U pewnej pacjentki w czerwcu 2008 r. specjaliści z Barcelony zastąpili uszkodzony fragment tchawicy jego sprawnym odpowiednikiem. Wszczepiony odcinek zrekonstruowano w następujący sposób:

– Z ciała martwego dawcy pobrano tchawicę. Następnie oczyszczono ją z komórek, pozostawiając jedynie kolagenowy szkielet.
– Do ponownego obudowania szkieletu kolagenowego wykorzystano komórki macierzyste pobrane ze szpiku kostnego pacjentki, które umieszczono na szkielecie.
– Tak przygotowany fragment na cztery dni umieszczono w bioreaktorze i po tym czasie przeszczepiono pacjentce. Komórki macierzyste zróżnicowały się na odpowiednie komórki tkanek budujących tchawicę.

Po czterech dniach od operacji wszczepiony fragment z trudnością można było odróżnić od naturalnych tkanek, a po miesiącu rozwinął on własną sieć naczyń krwionośnych.
Pacjentka po operacji nie brała leków immunosupresyjnych, które przeciwdziałają odrzuceniu przeszczepu.

Podaj dwa powody, dla których pacjentka nie musiała brać leków immunosupresyjnych.

Na rysunkach przedstawiono dwa zestawy doświadczalne, które przygotowali uczniowie w celu zbadania zjawiska osmozy. Dwa lejki napełnili 50% roztworem glukozy i szczelnie zamknęli celofanem. Dwie zlewki wypełnili zimną wodą. Do drugiej zlewki dodali dwie łyżki mąki ziemniaczanej (skrobi) i zawartość intensywne wymieszali. W zlewkach umieścili lejki z roztworem glukozy, zaznaczając poziom cieczy w rurkach. Po kilku minutach zaobserwowali, że w obydwu zestawach doświadczalnych poziom roztworu glukozy w rurkach lejków podnosił się w podobnym tempie.

a) Sformułuj problem badawczy do przeprowadzonego doświadczenia.
b) Na podstawie wyniku doświadczenia wyjaśnij, dlaczego rośliny magazynują skrobię, a nie glukozę.

Tlenek węgla(II) – czad – jest gazem śmiertelnie trującym dla człowieka, natomiast owady mogą prawidłowo funkcjonować także wówczas, gdy w otaczającym je powietrzu znajduje się aż 50% czadu, o ile zawiera ono odpowiednią ilość tlenu.

Wyjaśnij, dlaczego czad nie jest gazem trującym dla owadów.

Na wykresie przedstawiono rozmieszczenie receptorów – czopków i pręcików – w siatkówce oka człowieka. Badano ich zagęszczenie w różnych odległościach od dołka środkowego. Odległości określono w stopniach odchylenia od osi optycznej oka.

Na podstawie: http //www.swiatlo.tak.pl/pts/pts-oko-proces-widzenia.php [dostęp z dnia 11.06.2013]

a) Na podstawie informacji przedstawionych na wykresie opisz dołek środkowy (plamkę żółtą), uwzględniając rodzaje i ilość receptorów.
b) Podaj nazwę miejsca X na wykresie i wyjaśnij, dlaczego w tym miejscu nie ma żadnych receptorów.
c) Podaj nazwę receptorów, których jest najwięcej w siatkówce oka, oraz określ ich rolę w procesie widzenia.

Na proces fotosyntezy składają się reakcje zależne i reakcje niezależne od światła.

Spośród poniższych zdań zaznacz dwa, które zawierają prawdziwe informacje dotyczące przebiegu i lokalizacji reakcji fotosyntezy.

A. Wykorzystanie energii świetlnej w procesie fotosyntezy umożliwiają cząsteczki chlorofilu zgrupowane w tzw. fotoukładach, w stromie chloroplastu.
B. Produkcja ATP i NADPH jest rezultatem inicjowanej przez światło wędrówki elektronów przez łańcuch przenośników oraz fotolizy wody.
C. W czasie reakcji fosforylacji cyklicznej, odbywającej się w tylakoidach chloroplastów, zachodzi synteza ATP połączona z powstawaniem NADPH.
D. Wytworzone NADPH jest wykorzystywane w cyklu Calvina do syntezy cukru (aldehydu 3-fosfoglicerynowego) jako czynnik utleniający i jako źródło energii.
E. W cyklu Calvina przekształcanie dwutlenku węgla w cukier (aldehyd 3-fosfoglicerynowy) rozpoczyna się przyłączeniem cząsteczki dwutlenku węgla do cząsteczki pięciowęglowego związku organicznego.

Na schemacie przedstawiono proces translacji.

Na podstawie: H. Krzanowska, A. Łomnicki, J. Rafiński, H. Szarski, J. Szymura, Zarys mechanizmów ewolucji, Warszawa 2002.

Na podstawie analizy schematu i własnej wiedzy wykonaj poniższe polecenia.

a) Oceń prawdziwość zdań dotyczących procesu translacji. Wpisz w odpowiednich miejscach tabeli literę P, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli zdanie jest fałszywe

b) Podaj zestawienie nukleotydów w antykodonie tRNA przenoszącym tyrozynę (Tyr).

c) Podaj znaczenie obecności porów w otoczce jądrowej dla procesu translacji.

Na schemacie przedstawiono mechanizm regulacji natężenia procesu oddychania komórkowego u Eukariota.

Na podstawie: Biologia, N. A. Campbell (red.), Poznań 2012, str. 181.

a) Podaj nazwy typów fosforylacji oznaczonych na schemacie numerami 1, 2 i 3.
b) Podaj nazwę typu mechanizmu regulującego natężenie procesu oddychania komórkowego.
c) Ustal, czy przy wzmożonych procesach anabolicznych w komórce ma miejsce inhibicja czy stymulacja aktywności enzymu fosfofruktokinazy. Odpowiedź uzasadnij z wykorzystaniem informacji zawartych na schemacie.
d) Przyporządkuj etapom oddychania tlenowego ich lokalizację w komórce.

Etap oddychania
A. glikoliza
B. cykl kwasu cytrynowego
C. łańcuch oddechowy

Lokalizacja w komórce
I. zewnętrzna błona mitochondrium
II. wnętrze peroksysomów
III. macierz mitochondrialna
IV. cytozol
V. wewnętrzna błona mitochondrium

Powyższy zapis ilustruje działanie typowego szlaku (ciągu) enzymatycznego. W komórkach występują zarówno szlaki tzw. zdysocjowane, w których produkty poszczególnych reakcji odłączają się od enzymów, które je wytworzyły (np. cykl Krebsa, glikoliza), jak też szlaki związane z błonami biologicznymi, w których osadzone są ich enzymy, przekazujące sobie półprodukty szlaku (np. łańcuch oddechowy). Różnią się one efektywnością funkcjonowania.

a) Wskaż, którego typu szlaku enzymatycznego dotyczy każda z wymienionych cech.
Wstaw znak X w odpowiednie miejsca tabeli.

b) Wyjaśnij, w jaki sposób przedziałowa struktura wewnętrzna komórki zwiększa efektywność funkcjonowania szlaków zdysocjowanych w komórkach eukariotycznych.

W ramach doświadczenia prowadzono uprawę trawy Dichanthelium na glebach o różnej temperaturze, w obecności grzyba Curvularia (oznaczoną jako D+) i bez obecności tego grzyba (oznaczoną jako D–).
W tabeli przedstawiono wyniki doświadczenia.

Na podstawie: Biologia, N. A. Campbell (red.), Poznań 2012, str. 653.

a) Sformułuj problem badawczy do przeprowadzonego doświadczenia.
b) Na podstawie wyników przeprowadzonego doświadczenia sformułuj:

1. wniosek dotyczący różnic we wzroście i rozwoju trawy Dichanthelium w zależności od obecności grzyba Curvularia,
2. wniosek dotyczący tolerancji temperatury gleby przez trawę Dichanthelium w zależności od obecności grzyba Curvularia.

Na schematach przedstawiono różne rodzaje cykli rozwojowych pasożytów (strzałki oznaczają „wędrówkę” pasożyta).

a) Każdemu z pasożytów (włosień kręty, tasiemiec nieuzbrojony, toksoplazma) przyporządkuj odpowiadający mu cykl rozwojowy, wpisując odpowiedni numer schematu obok nazwy pasożyta.
b) Podaj, jaką korzyść w zakresie swego przeżycia i zamknięcia cyklu rozwojowego odnosi pasożyt o cyklu takim, jak na schemacie 3, w porównaniu z pasożytem o cyklu takim, jak na schemacie 1.
c) Zaznacz tę z poniższych definicji, która może być zastosowana do krowy jako żywiciela pośredniego tasiemca nieuzbrojonego.

U ośmiornicy zwyczajnej, w tylnej części szlaku wzrokowego mózgu, zlokalizowane są tak zwane gruczoły optyczne. Stwierdzono, że aktywacja gruczołów stymuluje syntezę białek w jajnikach, zachowania płciowe, prowadzi do osiągnięcia dojrzałości płciowej i umożliwia rozmnażanie, ale także negatywnie wpływa na intensywność odżywiania się i długość życia. Ośmiornice giną po zakończeniu procesu rozrodczego, ale usunięcie gruczołów optycznych przed osiągnięciem dojrzałości płciowej prowadzi do znacznego wydłużenia życia zwierząt. Badania ultrastrukturowe wykazały w komórkach wydzielniczych gruczołów optycznych młodych ośmiornic obecność licznych wypustek dendrytycznych. Dojrzałe osobniki posiadają komórki wydzielnicze o dużej zawartości szorstkiej siateczki wewnątrzplazmatycznej. Według opinii niektórych naukowców gruczoły optyczne należy uznać za narząd neuroendokrynowy, wydzielający hormony peptydowe.

a) Uzasadnij opinię naukowców na temat neuroendokrynowego charakteru gruczołu optycznego, odnosząc się do obu członów określenia „neuroendokrynowy” i uwzględniając budowę komórek tego gruczołu.

b) Wyjaśnij związek między aktywnością gruczołu optycznego a faktem, że w hodowli nie udaje się utrzymać przy życiu dorosłych ośmiornic po fazie ich rozrodu.

c) Oceń prawdziwość podanych w tabeli stwierdzeń dotyczących rozrodu ośmiornic. Wpisz obok zdania literę F, jeżeli jest fałszywe, lub literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe.

W toku ewolucji u zwierząt wykształciły się różne narządy wydalnicze. Regulują one zawartość wody w organizmie, zapewniają równowagę osmotyczną, uczestniczą w pozbywaniu się substancji szkodliwych, np. leków i trucizn, oraz usuwają azotowe produkty przemiany materii. Te ostatnie najczęściej usuwane są pod postacią amoniaku, kwasu moczowego lub mocznika.

a) Podaj nazwy dwóch różnych grup makrocząsteczek, z rozkładu których pochodzą wydalane przez zwierzęta związki azotowe.

b) Wyjaśnij, dlaczego synteza mocznika zachodzi w wątrobie. W odpowiedzi uwzględnij naczynie krwionośne, którym produkty rozkładu makrocząsteczek dostają się do wątroby oraz reakcję biochemiczną zachodzącą w tym narządzie i prowadzącą do powstania azotowego substratu cyklu mocznikowego.

c) Przyporządkuj umieszczonym w tabeli typom narządów wydalniczych wymienione gatunki zwierząt i rodzaj głównego wydalanego przez te zwierzęta metabolitu azotowego.

Gatunki zwierząt: pszczoła miodna, wypławek biały, nereida różnokolorowa, wrona siwa
Metabolity azotowe: amoniak, kwas moczowy, mocznik

Głównym produktem azotowej przemiany materii w organizmie człowieka jest wytwarzany w wątrobie mocznik, który – transportowany przez krew – jest ostatecznie wydalany przez nerki. Badanie poziomu mocznika we krwi wykorzystuje się w diagnozowaniu niektórych schorzeń.

a) Zaznacz schemat, który we właściwej kolejności przedstawia wybrane etapy drogi transportu mocznika przez układ krwionośny.

A. wątroba → żyła wrotna → żyła główna → prawy przedsionek serca → płucny obieg krwi → aorta → tętnica nerkowa → nerki
B. wątroba → żyła wątrobowa → żyła główna → lewy przedsionek serca → płucny obieg krwi → tętnica nerkowa → nerki
C. wątroba → żyła wątrobowa → żyła główna → prawy przedsionek serca → duży obieg krwi → aorta → żyła nerkowa → nerki
D. wątroba → żyła wątrobowa → żyła główna → prawy przedsionek serca → płucny obieg krwi → aorta → tętnica nerkowa → nerki

b) Określ, które z wymienionych przyczyn mogą podwyższyć, a które – obniżyć normalne stężenie mocznika we krwi. Wstaw w odpowiednie miejsca tabeli znak X.

Jedną z metod zapobiegania nawracającym infekcjom bakteryjnym jest stosowanie autoszczepionki, zwanej inaczej szczepionką własną. Zawiera ona martwe drobnoustroje odpowiedzialne za zakażenie, które mają pobudzić do działania układ odpornościowy chorego, od którego wcześniej pobrano wymaz. Najczęściej podaje się ją w formie podskórnych zastrzyków. Zwolennicy tej metody twierdzą, iż autoszczepionka, w odróżnieniu od kuracji antybiotykowej, nie powoduje niekorzystnych następstw w organizmie człowieka. Z kolei przeciwnicy przestrzegają przed możliwymi reakcjami alergicznymi.

Na podstawie: www. dooktor.pl [dostęp z dnia 10.12.2012]

a) Określ, czy autoszczepionka stymuluje w organizmie odporność swoistą, czy nieswoistą. Odpowiedź uzasadnij.
b) Wyjaśnij, na czym polega specyficzność w działaniu autoszczepionki.

Immunolodzy opracowali nową szczepionkę przeciwko malarii i postanowili sprawdzić jej skuteczność na myszach.
Do grupy badawczej zostało wybranych losowo 30 myszy rasy BALB/c. W dniu rozpoczęcia doświadczenia myszom z grupy badawczej podano dawkę szczepionki w postaci zastrzyku domięśniowego. Po trzech tygodniach myszy ponownie zaszczepiono (podając tak zwaną dawkę przypominającą), a po upływie kolejnego miesiąca zarażono je zarodźcem malarii. Następnie obserwowano stan zdrowia myszy.

a) Wybierz spośród podanych propozycji dwa prawidłowe sformułowania problemu badawczego i dwie prawidłowo sformułowane hipotezy.