Biologia — zadania maturalne

Schemat punktowania

1 p. – za wyjaśnienie wskazujące na sprzeczność między warunkami beztlenowymi niezbędnymi do wiązania azotu atmosferycznego a wydzielaniem się tlenu w fotosystemie II.

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

Przykładowe rozwiązania

• Jeśli działałby fotosystem II, to wydzielałby się tlen, co zaburzałoby wiązanie azotu.
• Asymilacja azotu atmosferycznego (w heterocytach) musi się odbywać w warunkach beztlenowych, a w działającym fotoukładzie II wydziela się tlen.
• W heterocytach fotosystem II nie może być aktywny, ponieważ przeprowadza on fotolizę wody, a reakcje wiązania azotu atmosferycznego katalizowane przez nitrogenazę zachodzą wyłącznie w warunkach beztlenowych.
• W fotoukładzie II zachodzi fotoliza wody, w której produkowany jest tlen zaburzający w heterocytach pracę nitrogenazy.

Uwaga:
Dopuszcza się określenie „heterocysty” zamiast „heterocyty”.

Przykładowe rozwiązania

• Jest to reakcja syntezy, a zatem anaboliczna.
• Jest to anabolizm – ze związków prostszych powstają związki bardziej złożone.
• Jest to reakcja anaboliczna, ponieważ wymaga dostarczenia energii / ATP.

Schemat punktowania

1 p. – za określenie anabolicznego charakteru przedstawionej reakcji wraz z prawidłowym uzasadnieniem odnoszącym się do wzrostu stopnia złożoności produktu względem substratu lub zapotrzebowania energetycznego.

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

Uwaga:
Mimo że podczas tej reakcji wydziela się ciepło, dopuszcza się w odpowiedzi określenie „reakcja endoergiczna / endoenergetyczna”, ponieważ dla organizmu reakcja ta wymaga dużego nakładu energii w postaci ATP, potrzebnej do pokonania energii aktywacji reakcji.
Nie uznaje się odpowiedzi dotyczących wyższego poziomu energetycznego produktów niż substratów, ponieważ w tym wypadku poziom energetyczny produktów jest niższy (podczas reakcji wydziela się ciepło, a w komórce nie dochodzi do zmian ciśnienia i objętości – nie jest wykonywana praca objętościowa, zatem energia układu zostaje obniżona).

Przykładowe rozwiązania

• Heterocyty wiążą azot, który inne komórki wykorzystują do syntezy aparatu fotosyntetycznego, np. enzymów.
• Do komórek, w których zachodzi fotosynteza, transportowana jest powstająca w heterocytach glutamina, która jest źródłem azotu do syntezy chlorofilu.
• Heterocyty dostarczają do fotosyntetyzujących komórek przyswojony azot konieczny do budowy białek, biorących udział w procesie fotosyntezy, np. enzymów, białek strukturalnych fotosystemów.
• Azot wiązany przez heterocyty jest składnikiem NADP⁺, który bierze udział w cyklu Calvina.

Schemat punktowania

1 p. – za wyjaśnienie uwzględniające wykorzystanie związanego w heterocytach azotu do syntezy konkretnych związków azotowych niezbędnych w procesie fotosyntezy, np. chlorofilu, białek enzymatycznych, nukleotydów.

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

Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi, w których występuje stwierdzenie o obecności chloroplastów w komórkach sinic lub odnoszących się do transportu ADP z heterocytów do komórek fotosyntetyzujących.

Przykładowe rozwiązania

Nasiona słonecznika – zawierają tylko 1% węglowodanów, zatem większość glukozy, która potrzebna jest do intensywnego oddychania podczas kiełkowania nasion pochodzi z przemian lipidów.

Schemat punktowania

1 p. – za prawidłowe wyjaśnienie odnoszące się do wykorzystania lipidów w procesie glukoneogenezy do uzyskania glukozy.

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

Rozwiązanie

• Glikogenoliza – 1,
• Narządy – wątroba, mięsień, serce

Schemat punktowania

1 p. – za prawidłowe podanie oznaczenia cyfrowego glikogenolizy wraz z prawidłowym podaniem wszystkich trzech narządów, w których ten proces zachodzi.

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

Schemat punktowania

2 p. – za prawidłowe opisanie różnicy w przemianach mleczanu przez komórki wątroby i przez komórki mięśnia sercowego uwzględniające produkt przekształcania mleczanu oraz sposób jego wykorzystania w obu narządach, czyli powstanie odpowiednio: glukozy w wątrobie – jako źródła energii do pracy innych komórek i pirogronianu w komórkach serca – jako substratu oddychania komórkowego tylko dla pracy serca.

1 p. – za prawidłowe opisanie różnicy w przemianach mleczanu tylko w komórkach wątroby lub tylko w komórkach mięśnia sercowego uwzględniające produkt przekształcania mleczanu oraz sposób jego wykorzystania.

lub za odniesienie się do komórek obu narządów uwzględniające jedynie produkty przekształcania mleczanu bez sposobu ich wykorzystania

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

Rozwiązanie

W komórkach wątroby – mleczan przekształcany jest początkowo w pirogronian, a następnie w glukozę, która wraca do krwi i może być wykorzystywana, jako źródło energii (przez inne komórki organizmu),

natomiast

w komórkach mięśnia sercowego – mleczan przekształcany jest tylko do pirogronianu, który staje się substratem do oddychania w tych komórkach.

Przykładowe rozwiązanie

Amoniak jest związkiem bardzo toksycznym dla organizmu, dlatego odłączanie grup amidowych od glutaminy zachodzi dopiero w wątrobie, ponieważ tam zachodzi proces przekształcania amoniaku w mniej toksyczny mocznik.

Schemat punktowania

1 p. – za prawidłowe wyjaśnienie, odnoszące się do toksyczności amoniaku i lokalizacji w wątrobie procesu (cyklu mocznikowego / ornitynowego), w którym powstaje z amoniaku mocznik, co minimalizuje szkodliwy wpływ amoniaku na organizm.

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

Przykładowe rozwiązania

• Dzięki tej zależności w intensywnie pracujących tkankach, gdzie powstaje dużo CO₂, którego obecność powoduje spadek pH osocza, tlen jest łatwiej uwalniany z hemoglobiny, co umożliwia intensywne oddychanie.
• W tkankach, gdzie zachodzi intensywne oddychanie tlenowe produkowane są większe ilości CO₂, który zakwasza środowisko, przez co hemoglobina łatwiej oddaje tlen.

Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do spadku pH na skutek powstawania kwasu mlekowego, ponieważ w tkankach intensywnie oddychających tlenowo kwas mlekowy praktycznie nie powstaje.

Schemat punktowania

1 p. – za prawidłowe wyjaśnienie, uwzględniające związek przyczynowo-skutkowy, tzn. przyczynę, czyli wytwarzanie dużych ilości CO₂ w intensywnie pracujących tkankach, mechanizm, czyli zakwaszenie środowiska (spadek pH krwi), i skutek, czyli łatwiejsze oddawanie tlenu przez hemoglobinę.

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

Jest to hormon anaboliczny, ponieważ stymuluje syntezę białek/glikogenu/ transkrypcję/translację.

1 pkt – za poprawne określenie kierunku przemian metabolicznych, w których uczestniczy insulina wraz z uzasadnieniem

0 pkt – za odpowiedź niepełną, np. określenie tylko kierunku przemian metabolicznych zachodzących z udziałem insuliny bez uzasadnienia lub odpowiedź niepoprawną, lub brak odpowiedzi

Przykładowe rozwiązania

O endosymbiotycznym pochodzeniu chloroplastów i mitochondriów świadczy:

• obecność kolistego DNA/nagiego DNA/DNA niezwiązanego z białkami histonowymi,
• podobieństwo strukturalne rybosomów chloroplastowych i mitochondrialnych do rybosomów bakteryjnych/70S,
• otoczenie organellów dwiema (lub więcej w przypadku chloroplastów) błonami (z których wewnętrzna/najbardziej wewnętrzna przypomina budową bakteryjną błonę komórkową, a zewnętrzna błona/pozostałe błony mają budowę charakterystyczną dla eukariontów),
• powstawanie mitochondriów i chloroplastów przez podział istniejących/fakt samopowielania się mitochondriów i chloroplastów,
• podobieństwo sekwencji DNA mitochondriów i chloroplastów do sekwencji DNA bakterii.

4.1. (0–1)

Schemat punktowania

1 p. – za podanie jednego argumentu na rzecz endosymbiotycznego pochodzenia mitochondriów i chloroplastów uwzględniającego podobieństwo ich budowy lub sposobu ich funkcjonowania do bakterii (prokariontów) albo uwzględniającego pozostałości po procesie endosymbiozy (druga błona).

0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, w szczególności za odpowiedź wskazującą cechę budowy lub sposób funkcjonowania mitochondriów i chloroplastów, które nie świadczą o ich endosymbiotycznym pochodzeniu, lub za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

• Stwierdzenie jest nieprawdziwe, ponieważ transport protonów/H⁺ przez przenośniki łańcucha transportu elektronów powoduje jedynie powstanie różnicy/zwiększa różnicę stężeń tych jonów po obu stronach błony (co napędza syntazę ATP, która bezpośrednio przeprowadza syntezę ATP).
• Stwierdzenie jest nieprawdziwe, ponieważ synteza ATP zachodzi podczas transportu biernego/dyfuzji protonów/H⁺ przez enzym syntazę ATP/kanał enzymu syntazy ATP/kanał ATP-azy (a nie podczas transportu elektronów).

4.2. (0–1)

Schemat punktowania

1 p. – za poprawną ocenę stwierdzenia wraz z uzasadnieniem odwołującym się do właściwego miejsca syntezy ATP lub do funkcji łańcucha przenośników elektronów odmiennej niż synteza ATP.

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

Przykładowe rozwiązania

• Transport protonów ze stromy chloroplastów i matriks mitochondriów jest transportem aktywnym, ponieważ zachodzi przy udziale energii uwalnianej podczas transportu elektronów.
• Transport H⁺ jest aktywny, ponieważ zachodzi w kierunku od stężenia niższego do stężenia wyższego.

4.3. (0–1)

Schemat punktowania

1 p. – za określenie, że transport protonów jest aktywny z uzasadnieniem uwzględniającym źródło energii koniecznej do jego zachodzenia lub kierunek transportu od stężenia niższego do wyższego.

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

Przykładowe rozwiązania

Zbyt wysoka temperatura może doprowadzić do zahamowania syntezy ATP w chloroplastach lub mitochondriach ze względu na:

• denaturację enzymu syntazy ATP/zniszczenie struktury syntazy ATP i następnie utratę jego aktywności.
• denaturację białek w błonie mitochondrialnej uczestniczących w transporcie elektronów (cytochromów/kompleksów enzymatycznych) i następnie zahamowanie transportu elektronów.

4.4. (0–1)

Schemat punktowania

1 p. – za wyjaśnienie uwzględniające wpływ wysokiej temperatury na strukturę i aktywność białek/enzymów odpowiedzialnych za syntezę ATP lub transport elektronów.

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

Przykładowe rozwiązanie

ATP w chloroplastach powstaje w fazie fotosyntezy zależnej od światła (fazie jasnej) i umożliwia przebieg fazy fotosyntezy niezależnej od światła (fazy ciemnej)/syntezę aldehydu 3-fosfoglicerynowego/triozy/cukru prostego/regenerację RuBP.

4.5. (0–1)

Schemat punktowania

1 p. – za podanie, że ATP powstaje w fazie jasnej fotosyntezy i podanie jednego sposobu wykorzystania ATP powstałego w chloroplastach komórki roślinnej.

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

Przykładowe rozwiązania

• W chloroplastach powstaje cukier prosty/cukry/tlen, który może być substratem w oddychaniu wewnątrzkomórkowym/w procesach zachodzących w mitochondriach.
• W mitochondriach powstaje dwutlenek węgla/woda, która jest wykorzystywana w procesie fotosyntezy w chloroplastach.
• W chloroplastach wytwarzane są związki zasobne w energię, z których jest ona uwalniana podczas procesów zachodzących w mitochondriach.
• W procesach anabolicznych zachodzących w chloroplastach powstają produkty, które są substratami w procesach katabolicznych zachodzących w mitochondriach.

4.6. (0–1)

Schemat punktowania

1 p. – za wykazanie powiązania między procesami metabolicznymi zachodzącymi w chloroplastach i w mitochondriach z uwzględnieniem co najmniej jednej z następujących zależności: „produkty–substraty”, „gromadzenie energii–uwalnianie energii”, „anabolizm–katabolizm”.

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