marcin

  • Dokumenty88
  • Odsłony10 676
  • Obserwuję6
Dodano: 3 miesiące temu
Rozmiar :12.8 MB
Rozszerzenie:pdf
Odsłony:353
Pobrania:50

EGZAMIN MATURALNY BIOLOGIA. Poziom rozszerzony ZBIÓR ZADAŃ. Materiały pomocnicze dla uc.pdf

marcin Dokumenty Edukacja

Komentarze i opinie (0)

Transkrypt ( 20 z dostępnych 231 stron)

EGZAMIN MATURALNY BIOLOGIA Poziom rozszerzony ZBIÓR ZADAŃ Materia y pomocnicze dla uczniów i nauczycieli Centralna Komisja Egzaminacyjna 2015

Publikacja opracowana przez zespó koordynowany przez dr Ma gorzat ę Jagie o dzia ający w ramach projektu Budowa banków zada ń realizowanego przez Centraln ą Komisj ę Egzaminacyjn ą pod kierunkiem Janiny Grzegorek. Autorzy Lucyna Ch odny Krystyna Kalemba (kierownik zespo u przedmiotowego) Barbara Potulska-Klein (kierownik zespo u przedmiotowego) dr Ma gorzata aszczyca Hanna Szyma ńska Gra żyna Halastra-Petryna Nella Lenart Aleksandra Szkutnik-Stok osa Komentatorzy dr W odzimierz Wójcik Krystyna Grykiel Opracowanie redakcyjne Honorata Pi asiewicz Redaktor naczelny Julia Konko owicz-Pniewska Zbiory zadań opracowano w ramach projektu Budowa banków zadań, Dzia anie 3.2. Rozwój systemu egzaminów zewn ętrznych, Priorytet III Wysoka jako ść systemu oświaty, Program Operacyjny Kapita Ludzki

Spis tre ści Wprowadzenie ..................................... .............................................................................. 1. Zadania ....................................... ............................................................................ 1.1. Budowa chemiczna organizmów .................. ............................................... 1.2. Budowa i funkcjonowanie komórki ............. ............................................... 1.3. Metabolizm .................................. ............................................................... 1.4. Przegl ąd różnorodności organizmów .................................... ...................... 1.5. Budowa i funkcjonowanie organizmu cz owieka . ...................................... 1.6. Genetyka i biotechnologia ................... ....................................................... 1.7. Ekologia i ró żnorodność biologiczna Ziemi ............................... ................ 1.8. Ewolucja .................................... ................................................................. 2. Wskazówki do rozwi ązania zadań ................................................. ........................... 3. Odpowiedzi .................................... ........................................................................... 4. Wykaz umiej ętności ogólnych i szczegó owych sprawdzanych zadaniami ............. 4 5 5 13 21 34 56 72 91 103 112 156 191

Wprowadzenie Zbiór zada ń z biologii stanowi materia ćwiczeniowy dla uczniów szkó ponadgimnazjalnych, kt órzy zamierzaj ą zdawa ć egzamin maturalny z tego przedmiotu na poziomie ro zszerzonym (w formule obowiązuj ącej od 2015 r. – „nowa matura”), mo że te ż by ć wykorzystany przez nauczycieli biologii w procesie sprawdzania i oceniania osi ągni ęć uczniów. Podstawowym celem niniejszego opracowania jest zapr ezentowanie zróżnicowanego materia u ć wiczeniowego, mi ędzy innymi pod wzgl ędem typów zada ń, formy polece ń i sposobu udzielania odpowiedzi, sprawdzanych umiej ętno ści oraz rodzajów materia ów źród owych. Opracowanie sk ada si ę z czterech rozdzia ów – w pierwszym zamieszczono z adania ćwiczeniowe, w kolejnych wskazówki do ich rozwi ązania i przyk ady poprawnych odpowiedzi oraz wymaga nia obowiązuj ącej Podstawy programowej sprawdzane poszczególnymi zadaniami (poleceniami). Zbiór zawiera 131 zada ń – w tym zadania pojedyncze oraz zadania sk adaj ące si ę z kilku polece ń (wi ązki zada ń). Zakres tre ści i umiej ętno ści sprawdzany zadaniami jest zgodny z zapisem w Podstawie programowej biologii dla III (gimnazjum) i IV (szko a ponadgimn azjalna) etapu edukacyjnego. Zadania zgrupowano w o śmiu dzia ach tematycznych, b ęd ących ilustracj ą wymaga ń szczegó owych Podstawy programowej przedmiotu biologia. Na uwag ę zas uguj ą zadania sprawdzaj ące stopie ń opanowania umiej ętno ści zwi ązanych z badaniem, eksperymentem, obserwacj ą oraz wyja śnianiem procesów i zjawisk, czyli poszukiwania odpo wiedzi na pytania, np.: dlaczego tak jest?, jak do tego dosz o? Aby poradzić sobie z takimi zadaniami nale ży wykaza ć si ę umiej ętno ści ą rozumowania wymagaj ącego krytycznego my ślenia, wykorzystuj ącego mi ędzy innymi znajomo ść metodyki bada ń przyrodniczych oraz umiej ętno ści ą wykrywania wspó zale żno ści procesów i zwi ązków przyczynowo-skutkowych mi ędzy stwierdzonymi faktami. Zadania wyposa żone s ą w materia źród owy, np.: tekst, rysunek, schemat, wykres, tabe lę . Autorzy starali si ę pokaza ć mo żliwo ść korzystania z danych źród owych do opracowania zada ń przez stosowanie w poszczególnych poleceniach czasowników okre ślaj ących dok adnie czynno ść, któr ą nale ży wykona ć rozwi ązuj ąc zadanie, np.: wymień, skonstruuj, przedstaw, sformu uj wnioski, wyka ż, wyja śnij, uzasadnij . W zbiorze znajduj ą si ę zadania wymagaj ące udzielenia krótkiej odpowiedzi (wyraz, kilka wyr azów, zdanie, kilka zda ń), a tak że ró żne typy zada ń zamkni ętych, np.: zadania wyboru wielokrotnego, zadania z luką, zadania na dobieranie czy zadania typu prawda/fa sz . Aby u atwi ć uczniom korzystanie ze zbioru zada ń ćwiczeniowych na pocz ątku ka żdego z dzia ów tematycznych zamieszczono zadania, w których ka żde z polece ń opatrzone jest wskazówk ą do jego rozwi ązania, u atwiaj ącą pokonanie ewentualnych trudno ści powsta ych w czasie rozwi ązywania zadania. Do ka żdego z tych polece ń zamieszczone s ą równie ż przyk adowe odpowiedzi, które umo żliwiaj ą sprawdzenie poprawno ści ich rozwi ązania. W dalszej cz ęści poszczególnych dzia ów tematycznych znajduj ą si ę zadania, w których ka żde z polece ń opatrzone jest tylko wskazówk ą ukierunkowuj ącą sformu owanie samodzielnej odpowiedzi przez ucznia (poprawno ść odpowiedzi mo żna sprawdzi ć w trzecim rozdziale zbioru). Kolejn ą cz ęść każdego z dzia ów tematycznych stanowi ą zadania (pojedyncze lub wi ązki zada ń sk adaj ące si ę z kilku polece ń) nieopatrzone wskazówkami do rozwi ązania i przyk adowymi odpowiedziami. Te zadania wym agają od ucznia samodzielnej pracy, umo żliwiaj ą mu samokontrol ę i samoocen ę poziomu przygotowania do egzaminu. Je żeli jednak pojawi ą si ę trudno ści w czasie rozwi ązywania tych zada ń, to jest mo żliwo ść skorzystania w pierwszej kolejno ści ze wskazówek zamieszczonych w drugim rozdziale zbio ru, a następnie sprawdzenie przyk adowej odpowiedzi zawartej w rozdziale trzecim. Mamy nadziej ę, że proponowany zbiór zada ń b ędzie pomocny uczniom w przygotowaniu si ę do egzaminu maturalnego z biologii, a nauczycielom w monitorowaniu zgodności przebiegu procesu nauczania z obowi ązuj ącą Podstaw ą programow ą przedmiotu biologia. Życzymy sukcesów w rozwi ązywaniu zada ń!

1. Zadania 5 1. Zadania 1.1. Budowa chemiczna organizmów Zadanie 1. Bia ka maj ą zróżnicowaną budowę, z czego wynika szeroki zakres pe nionych przez nie funkcji. Na rysunkach przedstawiono cz ąsteczki hemoglobiny i mioglobiny. Hemoglobina Mioglobina Na podstawie: http://biochemia.wp.ap.siedlce.pl/Bio fizyka/Biofizyka_4.ppt [dostęp: 17.10.2014]. Na podstawie analizy rysunków i posiadanej wiedzy p orównaj budow ę cząsteczek oraz funkcje biologiczne hemoglobiny i mioglobiny. Wskazówki do rozwi ązania zadania Analizuj ąc rysunki hemoglobiny i mioglobiny, zwróć uwagę na liczbę ańcuchów polipeptydowych oraz obecno ść hemu w obu cząsteczkach. Wiedza o tym, czym jest hem, u atwi ustalenie przynale żności hemoglobiny i mioglobiny do określonej grupy bia ek (bia ka z o żone, metaloproteiny). Pozwoli te ż – w po ączeniu ze znajomością miejsca ich występowania w organizmie – okre ślić funkcję biologiczną tych bia ek. Przyk ad poprawnej odpowiedzi Cz ąsteczka hemoglobiny zbudowana jest z 4 ańcuchów polipeptydowych (2 ańcuchów α i 2 β), a cząsteczka mioglobiny – z 1 ańcucha polipeptydowego. W każdej z cząsteczek wyst ępuje hem (dlatego oba bia ka zaliczane są do bia ek z ożonych, metaloprotein). Hemoglobina transportuje tlen z p uc (p ęcherzyków p ucnych) do tkanek (i pewną ilość dwutlenku w ęgla z tkanek do p uc (pęcherzyków p ucnych), a mioglobina magazynuje tlen w mi ęśniach (czerwonych, poprzecznie prążkowanych). Zadanie 2. W ęglowodany, bia ka, lipidy i kwasy nukleinowe to gru py związków organicznych występujących w organizmach. Poni żej przedstawiono wzór strukturalny pewnego związku organicznego. α1 β1 β2 α2 hem hem

6 Egzamin maturalny. Biologia. Poziom rozszerzony. Zb iór zadań a) Zaznacz poprawne doko ńczenie zdania. Przedstawiony zwi ązek jest dipeptydem, ponieważ A. wyst ępują w nim grupy: hydroksylowa – OH i karboksylowa – CO OH. B. wyst ępują w nim grupy: aminowa – NH2 i karboksylowa – COOH. C. wyst ępują w nim grupy: metylowa – CH3 i karboksylowa – COOH. D. wyst ępuje w nim jedno wiązanie peptydowe między monomerami. b) Podaj nazw ę pierwszego aminokwasu (od końca aminowego NH2) przedstawionego dipeptydu i wyja śnij, czy może to być pierwszy aminokwas w syntetyzowanym w a śnie ańcuchu polipetydowym. Skorzystaj z zestawu Wybranych wzorów i sta ych fizykochemicznych na egzamin z biologii, chemii i f izyki. c) Zak adaj ąc, że przedstawiony dipeptyd jest końcowym fragmentem powstającego podczas translacji a ńcucha polipeptydowego, podaj do którego końca przedstawionego dipeptydu zostanie przy ączony kolejny aminokwas, np. lizyna. Odpowied ź uzasadnij. d) Korzystaj ąc z zestawu Wybranych wzorów i sta ych fizykochemicznych na eg zamin z biologii, chemii i fizyki , podaj, jaki antykodon mo że mieć tRNA transportujący do rybosomu lizyn ę. Wskazówki do rozwi ązania zadania a) Aby rozwi ązać zadanie, zwróć uwagę na udzia 2 aminokwasów w zapisanym wzorze oraz odszukaj w przedstawionym dipeptydzie aminokwas z w oln ą grupą aminową w lewej części wzoru, a drugi aminokwas z woln ą grupą karboksylową w prawej części wzoru. Rozpoznaj znajduj ące się między nimi wiązanie peptydowe. Zastanów się również nad tym, które z podanych zako ńczeń zdań (a wszystkie dotyczą budowy dipeptydu i wszystkie są prawdziwe) nale ży wyeliminować, które zaś przesądza, że przedstawiony związek jest dipeptydem. b) W zestawie Wybranych wzorów i sta ych fizykochemicznych na eg zamin z biologii, chemii i fizyki znajd ź wzór aminokwasu i sprawdź jego nazwę. Następnie przypomnij sobie (lub sprawd ź w podręcznikach), od jakiego aminokwasu w procesie transla cji rozpoczyna się budowanie a ńcucha polipeptydowego i udziel odpowiedzi. c) Podczas wykonywania polecenia pami ętaj, że tRNA transportuje aminokwas do rybosomu i jest on przymocowany do okre ślonego końca tRNA – do ostatniego nukleotydu adeninowego sekwencji CCA – poprzez grup ę karboksylową (aktywacja tRNA). Dlatego druga grupa funkcyjna transportowanego aminokwasu j est wolna i mo że uczestniczyć w tworzeniu (kolejnego w a ńcuchu) wiązania peptydowego. d) W tym poleceniu zwró ć uwagę, że tRNA t umaczy znaczenie kodu na język aminokwasów, tzn. przy ącza aminokwas odpowiadający antykodonowi w tRNA. W rybosomie (w miejscu A) triplet nukleotydów w tRNA (antykodon ) musi by ć komplementarny do kodonu mRNA. Przyk ady poprawnych odpowiedzi a) D b) Pierwszy aminokwas (od ko ńca aminowego NH2) tego dipeptydu to seryna. Nie może być ona aminokwasem, od którego rozpoczyna si ę synteza ańcucha polipeptydowego, ponieważ pierwszym aminokwasem jest zawsze metionina.

1. Zadania 7 c) – Kolejny aminokwas, transportowany przez tRNA, zostanie przy ączony do końca karboksylowego przedstawionego dipeptydu, poniewa ż ma wolny koniec aminowy i może utworzy ć wiązanie peptydowe z grupą karboksylową przedstawionego dipeptydu (swoim ko ńcem karboksylowym jest przymocowany do tRNA). – Kolejny aminokwas (np. lizyna) zostanie przy ączony do końca karboksylowego przedstawionego dipeptydu, poniewa ż tym końcem wyd użany peptyd przymocowany jest do miejsca P rybosomu i zwrócony do miejsca A rybos omu, w które wchodzi kolejny aminokwas (np. lizyna), z woln ą grupą aminową. d) Mo że mieć antykodon: UUU lub UUC. Zadanie 3. Aminokwasy, podobnie jak wi ększość związków organicznych, można atwo rozpoznać po charakterystycznych grupach funkcyjnych. Zbudowa ne s ą z nich bia ka – związki o skomplikowanej strukturze przestrzennej. Na schem atach przedstawiono budow ę dwóch aminokwasów. glicyna cysteina Ź ród o: Wybrane wzory i sta e fizykochemiczne na egzamin ma turalny z biologii, chemii i fizyki. a) Na wzorze strukturalnym cysteiny otocz kó kiem 2 grupy funkcyjne, charakterystyczne dla wszystkich aminokwasów. Oznacz je cyframi 1 i 2 oraz podaj ich nazwy. b) Zapisz wzór strukturalny dipeptydu powsta ego z po ączenia glicyny i cysteiny (Gly-Cys) oraz otocz lini ą lub zaznacz strza ką wiązanie peptydowe. c) Wyja śnij, jakie znaczenie w tworzeniu struktury III-rzędowej bia ka ma cysteina. Wskazówki do rozwi ązania zadania a) Z chemii organicznej zapewne wiesz, że grupy funkcyjne decydują o w asnościach chemicznych zwi ązków organicznych i są charakterystyczne dla danej klasy związków. W cz ąsteczce związku organicznego grupy te przy ączone są do reszty węglowodorowej. Nazwa zwi ązków – aminokwasy – podpowiada, że posiadają grupę kwasową (w kwasach organicznych nazywan ą karboksylową) i grupę aminową (zasadową). Odszukaj we wzorze strukturalnym glicyny grupy atomów po ączonych z tak zwaną resztą, zbudowaną g ównie z w ęgla i wodoru. b) Dipeptyd powstaje z po ączenia 2 aminokwasów poprzez powiazanie grup funkcy jnych tych aminokwasów ze sob ą. Miejsce ich po ączenia to wiązanie peptydowe. Pamiętaj, że podczas reakcji powstaje cz ąsteczka wody (z grupy OH pochodzącej z grupy COOH i atomu H pochodz ącego z grupy NH2), więc przy atomie węgla grupy COOH zostanie tylko 1 atom O, a przy atomie azotu z grupy NH 2 – tylko 1 atom wodoru. Wiązanie peptydowe to wiązanie kowalencyjne, które ączy grupę aminową jednego aminokwasu z grupą karboksylową drugiego aminokwasu. Nie mo żesz zaznaczyć dowolnego po ączenia między atomami C i N w peptydzie, tylko dok adnie to pomi ędzy atomem węgla pochodzącym z grupy karboksylowej jednego aminokwasu i atomem azotu poc hodz ącym z grupy aminowej drugiego aminokwasu, a najlepiej ca ą grupę atomów O=C–N–H.

8 Egzamin maturalny. Biologia. Poziom rozszerzony. Zb iór zadań c) Najpierw przypomnij sobie, co to jest struktura III -rz ędowa bia ka. O ostatecznej, III-rz ędowej strukturze bia ka decydują oddzia ywania między ańcuchami bocznymi jego aminokwasów, wi ązania wodorowe, wiązania jonowe, si y van der Waalsa, oddzia ywania hydrofobowe i kowalencyjne wi ązania disiarczkowe. Należy skojarzyć fakt występowania atomu siarki (w grupach tiolowych –SH) w cz ąsteczkach cysteiny przedstawionych w zadaniu, z tworzeniem wi ązań S–S, które utrzymują strukturę III-rzedową bia ka. Zadanie 4. Na schemacie przedstawiono klasyfikacj ę związków organicznych budujących organizmy. Poni żej zapisano nazwy wybranych związków i grup związków organicznych (1–8). Lista zwi ązków i grup związków budujących organizm cz owieka: 1 – albuminy 2 – fruktoza 3 – glikogen 4 – glukoza 5 – metaloproteiny 6 – sacharoza 7 – skrobia 8 – steroidy a) Uzupe nij schemat, wpisuj ąc w ramki w aściwe oznaczenia cyfrowe związków lub grup zwi ązków wchodzących w sk ad organizmu cz owieka (w każdej ramce jedno). b) Z listy zwi ązków oraz ze schematu wybierz i zapisz nazwy dwóch związków, które gromadzone s ą w tkankach cz owieka jako rezerwa energetyczna. Obok każdego zwi ązku podaj po jednym miejscu jego magazynowania w or ganizmie. Wskazówki do rozwi ązania zadania a) Rozwi ązanie zadania wymaga posiadania wiadomości na temat występowania związków organicznych w organizmach zwierz ąt. Najpierw spośród podanych związków wybierz te, które s ą charakterystyczne dla zwierząt, więc występują także u cz owieka, a potem przyporz ądkuj związek do odpowiedniej grupy. b) Rozwi ązanie zadania wymaga umiejętności klasyfikowania związków organicznych, selekcjonowania ich wed ug podanych kryteriów oraz wskazania ich roli i miejsca wyst ępowania. Najpierw przypomnij sobie, jakie związki stanowią rezerwę energetyczną dla organizmów zwierz ęcych – w tym cz owieka, a potem podaj ich poprawną lokalizację.

1. Zadania 9 Zadanie 5. Na rysunkach A–D w przypadkowej kolejno ści zobrazowano I-, II-, III- i IV-rzędową strukturę bia ek. Na podstawie: Biologia, red. A. Czubaj, Warszawa 1999, s. 349. a) Podaj oznaczenia literowe rysunków w takim porz ądku, żeby odzwierciedla y kolejno I-, II-, III- i IV-rz ędową strukturę bia ek. b) Okre śl funkcję wymienionych (w legendzie do rysunku) rodzajów wiązań chemicznych w kszta towaniu struktury bia ek. Zadanie 6. Na rysunkach przedstawiono fragment cz ąsteczki kolagenu. Na podstawie: http://biochemia.wp.ap.siedlce.pl/Bio fizyka/Biofizyka_4.ppt [dostęp: 17.10.2014]. Korzystaj ąc z rysunku, wykaż związek między strukturą kolagenu i jego funkcją biologiczn ą w organizmie cz owieka. Zadanie 7. Woda jest aktywnym zwi ązkiem nieorganicznym, którego polarne cząsteczki ączą się ze sob ą za pomocą wiązań wodorowych. Cząsteczki wody mają zdolność do adhezji, czyli przylegania do innych substancji, oraz wzajemnego p rzyci ągania się, czyli tzw. kohezji (spójno ści). Wiązania wodorowe ulegają zerwaniu pod wp ywem energii cieplnej cząsteczek.

10 Egzamin maturalny. Biologia. Poziom rozszerzony. Zb iór zadań Na schemacie przedstawiono wi ązania wodorowe powsta e między cząsteczkami wody. Na podstawie: Biologia. Jedno ść i ró żnorodno ść, praca zbiorowa, Warszawa 2008, s. 28. a) Okre śl, w którym zdaniu (A czy B) prawid owo opisano rolę si kohezji w transporcie wody w ro ślinie. Odpowiedź uzasadnij. A. Zapobiegaj ą przerwaniu się s upa wody w naczyniach i cewkach ksylemu między korzeniem a li ściem. B. Zapobiegaj ą odrywaniu się nitek wody przewodzonej w ksylemie od ścian komórkowych naczy ń. b) Wyja śnij związek budowy cząsteczki wody z jej wysokim ciep em parowania. Zadanie 8. W śród węglowodanów, w zależności od ich budowy, wyróżnia się monosacharydy – pojedyncze monomery, które mog ą tworzyć większe cząsteczki: oligosacharydy (2–10 monomerów), oraz polisacharydy, zbudowane z wi ęcej niż 10 monomerów. Na schemacie I przedstawiono reakcję kondensacji 2 cząsteczek glukozy (monomeru), w wyniku której powstaje disacharyd, a na schemacie II – 2 disachar ydy, ka żdy zbudowany z 2 różnych monomerów. I II Na podstawie: B.D. Hames, N.M. Hooper, Biochemia. Krótkie wyk ady, Warszawa 2002, s. 310. a) Podpisz powy ższe wzory disacharydów w miejscach oznaczonych A–C, wybierając nazwy spo śród podanych. Nazwy disacharydów: sacharoza, celobioza, trehaloza , maltoza, laktoza. wiązanie wodorowe H H O H H O

1. Zadania 11 b) Zaznacz poprawne doko ńczenie zdania. Mi ędzy dwiema cząsteczkami glukozy podczas reakcji kondensacji powst a o wiązanie A. kowalencyjne – glikozydowe. B. wodorowe – glikozydowe. C. kowalencyjne – estrowe. D. jonowe – glikozydowe. Zadanie 9. Monosacharydy i pewne disacharydy maj ą w aściwości redukujące, ponieważ zawierają woln ą grupę karbonylową (C=O), która utlenia się do grupy karboksylowej (COOH), redukuj ąc jednocześnie inny związek. Do wykrywania obecności cukrów redukujących s uży odczynnik Benedicta o barwie niebieskiej. Cukry red ukuj ą CuSO4, znajdujący się w odczynniku, do Cu 2O, który po podgrzaniu wytrąca się jako osad o różnym zabarwieniu (od zielono żó tego poprzez pomarańczowy do czerwonego), zależnie od ilości cukru redukuj ącego w analizowanej próbie. Przeprowadzono następujące doświadczenie: – przygotowano cztery probówki, – do probówki 1. dodano 2 cm 3 1% roztworu sacharozy, do 2. dodano 2 ml 1% roztwo ru maltozy, do 3. dodano 2 ml 1% roztworu laktozy, do 4. dodano 2 ml wody destylowanej, – do ka żdej probówki dodano 1 ml odczynnika Benedicta i dok adnie wymieszano, – wszystkie probówki wstawiono na 3 min do a źni wodnej o temperaturze 70°C. Zaobserwowane wyniki do świadczenia zestawiono w tabeli. Próba Barwa odczynnika Benedicta 1. sacharoza niebieska 2. maltoza pomara ńczowa 3. laktoza pomara ńczowa 4. woda destylowana niebieska Na podstawie analizy podanych wyników sformu uj wniosek do przeprowadzon ego do świadczenia. Zadanie 10. Poni żej przedstawiono wzory strukturalne trzech węglowodanów. Na podstawie: N.A. Campbell, J.B. Reece, L.A. Urry, M.L. Cain, S.A. Wasserman, P.V. Minorsky, R.B. Jackson, Biologia, Poznań 2013, s. 70.

12 Egzamin maturalny. Biologia. Poziom rozszerzony. Zb iór zadań a) Na podstawie przedstawionych wzorów i posiadanej wiedzy oce ń prawdziwość informacji dotycz ących budowy węglowodanów. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli. Lp. Informacja Prawda Fa sz 1. Cz ąsteczka monosacharydu zbudowana jest z co najmniej 3 atomów węgla. 2. W cz ąsteczce monosacharydu ka żdy atom w ęgla po ączony jest z grup ą hydroksylow ą. 3. Obecno ść polarnych grup hydroksylowych sprawia, że monosacharydy s ą hydrofobowe. b) Podaj przyk ad, innej ni ż przedstawiona powyżej, pentozy i określ jej biologiczne znaczenie. c) Przyporz ądkuj każdemu z cukrów (I–III) jego znaczenie dla organizmu roślinnego (spośród A–D). A. Jest g ównym materia em energetycznym dla komóre k. B. Stanowi zwi ązek wyjściowy do tworzenia cukrów bardziej z ożonych. C. Wchodzi w sk ad kwasów nukleinowych. D. Stanowi materia budulcowy ściany komórkowej roślin. d) Wyja śnij, dlaczego ze względu na rozpuszczalność w wodzie cukry proste nie mogą by ć materia em zapasowym w komórkach zwierząt.

1. Zadania 13 1.2. Budowa i funkcjonowanie komórki Zadanie 11. W śród komórek eukariotycznych wyróżnia się komórki roślinne, zwierzęce i komórki grzybowe. Na rysunku przedstawiono dwa rodzaje komó rek eukariotycznych (A i B), w których organelle oznaczono cyframi (1–7). A. …………………………… B. …………………………….. Na podstawie: A.J. Lack, D.E. Evans, Biologia roślin. Krótkie wyk ady, Warszawa 2003, s. 4; J. Nicklin, K. Graeme-Cook, R. Killington, Mikrobiologia. Krótkie wyk ady, Warszawa 2012, s. 208, 220. a) Rozpoznaj rodzaje komórek eukariotycznych, przed stawionych na rysunku. Podpisz ka żdą z nich oraz podaj element budowy różniący je od siebie. b) Do ka żdego z elementów budowy oznaczonych cyframi 1 i 2 p rzyporządkuj po dwa zdania wybrane spo śród I–VI, które opisują dany element. Element budowy 1 I. Jest zbudowany z glikoprotein i kolagenu. Element budowy 2 II. Jest zbudowany g ównie z w ęglowodanów. III. Jest zbudowany g ównie z lipidów i bia ek. IV. Oddziela protoplast od środowiska zewnętrznego. V. Chroni protoplast przed parowaniem i patogenami . VI. Uniemo żliwia wzrost komórki. c) Uzupe nij tabel ę przedstawiającą procesy zachodzące w organellach komórek A oraz B. W odpowiednich rubrykach wpisz nazwy poszczególnych organelli oraz wstaw znak +, je śli wymieniony w tabeli proces zachodzi w danym orga nellum lub znak –, jeśli nie zachodzi. Oznaczenie cyfrowe organellum Nazwa organellum Biosynteza bia ek Synteza ATP komórka A komórka B komórka A komórka B 4 5 6 Wskazówki do rozwi ązania zadania a) Aby wykona ć polecenie, przywo aj z pamięci cechy budowy komórek eukariotycznych – ro ślinnej, grzybowej i zwierzęcej oraz wybierz element budowy (widoczny na rysunk u)

14 Egzamin maturalny. Biologia. Poziom rozszerzony. Zb iór zadań charakterystyczny dla danego typu komórki. Rozpozna sz wówczas, jakie 2 rodzaje komórek zosta y przedstawione. Maj ą one wiele wspólnych elementów budowy. U obu komóre k mo żesz zaobserwować ścianę komórkową, wakuolę, jądro komórkowe czy mitochondria. Znajd ź taki element, który występuje tylko w jednej z komórek. b) Przypomnij sobie funkcje ściany komórkowej i b ony komórkowej. Zauważ, że nie są one takie same. Zwró ć uwagę, że chityna, tak jak celuloza, należy do węglowodanów strukturalnych, a b ona komórkowa zbudowana jest g ównie z fosfolipidów i bia ek. Pami ętaj, że ściana komórkowa nie zawsze jest strukturą sztywną – w m odych komórkach i takich, w których nie ma żadnej inkrustacji ściany, jest ona tworem elastycznym. c) W zadaniu wykorzystaj swoj ą wiedzę o funkcjonowaniu komórki, która potrzebuje związków wysokoenergetycznych (ATP) i wytwarza je w odpowied nich organellach, a tak że różnego rodzaju bia ek, powstaj ących g ównie w siateczce śródplazmatycznej. Nie zapomnij o mitochondriach i chloroplastach, które maj ą swój genom oraz rybosomy. Poprawna odpowied ź a) A. Komórka grzybowa, B. Komórka ro ślinna. Elementem budowy ró żniącym te komórki jest obecność chloroplastów w komórce roślinnej. b) Element budowy 1: II, V Element budowy 2: III, IV c) Oznaczenie cyfrowe organellum Nazwa organellum Biosynteza bia ek Synteza ATP komórka A komórka B komórka A komórka B 4 mitochondrium + + + + 5 chloroplast – + – + 6 siateczka ś ródplazmatyczna szorstka + + – – Zadanie 12. Na rysunku I przedstawiono budow ę jednego z rodzajów komórek, a na rysunku II – kole jne etapy pewnego zjawiska zachodz ącego w takiej komórce, umieszczonej w 7% wodnym roztworze sacharozy. Na podstawie: J. Duszy ński, K. Grykiel, L. Hryniewiecka, A. Jarmo owski, Biologia, t. 1, Warszawa 2003, s. 108; M. Podbielkowska, Z. Podbielkowski, Biologia z higieną i ochron ą ś rodowiska, Warszawa 1994, s. 32. I II

1. Zadania 15 a) Podaj, który rodzaj komórek (ro ślinne, zwierzęce, czy grzybowe) przedstawiono na rysunkach. Odpowied ź uzasadnij, uwzględniając różnice w budowie między wybranym rodzajem komórek, a pozosta ymi dwoma rodz ajami komórek. b) Podaj nazw ę zjawiska przedstawionego na rysunku II oraz wyjaśnij, na czym ono polega, uwzgl ędniając proces osmozy. c) Podaj w a ściwość b on plazmatycznych, która warunkuje przebieg zjaw iska w sposób przedstawiony na rysunku II. Odpowied ź uzasadnij. d) Wymie ń organella pó autonomiczne występujące w komórce przedstawionej na rysunku I. Sformu uj dwa argumenty na rzecz ich endosymbiotycznego pochodzenia, uwzgl ędniając cechy budowy tych organelli. Wskazówki do rozwi ązania zadania a) Realizacj ę polecenia najlepiej rozpocząć od rozpoznania na rysunku I organelli wyst ępujących w komórce i zauważenia, że skoro jest obecna ściana komórkowa i chloroplasty, to jest to komórka ro ślinna. Zwróć uwagę na to, aby w uzasadnieniu uwzgl ędnić te cechy komórek, które pozwolą na jednoznaczne wskazanie na komórkę ro ślinną – obecność ściany komórkowej i chloroplastów, przy jednoczesnym wykluczeniu pozosta ych komórek – w komórkach zwierz ęcych brak tych organelli, w komórce grzyba jest ściana komórkowa (najczęściej o innym sk adzie chemicznym), ale brak chlorop lastów. Nie wystarczy podanie w odpowiedzi tylko cech chara kterystycznych komórki ro ślinnej. b) Podczas analizy rysunku II zwró ć uwagę na kolejne zmiany zachodzące w komórce: stopniowe kurczenie si ę protoplastu i odstawanie od ściany komórkowej, zmniejszanie się wakuol (wodniczek), czyli stopniowe odwodnienie kom órki, st ężenie roztworu, w którym zosta y umieszczone komórki . Analiza tego procesu powinna przypomnie ć nazw ę przedstawionego zjawiska. Zmiany w komórce, związane z przemieszczaniem się wody, powinny być powi ązanie z posiadaną wiedzą o osmozie i wp ywie roztworu hipertonicznego na za wartość (protoplast) komórki. c) Analizuj ąc rysunek II, zwróć uwagę na to, że skutkiem zachodzącego zjawiska jest odwodnienie komórki (wakuoli), czyli zmniejszenie s i ę objętości protoplastu pod wp ywem 7% wodnego roztworu sacharozy. Z tego mo żna wnioskować, że wyrównanie różnicy stężeń mi ędzy roztworami (komórkowym i sacharozy) zachodzi pr zez oddawanie wody z wakuoli, a nie na drodze przenikania sacharozy do komórki. Świadczy to o tym, że b ony plazmatyczne s ą przepuszczalne dla wody, a nieprzepuszczalne dla s acharozy, czyli są pó przepuszczalne. d) Aby zrealizowa ć polecenie, trzeba wiedzieć, które organella komórkowe są pó autonomiczne (maj ą w asny DNA, w asne rybosomy) i są endosymbiotycznego pochodzenia (wykazują podobie ństwo do komórek prokariotycznych), gdyż na tej podstawie można ustalić, które z tych organelli wyst ępują w przedstawionej komórce. Porównując budowę tych organelli pó autonomicznych z komórk ą prokariotyczną, zwróć uwagę na podobne cechy budowy, bo jest to niezb ędne do sformu owania w aściwej argumentacji. Przyk ady poprawnych odpowiedzi a) Przedstawiono komórki ro ślinne, ponieważ w ich budowie występują (widoczne na rysunku): ściana komórkowa i chloroplasty, a w komórkach zwier zęcych brak tych elementów, natomiast w komórkach grzybów wyst ępuje ściana komórkowa, ale brak chloroplastów.

16 Egzamin maturalny. Biologia. Poziom rozszerzony. Zb iór zadań b) Jest to plazmoliza. Po umieszczeniu komórki w roztw orze hipertonicznym (o wyższym st ężeniu niż roztwór komórkowy), woda z komórki (z wakuoli / z wodniczek i cytoplazmy) przenika na zasadzie osmozy na zewn ątrz (do roztworu zewnętrznego), co powoduje odwodnienie komórki (wakuoli), prowadz ące do kurczenia się protoplastu i jego odstawania od ściany komórkowej. c) Jest to pó przepuszczalno ść (b on plazmatycznych). Po umieszczeniu komórki w r oztworze hipertonicznym nast ępuje jej odwodnienie (odwodnienie wakuoli), z czego wynika, że wyrównywanie różnicy stężeń między roztworem komórkowym i zewnętrznym odbywa się jedynie przez oddawanie wody z wakuoli (czyli na dr odze osmozy), a nie przez przenikanie cukru (sacharozy) do komórki. B ony plazmatyczne s ą więc przepuszczalne dla wody, a nieprzepuszczalne dla cukru (sacharozy). d) Mitochondria i chloroplasty (plastydy), s ą organellami pó autonomicznymi (mają w asny / niezale żny od jądra komórkowego DNA oraz w asne rybosomy) i zgodnie z teorią endosymbiozy pochodz ą od organizmów prokariotycznych (są przekszta conymi komórkami prokariotycznymi), za czym przemawiaj ą: – obecno ść w tych organellach (zazwyczaj) kolistego DNA (inne go niż DNA jądrowe), podobnego do DNA w komórkach bakterii, – obecno ść w tych organellach rybosomów podobnych do występujących w komórkach prokariotycznych, – podobne wymiary tych organelli do wymiarów komóre k prokariotycznych. Zadanie 13. Na schemacie przedstawiono budow ę komórki. Na podstawie : http://timvandevall.com/animal-cell-diagram/ [dost ęp: 27.05.2015]. a) Podaj nazwy i oznaczenia cyfrowe struktur komórk owych, w których – zachodzi synteza ATP, – przechowywana jest informacja genetyczna, – zachodz ą modyfikacje bia ek oraz lipidów przeznaczonych do egzocytozy. b) Uzupe nij zdania, wpisuj ąc w miejsce kropek określenia wybrane spośród podanych poni żej. Wybrane określenia nie mogą się w zdaniach powtarzać. Okre ślenia: bakterii, grzyba, rośliny, zwierzęcia. Przedstawiona na schemacie komórka nie zawiera plas tydów ani ściany komórkowej, dlatego nie mo że to być komórka …………………. . Obecność jądra świadczy o tym, że nie jest to komórka ……………….. . Komórka ta nie posiada ściany komórkowej, więc nie należy do ………………... . c) Podaj nazwy i funkcje tych plastydów, które wyst ępują w miękiszu – palisadowym i g ąbczastym, – spichrzowym.

1. Zadania 17 Wskazówki do rozwi ązania zadania a) W pierwszej kolejno ści przypomnij sobie nazwy organelli, których funkcj e podano pod rysunkiem, a potem rozpoznaj te struktury na sc hemacie komórki. b) Zadanie sprawdza wiadomo ści na temat budowy komórki na poziomie gimnazjum. Dokonuj ąc wyboru s ów do uzupe nienia zdań, pamiętaj, jakie są cechy charakterystyczne komórek organizmów nale żących do poszczególnych królestw. c) Odpowied ź wymaga wiadomości na temat budowy komórki roślinnej i funkcji plastydów. Mi ękisz palisadowy i gąbczasty prowadzi fotosyntezę, zaś spichrzowy gromadzi skrobię ( amylum ). Zadanie 14. Cytoszkielet komórki buduj ą trzy rodzaje filamentów: mikrofilamenty, filamenty pośrednie i mikrotubule. Mikrofilamenty to cienkie i elastycz ne struktury zbudowane z identycznych globularnych cz ąsteczek aktyny. Mikrotubule są najgrubsze z tych struktur i mają postać d ugich, pustych wewn ątrz rurek. Odpowiadają za organizację wnętrza komórki. Filamenty po średnie są zbudowane z mocno zwiniętych nici, dzięki czemu są najbardziej sztywne i wytrzyma e spo śród wymienionych elementów cytoszkieletu. Na rysunku przedstawiono trzy rodzaje filamentów bu duj ących cytoszkielet komórki. Na podstawie: Biologia. Jedno ść i ró żnorodno ść, praca zbiorowa, Warszawa 2008, s. 102–105. a) Przyporz ądkuj każdą z podanych funkcji do w aściwego elementu cytoszkieletu, wstawiaj ąc w odpowiednie miejsca tabeli znak X. Funkcja Mikrofilamenty Filamenty po średnie Mikrotubule Zapobiegaj ą p ękaniu komórek pod wp ywem rozci ągania. Utrzymuj ą organelle w okre ślonym miejscu komórki. S ą niezb ędne komórkom do wykonywania ró żnego rodzaju ruchów. b) Zaznacz prawid owe doko ńczenie zdania. Filamenty tworz ące cytoszkielet komórki zbudowane są z A. bia ek. B. lipidów. C. w ęglowodanów. D. kwasów nukleinowych. Wskazówki do rozwi ązania zadania a) Na podstawie analizy tekstu źród owego i rysunku porównaj budowę i sposób rozmieszczenia w komórce poszczególnych filamentów. Aby przyporz ądkować podane funkcje do odpowiednich mikrofilamenty filamenty po średnie mikrotubule

18 Egzamin maturalny. Biologia. Poziom rozszerzony. Zb iór zadań elementów, zwró ć uwagę na budowę poszczególnych rodzajów filamentów i określ, jakie przystosowania s ą niezbędne do pe nienia podanych funkcji. b) Przypomnij sobie, jakie znaczenie biologiczne maj ą wymienione związki chemiczne: bia ka, lipidy, w ęglowodany i kwasy nukleinowe oraz jaką rolę pe ni cytoszkielet w funkcjonowaniu komórki. Zwró ć szczególną uwagę na fragment tekstu źród owego opisujący budowę mikrofilamentów i okre śl, do której grupy związków chemicznych zaliczamy aktynę. Zadanie 15. Stopie ń uwodnienia wyrośniętych, mających wakuole komórek roślinnych, regulowany jest dzi ęki osmozie. Ze względu na sposób pobierania wody, komórkę można uznać za uk ad osmotyczny. B ona komórkowa jest selektywnie przepu szczalna, a wn ętrze komórki wype nia wakuola, zawieraj ąca wodny roztwór substancji osmotycznie czynnych. Ściana komórkowa jest przepuszczalna dla wody i substancji w niej ro zpuszczonych. Na rysunkach przedstawiono zmiany zachodz ące w dwóch takich samych komórkach ro ślinnych umieszczonych w różnych roztworach. Na podstawie: N.A. Campbell, J.B. Reece, L.A. Urry, M.L. Cain, S.A. Wasserman, P.V. Minorsky, R.B. Jackson, Biologia, Poznań 2013, s. 770; J. Michejda, L. Ratajczak, Ćwiczenia z fizjologii ro ślin , Warszawa 1986, s. 47–48. a) Na obu rysunkach narysuj strza ki ilustruj ące kierunek przep ywu wody między komórk ą a roztworem, w którym jest umieszczona. b) Na podstawie analizy rysunków okre śl, jakie zmiany zachodzą w komórce roślinnej umieszczonej w roztworze hipertonicznym (A) i hipotonicznym (B), przyporz ądkowując wszystkie spośród podanych niżej stwierdzeń (1–5) odpowiednio roztworom A lub B. 1. Wyst ępuje zjawisko plazmolizy. 2. Powi ększenie objętości protoplastu. 3. Zmniejszenie si ę turgoru komórki. 4. Wzrost ci śnienia protoplastu na ścianę komórkową. 5. Pobieranie wody przez komórk ę. c) Opisz, jak ą rolę odgrywają wakuola i ściana komórkowa w utrzymaniu jędrności (turgoru) komórki ro ślinnej. Zadanie 16. Kolagen jest zbudowany z trzech a ńcuchów polipeptydowych. Każdy ańcuch sk ada się z powtarzaj ącego się tripeptydu, mającego sekwencję Gly-X-Y, w którym Gly to glicyna, a X i Y mog ą być jakimikolwiek aminokwasami, ale najczęściej X jest proliną, a Y hydroksyproliną. Ka żdy ańcuch, zbudowany z ok. tysiąca aminokwasów, ma strukturę α-helisy. Trzy ańcuchy polipeptydowe (α-helisy), owijając się wokó siebie, tworzą trójniciową helisę wyższego rz ędu, która jest utrzymywana g ównie dzięki wiązaniom wodorowym powstającym między 0,4 M roztwór sacharozy czysta woda Komórka wyj ściowa A B wakuola

1. Zadania 19 grupami aminowymi glicyn jednej helisy i grupami hy droksylowymi jednej z pozosta ych helis. W stabilizowaniu struktury trójniciowej heli sy bior ą również udzia grupy –OH hydroksyproliny. Na rysunku schematycznie przedstawiono biosyntezę kolagenu. Na podstawie: Pod redakcj ą T. Le, K. Krause, First Aid for the Basic Sciences General Principles , New York 2009, s. 127; B.D. Hames, N.M. Hooper, Biochemia. Krótkie wyk ady, Warszawa 2002, s. 55–56. a) Korzystaj ąc z rysunku i swojej wiedzy, przedstaw etapy biosyn tezy kolagenu. Uzupe nij tabel ę, wpisując w odpowiednich rubrykach nazwę organellum, cyfrę oznaczaj ącą proces (1–5) oraz rodzaj procesu, jaki w nim zachodzi. Nazwa organellum Cyfra oznaczaj ąca proces Rodzaj procesu

20 Egzamin maturalny. Biologia. Poziom rozszerzony. Zb iór zadań b) Na podstawie informacji zawartych w tek ście przedstaw strukturę pierwszorzędową kolagenu, zapisuj ąc fragment ańcucha z ożonego z dziewięciu aminokwasów. c) Zaznacz prawid owe doko ńczenie zdania. Przedstawiony na rysunku proces biosyntezy kolagenu zachodzi w komórkach A. tkanki ącznej p ynnej – limfocytach. B. tkanki ącznej sta ej – fibroblastach. C. tkanki mi ęśniowej – miocytach. D. w ątroby – hepatocytach. d) Wiedz ąc, że podczas biosyntezy kolagenu (w procesie przy ączania grup –OH do proliny) jest niezb ędny kwas askorbinowy, wyjaśnij, dlaczego niedobór witaminy C (kwasu askorbinowego) mo że powodować zmniejszenie szczelności naczyń krwiono śnych. Zadanie 17. G ówn ą cechą niemal wszystkich komórek prokariotycznych jest ob ecność ściany komórkowej. Ró żni się ona budową i sk adem cząsteczkowym od ścian komórek eukariotycznych, które zawieraj ą zwykle celulozę lub chitynę. Większość ścian komórkowych bakterii zawiera peptydoglikan (zwi ązek chemiczny z ożony z dwóch a ńcuchów polisacharydów po ączonych krótkimi ańcuchami polipeptydowymi). Skuteczno ść antybiotyku penicyliny wynika z tego, że blokuje ona aktywność enzymów bakteryjnych bior ących udzia w syntezie peptydoglikanu. Na podstawie różnic w budowie ściany komórkowej i wynikających z nich różnic w barwieniu tej ściany techniką nazywaną barwieniem Grama, podzielono bakterie na Gram-dodat nie i Gram-ujemne. Na schematach przedstawiono budow ę ściany komórkowej bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych. Na podstawie: N.A. Campbell, J.B. Reece, L.A. Urry, M.L. Cain, S.A. Wasserman, P.V. Minorsky, R.B. Jackson, Biologia, Poznań 2013, s. 557–558. a) Na podstawie schematów podaj ró żnicę w budowie ściany komórkowej bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych oraz wyja śnij, jakie ma ona znaczenie dla bakterii chorobotwórczych. b) Uzasadnij, dlaczego penicylina dzia a szkodliwie na komórki bakterii, a nie wp ywa na komórki cz owieka. c) Zaznacz w śród niżej wymienionych grup protistów (A–E) te dwie grupy, które charakteryzuj ą się obecnością ściany komórkowej. A. Ameby. B. Orz ęski. C. Okrzemki. D. Sporowce. E. L ęgniowce.