – za wskazanie poprawnie sformułowanego wniosku C.

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

Zadanie 15

Matura 2020 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

2 podzadania

Informacja do podzadań

Ośrodki położone w mózgowiu człowieka są odpowiedzialne za ruchy złożone, w których wykonywanie zaangażowanych jest wiele grup mięśniowych, oraz za uruchamianie mechanizmów zapewniających utrzymanie równowagi ciała, gdyż każdy ruch prowadzi do przesunięcia środka ciężkości ciała i do zaburzenia dotychczasowej jego pozycji.

Na podstawie: M. Tafil-Klawe, J. Klawe, Wykłady z fizjologii człowieka, Warszawa 2009.

Zadanie 15.1

1 pkt

Układ nerwowy

Źródło rysunku: https://qbi.uq.edu.au/brain/brain-anatomy/lobes-brain

Wybierz z rysunku i zapisz literę, którą oznaczono położenie pól ruchowych ośrodków korowych.

Rysunek mózgowia z obszarami oznaczonymi literami A, B, C i D.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

A.

Schemat punktowania

1 p. – za wybór oznaczenia wskazującego lokalizację ruchowych ośrodków korowych.

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

Zadanie 15.2

1 pkt

Układ nerwowy

Do wybranych etapów (1.–3.) składających się na wykonanie ruchu złożonego przyporządkuj po jednej odpowiedniej strukturze mózgowia (A–D) biorącej w nim główny udział. Wpisz oznaczenia literowe w odpowiednie komórki tabeli.

	Etapy składające się na wykonanie ruchu	Struktury mózgowia
1.	Analiza skutków planowanego ruchu.
2.	Przekazanie pobudzenia do określonych grup neuronów rdzeniowych biorących udział w ruchu.
3.	Regulacja napięcia mięśniowego, utrzymanie równowagi.

A.

A. móżdżek

B.

B. pola czuciowe kory mózgowej

C.

C. pola kojarzeniowe kory mózgowej

D.

D. pola ruchowe kory mózgowej

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

1 – C, 2 – D, 3 – A

Schemat punktowania

1 p. – za w całości poprawne przyporządkowanie odpowiednich struktur mózgowia do podanych etapów (1–3) składających się na wykonywanie ruchu.

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

Zadanie 16

Matura 2020 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

2 podzadania

Informacja do podzadań

Na poniższym schemacie przedstawiono płód oraz krążenie łożyskowe.

Na podstawie: P. Murphy, Biology. Revision for Leaving Certificate, Dublin 2003.

Schemat płodu i krążenia łożyskowego z oznaczeniami: żyła macicy, tętnica macicy, zbiornik krwi matczynej, żyła pępowinowa, tętnica pępowinowa, sznur pępowinowy oraz X.

Zadanie 16.1

1 pkt

Układ rozrodczy

Na poniższym schemacie przedstawiono płód oraz krążenie łożyskowe.

Na podstawie: P. Murphy, Biology. Revision for Leaving Certificate, Dublin 2003.

Podaj nazwę błony płodowej oznaczonej na schemacie literą X.

Schemat płodu i krążenia łożyskowego z podpisami naczyń, zbiornika krwi matczynej i sznura pępowinowego oraz oznaczeniem X.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

owodnia

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne podanie nazwy błony płodowej – owodnia.

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

Zadanie 16.2

1 pkt

Układ rozrodczy

Na poniższym schemacie przedstawiono płód oraz krążenie łożyskowe.

Na podstawie: P. Murphy, Biology. Revision for Leaving Certificate, Dublin 2003.

Określ, w którym naczyniu – w tętnicy macicy czy w tętnicy pępowinowej – płynie krew o większym stopniu natlenowania. Odpowiedź uzasadnij.

Schemat płodu i krążenia łożyskowego z oznaczeniami naczyń, zbiornika krwi matczynej, sznura pępowinowego oraz literą X.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Tętnica macicy, ponieważ dostarcza ona krew do zbiornika krwi matczynej (przestrzeń międzykosmkowa łożyska), zaopatrując w tlen (i inne substancje) komórki łożyska / płód.
W tętnicy macicy krew płynie w większym stopniu natlenowana, ponieważ to z niej tlen będzie przekazywany dziecku, więc musi mieć o wiele większe stężenie tlenu.
W tętnicy macicy, ponieważ tlen z krwi płynącej w tym naczyniu jest dostarczany do krwi dziecka i tętnicą pępowinową wraca krew mniej natlenowana.
W tętnicy macicy, ponieważ tętnicą pępowinową krew wraca od płodu, któremu matka dostarczyła tlen.

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne wskazanie tętnicy macicy jako naczynia krwionośnego, w którym płynie krew w największym stopniu natlenowana wraz z poprawnym uzasadnieniem odnoszącym się do zaopatrywania w tlen komórek łożyska lub płód.

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

Zadanie 17

Matura 2020 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

1 pkt

Genetyka mendlowska

Wyjaśnij, dlaczego dziecko osoby, która ma krew grupy AB, nie może mieć grupy krwi 0. W odpowiedzi uwzględnij sposób dziedziczenia alleli genu warunkującego grupy krwi w układzie AB0.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązanie

Osoba mająca grupę krwi AB przekazuje w gametach tylko dominujące allele warunkujące grupę A (I^A) i grupę B (I^B), dlatego niezależnie od allelu otrzymanego od drugiego rodzica, jej dziecko nie może być homozygotą recesywną (ii).
Osoba mająca grupę krwi AB ma oba allele dominujące: I^A oraz I^B, dlatego jej dziecko niezależnie od tego, jaki allel otrzyma od drugiego rodzica będzie miało grupę krwi „A” albo grupę krwi „B”. Nigdy nie będzie miało grupy krwi „0”, ponieważ musiałoby otrzymać od obojga rodziców oba allele recesywne (ii).

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne wyjaśnienie uwzględniające wielokrotność alleli genu warunkującego grupy krwi układu AB0 oraz recesywność allelu i względem allelu I^A oraz allelu I^B.

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

Zadanie 18

Matura 2020 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

5 podzadania

Informacja do podzadań

Dystrofia mięśniowa Duchenne'a jest najczęstszą i najcięższą z postępujących dystrofii mięśniowych. Jest to choroba genetycznie uwarunkowana – dziedziczy się w sposób recesywny sprzężony z płcią. Wynikiem obecności nieprawidłowego allelu d genu DMD, jest synteza nieprawidłowej dystrofiny w komórce mięśniowej – białka tworzącego „szkielet” komórki mięśniowej. Chorzy umierają zwykle w wieku przedreprodukcyjnym.

Poniżej na schemacie przedstawiono fragment sekwencji nukleotydowej DNA (poszczególne kodony zostały oddzielone przerwami) prawidłowego (I) i zmutowanego genu DMD (II). Zamieszczone fragmenty nie zawierają intronów.

I. Fragment prawidłowej sekwencji nici kodującej:

\(5’\ \mathrm{CAG\ CAG\ CAG\ CAG\ CAG}\ 3’\)

II. Fragment sekwencji nici kodującej, w której występuje mutacja:

\(5’\ \mathrm{CAG\ CAG\ TAG\ CAG\ CAG}\ 3’\)

Zadanie 18.1

1 pkt

Informacja genetyczna i jej ekspresja

Dystrofia mięśniowa Duchenne'a jest najczęstszą i najcięższą z postępujących dystrofii mięśniowych. Jest to choroba genetycznie uwarunkowana – dziedziczy się w sposób recesywny sprzężony z płcią. Wynikiem obecności nieprawidłowego allelu d genu DMD, jest synteza nieprawidłowej dystrofiny w komórce mięśniowej – białka tworzącego „szkielet” komórki mięśniowej. Chorzy umierają zwykle w wieku przedreprodukcyjnym.

Poniżej na schemacie przedstawiono fragment sekwencji nukleotydowej DNA (poszczególne kodony zostały oddzielone przerwami) prawidłowego (I) i zmutowanego genu DMD (II). Zamieszczone fragmenty nie zawierają intronów.

I. Fragment prawidłowej sekwencji nici kodującej:
\(5^{\prime}\ \mathrm{CAG\ CAG\ CAG\ CAG\ CAG}\ 3^{\prime}\)

II. Fragment sekwencji nici kodującej, w której występuje mutacja:
\(5^{\prime}\ \mathrm{CAG\ CAG\ TAG\ CAG\ CAG}\ 3^{\prime}\)

Wpisz, posługując się trójliterowymi skrótami nazw aminokwasów, w wykropkowane miejsca na schemacie sekwencje kodowanego fragmentu białka, zakodowanego w zapisanych fragmentach DNA I i II genu DMD.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

I　gln-gln-gln-gln-gln / Gln-Gln-Gln-Gln-Gln /

II　gln-gln / Gln-Gln　lub　gln-gln-stop / Gln-Gln-Stop

1 p. – za wpisanie w wyznaczonym miejscu na schemacie poprawnych sekwencji kodowanego fragmentu białka zapisanych w obu (I i II) fragmentach genu dystrofiny.

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

Zadanie 18.2

1 pkt

Zmienność genetyczna

Dystrofia mięśniowa Duchenne'a jest najczęstszą i najcięższą z postępujących dystrofii mięśniowych. Jest to choroba genetycznie uwarunkowana – dziedziczy się w sposób recesywny sprzężony z płcią. Wynikiem obecności nieprawidłowego allelu d genu DMD, jest synteza nieprawidłowej dystrofiny w komórce mięśniowej – białka tworzącego „szkielet” komórki mięśniowej. Chorzy umierają zwykle w wieku przedreprodukcyjnym.

Poniżej na schemacie przedstawiono fragment sekwencji nukleotydowej DNA (poszczególne kodony zostały oddzielone przerwami) prawidłowego (I) i zmutowanego genu DMD (II). Zamieszczone fragmenty nie zawierają intronów.

I. Fragment prawidłowej sekwencji nici kodującej:
5’ CAG CAG CAG CAG CAG 3’

II. Fragment sekwencji nici kodującej, w której występuje mutacja:
5’ CAG CAG TAG CAG CAG 3’

Na podstawie sekwencji I i II genu DMD określ rodzaj mutacji genowej warunkującej rozwój dystrofii mięśniowej Duchenne’a.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne określenie rodzaju przedstawionej mutacji genowej.

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

Przykładowe rozwiązania

substytucja
tranzycja
nonsensowna

Uwaga: Uznaje się odpowiedź, w której zamiast nazwy jest opis mutacji, np. „Wymiana jednego nukleotydu”

Zadanie 18.3

1 pkt

Informacja genetyczna i jej ekspresja

Dystrofia mięśniowa Duchenne'a jest najczęstszą i najcięższą z postępujących dystrofii mięśniowych. Jest to choroba genetycznie uwarunkowana – dziedziczy się w sposób recesywny sprzężony z płcią. Wynikiem obecności nieprawidłowego allelu d genu DMD, jest synteza nieprawidłowej dystrofiny w komórce mięśniowej – białka tworzącego „szkielet” komórki mięśniowej. Chorzy umierają zwykle w wieku przedreprodukcyjnym.

Poniżej na schemacie przedstawiono fragment sekwencji nukleotydowej DNA (poszczególne kodony zostały oddzielone przerwami) prawidłowego (I) i zmutowanego genu DMD (II). Zamieszczone fragmenty nie zawierają intronów.

I. Fragment prawidłowej sekwencji nici kodującej:
5’ CAG CAG CAG CAG CAG 3’

II. Fragment sekwencji nici kodującej, w której występuje mutacja:
5’ CAG CAG TAG CAG CAG 3’

Określ, jakie będą skutki przedstawionej mutacji dla pierwszorzędowej struktury białka, w porównaniu z jego prawidłową strukturą.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązanie

Kodon stop spowoduje zahamowanie dalszej syntezy białka, w wyniku czego będzie ono krótsze.
W wyniku mutacji zamiast kodonu aminokwasu glutamina powstanie kodon STOP, więc w I – rzędowej strukturze białka dojdzie do zmiany, gdyż łańcuch peptydowy ulegnie skróceniu.
Łańcuch polipeptydowy będzie krótszy.

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne wyjaśnienie skutków przedstawionej mutacji odnoszących się do pierwszorzędowej struktury polipeptydu.

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

Zadanie 18.4

1 pkt

Elementy genetyki populacji

Dystrofia mięśniowa Duchenne'a jest najczęstszą i najcięższą z postępujących dystrofii mięśniowych. Jest to choroba genetycznie uwarunkowana – dziedziczy się w sposób recesywny sprzężony z płcią. Wynikiem obecności nieprawidłowego allelu d genu DMD, jest synteza nieprawidłowej dystrofiny w komórce mięśniowej – białka tworzącego „szkielet” komórki mięśniowej. Chorzy umierają zwykle w wieku przedreprodukcyjnym.

Poniżej na schemacie przedstawiono fragment sekwencji nukleotydowej DNA (poszczególne kodony zostały oddzielone przerwami) prawidłowego (I) i zmutowanego genu DMD (II). Zamieszczone fragmenty nie zawierają intronów.

I. Fragment prawidłowej sekwencji nici kodującej:

5’ CAG CAG CAG CAG CAG 3’

II. Fragment sekwencji nici kodującej, w której występuje mutacja:

5’ CAG CAG TAG CAG CAG 3’

Wyjaśnij, dlaczego mimo działania doboru naturalnego w populacji ludzkiej utrzymuje się allel warunkujący zespół Duchenne’a.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne wyjaśnienie odnoszące się do nieujawniania się allelu recesywnego u heterozygot / kobiet nosicielek, (a przez to braku możliwości eliminacji tego allelu z puli genowej), co przyczynia się do przekazywania go potomstwu.

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

Przykładowe rozwiązania

Allele recesywne nie ujawniają się w układzie heterozygotycznym, a więc kobieta nosicielka allelu dystrofii mięśniowej jest zdrowa i może przekazać ten allel potomstwu żeńskiemu, a więc wciąż będzie on obecny w ludzkiej puli genowej.
Kobiety, które są nosicielkami allelu warunkującego dystrofię Duchenne’a są zdrowe, a dobór naturalny eliminuje określone allele, tylko gdy ujawniają się one u osobników. Kobieta nosicielka może przekazać allel recesywny potomstwu, a więc nadal będzie on obecny w puli genowej człowieka.
Utrzymuje się, ponieważ warunkowana jest przez allel recesywny. Oznacza to, że osobnik (w tym przypadku płci żeńskiej) może posiadać allel warunkujący chorobę, ale nie zachorować (jest heterozygotą) i przekazać wadliwy gen swoim córkom.

Zadanie 18.5

2 pkt

Genetyka mendlowska

Dystrofia mięśniowa Duchenne'a jest najczęstszą i najcięższą z postępujących dystrofii mięśniowych. Jest to choroba genetycznie uwarunkowana – dziedziczy się w sposób recesywny sprzężony z płcią. Wynikiem obecności nieprawidłowego allelu d genu DMD, jest synteza nieprawidłowej dystrofiny w komórce mięśniowej – białka tworzącego „szkielet” komórki mięśniowej. Chorzy umierają zwykle w wieku przedreprodukcyjnym.

Poniżej na schemacie przedstawiono fragment sekwencji nukleotydowej DNA (poszczególne kodony zostały oddzielone przerwami) prawidłowego (I) i zmutowanego genu DMD (II). Zamieszczone fragmenty nie zawierają intronów.

I. Fragment prawidłowej sekwencji nici kodującej:

5’ CAG CAG CAG CAG CAG 3’

II. Fragment sekwencji nici kodującej, w której występuje mutacja:

5’ CAG CAG TAG CAG CAG 3’

Określ, jakie jest prawdopodobieństwo, że kolejne dziecko zdrowych rodziców, którzy mają już jednego syna chorego na dystrofię mięśniową typu Duchenne’a, będzie chore na tę chorobę. W odpowiedzi uwzględnij genotypy rodziców oraz zapisz krzyżówkę genetyczną lub obliczenia.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

Genotypy rodziców: X^DX^d　 X^DY

Prawdopodobieństwo: 25%

Krzyżówka genetyczna potomstwa rodziców XᴰXᵈ i XᴰY z wyróżnionym genotypem XᵈY

Schemat punktowania

2 p. – za poprawne oznaczenie alleli (allel recesywny warunkujący dystrofię mięśniową), podanie genotypów rodziców, poprawnie rozpisaną krzyżówkę genetyczną oraz poprawnie podanym prawdopodobieństwem urodzenia się chorego dziecka (25%).

1 p. – za poprawne oznaczenie alleli (allel recesywny warunkujący dystrofię mięśniową) oraz prawidłowy zapis genotypów rodziców

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