Biologia — zadanie 3

← Wszystkie zadania — Biologia
Zadanie 3
Matura 2016 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony
4 podzadania
Informacja do podzadań

Enzym ureaza, który występuje m.in. w nasionach dyni, przeprowadza następującą reakcję:

\(\mathrm{H_2N{-}CO{-}NH_2 + H_2O \rightarrow 2\ NH_3 + CO_2}\)

Powstający w ten sposób amoniak powoduje alkalizację (wzrost zasadowości) środowiska reakcji. Ureaza podana dożylnie jest śmiertelna dla człowieka nawet w niskich dawkach, ale nasiona dyni można jeść bezpiecznie.

Przeprowadzono doświadczenie, w którym przesącz z nasion dyni rozgniecionych w wodzie rozdzielono w równych ilościach do trzech probówek (I–III) i do każdej z nich dodano taką samą ilość mocznika. Stopień alkalizacji roztworu w probówkach mierzono za pomocą fenoloftaleiny, która w środowisku zasadowym przyjmuje barwę różową – tym intensywniejszą, im wyższe jest pH roztworu. Każdą probówkę inkubowano w innej temperaturze: I – 10 °C, II – 35 °C, III – 70 °C.

Po kilku minutach zaobserwowano zmianę zabarwienia roztworów w I i II probówce, natomiast w probówce III roztwór się nie zabarwił.

Na podstawie: www.biocen.edu.pl/volvox/Protocols/PDFs/Urease_pl

Zadanie 3.1

1 pkt

Enzym ureaza, który występuje m.in. w nasionach dyni, przeprowadza następującą reakcję:

\(\mathrm{H_2N{-}CO{-}NH_2 + H_2O \rightarrow 2\,NH_3 + CO_2}\)

Powstający w ten sposób amoniak powoduje alkalizację (wzrost zasadowości) środowiska reakcji. Ureaza podana dożylnie jest śmiertelna dla człowieka nawet w niskich dawkach, ale nasiona dyni można jeść bezpiecznie.

Przeprowadzono doświadczenie, w którym przesącz z nasion dyni rozgniecionych w wodzie rozdzielono w równych ilościach do trzech probówek (I–III) i do każdej z nich dodano taką samą ilość mocznika. Stopień alkalizacji roztworu w probówkach mierzono za pomocą fenoloftaleiny, która w środowisku zasadowym przyjmuje barwę różową – tym intensywniejszą, im wyższe jest pH roztworu. Każdą probówkę inkubowano w innej temperaturze: I – 10 °C, II – 35 °C, III – 70 °C.

Po kilku minutach zaobserwowano zmianę zabarwienia roztworów w I i II probówce, natomiast w probówce III roztwór się nie zabarwił.

Na podstawie: www.biocen.edu.pl/volvox/Protocols/PDFs/Urease_pl

Sformułuj problem badawczy do tego doświadczenia.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne sformułowanie problemu badawczego uwzględniającego wpływ temperatury na aktywność badanego enzymu / ureazy.

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

Przykładowe rozwiązania

  • Wpływ temperatury na aktywność enzymu ureazy / ureazy znajdującej się w pestkach dyni.
  • Czy temperatura ma wpływ na aktywność enzymu ureazy?
  • Jaka temperatura hamuje aktywność ureazy?

Zadanie 3.2

1 pkt

Enzym ureaza, który występuje m.in. w nasionach dyni, przeprowadza następującą reakcję:

\(\mathrm{H_2N{-}CO{-}NH_2} + \mathrm{H_2O} \rightarrow 2\,\mathrm{NH_3} + \mathrm{CO_2}\)

Powstający w ten sposób amoniak powoduje alkalizację (wzrost zasadowości) środowiska reakcji. Ureaza podana dożylnie jest śmiertelna dla człowieka nawet w niskich dawkach, ale nasiona dyni można jeść bezpiecznie.

Przeprowadzono doświadczenie, w którym przesącz z nasion dyni rozgniecionych w wodzie rozdzielono w równych ilościach do trzech probówek (I–III) i do każdej z nich dodano taką samą ilość mocznika. Stopień alkalizacji roztworu w probówkach mierzono za pomocą fenoloftaleiny, która w środowisku zasadowym przyjmuje barwę różową – tym intensywniejszą, im wyższe jest pH roztworu. Każdą probówkę inkubowano w innej temperaturze: I – 10 °C, II – 35 °C, III – 70 °C.

Po kilku minutach zaobserwowano zmianę zabarwienia roztworów w I i II probówce, natomiast w probówce III roztwór się nie zabarwił.

Na podstawie: www.biocen.edu.pl/volvox/Protocols/PDFs/Urease_pl

Podaj przyczynę, która sprawiła, że w probówce III roztwór się nie zabarwił.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

  • W probówce III, w temperaturze 70°C, roztwór się nie zabarwił, ponieważ nastąpiła denaturacja ureazy i mocznik nie został rozłożony.
  • Ureaza została zdenaturowana w wysokiej temperaturze (i nie nastąpiła reakcja rozkładu mocznika).

Schemat punktowania

1 p. – za podanie prawidłowego wyjaśnienia obserwacji uwzględniającej denaturację enzymu w wysokiej temperaturze.

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

Zadanie 3.3

1 pkt

Enzym ureaza, który występuje m.in. w nasionach dyni, przeprowadza następującą reakcję:

\(\mathrm{H_2N{-}CO{-}NH_2 + H_2O \rightarrow 2\,NH_3 + CO_2}\)

Powstający w ten sposób amoniak powoduje alkalizację (wzrost zasadowości) środowiska reakcji. Ureaza podana dożylnie jest śmiertelna dla człowieka nawet w niskich dawkach, ale nasiona dyni można jeść bezpiecznie.

Przeprowadzono doświadczenie, w którym przesącz z nasion dyni rozgniecionych w wodzie rozdzielono w równych ilościach do trzech probówek (I–III) i do każdej z nich dodano taką samą ilość mocznika. Stopień alkalizacji roztworu w probówkach mierzono za pomocą fenoloftaleiny, która w środowisku zasadowym przyjmuje barwę różową – tym intensywniejszą, im wyższe jest pH roztworu. Każdą probówkę inkubowano w innej temperaturze: I – 10 °C, II – 35 °C, III – 70 °C.

Po kilku minutach zaobserwowano zmianę zabarwienia roztworów w I i II probówce, natomiast w probówce III roztwór się nie zabarwił.

Na podstawie: www.biocen.edu.pl/volvox/Protocols/PDFs/Urease_pl

Zaznacz poniżej klasę enzymów (A–D), do której należy ureaza.

A. A. liazy
B. B. ligazy
C. C. hydrolazy
D. D. oksydoreduktazy
Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

C./ hydrolazy

Schemat punktowania:

1 p. – za zaznaczenie poprawnej odpowiedzi.

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

Zadanie 3.4

2 pkt

Enzym ureaza, który występuje m.in. w nasionach dyni, przeprowadza następującą reakcję:

\(\mathrm{H_2N{-}CO{-}NH_2 + H_2O \rightarrow 2\,NH_3 + CO_2}\)

Powstający w ten sposób amoniak powoduje alkalizację (wzrost zasadowości) środowiska reakcji. Ureaza podana dożylnie jest śmiertelna dla człowieka nawet w niskich dawkach, ale nasiona dyni można jeść bezpiecznie.

Przeprowadzono doświadczenie, w którym przesącz z nasion dyni rozgniecionych w wodzie rozdzielono w równych ilościach do trzech probówek (I–III) i do każdej z nich dodano taką samą ilość mocznika. Stopień alkalizacji roztworu w probówkach mierzono za pomocą fenoloftaleiny, która w środowisku zasadowym przyjmuje barwę różową – tym intensywniejszą, im wyższe jest pH roztworu. Każdą probówkę inkubowano w innej temperaturze: I – 10 °C, II – 35 °C, III – 70 °C.

Po kilku minutach zaobserwowano zmianę zabarwienia roztworów w I i II probówce, natomiast w probówce III roztwór się nie zabarwił.

Na podstawie: www.biocen.edu.pl/volvox/Protocols/PDFs/Urease_pl

Wyjaśnij, dlaczego wprowadzenie ureazy bezpośrednio do krwiobiegu człowieka stanowi dla niego śmiertelne zagrożenie, ale ureaza zawarta w nasionach dyni nie jest dla człowieka szkodliwa po ich zjedzeniu. W odpowiedzi uwzględnij oba miejsca działania tego enzymu.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

  • Ureaza wprowadzona do krwi rozkłada mocznik w niej znajdujący się do amoniaku, który jest silnie toksyczny i zatruwa organizm, natomiast po zjedzeniu nasion dyni, ureaza nie jest już szkodliwa, ponieważ jest białkiem i zostaje strawiona / rozłożona wraz z pestkami w przewodzie pokarmowym.
  • We krwi człowieka znajduje się mocznik, który ureaza rozkłada do toksycznego amoniaku, natomiast w układzie pokarmowym człowieka nie ma mocznika, który by ureaza rozkładała, a dodatkowo – w żołądku zaczyna się proces trawienia białek, więc ureaza, która jest białkiem ulegnie strawieniu.

Schemat punktowania

2 p. – za prawidłowe wyjaśnienie uwzględniające wpływ ureazy na organizm w zależności od obu miejsc jej działania – w krwiobiegu i w układzie pokarmowym.

1 p. – za prawidłowe wyjaśnienie uwzględniające tylko jedno miejsce działania ureazy w organizmie (albo w krwiobiegu, albo w układzie pokarmowym).

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