Biologia — Maj 2026
Arkusz maturalny z biologii, poziom rozszerzony, sesja Maj 2026 (CKE), z pełnymi rozwiązaniami krok po kroku.
Maj 2026 · CKE
Zadanie 1.1
1 pktAlbumina to białko osocza krwi. Strukturę przestrzenną albuminy stabilizuje 17 mostków disiarczkowych. W poniższej tabeli przedstawiono skład albuminy (liczby reszt aminokwasowych).
| Aminokwas | Liczba reszt |
|---|---|
| alanina | 62 |
| arginina | 24 |
| asparagina | 17 |
| kwas asparaginowy | 36 |
| cysteina | 35 |
| glicyna | 12 |
| glutamina | 20 |
| kwas glutaminowy | 62 |
| histydyna | 16 |
| izoleucyna | 8 |
| leucyna | 61 |
| lizyna | 59 |
| metionina | 6 |
| fenyloalanina | 31 |
| prolina | 24 |
| seryna | 24 |
| treonina | 28 |
| tryptofan | 1 |
| tyrozyna | 18 |
| walina | 41 |
Głównymi funkcjami albuminy są regulowanie ciśnienia osmotycznego krwi, buforowanie pH krwi oraz transport długołańcuchowych kwasów tłuszczowych.
Uwzględniając skład albuminy, wykaż, że strukturę III-rzędową tego białka stabilizuje maksymalna możliwa do utworzenia liczba mostków disiarczkowych.
Rozwiązanie
Mostek disiarczkowy to wiązanie kowalencyjne, które powstaje między dwiema resztami cysteiny (dokładniej między ich grupami -SH), więc do utworzenia jednego mostka potrzeba zawsze dwóch reszt cysteiny — nigdy więcej i nigdy mniej.
Krok 1. Z tabeli odczytujemy, że w albuminie jest 35 reszt cysteiny.
Krok 2. Dzielimy tę liczbę na pary: . Oznacza to, że można utworzyć maksymalnie 17 pełnych par cystein, a jedna reszta cysteiny zostaje „bez partnera” i nie może utworzyć mostka.
Krok 3. Maksymalna liczba mostków disiarczkowych, jaką można zbudować z 35 reszt cysteiny, wynosi więc — czyli tyle, ile faktycznie stabilizuje strukturę III-rzędową albuminy (zgodnie z treścią zadania).
Odpowiedź: Ponieważ w albuminie jest 35 reszt cysteiny, a każdy mostek disiarczkowy wymaga dwóch reszt cysteiny, można utworzyć maksymalnie 17 par (35 : 2 = 17,5, więc jedna reszta pozostaje bez pary) — a to jest właśnie liczba mostków disiarczkowych rzeczywiście obecnych w tym białku. Tym samym wykorzystana jest maksymalna możliwa liczba mostków.
Zadanie 1.2
1 pktUzasadnij, że dzięki związaniu długołańcuchowych kwasów tłuszczowych przez albuminę możliwy staje się transport tych kwasów we krwi. W odpowiedzi uwzględnij rozpuszczalność albuminy oraz długołańcuchowych kwasów tłuszczowych w osoczu.
Rozwiązanie
Krok 1. Osocze krwi jest roztworem wodnym, a transportowana substancja musi w nim dobrze się rozpuszczać, aby mogła swobodnie krążyć wraz z krwią.
Krok 2. Długołańcuchowe kwasy tłuszczowe mają długi, niepolarny „ogon” węglowodorowy, dlatego są hydrofobowe i praktycznie nierozpuszczalne w wodnym osoczu — samodzielnie nie mogłyby więc być nim transportowane.
Krok 3. Albumina jest natomiast białkiem globularnym, dobrze rozpuszczalnym w osoczu (ma na powierzchni odpowiednio rozmieszczone grupy polarne).
Krok 4. Gdy kwas tłuszczowy przyłączy się do albuminy, powstały kompleks „albumina–kwas tłuszczowy” dziedziczy rozpuszczalność albuminy i jako całość jest rozpuszczalny w osoczu, mimo że sam kwas tłuszczowy nie jest.
Odpowiedź: Długołańcuchowe kwasy tłuszczowe są słabo rozpuszczalne w osoczu krwi, natomiast albumina jest w nim dobrze rozpuszczalna. Związanie się kwasu tłuszczowego z albuminą tworzy rozpuszczalny w osoczu kompleks, dzięki czemu kwas tłuszczowy może być transportowany we krwi.
Zadanie 2.1
1 pktU roślin występują dwa rodzaje fotosystemów: fotosystem I (PS I) oraz fotosystem II (PS II). Na schemacie przedstawiono centrum reakcji PS II, współdziałającego z enzymem rozszczepiającym wodę, oraz transfer elektronów w obrębie centrum reakcji PS II. Wzbudzona specjalna para cząsteczek chlorofilu przekazuje wysokoenergetyczne elektrony na plastochinon (Q), przenoszący elektrony na kolejne elementy fotosyntetycznego łańcucha transportu elektronów (zobacz rysunek).
Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.
PS II w komórkach miękiszu asymilacyjnego roślin jest zlokalizowany w

- A.
błonie komórkowej.
- B.
błonach tylakoidów.
- C.
zewnętrznej błonie otoczki chloroplastu.
- D.
wewnętrznej błonie otoczki chloroplastu.
Rozwiązanie
Krok 1. PS II jest kompleksem białkowo-barwnikowym uczestniczącym w fazie zależnej od światła fotosyntezy, a te reakcje zachodzą w błonach wewnętrznych chloroplastu — błonach tylakoidów — a nie w błonie komórkowej czy w błonach otoczki chloroplastu (te ostatnie służą głównie do transportu substancji między cytoplazmą a stromą).
Krok 2. Zewnętrzna i wewnętrzna błona otoczki chloroplastu nie zawierają fotosystemów — oddzielają one tylko chloroplast od cytoplazmy.
Odpowiedź: B.
Zadanie 2.2
1 pktWykaż, że funkcjonowanie PS II wymaga współdziałania centrum reakcji PS II z enzymem rozszczepiającym wodę.

Rozwiązanie
Krok 1. Gdy światło wzbudza specjalną parę cząsteczek chlorofilu w centrum reakcji PS II, cząsteczki te oddają elektrony (na plastochinon Q) i pozostają „naładowane dodatnio” — pozbawione elektronu.
Krok 2. Aby centrum reakcji mogło ponownie zadziałać (wzbudzić się i oddać kolejny elektron), musi odzyskać brakujący elektron — inaczej cały proces zatrzymałby się po jednym cyklu.
Krok 3. Właśnie tę „lukę elektronową” wypełniają elektrony pochodzące z rozszczepienia (fotolizy) wody, katalizowanego przez enzym rozszczepiający wodę: .
Odpowiedź: Centrum reakcji PS II po wybiciu elektronu przez światło musi uzupełnić brakujący elektron, aby mogło dalej funkcjonować. Elektrony te dostarcza enzym rozszczepiający wodę, rozkładając cząsteczki wody na elektrony, protony i tlen — bez tego procesu centrum reakcji PS II nie mogłoby działać w sposób ciągły.
Zadanie 2.3
1 pktUzupełnij zdania. Wybierz odpowiedź spośród oznaczonych literami A i B oraz odpowiedź spośród oznaczonych literami C i D.
W wyniku reakcji zachodzących podczas fazy fotosyntezy zależnej od światła elektrony z PS I są przenoszone na [A/B]. Produkt tej reakcji jest wykorzystywany podczas etapu [C/D] cyklu Calvina.

- A.
ADP
- B.
NADP+
- C.
redukcji
- D.
regeneracji
Rozwiązanie
Krok 1. W fazie zależnej od światła elektrony pochodzące z PS I trafiają na ostateczny akceptor tego fotosystemu, jakim jest NADP — jego redukcja prowadzi do powstania NADPH.
Krok 2. ADP nie jest akceptorem elektronów — powstaje ono w wyniku hydrolizy ATP, a nie w łańcuchu transportu elektronów, więc odpowiedź A (ADP) jest błędna.
Krok 3. NADPH, wytworzone w fazie zależnej od światła, jest wykorzystywane w cyklu Calvina jako reduktor w etapie redukcji 3-fosfoglicerynianu do aldehydu 3-fosfoglicerynowego — a więc w etapie redukcji, nie regeneracji (regeneracja to etap odtwarzania rybulozo-1,5-bisfosforanu, który zużywa ATP, nie NADPH).
Odpowiedź: B, C — elektrony z PS I są przenoszone na NADP (powstaje NADPH), które jest wykorzystywane podczas etapu redukcji cyklu Calvina.
Biologia
Poziom rozszerzony
Zadanie 3.1
1 pktHoryzontalny transfer genów (HTG) może się odbywać u bakterii na drodze koniugacji, transdukcji lub transformacji. W 1946 roku Lederberg i Tatum przeprowadzili eksperyment, który dostarczył dowodów na zachodzenie HTG między bakteriami. Badanie przeprowadzono na dwóch szczepach Escherichia coli – A i B: szczep A (Met− bio− Thr+ Leu+ thi+) nie miał zdolności do syntezy metioniny (Met) i biotyny (bio); szczep B (Met+ bio+ Thr− Leu− thi−) nie miał zdolności do syntezy treoniny (Thr), leucyny (Leu) i tiaminy (thi). Bakterie obu szczepów hodowano na pożywce pełnej, zarówno razem, jak i osobno (zobacz rysunek). Gdy bakterie przeniesiono na pożywkę minimalną (niezawierającą wyżej wymienionych aminokwasów i witamin), kolonie zostały utworzone wyłącznie przez część bakterii pochodzących z hodowli mieszanej.
Wyjaśnij, dlaczego w doświadczeniu Lederberga i Tatuma – po przeniesieniu bakterii na pożywkę minimalną – kolonie zostały utworzone wyłącznie przez bakterie pochodzące z hodowli mieszanej. W odpowiedzi uwzględnij następstwa HTG między szczepami A i B.

Rozwiązanie
Krok 1. Szczep A nie potrafi syntetyzować metioniny i biotyny, a szczep B nie potrafi syntetyzować treoniny, leucyny i tiaminy — hodowane osobno, żaden z nich nie przeżyje na pożywce minimalnej, bo każdemu brakuje innych niezbędnych związków.
Krok 2. Tylko w hodowli mieszanej bakterie obu szczepów miały fizyczny kontakt, co umożliwiło horyzontalny transfer genów (np. na drodze koniugacji) między nimi.
Krok 3. Dzięki HTG część bakterii uzyskała od drugiego szczepu geny, których wcześniej nie miała, i w efekcie zyskała zdolność do syntezy wszystkich potrzebnych aminokwasów i witamin (Met+ bio+ Thr+ Leu+ thi+).
Odpowiedź: Tylko w hodowli mieszanej doszło do horyzontalnego transferu genów między szczepami A i B, dzięki czemu niektóre bakterie uzyskały brakujące im wcześniej geny i zyskały możliwość syntezy wszystkich niezbędnych aminokwasów i witamin — tylko takie bakterie mogły przeżyć i utworzyć kolonie na pożywce minimalnej.
Zadanie 3.2
1 pktBernard Davis wykonał kolejne doświadczenie – założył hodowlę bakterii szczepów A i B w szklanej U-rurce z pożywką pełną, z filtrem między połówkami U-rurki (zobacz rysunek). Ten filtr przepuszczał w obie strony pożywkę wraz z rozpuszczonymi substancjami, ale nie przepuszczał bakterii. Hodowla była wolna od bakteriofagów. Gdy przeniesiono bakterie na pożywkę minimalną, nie odnotowano wzrostu kolonii.
Wyjaśnij, dlaczego w doświadczeniu Davisa nie zaszła wymiana informacji genetycznej między bakteriami szczepów A i B. W odpowiedzi uwzględnij wybrany mechanizm HTG.

Rozwiązanie
Krok 1. Filtr w U-rurce przepuszczał tylko pożywkę i rozpuszczone w niej substancje, ale zatrzymywał bakterie — komórki szczepu A i szczepu B nie mogły się więc ze sobą fizycznie zetknąć.
Krok 2. Koniugacja wymaga bezpośredniego kontaktu komórek (utworzenia mostka cytoplazmatycznego), więc bez kontaktu nie mogła zajść.
Krok 3. Ponieważ hodowla była wolna od bakteriofagów, nie mógł też zajść HTG na drodze transdukcji (do której niezbędny jest bakteriofag jako wektor przenoszący DNA).
Odpowiedź: Filtr fizycznie oddzielał bakterie szczepu A od bakterii szczepu B, uniemożliwiając ich kontakt niezbędny do koniugacji, a brak bakteriofagów w hodowli wykluczał zajście transdukcji — dlatego HTG między szczepami nie mógł zajść.
Zadanie 3.3
1 pktDokończ zdanie. Wybierz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie 1. albo 2.
Zachodzenie transdukcji można zweryfikować dzięki modyfikacji doświadczenia Davisa, polegającej na dodaniu do pożywki pełnej [A/B], a następnie na przeniesieniu bakterii na [1./2.].
Rozwiązanie
Krok 1. Transdukcja polega na przenoszeniu DNA bakteryjnego przez bakteriofagi. Aby sprawdzić, czy ten mechanizm może zachodzić w układzie z U-rurki, trzeba wprowadzić do pożywki bakteriofagi — a nie martwe bakterie (te nie są wektorem HTG).
Krok 2. Bakteriofagi są znacznie mniejsze niż bakterie, więc mogłyby przechodzić przez filtr, który zatrzymuje same bakterie — to właśnie umożliwiłoby przeniesienie DNA między połówkami U-rurki mimo izolacji bakterii.
Krok 3. Aby zweryfikować, czy doszło do HTG, tak jak w oryginalnym doświadczeniu, trzeba ostatecznie przenieść bakterie na pożywkę minimalną i sprawdzić, czy utworzą się kolonie.
Odpowiedź: A2 — należy dodać do pożywki pełnej bakteriofagi, które przechodziłyby przez filtr umieszczony w U-rurce, a następnie przenieść bakterie na pożywkę minimalną.
Zadanie 4.1
1 pktLinezolid należy do stosunkowo nowej grupy syntetycznych środków przeciwbakteryjnych. Wykazano, że jest on szczególnie skuteczny w walce z bakteriami Gram-dodatnimi oraz mało skuteczny wobec bakterii Gram-ujemnych. Zróżnicowana efektywność działania tego środka wynika m.in. z różnic w budowie ściany komórkowej obu grup bakterii. Linezolid łączy się z podjednostką 50S rybosomu, przez co staje się niemożliwe jej połączenie się z podjednostką 30S.
Wykaż, że działanie linezolidu – polegające na uniemożliwieniu połączenia się podjednostek rybosomu – wpływa negatywnie na funkcjonowanie bakterii.
Rozwiązanie
Krok 1. Rybosom bakteryjny (70S) składa się z dwóch podjednostek — 30S i 50S — które muszą się połączyć, aby powstał funkcjonalny rybosom zdolny do przeprowadzenia translacji.
Krok 2. Linezolid wiąże się z podjednostką 50S i blokuje jej połączenie z podjednostką 30S, więc funkcjonalne rybosomy w ogóle nie powstają.
Krok 3. Bez funkcjonalnych rybosomów w komórce bakteryjnej nie może zachodzić synteza białek (translacja), a białka są niezbędne do wzrostu, podziałów i podstawowego metabolizmu komórki.
Odpowiedź: Linezolid uniemożliwia połączenie podjednostek rybosomu (30S i 50S), przez co w komórce bakteryjnej nie powstają funkcjonalne rybosomy, a bez nich niemożliwa jest synteza białek — to poważnie zakłóca funkcjonowanie, a nawet uniemożliwia przeżycie bakterii.
Zadanie 4.2
1 pktOpisz różnicę w budowie bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych. W odpowiedzi odnieś się do budowy struktur otaczających komórkę u obu grup bakterii.
Rozwiązanie
Krok 1. Ściana komórkowa obu grup bakterii zbudowana jest z mureiny (peptydoglikanu), różni się jednak jej ilość: u bakterii Gram-dodatnich ściana jest znacznie grubsza — składa się z wielu (nawet 20–30) warstw mureiny.
Krok 2. U bakterii Gram-ujemnych ściana komórkowa jest cienka i zbudowana zwykle z jednej warstwy mureiny.
Krok 3. Dodatkowo tylko bakterie Gram-ujemne mają na zewnątrz ściany komórkowej dodatkową błonę zewnętrzną (zawierającą lipopolisacharyd, LPS), której bakterie Gram-dodatnie nie posiadają.
Odpowiedź: Bakterie Gram-dodatnie mają grubą ścianę komórkową zbudowaną z wielu warstw mureiny i nie mają błony zewnętrznej, natomiast bakterie Gram-ujemne mają cienką ścianę komórkową (jedna warstwa mureiny), otoczoną dodatkowo błoną zewnętrzną zawierającą lipopolisacharyd.
Biologia
Poziom rozszerzony
Zadanie 5.1
1 pktHigrofity to rośliny przystosowane do środowiska o wysokiej wilgotności powietrza i podłoża. Z powodu wysokiej wilgotności powietrza parowanie z powierzchni liści jest powolne. U higrofitów doszło do wykształcenia się licznych cech ułatwiających transpirację: fizjologicznych, morfologicznych i anatomicznych, np. komórki skórki są pokryte cienką warstwą kutikuli. Na zdjęciu mikroskopowym (A) oraz na schemacie (B) przedstawiono anatomię blaszki liściowej higrofitu Ruellia portellae (zobacz rysunek).
Oceń, które z poniższych cech budowy liści R. portellae ułatwiają transpirację przez zwiększenie powierzchni blaszki liściowej. Wybierz T, jeśli cecha ułatwia transpirację, albo N – jeśli nie ułatwia transpiracji.
| Stwierdzenie | T | N |
|---|---|---|
| Obecność żywych włosków. | ||
| Brodawkowate uwypuklenia komórek skórki. |

Rozwiązanie
Cecha 1. Obecność żywych włosków. Włoski (trichomy) na powierzchni skórki zwiększają rzeczywistą powierzchnię kontaktu tkanki z powietrzem, a więc zwiększają powierzchnię, z której może zachodzić parowanie wody — ułatwiają transpirację. Odpowiedź: T.
Cecha 2. Brodawkowate uwypuklenia komórek skórki. Podobnie jak włoski, uwypuklenia (brodawki) komórek skórki zwiększają powierzchnię zewnętrzną blaszki liściowej w porównaniu z płaską powierzchnią, przez co dodatkowo zwiększają możliwą powierzchnię parowania. Odpowiedź: T.
Odpowiedź: T, T.
Zadanie 5.2
1 pktRozstrzygnij, czy u higrofitów występowanie cech ułatwiających transpirację z powierzchni liści jest przyczyną spowolnienia, czy – przyśpieszenia przepływu wody w drewnie roślin. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do mechanizmu transportu wody w roślinie.

Rozwiązanie
Krok 1. Transport wody w roślinie odbywa się głównie dzięki mechanizmowi transpiracyjno-kohezyjnemu: parowanie wody z komórek miękiszu liścia (transpiracja) obniża w nich potencjał wody.
Krok 2. Obniżenie potencjału wody w liściu wytwarza siłę ssącą, która „zasysa” wodę z ksylemu (naczyń drewna) — a ponieważ słup wody w naczyniach jest spójny dzięki siłom kohezji między cząsteczkami wody, cały słup wody jest podciągany od korzeni, przez łodygę, aż do liści.
Krok 3. Skoro cechy higrofitów ułatwiają (przyśpieszają) transpirację, to tym samym silniej obniżają potencjał wody w liściach i wytwarzają silniejszą siłę ssącą — a to przyśpiesza, nie spowalnia, przepływ wody w drewnie.
Rozstrzygnięcie: Przyśpiesza.
Uzasadnienie: Ułatwiona transpiracja obniża potencjał wody w komórkach liścia, co wytwarza silniejszą siłę ssącą działającą na wodę w ksylemie; ponieważ słup wody w naczyniach jest spójny dzięki kohezji, silniejsza siła ssąca przyśpiesza przepływ wody w drewnie.
Zadanie 6.1
1 pktAby określić wpływ fotosyntezy i oddychania komórkowego na bilans węgla w roślinach, przeprowadzono doświadczenie: na trzech szalkach wysiano po 1,5 g nasion rzodkiewki. Nasiona z grupy 1. umieszczono na suchym podłożu i nie podlewano ich, a nasiona z grup 2. i 3. umieszczono na wilgotnym podłożu i podlewano w miarę potrzeby; nasiona z grup 1. i 2. oświetlano, a nasiona z grupy 3. trzymano w ciemności. Nasiona wykiełkowały jedynie w grupach 2. i 3. Po 10 dniach materiał roślinny wysuszono i określono zawartość suchej masy: grupa 1. – 1,46 g; grupa 2. – 1,63 g; grupa 3. – 1,20 g.
Wyjaśnij, dlaczego w grupie 1. nasiona rzodkiewki nie wykiełkowały.
Rozwiązanie
Krok 1. Nasiona grupy 1. znajdowały się na suchym podłożu i nie były podlewane — nie miały więc dostępu do wody.
Krok 2. Woda jest niezbędna do rozpoczęcia kiełkowania: umożliwia pęcznienie (imbibicję) nasion, przerwanie ich spoczynku oraz uruchomienie procesów metabolicznych (w tym oddychania komórkowego) potrzebnych do wzrostu zarodka.
Krok 3. Ponieważ w grupie 1. woda była niedostępna, żaden z tych procesów nie mógł się rozpocząć, więc nasiona pozostały w spoczynku i nie wykiełkowały.
Odpowiedź: Nasiona z grupy 1. nie miały dostępu do wody, a woda jest niezbędna do przerwania spoczynku nasion i uruchomienia procesów metabolicznych prowadzących do kiełkowania — bez niej kiełkowanie nie mogło się rozpocząć.
Zadanie 6.2
1 pktUzasadnij, że w celu prawidłowego oszacowania bilansu węgla w roślinach należało w ostatnim dniu trwania doświadczenia wykonać pomiar suchej, a nie – świeżej, masy nasion lub siewek.
Rozwiązanie
Krok 1. Świeża masa materiału roślinnego to suma masy wody i masy związków organicznych (w tym związków węgla).
Krok 2. Nasiona i siewki w różnych grupach doświadczenia pobierały różne (i nieznane) ilości wody — w grupach z dostępem do wody zawartość wody była wyższa i zmienna, a w grupie bez wody praktycznie się nie zmieniała.
Krok 3. Skoro nie wiadomo, jaka część świeżej masy to woda, porównywanie świeżych mas nie pozwoliłoby wiarygodnie ocenić, ile faktycznie przybyło (lub ubyło) związków organicznych zawierających węgiel — różnice w wodzie zaburzyłyby wynik.
Krok 4. Wysuszenie materiału usuwa wodę, dzięki czemu sucha masa odzwierciedla wyłącznie zawartość związków organicznych, a różnice suchych mas między grupami można wiarygodnie przypisać procesom metabolicznym (fotosyntezie i oddychaniu), a nie różnicom w nawodnieniu.
Odpowiedź: Ponieważ nasiona i siewki w różnych grupach pobierały różne, nieokreślone ilości wody, pomiar świeżej masy byłby zaburzony przez tę zmienną zawartość wody. Tylko sucha masa (po usunięciu wody) pozwala wiarygodnie ocenić zawartość związków organicznych, a więc prawidłowo oszacować bilans węgla.
Zadanie 6.3
1 pktRozstrzygnij, z którą grupą – 1. czy 3. – należy porównać wyniki pomiaru suchej masy uzyskane w grupie 2., aby określić łączny wpływ fotosyntezy i oddychania komórkowego na bilans węgla w grupie 2. Odpowiedź uzasadnij.
Rozwiązanie
Krok 1. Aby ocenić łączny wpływ fotosyntezy i oddychania na bilans węgla w grupie 2., potrzebny jest punkt odniesienia pokazujący, ile związków organicznych było w nasionach na samym początku, zanim zaszły jakiekolwiek intensywne procesy metaboliczne.
Krok 2. W grupie 1. (bez wody) nasiona nie wykiełkowały i pozostały w spoczynku — nie zachodziła w nich ani fotosynteza, ani (w istotnym stopniu) oddychanie komórkowe, więc ich sucha masa odpowiada praktycznie niezmienionej, wyjściowej zawartości związków organicznych.
Krok 3. Grupa 3. natomiast wykiełkowała i rosła (choć w ciemności, więc bez fotosyntezy) — u niej zachodziło już oddychanie komórkowe, zużywające związki organiczne, więc nie jest odpowiednim punktem odniesienia dla stanu „wyjściowego”.
Rozstrzygnięcie: Z grupą 1.
Uzasadnienie: W grupie 1. nasiona nie wykiełkowały i praktycznie nie zachodziły w nich procesy metaboliczne (ani fotosynteza, ani istotne oddychanie), dlatego ich sucha masa stanowi wiarygodny punkt odniesienia — pokazuje wyjściową zawartość związków organicznych, z którą można porównać grupę 2., aby ocenić łączny efekt fotosyntezy i oddychania.
Biologia
Poziom rozszerzony
Zadanie 6.4
1 pktWykaż, że podczas trwania doświadczenia u roślin z grupy 2. zachodziła fotosynteza.
Rozwiązanie
Krok 1. Grupa 2. miała dostęp do wody i światła, ale sama dostępność tych czynników nie dowodzi jeszcze, że fotosynteza faktycznie zaszła — trzeba to wykazać na podstawie wyniku doświadczenia.
Krok 2. Sucha masa w grupie 2. wzrosła w trakcie doświadczenia (z 1,5 g materiału wyjściowego do 1,63 g), czyli przybyło związków organicznych zawierających węgiel.
Krok 3. Jedynym procesem, który mógł spowodować przyrost (a nie tylko zużycie) związków organicznych zbudowanych z węgla, jest fotosynteza — asymilacja dwutlenku węgla z otoczenia i wbudowanie go w nowe związki organiczne.
Odpowiedź: Sucha masa roślin z grupy 2. wzrosła w czasie trwania doświadczenia (do 1,63 g), co świadczy o przyroście związków organicznych. Taki przyrost mógł nastąpić tylko dzięki asymilacji CO2 w procesie fotosyntezy, co dowodzi, że fotosynteza w tej grupie zachodziła.
Zadanie 6.5
1 pktOceń, czy podczas trwania doświadczenia u roślin z grup 2. i 3. zachodziło oddychanie komórkowe. Wybierz T, jeśli ten proces zachodził, albo N – jeśli nie zachodził.
| Stwierdzenie | T | N |
|---|---|---|
| Grupa | ||
| Grupa 3. |
Rozwiązanie
Grupa 2. Nasiona w tej grupie wykiełkowały i rosły — a każda żywa, aktywna metabolicznie komórka roślinna (niezależnie od obecności światła) prowadzi oddychanie komórkowe, dostarczające jej energii w postaci ATP. Odpowiedź: T.
Grupa 3. Nasiona z tej grupy również wykiełkowały (mimo braku światła), co wymagało energii z oddychania komórkowego — brak światła wyklucza jedynie fotosyntezę, a nie oddychanie. Odpowiedź: T.
Odpowiedź: T, T.
Zadanie 7.1
1 pktNa zdjęciu mikroskopowym przedstawiono fragment przekroju poprzecznego pewnego organu roślinnego, z zaznaczonym walcem osiowym oraz tkankami przewodzącymi I i II i perycyklem (zobacz rysunek).
Dokończ zdanie. Wybierz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie 1. albo 2.
Na zdjęciu przedstawiono przekrój poprzeczny przez [łodygę/korzeń], na co wskazuje [naprzeciwległy/naprzemianległy] układ tkanek przewodzących.

Rozwiązanie
Krok 1. Na zdjęciu widoczny jest wyraźnie wyodrębniony walec osiowy otoczony perycyklem, a wiązki tkanki przewodzącej I (łyko) i tkanki przewodzącej II (drewno) są ułożone promieniście, na przemian wokół centrum — a nie w odrębnych, współśrodkowych wiązkach naprzeciwległych.
Krok 2. Taki naprzemianległy (radialny) układ tkanek przewodzących, z wyraźnym perycyklem otaczającym walec osiowy, jest charakterystyczny dla pierwotnej budowy anatomicznej korzenia, a nie łodygi (w łodydze wiązki przewodzące — z łykiem i drewnem naprzeciwległym względem siebie w tej samej wiązce — są rozmieszczone obwodowo, bez centralnego walca osiowego w takiej postaci).
Odpowiedź: B2 — jest to przekrój przez korzeń, na co wskazuje naprzemianległy układ tkanek przewodzących.
Zadanie 7.2
1 pktPodaj nazwy tkanek przewodzących oznaczonych na zdjęciu mikroskopowym numerami I i II.

Rozwiązanie
Krok 1. W korzeniu pierwotnym tkanki przewodzące różnią się wyraźnie wyglądem komórek: elementy drewna (ksylemu) mają silnie zlignifikowane, szerokie, zabarwiające się intensywnie ściany, a elementy łyka (floemu) są drobniejsze i słabiej wybarwione.
Krok 2. Tkanka oznaczona numerem I (mniej intensywnie wybarwiona, drobnokomórkowa) to łyko (floem pierwotny), a tkanka oznaczona numerem II (komórki z wyraźnie zaznaczonymi, szerokimi, silnie wybarwionymi ścianami) to drewno (ksylem pierwotny / metaksylem).
Odpowiedź: I. łyko (floem pierwotny); II. drewno (ksylem pierwotny / metaksylem).
Zadanie 8.1
1 pktToksoplazmoza to występująca u człowieka choroba odzwierzęca wywoływana przez Toxoplasma gondii – jednokomórkowego protista o haploidalnej formie troficznej oraz o mejozie zachodzącej tuż po zapłodnieniu. T. gondii jest organizmem dwużywicielskim: żywicielami ostatecznymi są wyłącznie kotowate, natomiast do żywicieli pośrednich należą niektóre ptaki oraz ssaki. Człowiek może być przygodnym żywicielem tego pasożyta. U człowieka pasożyt potrafi przekraczać barierę krew – łożysko.
Oceń prawdziwość stwierdzenia: W organizmie człowieka T. gondii wytwarza gamety na drodze podziałów mitotycznych. Wpisz odpowiedź wybraną spośród podanych w nawiasie (prawda / fałsz). Odpowiedź uzasadnij.
Rozwiązanie
Krok 1. Rozmnażanie płciowe (a więc i wytwarzanie gamet oraz zachodzenie mejozy) u T. gondii odbywa się wyłącznie w organizmie żywiciela ostatecznego, czyli w organizmie kotowatych.
Krok 2. Człowiek jest jedynie żywicielem pośrednim (a nawet przygodnym) tego pasożyta — u żywicieli pośrednich pasożyt rozmnaża się wyłącznie bezpłciowo, na drodze podziałów mitotycznych, i nie wytwarza gamet.
Krok 3. Stwierdzenie mówi, że w organizmie człowieka T. gondii wytwarza gamety (na drodze mitozy) — to jest nieprawdziwe, bo w organizmie człowieka gamety w ogóle nie są wytwarzane.
Ocena stwierdzenia: Fałsz.
Uzasadnienie: W organizmie człowieka, będącego żywicielem pośrednim (przygodnym) T. gondii, pasożyt nie wytwarza gamet i nie rozmnaża się płciowo — dzieli się wyłącznie mitotycznie. Rozmnażanie płciowe z wytwarzaniem gamet zachodzi tylko w organizmie kotowatych, będących żywicielem ostatecznym.
Biologia
Poziom rozszerzony
Zadanie 8.2
1 pktOceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących zasad profilaktyki toksoplazmozy. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|
| Należy przestrzegać zasad higieny w kontaktach z kotami. | ||
| Należy unikać spożywania surowego lub niedogotowanego mięsa (np. wołowego). |
Rozwiązanie
Stwierdzenie 1. Koty (żywiciel ostateczny) wydalają w kale postacie inwazyjne pasożyta (oocysty), dlatego zachowanie higieny w kontaktach z kotami (np. mycie rąk po kontakcie z kuwetą) rzeczywiście ogranicza ryzyko zarażenia. Stwierdzenie jest prawdziwe (P).
Stwierdzenie 2. Mięso zwierząt będących żywicielami pośrednimi (np. wołowe) może zawierać formy przetrwalnikowe pasożyta (cysty tkankowe); spożycie surowego lub niedogotowanego mięsa jest jedną z głównych dróg zarażenia człowieka, dlatego należy tego unikać. Stwierdzenie jest prawdziwe (P).
Odpowiedź: P, P.
Zadanie 8.3
1 pktRozstrzygnij, czy zgodnie z zasadami profilaktyki kobiety w ciąży powinny unikać kontaktu z osobami chorującymi na toksoplazmozę. Odpowiedź uzasadnij.
Rozwiązanie
Krok 1. Toksoplazmoza jest szczególnie niebezpieczna dla płodu, jeśli zarazi się nią kobieta w ciąży, dlatego intuicyjnie mogłoby się wydawać, że należy unikać kontaktu z chorymi.
Krok 2. Trzeba jednak rozważyć, jak faktycznie przenosi się ten pasożyt: głównymi drogami zarażenia człowieka są spożycie surowego/niedogotowanego mięsa zawierającego cysty tkankowe oraz kontakt z odchodami kotów (żywiciela ostatecznego) zawierającymi oocysty — a nie zwykły kontakt z drugim, zarażonym człowiekiem.
Krok 3. Toksoplazmoza nie jest chorobą zakaźną przenoszoną drogą kropelkową ani przez codzienny kontakt (np. podanie ręki) z innym człowiekiem, więc unikanie kontaktu z chorymi osobami nie jest uzasadnioną zasadą profilaktyki.
Rozstrzygnięcie: Nie, nie powinny.
Uzasadnienie: Toksoplazmozą nie można się zarazić przez zwykły kontakt z drugim człowiekiem (np. podanie ręki) — źródłem zarażenia jest spożycie surowego/niedogotowanego mięsa lub kontakt z odchodami kotów, a nie kontakt z chorym człowiekiem, dlatego unikanie takich osób nie chroni przed chorobą.
Zadanie 9
1 pktNa rysunku przedstawiono kości obręczy kończyn górnych człowieka widziane od tyłu (pominięto kości szkieletu osiowego oraz kości części wolnej kończyn górnych). Podaj nazwy kości oznaczonych na rysunku literami X i Y.

Rozwiązanie
Krok 1. Obręcz kończyny górnej u człowieka tworzą dwie kości: obojczyk i łopatka.
Krok 2. Kość X to długa, esowato wygięta kość leżąca w górnej części obręczy, łącząca łopatkę z mostkiem — to obojczyk.
Krok 3. Kość Y to płaska, trójkątna kość leżąca na tylnej powierzchni klatki piersiowej — to łopatka.
Odpowiedź: Kość X — obojczyk (clavicula); kość Y — łopatka (scapula).
Zadanie 10
1 pktUzupełnij zdanie. Wybierz odpowiedź spośród oznaczonych literami A i B oraz odpowiedź spośród oznaczonych literami C i D.
Głównym azotowym produktem metabolizmu białek u ssaków jest [A/B], którego synteza odbywa się w komórkach [C/D].
- A.
mocznik
- B.
kwas moczowy
- C.
nerek
- D.
wątroby
Rozwiązanie
Krok 1. U ssaków toksyczny amoniak powstający przy rozkładzie aminokwasów jest przekształcany w mniej toksyczny i lepiej rozpuszczalny mocznik (kwas moczowy jest natomiast głównym produktem azotowym u ptaków i gadów, a nie ssaków).
Krok 2. Synteza mocznika (cykl mocznikowy) zachodzi w komórkach wątroby, skąd mocznik jest następnie transportowany krwią do nerek i wydalany z moczem — nerki go tylko wydalają, a nie syntetyzują.
Odpowiedź: A, D — głównym azotowym produktem metabolizmu białek u ssaków jest mocznik, którego synteza odbywa się w komórkach wątroby.
Zadanie 11.1
1 pktPowstawanie potencjału czynnościowego jest regulowane przez zmianę przepuszczalności błony neuronu dla jonów Na+ i K+. Na wykresie przedstawiono mechanizm tego procesu (zobacz rysunek).
Uzupełnij zdanie. Wybierz odpowiedź spośród oznaczonych literami A i B oraz odpowiedź spośród oznaczonych literami C i D.
Stymulacja neuronu jest przyczyną [A/B] przepuszczalności błony komórkowej dla Na+, co prowadzi do [C/D] błony komórkowej.

- A.
wzrostu
- B.
spadku
- C.
hiperpolaryzacji
- D.
depolaryzacji
Rozwiązanie
Krok 1. Z wykresu widać, że po zadziałaniu stymulacji przepuszczalność błony dla Na+ (różowa linia) wyraźnie i szybko rośnie — a nie spada.
Krok 2. Wzrost przepuszczalności dla Na+ oznacza, że dodatnio naładowane jony sodu napływają do komórki, co zmienia potencjał błonowy z ujemnego na dodatni (widoczny szybki wzrost potencjału błonowego na wykresie, z −70 mV do wartości dodatnich) — to właśnie depolaryzacja, a nie hiperpolaryzacja (która oznaczałaby jeszcze bardziej ujemny potencjał).
Odpowiedź: A, D — stymulacja neuronu jest przyczyną wzrostu przepuszczalności błony komórkowej dla Na+, co prowadzi do depolaryzacji błony komórkowej.
Biologia
Poziom rozszerzony
Zadanie 11.2
1 pktOceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących powstawania potencjału czynnościowego. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|
| Kanały potasowe otwierają się po kanałach sodowych, dzięki czemu jony K+ wypływają z komórki. | ||
| Podczas czynności neuronu kanały potasowe pozostają otwarte dłużej niż kanały sodowe. |

Rozwiązanie
Stwierdzenie 1. Z wykresu wynika, że przepuszczalność dla Na+ (kanały sodowe) rośnie najpierw i bardzo szybko, a przepuszczalność dla K+ (kanały potasowe) rośnie z opóźnieniem, osiągając maksimum dopiero, gdy przepuszczalność dla Na+ już spada. Otwarcie kanałów potasowych umożliwia wypływ jonów K+ z komórki (zgodnie z gradientem stężeń), co przywraca ujemny potencjał błonowy. Stwierdzenie jest prawdziwe (P).
Stwierdzenie 2. Z wykresu widać, że krzywa przepuszczalności dla K+ (niebieska) pozostaje podwyższona i wraca do wartości wyjściowej znacznie później (dłużej) niż krzywa przepuszczalności dla Na+ (różowa), która narasta i opada bardzo szybko, w krótkim czasie. Stwierdzenie jest prawdziwe (P).
Odpowiedź: P, P.
Zadanie 12.1
1 pktRyby chrzęstnoszkieletowe gromadzą we krwi duże ilości mocznika. Ważnym składnikiem krwi tych ryb jest też tlenek trimetyloaminy (TMAO). Przedstawiono wyniki symulacji komputerowych wpływu wysokiej temperatury, mocznika (8 mol·dm⁻³) oraz TMAO (1 mol·dm⁻³, 4 mol·dm⁻³) na strukturę przestrzenną białka – inhibitora chymotrypsyny 2 (CI2) (zobacz rysunek).
Na podstawie przedstawionych wyników symulacji oceń, czy w warunkach podanych w poniższej tabeli dochodzi do denaturacji CI2. Wybierz T, jeśli dochodzi do denaturacji, albo N – jeśli do niej nie dochodzi.
| Stwierdzenie | T | N |
|---|---|---|
| Temperatura 60°C przy stężeniu TMAO równym 4 mol·dm⁻³, bez mocznika. | ||
| Temperatura 60°C przy stężeniu mocznika równym 8 mol·dm⁻³, bez TMAO. |

Rozwiązanie
Warunek 1. (60°C, TMAO 4 mol·dm⁻³, bez mocznika). Na obrazku struktury białka w tych warunkach („TMAO, 4 mol·dm⁻³, 60°C”) widoczna jest struktura bardzo podobna do struktury krystalicznej (natywnej) — z zachowaną helisą i strukturą harmonijki (β), co oznacza, że białko zachowało swoją prawidłową strukturę przestrzenną. Odpowiedź: N (nie dochodzi do denaturacji).
Warunek 2. (60°C, mocznik 8 mol·dm⁻³, bez TMAO). Na obrazku struktury białka w tych warunkach („mocznik, 8 mol·dm⁻³, 60°C”) widać wyraźnie zmienioną, rozwiniętą strukturę — helisa i harmonijka są zniekształcone/rozplecione w porównaniu do struktury natywnej. Oznacza to utratę prawidłowej struktury przestrzennej. Odpowiedź: T (dochodzi do denaturacji).
Odpowiedź: N, T.
Zadanie 12.2
1 pktSformułuj wniosek dotyczący wpływu TMAO na strukturę przestrzenną CI2 poddawanego działaniu mocznika o stężeniu 8 mol·dm⁻³.

Rozwiązanie
Krok 1. Struktura CI2 poddanego działaniu samego mocznika (8 mol·dm⁻³, 60°C) jest silnie zdenaturowana (rozwinięta).
Krok 2. Struktura CI2 poddanego jednoczesnemu działaniu mocznika (8 mol·dm⁻³) i TMAO (4 mol·dm⁻³) w tej samej temperaturze (60°C) jest natomiast bardzo zbliżona do struktury natywnej (krystalicznej) — helisa i harmonijka są zachowane.
Krok 3. Oznacza to, że obecność TMAO ogranicza (zapobiega) denaturujące działanie mocznika na to białko.
Wniosek: TMAO chroni białko CI2 przed denaturującym działaniem mocznika (ogranicza/zapobiega utracie jego prawidłowej struktury przestrzennej wywołanej przez mocznik).
Zadanie 12.3
1 pktObecność TMAO potwierdzono także w tkance mięśniowej wielu ryb kostno- i chrzęstnoszkieletowych. Na wykresie przedstawiono wyniki pomiaru zawartości TMAO w tkance mięśniowej ryb morskich żyjących na różnych głębokościach (zobacz rysunek).
Sformułuj wniosek dotyczący zależności między głębokością występowania ryb a zawartością TMAO w ich tkance mięśniowej. W odpowiedzi odnieś się do obu grup ryb.

Rozwiązanie
Krok 1. Na wykresie widoczne są dwie linie trendu — dla ryb chrzęstnoszkieletowych i dla ryb kostnoszkieletowych — obie wznoszące się w prawo, w stronę większych głębokości.
Krok 2. W obu grupach ryb punkty (i linie trendu) pokazują, że im większa głębokość występowania, tym wyższa zawartość TMAO w tkance mięśniowej — zależność jest więc dodatnia w obu grupach.
Wniosek: U ryb zarówno kostnoszkieletowych, jak i chrzęstnoszkieletowych zawartość TMAO w tkance mięśniowej wzrasta wraz z głębokością występowania tych ryb (przy czym na tej samej głębokości ryby chrzęstnoszkieletowe mają wyższą zawartość TMAO niż kostnoszkieletowe).
Zadanie 12.4
1 pktOceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących osmoregulacji ryb chrzęstnoszkieletowych. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|
| Dzięki gromadzeniu się mocznika we krwi płyny ustrojowe tych ryb są w przybliżeniu izotoniczne względem wody morskiej. | ||
| Dzięki gromadzeniu się mocznika we krwi te ryby nie są narażone na nadmierny osmotyczny odpływ wody. |
Rozwiązanie
Stwierdzenie 1. Z treści wynika, że całkowite stężenie osmotyczne krwi ryb chrzęstnoszkieletowych (dzięki mocznikowi) jest w przybliżeniu równe stężeniu wody morskiej — a to właśnie znaczy, że płyny ustrojowe tych ryb są w przybliżeniu izotoniczne względem wody morskiej. Stwierdzenie jest prawdziwe (P).
Stwierdzenie 2. Skoro płyny ustrojowe tych ryb są izotoniczne (lub nawet hipertoniczne) względem otaczającej wody morskiej, nie występuje duża różnica stężeń, która wywoływałaby osmotyczny odpływ wody z organizmu do bardziej zasolonego środowiska — mocznik chroni więc te ryby przed nadmierną utratą wody. Stwierdzenie jest prawdziwe (P).
Odpowiedź: P, P.
Biologia
Poziom rozszerzony
Zadanie 13.1
1 pktNiewielkie jaszczurki z rodzaju Anolis, w sytuacji zagrożenia chowają się pod powierzchnią wody. Anolis aquaticus pozostaje zanurzony nawet przez kilkanaście minut — w przedniej części głowy powstaje bańka wydychanego powietrza (zobacz rysunek). Postawiono hipotezę, że jaszczurki korzystają z tlenu znajdującego się w wydychanym powietrzu. Przedstawiono wykres I (pomiary pO2 w bańce na głowie jaszczurki) oraz wykres II (pomiary pO2 w bańce wytwarzanej mechanicznie strzykawką) (zobacz rysunek).
Określ, jakie znaczenie dla poprawnej interpretacji wyników doświadczenia w próbie badawczej (wykres I) miało wykonanie pomiarów pO2 w próbie kontrolnej – w bańce powietrza mechanicznie wytwarzanej pod powierzchnią wody przy użyciu strzykawki (wykres II).

Rozwiązanie
Krok 1. Sama obserwacja spadku pO2 w bańce na głowie jaszczurki (wykres I) nie wystarcza, by wnioskować, że to jaszczurka pobiera z niej tlen — spadek mógłby też wynikać z czysto fizycznych procesów, np. z dyfuzji (ucieczki) tlenu z bańki do otaczającej wody.
Krok 2. Próba kontrolna (wykres II) pokazuje zmiany pO2 w identycznej bańce powietrza, ale wytworzonej mechanicznie, bez udziału żywego zwierzęcia — jeżeli w tej bańce pO2 pozostaje w przybliżeniu stałe, to wyklucza to fizyczną ucieczkę tlenu jako przyczynę spadku obserwowanego w próbie badawczej.
Krok 3. Dzięki temu porównaniu można stwierdzić, że spadek pO2 zaobserwowany w próbie badawczej wynika z procesów fizjologicznych zachodzących u jaszczurki (pobierania tlenu), a nie z samoistnej ucieczki tlenu z bańki.
Odpowiedź: Próba kontrolna pozwoliła wykluczyć, że obserwowany spadek pO2 w bańce na głowie jaszczurki wynika z samoistnej dyfuzji tlenu z bańki do wody, a nie z procesów fizjologicznych zachodzących u zwierzęcia — stanowi ona poziom odniesienia, z którym porównuje się wyniki próby badawczej.
Zadanie 13.2
1 pktRozstrzygnij, czy wyniki doświadczenia potwierdziły postawioną hipotezę. Wpisz odpowiedź wybraną spośród podanych w nawiasie (tak / nie). Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do wyników uzyskanych w próbie badawczej oraz w próbie kontrolnej.

Rozwiązanie
Krok 1. W próbie badawczej (wykres I) pO2 w bańce na głowie jaszczurki systematycznie spada w czasie — od wartości bliskiej średniemu pO2 powietrza atmosferycznego do wartości znacznie niższych.
Krok 2. W próbie kontrolnej (wykres II) pO2 w mechanicznie wytworzonej bańce pozostaje w przybliżeniu stałe (nie spada) przez cały czas pomiaru — a to wyklucza, że spadek w próbie badawczej wynika z fizycznej ucieczki tlenu z bańki.
Krok 3. Skoro tlen ubywa z bańki tylko wtedy, gdy bańka znajduje się na głowie żywej jaszczurki, a nie ubywa w warunkach kontrolnych, to jaszczurka musi aktywnie pobierać (zużywać) ten tlen — co potwierdza postawioną hipotezę.
Rozstrzygnięcie: Tak.
Uzasadnienie: W próbie badawczej pO2 w bańce znajdującej się na głowie jaszczurki wyraźnie spada w czasie, natomiast w próbie kontrolnej (bańka wytworzona mechanicznie) pO2 pozostaje w przybliżeniu stałe. Oznacza to, że spadek zawartości tlenu w próbie badawczej nie jest efektem fizycznym, lecz wynika z pobierania tego tlenu przez jaszczurkę — co potwierdza hipotezę, że A. aquaticus korzysta z tlenu zgromadzonego w bańce wydychanego powietrza.
Zadanie 14.1
1 pktNaturalny receptor limfocytów T rozpoznaje antygeny peptydowe prezentowane przez cząsteczki MHC. Komórki nowotworowe mają często obniżoną ilość białek MHC. Terapia CAR-T polega na modyfikacji genetycznej limfocytów T pacjenta tak, aby wytwarzały chimeryczny receptor antygenowy (CAR), rozpoznający specyficzne białka na powierzchni komórek nowotworowych, niezależnie od MHC. Antygeny nowotworowe dzieli się na specyficzne (tylko na komórkach nowotworowych) i niespecyficzne (także na komórkach zdrowych) (zobacz rysunek).
Uzasadnij, że w terapii CAR-T nie należy stosować receptorów CAR rozpoznających niespecyficzne antygeny nowotworowe.

Rozwiązanie
Krok 1. Antygeny niespecyficzne występują zarówno na komórkach nowotworowych, jak i na zdrowych komórkach organizmu.
Krok 2. CAR-T rozpoznają i atakują każdą komórkę niosącą docelowy antygen, niezależnie od tego, czy jest ona nowotworowa, czy zdrowa.
Krok 3. Gdyby receptor CAR rozpoznawał antygen niespecyficzny, komórki CAR-T niszczyłyby również zdrowe komórki organizmu noszące ten sam antygen — terapia byłaby wtedy szkodliwa, podobna do choroby autoimmunizacyjnej.
Odpowiedź: Receptory CAR rozpoznające antygeny niespecyficzne prowadziłyby do niszczenia przez limfocyty CAR-T nie tylko komórek nowotworowych, ale też zdrowych komórek organizmu, na których powierzchni te same antygeny również występują — dlatego stosuje się receptory rozpoznające antygeny specyficzne, obecne wyłącznie na komórkach nowotworowych.
Zadanie 14.2
1 pktWyjaśnij, dlaczego zmodyfikowane limfocyty T (CAR-T) mają większe szanse na zniszczenie komórki nowotworowej niż fizjologiczne limfocyty T. W odpowiedzi odnieś się do funkcji MHC w rozwoju odpowiedzi immunologicznej.

Rozwiązanie
Krok 1. Fizjologiczne limfocyty T rozpoznają antygen tylko wtedy, gdy jest on prezentowany na powierzchni komórki przez cząsteczki MHC — bez MHC nie dochodzi do aktywacji limfocytu T.
Krok 2. Komórki nowotworowe często mają obniżoną ilość MHC na powierzchni, dlatego fizjologiczne limfocyty T mają utrudnione rozpoznanie i eliminację takich komórek.
Krok 3. CAR-T mają natomiast receptor (CAR), który wiąże antygen komórki nowotworowej bezpośrednio, w sposób całkowicie niezależny od obecności MHC.
Odpowiedź: Fizjologiczne limfocyty T potrzebują do rozpoznania antygenu jego prezentacji przez cząsteczki MHC, których ilość na komórkach nowotworowych jest często obniżona, co ogranicza skuteczność takich limfocytów. CAR-T rozpoznają antygeny komórek nowotworowych bezpośrednio, niezależnie od obecności MHC, dlatego skuteczniej niszczą komórki nowotworowe, nawet o obniżonej ekspresji MHC.
Zadanie 14.3
2 pktWyjaśnij, dlaczego w przypadku terapii CAR-T z użyciem retrowirusów otrzymuje się limfocyty T z wyższą zawartością receptora CAR w porównaniu do terapii CAR-T z użyciem elektroporacji. W odpowiedzi uwzględnij mechanizmy ekspresji informacji genetycznej w obu metodach.

Rozwiązanie
Krok 1. Metoda z retrowirusem. Retrowirus wprowadza do limfocytu T gen kodujący receptor CAR, który zostaje wbudowany (zintegrowany) do genomu komórki gospodarza — staje się trwałym elementem DNA limfocytu.
Krok 2. Ponieważ gen znajduje się teraz w genomie, jest wielokrotnie transkrybowany na mRNA i wielokrotnie tłumaczony na białko przy każdym cyklu ekspresji genu — komórka może więc produkować receptor CAR długotrwale i w dużych ilościach, przekazując też ten gen komórkom potomnym przy podziałach.
Krok 3. Metoda z elektroporacją. Elektroporacja wprowadza do komórki bezpośrednio mRNA kodujący receptor CAR — mRNA nie wbudowuje się do genomu.
Krok 4. mRNA jest cząsteczką nietrwałą — ulega stosunkowo szybkiej degradacji, a przy podziałach komórki jego ilość ulega dodatkowo rozcieńczeniu między komórki potomne. Można go więc przetłumaczyć na białko tylko ograniczoną liczbę razy, zanim zostanie zdegradowany.
Odpowiedź: W terapii z użyciem retrowirusa gen kodujący receptor CAR wbudowuje się w genom limfocytu T, co umożliwia jego wielokrotną, długotrwałą transkrypcję i translację (a więc trwałą syntezę receptora CAR). W terapii z elektroporacją do komórki wprowadza się jedynie mRNA, który jest cząsteczką nietrwałą — ulega degradacji i rozcieńczeniu przy podziałach komórki, dlatego może być tłumaczony na białko tylko krótkotrwale, co daje niższą końcową zawartość receptora CAR.
Biologia
Poziom rozszerzony
Zadanie 14.4
1 pktOceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących limfocytów T. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|
| Limfocyty T biorą udział w reakcjach odporności swoistej. | ||
| Kontakt z antygenem jest przyczyną namnażania się limfocytów T. |
Rozwiązanie
Stwierdzenie 1. Limfocyty T (podobnie jak limfocyty B) są komórkami odpowiedzi swoistej (nabytej) — rozpoznają konkretne, specyficzne antygeny za pomocą swoich receptorów. Stwierdzenie jest prawdziwe (P).
Stwierdzenie 2. Po związaniu antygenu przez receptor limfocytu T dochodzi do jego aktywacji i proliferacji (namnażania klonalnego) — to podstawowy mechanizm odpowiedzi swoistej, zwany ekspansją klonalną. Stwierdzenie jest prawdziwe (P).
Odpowiedź: P, P.
Zadanie 14.5
1 pktPodaj nazwę narządu układu limfatycznego, który jest głównym miejscem dojrzewania limfocytów T u dorosłego człowieka.
Rozwiązanie
Krok 1. Limfocyty T powstają z prekursorów pochodzących ze szpiku kostnego, ale ich dojrzewanie (selekcja i nabywanie kompetencji immunologicznej) zachodzi w innym, wyspecjalizowanym narządzie.
Krok 2. Tym narządem jest grasica (thymus) — nazwa „limfocyty T” pochodzi właśnie od tego narządu (T jak thymus).
Odpowiedź: Grasica (thymus).
Zadanie 15.1
1 pktWirusowe zapalenie wątroby typu C (WZW typu C) jest chorobą wywołaną przez wirus HCV, którego genom stanowi pojedyncza nić RNA. Większość infekcji ma przebieg bezobjawowy. W niektórych przypadkach dochodzi do samoistnej eliminacji HCV przez układ odpornościowy (spontaniczne wyzdrowienie). Większość zakażeń przechodzi jednak w infekcje przewlekłe. Nie opracowano dotąd skutecznej szczepionki przeciw HCV.
Wyjaśnij, dlaczego dodatni wynik badania na obecność przeciwciał anty-HCV we krwi dorosłej osoby nie przesądza o obecności wirusa we krwi w chwili badania.
Rozwiązanie
Krok 1. Przeciwciała anty-HCV powstają w organizmie w wyniku odpowiedzi immunologicznej wywołanej kontaktem z wirusem — ich obecność świadczy więc o tym, że doszło do zakażenia w przeszłości.
Krok 2. U części osób dochodzi jednak do spontanicznego wyzdrowienia — układ odpornościowy skutecznie eliminuje wirusa z organizmu.
Krok 3. Przeciwciała (wytwarzane przez długowieczne limfocyty B pamięci) pozostają we krwi jeszcze długo po tym, jak wirus został już całkowicie usunięty z organizmu.
Odpowiedź: Dodatni wynik na obecność przeciwciał anty-HCV świadczy tylko o tym, że w przeszłości doszło do kontaktu z wirusem, ale nie o tym, czy wirus jest wciąż obecny — możliwe jest spontaniczne wyzdrowienie (całkowita eliminacja wirusa przez układ odpornościowy), po którym przeciwciała nadal krążą we krwi przez długi czas.
Zadanie 15.2
1 pktWyjaśnij, dlaczego diagnostyka oparta na amplifikacji genomu HCV metodą łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR) jest poprzedzona zastosowaniem odwrotnej transkryptazy.
Rozwiązanie
Krok 1. Genom HCV to RNA, a standardowa metoda PCR amplifikuje (powiela) wyłącznie DNA — polimeraza DNA używana w PCR nie może użyć RNA jako matrycy.
Krok 2. Aby można było zastosować PCR do wykrycia materiału genetycznego HCV, RNA wirusa musi najpierw zostać przepisane na komplementarny DNA (cDNA).
Krok 3. Tę reakcję — syntezę DNA na matrycy RNA — katalizuje właśnie odwrotna transkryptaza; powstały cDNA może następnie służyć jako matryca w klasycznej reakcji PCR.
Odpowiedź: Genom HCV jest zbudowany z RNA, a PCR powiela wyłącznie DNA, dlatego RNA wirusa musi być najpierw przepisane na DNA (cDNA) — tę reakcję katalizuje odwrotna transkryptaza, a otrzymany cDNA jest dopiero materiałem wyjściowym do amplifikacji metodą PCR.
Zadanie 16.1
1 pktZanim genom człowieka został zsekwencjonowany, spodziewano się, że zawiera on 80 000–100 000 genów kodujących białka. Ostatecznie okazało się, że tych genów jest około 20 000. Wstępna ocena była tak wysoka, ponieważ opierała się na założeniu, że pojedynczy gen zawiera informację o pojedynczym mRNA i o pojedynczym białku. Obecnie wiadomo, że wiele genów człowieka zlokalizowanych w DNA jądrowym ma alternatywne szlaki składania RNA.
Uzupełnij zdanie. Wybierz odpowiedź spośród oznaczonych literami A i B oraz odpowiedź spośród oznaczonych literami C i D.
Alternatywne składanie RNA zachodzi w przypadku genów [A/B] i polega na łączeniu [C/D] w różnych kombinacjach.
- A.
ciągłych
- B.
nieciągłych
- C.
eksonów
- D.
intronów
Rozwiązanie
Krok 1. Alternatywne składanie (splicing) RNA jest możliwe tylko wtedy, gdy gen zawiera sekwencje kodujące (eksony) przerywane sekwencjami niekodującymi (intronami) — a więc gdy gen jest nieciągły (ma budowę egzon-intronową), typową dla genów eukariotycznych.
Krok 2. Podczas obróbki potranskrypcyjnej introny są wycinane, a pozostające eksony mogą być łączone w różnych kombinacjach — to właśnie eksony (nie introny, które są usuwane) łączy się w różny sposób, dając różne warianty mRNA i różne białka z tego samego genu.
Odpowiedź: B, C — alternatywne składanie RNA zachodzi w przypadku genów nieciągłych i polega na łączeniu eksonów w różnych kombinacjach.
Biologia
Poziom rozszerzony
Zadanie 16.2
2 pktUzupełnij tabelę. Podaj nazwy dwóch organellów komórki człowieka, w których odbywa się proces transkrypcji genów, oraz rozstrzygnij, czy w tych organellach zachodzi także proces translacji.
| Lp. | Nazwa organellum | Czy zachodzi translacja? (tak / nie) |
|---|---|---|
| 1. | ||
| 2. |
Rozwiązanie
Krok 1. Transkrypcja (odczyt informacji z DNA na RNA) zachodzi wszędzie, gdzie znajduje się DNA — w komórce eukariotycznej to jądro komórkowe oraz mitochondrium (obie te struktury mają własne DNA).
Krok 2. Jądro komórkowe. Transkrypcja zachodzi w jądrze, natomiast translacja (synteza białek na rybosomach, z udziałem mRNA i tRNA) w jądrze nie zachodzi — translacja u eukariontów odbywa się w cytoplazmie (na rybosomach wolnych lub związanych z retikulum endoplazmatycznym).
Krok 3. Mitochondrium. Mitochondria mają własne DNA, własny aparat transkrypcyjny oraz własne (mitochondrialne) rybosomy, dlatego zachodzi w nich nie tylko transkrypcja, ale też translacja mitochondrialnego mRNA.
Odpowiedź: 1. Jądro komórkowe — translacja: nie. 2. Mitochondrium — translacja: tak.
Zadanie 17.1
1 pktPrawidłowa segregacja chromatyd siostrzanych podczas mitozy wymaga obecności kohezyn, przytrzymujących chromatydy siostrzane razem aż do czasu ich rozdzielenia. Całkowite zniesienie przylegania chromatyd siostrzanych następuje dzięki przecięciu kohezyn przez enzymy proteolityczne – separazy (zobacz rysunek).
Podaj nazwę wiązania chemicznego hydrolizowanego przez separazy.

Rozwiązanie
Krok 1. Separazy są enzymami proteolitycznymi, czyli enzymami trawiącymi (hydrolizującymi) białka.
Krok 2. Kohezyny są kompleksami białkowymi, a wiązaniem chemicznym łączącym aminokwasy w łańcuchu białkowym jest wiązanie peptydowe (amidowe).
Krok 3. Separazy przecinają więc kohezyny właśnie poprzez hydrolizę wiązań peptydowych w ich strukturze białkowej.
Odpowiedź: Wiązanie peptydowe (amidowe).
Zadanie 17.2
1 pktPodaj nazwy dwóch faz mitozy, na których granicy dochodzi do zniesienia przylegania chromatyd siostrzanych dzięki działaniu separaz.

Rozwiązanie
Krok 1. Chromatydy siostrzane są przytrzymywane przez kohezyny podczas metafazy — ustawiają się wtedy sparowane na płycie równikowej komórki.
Krok 2. Przecięcie kohezyn przez separazy następuje na przejściu z metafazy do kolejnej fazy, umożliwiając rozdzielenie chromatyd i ich przemieszczenie do biegunów komórki — a ten ruch chromatyd do biegunów jest już cechą anafazy.
Odpowiedź: Na granicy metafazy i anafazy.
Zadanie 17.3
1 pktPodaj nazwę fazy cyklu komórkowego, podczas której zachodzi replikacja DNA, prowadząca do wytworzenia chromatyd siostrzanych.

Rozwiązanie
Krok 1. Chromatydy siostrzane to dwie identyczne kopie tego samego chromosomu, powstałe w wyniku replikacji DNA.
Krok 2. Replikacja DNA w cyklu komórkowym zachodzi w interfazie, a precyzyjnie w jej fazie S (syntezy DNA) — to właśnie faza S poprzedza mitozę i prowadzi do podwojenia materiału genetycznego.
Odpowiedź: Faza S (interfazy).
Zadanie 18.1
1 pktPoniżej przedstawiono rodowód rodziny opisujący dziedziczenie pewnej choroby, u podłoża której leży mutacja w jednym genie (zobacz rysunek).
Oceń, które z zaproponowanych sposobów dziedziczenia genu warunkującego chorobę można wykluczyć na podstawie analizy rodowodu przedstawionego powyżej. Wybierz T, jeśli sposób dziedziczenia można wykluczyć, albo N – jeśli nie można go wykluczyć.
| Stwierdzenie | T | N |
|---|---|---|
| Dziedziczenie autosomalne dominujące. | ||
| Dziedziczenie recesywne sprzężone z płcią. |

Rozwiązanie
Sposób 1. Dziedziczenie autosomalne dominujące. Przy dziedziczeniu dominującym chore dziecko musi mieć przynajmniej jednego chorego rodzica — ale nie musi być odwrotnie: chory rodzic (heterozygota Aa) może mieć, przez przypadek, tylko zdrowe dzieci (każde dziecko ma tylko 50% szans na odziedziczenie allelu chorobowego). W lewej części rodowodu chory ojciec ma dwoje zdrowych dzieci — to jest mało prawdopodobne, ale możliwe przy dziedziczeniu dominującym, więc nie stanowi sprzeczności. Ten sposób dziedziczenia nie można wykluczyć. Odpowiedź: N.
Sposób 2. Dziedziczenie recesywne sprzężone z płcią. Przy takim dziedziczeniu chora matka jest homozygotą recesywną (), a jej mąż (zdrowy) jest hemizygotą prawidłową (). Synowie takiej matki dziedziczą od niej allel i zawsze są chorzy, ale córki dziedziczą od ojca prawidłowy allel , więc są jedynie zdrowymi nosicielkami () — nigdy nie powinny być chore. W prawej części rodowodu chora kobieta (z góry) ma jednak chore córki, co jest niemożliwe przy dziedziczeniu recesywnym sprzężonym z chromosomem X. Ten sposób dziedziczenia można wykluczyć. Odpowiedź: T.
Odpowiedź: N, T.
Biologia
Poziom rozszerzony
Zadanie 18.2
1 pktDokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Genom mitochondrialny u ludzi z reguły dziedziczy się
- A.
wyłącznie od matki.
- B.
wyłącznie od ojca.
- C.
w równych częściach od matki i od ojca.
- D.
w mniejszej części od matki, a w większej – od ojca.
Rozwiązanie
Krok 1. Mitochondria (a wraz z nimi mitochondrialne DNA) są przekazywane potomstwu wyłącznie poprzez cytoplazmę komórki jajowej.
Krok 2. Plemnik podczas zapłodnienia wnosi do zygoty praktycznie tylko materiał jądrowy (DNA jądrowe), a jego własne mitochondria są eliminowane i nie są przekazywane potomstwu.
Krok 3. Dlatego genom mitochondrialny dziedziczy się w linii matczynej — wyłącznie od matki.
Odpowiedź: A.
Zadanie 19
3 pktU muszki owocowej (Drosophila melanogaster) allel B warunkuje brązową barwę ciała i wykazuje pełną dominację nad allelem b, warunkującym czarną barwę ciała. Allel D warunkuje wykształcanie odnóży o normalnej długości i wykazuje pełną dominację nad allelem d, warunkującym krótkie odnóże. Geny B i D są położone na chromosomie drugim, w odległości 17,5 cM od siebie. Skrzyżowano podwójnie heterozygotycznego samca o genotypie BD/bd z czarną samicą mającą krótkie odnóża.
- Zapisz genotyp opisanej samicy. W zapisie zastosuj podane oznaczenia alleli i uwzględnij położenie loci na chromosomach.
- Uzupełnij tabelę. Zapisz cztery możliwe genotypy gamet wytwarzanych przez opisanego samca oraz podaj prawdopodobieństwo wystąpienia każdego genotypu gamety.
| Lp. | Genotyp gamety | Prawdopodobieństwo jego wystąpienia |
|---|---|---|
| 1. | ||
| 2. | ||
| 3. | ||
| 4. |
- Podaj prawdopodobieństwo, że muszka – losowo wybrana spośród potomstwa krzyżowanej pary opisanych muszek – będzie miała brązową barwę ciała i normalnie wykształcone odnóże.
Rozwiązanie
Krok 1. Genotyp samicy. Samica ma czarną barwę ciała i krótkie odnóża — czyli fenotyp recesywny w obu cechach, więc musi być homozygotą recesywną w obu loci: (allele b i d na obu chromosomach drugiej pary, w tym samym locus na każdym z homologów).
Krok 2. Gamety samca. Samiec ma genotyp — geny B i D leżą na tym samym chromosomie w odległości 17,5 cM, co oznacza, że u niego (u samców D. melanogaster crossing-over w ogóle nie zachodzi — uwaga: u samic Drosophila rekombinacja jest typowa, jednak przyjmujemy odległość 17,5 cM jako częstość rekombinacji gamet zgodnie z treścią zadania) częstość gamet rekombinacyjnych wynosi 17,5%, a niererekombinacyjnych — 82,5%.
- Gamety niererekombinacyjne (rodzicielskie), po połowie z 82,5%: — 41,25% oraz — 41,25%.
- Gamety rekombinacyjne, po połowie z 17,5%: — 8,75% oraz — 8,75%.
Krok 3. Potomstwo brązowe z normalnymi odnóżami. Samica wytwarza tylko jeden rodzaj gamety: (bo jest homozygotą ). Genotyp potomka zależy więc wyłącznie od genotypu gamety samca.
Aby potomek miał brązową barwę ciała (allel B) i normalne odnóża (allel D), musi otrzymać od ojca gametę zawierającą jednocześnie B i D, czyli gametę — jej prawdopodobieństwo to 41,25%.
Odpowiedź:
- Genotyp samicy: .
- Genotypy gamet samca: – 41,25%; – 41,25%; – 8,75%; – 8,75%.
- Prawdopodobieństwo, że losowo wybrany potomek będzie miał brązową barwę ciała i normalne odnóża: 41,25%.
Zadanie 20.1
1 pktCzaszki dwóch kopalnych zwierząt – z rodzaju Thylacosmilus i z rodzaju Smilodon – wykazują w budowie pewne podobieństwa: długie kły z piłkowanymi krawędziami, zwane zębami szablastymi. Na drzewie filogenetycznym przedstawiono relacje pokrewieństwa między rodzajami Thylacosmilus i Smilodon a wybranymi współczesnymi ssakami (zobacz rysunek).
Uzasadnij, że występowanie zębów szablastych u Thylacosmilus i Smilodon jest wynikiem ewolucji zbieżnej – konwergencji. W odpowiedzi odnieś się do przedstawionego drzewa filogenetycznego.

Rozwiązanie
Krok 1. Z drzewa filogenetycznego wynika, że wspólny przodek Thylacosmilus i Smilodon (znajdujący się głęboko w przeszłości, u podstawy drzewa) miał zęby o normalnej długości, a nie zęby szablaste.
Krok 2. Zęby szablaste pojawiły się dwukrotnie i niezależnie — raz w linii prowadzącej do Thylacosmilus (torbacze), a raz w linii prowadzącej do Smilodon (kotowate) — co na drzewie zaznaczono dwoma odrębnymi punktami „pojawienia się zębów szablastych”.
Krok 3. Ponieważ ta sama cecha (zęby szablaste) powstała niezależnie w dwóch odległych, niespokrewnionych ze sobą bezpośrednio liniach ewolucyjnych (torbacze i kotowate drapieżne, ssaki łożyskowe), a nie została odziedziczona po wspólnym przodku, jest to przykład ewolucji zbieżnej — konwergencji.
Odpowiedź: Wspólny przodek Thylacosmilus i Smilodon nie miał zębów szablastych (miał zęby o normalnej długości), a cecha ta powstała u obu rodzajów niezależnie, w dwóch różnych, odległych liniach ewolucyjnych (torbaczy i kotowatych) — to właśnie oznacza, że jest ona wynikiem konwergencji, a nie wspólnego pochodzenia.
Zadanie 20.2
1 pktOceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących Thylacosmilus i Smilodon. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|
| Thylacosmilus jest bliżej spokrewniony ze Smilodon niż z kangurami, należącymi do torbaczy. | ||
| Smilodon jest bliżej spokrewniony ze słoniem niż z człowiekiem. |

Rozwiązanie
Stwierdzenie 1. Z drzewa filogenetycznego wynika, że Thylacosmilus i kangur mają wspólnego przodka znacznie bliżej (młodsza rozgałęzienie) niż wspólnego przodka Thylacosmilus i Smilodon (którego wspólny przodek leży u samej podstawy drzewa, obejmując wszystkie przedstawione zwierzęta). Thylacosmilus jest więc bliżej spokrewniony z kangurem (torbaczem) niż ze Smilodon. Stwierdzenie jest fałszywe (F).
Stwierdzenie 2. Z drzewa wynika, że Smilodon (kotowate) jest połączony węzłem wspólnym z kotem, a węzeł ten łączy się z linią słoń–człowiek dalej, u podstawy drzewa; słoń i człowiek natomiast mają swój bliższy wspólny węzeł ze sobą niż którykolwiek z nich ze Smilodon. Smilodon jest więc równie odlegle spokrewniony ze słoniem, jak i z człowiekiem (nie jest bliżej spokrewniony ze słoniem). Stwierdzenie jest fałszywe (F).
Odpowiedź: F, F.
Zadanie 21.1
1 pktPająk z rodzaju Pamphobeteus i żaba Chiasmocleis royi mogą żyć razem w tym samym miejscu. Nora pająka zapewnia żabie chłodne, wilgotne środowisko i schronienie przed drapieżnikami oraz przed zmianami temperatury, a pająki nie wyrządzają żabom krzywdy i umożliwiają im łatwy dostęp do miejsc żerowania. C. royi pomaga w pozbyciu się z nory i z jej otoczenia mrówek i larw much, które odżywiają się jajami oraz potomstwem pająka.
Podaj nazwę zależności międzygatunkowej występującej między pająkiem z rodzaju Pamphobeteus a żabą C. royi. Odpowiedź uzasadnij z uwzględnieniem przykładów korzyści lub strat właściwych dla wymienionych organizmów.
Rozwiązanie
Krok 1. Trzeba ustalić, czy oba organizmy odnoszą korzyść z tego współżycia, czy tylko jeden z nich.
Krok 2. Żaba odnosi korzyść: zyskuje bezpieczne, wilgotne schronienie (nora pająka) chroniące ją przed drapieżnikami i niekorzystnymi warunkami oraz łatwy dostęp do żerowania.
Krok 3. Pająk również odnosi korzyść: żaba ogranicza liczebność mrówek i larw much, które w innym wypadku zjadałyby jaja i potomstwo pająka — a więc zwiększa szansę przeżycia jego potomstwa.
Krok 4. Skoro obie strony odnoszą korzyść (netto) ze współżycia, a żadna z nich nie ponosi wyraźnej straty, jest to zależność nieantagonistyczna korzystna dla obu stron — mutualizm.
Nazwa zależności: Mutualizm (mutualizm fakultatywny).
Uzasadnienie: Pająk zapewnia żabie bezpieczne schronienie i dostęp do żerowania, a żaba w zamian ogranicza liczbę mrówek i larw much niszczących jaja i potomstwo pająka — obie strony odnoszą z tej współpracy korzyść.
Biologia
Poziom rozszerzony
Zadanie 21.2
1 pktPodaj różnicę w sposobie trawienia pokarmu przez pająki i przez płazy.
Rozwiązanie
Krok 1. Pająki (podobnie jak wiele pajęczaków) wstrzykują do ciała ofiary enzymy trawienne i trawią pokarm częściowo poza swoim ciałem (trawienie pozaustrojowe/pozajelitowe), a następnie wchłaniają już rozłożony, płynny pokarm.
Krok 2. Płazy natomiast trawią pokarm w całości wewnątrz swojego ciała, w przewodzie pokarmowym (trawienie wewnątrzustrojowe) — najpierw połykają zdobycz, a potem rozkładają ją enzymatycznie w żołądku i jelitach.
Odpowiedź: Pająki trawią pokarm głównie pozaustrojowo (poza swoim ciałem, w ciele ofiary, wstrzykując do niej enzymy trawienne, a potem wchłaniając płynną treść), natomiast płazy trawią pokarm wyłącznie wewnątrzustrojowo — w obrębie własnego przewodu pokarmowego.
Zadanie 22.1
1 pktW wodach śródlądowych zachodniej Europy udokumentowano współwystępowanie pasożytniczej przywry Bucephalus polymorphus oraz małża – racicznicy zmiennej (Dreissena polymorpha). Cykl życiowy B. polymorphus rozpoczyna się od miracidium, które wnika tylko do ciała racicznicy. W ciele małża miracidium rozwija się w sporocystę, w której dojrzewają cerkarie. Dojrzałe cerkarie opuszczają ciało racicznicy i dostają się do wody, a po wniknięciu do ciała ryb z rodziny karpiowatych przekształcają się w metacerkarie. Kolejnym żywicielem są różne gatunki ryb rybożernych – po zjedzeniu ofiary z metacerkariami przywry dojrzewają płciowo i dochodzi do zapłodnienia.
Wypisz z tekstu żywicieli pośrednich oraz żywicieli ostatecznych przywry B. polymorphus.
Rozwiązanie
Krok 1. Żywiciel pośredni to taki, w którym pasożyt rozwija się (przechodzi stadia larwalne), ale nie rozmnaża się płciowo.
Krok 2. Racicznica zmienna jest żywicielem pośrednim — w niej z miracidium rozwija się sporocysta i cerkarie (stadia larwalne, bez rozmnażania płciowego).
Krok 3. Ryby karpiowate są również żywicielem pośrednim — w nich cerkarie przekształcają się w kolejne stadium larwalne, metacerkarie.
Krok 4. Żywiciel ostateczny to organizm, w którym pasożyt osiąga dojrzałość płciową i rozmnaża się płciowo — tu są to ryby rybożerne, w których po zjedzeniu ofiary z metacerkariami przywry dojrzewają płciowo i zachodzi zapłodnienie.
Odpowiedź: Żywiciele pośredni: racicznica zmienna (Dreissena polymorpha) oraz ryby karpiowate. Żywiciele ostateczni: ryby rybożerne.
Zadanie 22.2
1 pktUzasadnij, że obecność racicznicy zmiennej jest niezbędna do zamknięcia cyklu życiowego przywry B. polymorphus.
Rozwiązanie
Krok 1. Z opisu cyklu życiowego wynika, że pierwsze stadium larwalne przywry (miracidium) może wniknąć wyłącznie do ciała racicznicy zmiennej — żaden inny organizm nie jest w stanie zastąpić jej w tej roli.
Krok 2. Dopiero w ciele racicznicy miracidium przekształca się w sporocystę, w której z kolei rozwijają się cerkarie — bez racicznicy te kolejne stadia rozwojowe nie mogłyby powstać.
Krok 3. Ponieważ dalsze etapy cyklu (zakażenie ryb karpiowatych metacerkariami, a następnie ryb rybożernych) zależą od uwolnienia cerkarii z racicznicy, brak tego małża przerywa cały cykl na samym początku.
Odpowiedź: Pierwszym żywicielem pośrednim, do którego może wniknąć miracidium B. polymorphus, jest wyłącznie racicznica zmienna — tylko w jej ciele rozwijają się sporocysty i cerkarie. Bez racicznicy zmiennej pasożyt nie może przejść tych stadiów rozwojowych, a więc cykl życiowy przywry nie mógłby się zamknąć.
Zadanie 23.1
1 pktNa wykresie przedstawiono śmiertelność samic krewetki piaskowej (Crangon septemspinosa) w różnych temperaturach i przy różnym stopniu zasolenia (zobacz rysunek). Krewetka piaskowa występuje u zachodnich wybrzeży Oceanu Atlantyckiego, od Nowej Fundlandii do Florydy.
Na podstawie przedstawionych danych oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących tolerancji ekologicznej krewetki piaskowej. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|
| W wodzie o temperaturze 10°C i o zasoleniu 15‰ śmiertelność samic krewetek jest większa niż 50%. | ||
| Śmiertelność samic krewetek w wodzie o temperaturze 10°C jest niezależna od zasolenia wody. |

Rozwiązanie
Stwierdzenie 1. Odczytując z wykresu punkt o współrzędnych (zasolenie 15‰, temperatura 10°C), znajduje się on w obrębie strefy „zerowej śmiertelności” (wewnątrz najciemniejszego, centralnego obszaru) — a nie w strefie powyżej 50% śmiertelności. Stwierdzenie jest fałszywe (F).
Stwierdzenie 2. Przy temperaturze 10°C śmiertelność zależy silnie od zasolenia — przy bardzo niskim zasoleniu (blisko 0‰) i przy bardzo wysokim (powyżej ok. 40‰) śmiertelność jest wysoka (obszar poza konturami), natomiast przy umiarkowanym zasoleniu (ok. 20–35‰) śmiertelność spada do zera. Śmiertelność zatem zmienia się wraz z zasoleniem, więc nie jest od niego niezależna. Stwierdzenie jest fałszywe (F).
Odpowiedź: F, F.
Zadanie 23.2
1 pktOceń prawdziwość stwierdzenia: Podstawowa nisza ekologiczna krewetki piaskowej to zachodnie wybrzeża Oceanu Atlantyckiego. Wpisz odpowiedź wybraną spośród podanych w nawiasie (prawda / fałsz). Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do definicji podstawowej niszy ekologicznej.

Rozwiązanie
Krok 1. Podstawowa nisza ekologiczna to nie miejsce (obszar geograficzny), lecz zbiór (wielowymiarowa przestrzeń) warunków środowiskowych — takich jak temperatura, zasolenie i inne czynniki — w których dany gatunek jest w stanie przeżyć i się rozwijać, niezależnie od tego, czy faktycznie tam występuje.
Krok 2. „Zachodnie wybrzeża Oceanu Atlantyckiego” to opis konkretnego miejsca (siedliska/zasięgu geograficznego), a nie zbioru warunków środowiskowych — to zupełnie inne pojęcie niż nisza ekologiczna.
Ocena stwierdzenia: Fałsz.
Uzasadnienie: Podstawowa nisza ekologiczna to zbiór warunków środowiskowych (np. zakresów temperatury i zasolenia) umożliwiających przeżycie i rozwój gatunku, a nie konkretne miejsce geograficzne jego występowania — zachodnie wybrzeża Oceanu Atlantyckiego są siedliskiem (zasięgiem) krewetki piaskowej, a nie jej niszą ekologiczną.
Biologia
Poziom rozszerzony
Zadanie 23.3
1 pktNa podstawie przedstawionych danych podaj przedział optimum temperaturowego dla samic krewetki piaskowej przy optymalnych warunkach zasolenia.

Rozwiązanie
Krok 1. Optimum temperaturowe to zakres temperatur, w którym (przy najlepszym możliwym zasoleniu) śmiertelność krewetek jest najniższa — czyli zerowa.
Krok 2. Na wykresie strefa zerowej śmiertelności (najciemniejszy obszar w centrum) rozciąga się w osi temperatury od około 10°C do około 25°C.
Odpowiedź: Optimum temperaturowe wynosi około 10°C–25°C (przy zasoleniu z zakresu zapewniającego zerową śmiertelność, ok. 20–38‰).
