Biologia — zadania maturalne

Rozwiązanie

drożdże　sinice　krasnorosty　brunatnice　wirki

Schemat punktowania

1 p. – za prawidłowe podkreślenie trzech przykładów organizmów, których komórki mogą prowadzić fosforylację fotosyntetyczną.

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

• Wpływ temperatury (wody / środowiska) na intensywność procesu fotosyntezy u moczarki kanadyjskiej.
• Czy temperatura ma wpływ na intensywność fotosyntezy u badanej rośliny?
• W zakresie jakich temperatur proces fotosyntezy u badanej rośliny zachodzi najintensywniej?

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne sformułowanie problemu badawczego uwzględniającego wpływ temperatury na proces fotosyntezy u moczarki kanadyjskiej.

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

• Zestaw C, ponieważ w górnej części probówki zgromadziła się największa objętość / ilość tlenu, który jest produktem fotosyntezy.
• Zestaw C, ponieważ im większa jest intensywność fotosyntezy, tym więcej powstaje produktu w postaci tlenu, który zbiera się w probówce.

Schemat punktowania

1 p. – za wskazanie zestawu C doświadczenia wraz z uzasadnieniem odnoszącym się do zgromadzenia największej ilości tlenu w probówce (górnej części probówki).

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Uwaga:

Nie uznaje się uzasadnienia odnoszącego do innych czynników z pominięciem wydzielanego tlenu np. „C, bo to optymalna temperatura dla przebiegu fotosyntezy dla badanej rośliny” lub „Zestaw C, widoczne największe zużycie wody”.

Rozwiązanie

A 3.

Schemat punktowania

1 p. – za prawidłowe zaznaczenie dokończenia zdania.

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Uwagi:

Uznaje się zapisy „NADPH”, „NADPH₂” lub „NADPH, H⁺” zamiast „NADPH + H⁺” oraz „½ O₂” zamiast „O₂”.

Uznaje się cyfry arabskie w oznaczeniach fotosystemów oraz oznaczenia P700 i P680 zamiast, odpowiednio, PS I i PS II.

Nie uznaje się określenia „siła asymilacyjna” zamiast: „ATP i NADPH + H⁺”.

Schemat punktowania

2 p. – za poprawne wypełnienie trzech wierszy tabeli.

1 p. – za poprawne wypełnienie dwóch wierszy tabeli.

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

• W transporcie cyklicznym nie powstaje NADPH + H⁺, który jest niezbędny do redukcji węgla (CO₂) w cyklu Calvina.
• Tylko podczas fosforylacji niecyklicznej powstaje zredukowany NADP, który jest niezbędny w fazie niezależnej od światła do wytworzenia PGAl z PGA.
• Tylko podczas fosforylacji niecyklicznej powstaje pełna siła asymilacyjna, czyli ATP i NADPH + H⁺, które są niezbędne do (etapu) redukcji w cyklu Calvina.

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne wyjaśnienie, odnoszące się do powstawania podczas fosforylacji niecyklicznej NADPH + H⁺ (zredukowanego przenośnika wodoru) i jego roli w cyklu Calvina.

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Uwaga:

Nie uznaje się określenia, że NADPH + H⁺ jest niezbędny w procesie regeneracji w cyklu Calvina, np. „ATP i NADPH + H⁺ biorą udział w redukcji i regeneracji w cyklu Calvina”.

Rozwiązanie

1. – F, 2. – P, 3. – F

Schemat punktowania

1 p. – za poprawną ocenę wszystkich trzech stwierdzeń.

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

• Z fotosystemu II są wybijane elektrony, a powstała „dziura” jest zapełniana przez elektrony pochodzące z wody rozszczepionej przez enzym wchodzący w skład PS II.
• Ze wzbudzonego przez światło chlorofilu w fotosystemie II wybijane są elektrony, które przechodzą na łańcuch transportu elektronów w błonie tylakoidu, a brakujące elektrony w fotosystemie II są uzupełniane z cząsteczki wody rozszczepianej przez enzym fotosystemu II.
• Wzbudzony przez światło chlorofil w fotosystemie II pełni funkcję pompy przyciągającej elektrony (zasysa elektrony) z wody, powodując jej enzymatyczny rozkład i przekazuje elektrony układowi przenośników elektronów.

1 p. – za poprawny opis uwzględniający wybicie elektronów ze wzbudzonego chlorofilu i uzupełnienie powstałej „dziury” elektronami pochodzącymi z fotolizy wody, zachodzącej pod wpływem enzymu wchodzącego w skład fotosystemu II.

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Kompleks cytochromów znajduje się w (zewnętrznej błonie otoczki chloroplastu / błonie tylakoidu). Pompa protonowa transportuje protony (do wnętrza tylakoidu / na zewnątrz tylakoidu). Powstaje gradient protonowy, dzięki któremu następuje (fotoliza wody / synteza ATP / synteza NADPH + H⁺).

1 p. – za poprawne podkreślenie właściwych określeń we wszystkich trzech nawiasach.

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

Rozwiązanie

D.

1 p. – za zaznaczenie prawidłowej odpowiedzi.

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

Przykładowe rozwiązania

• Stężenie CO₂ w jamie podszparkowej wzrosło, ponieważ dodanie DCMU zahamowało zachodzenie procesu fotosyntezy, w której jest on wykorzystywany. Poza tym komórki przeprowadzały wewnątrzkomórkowe oddychanie tlenowe, którego produktem jest CO₂.
• Dodanie DCMU hamuje transport elektronów pomiędzy fotosystemem II a fotosystemem I i uniemożliwia zachodzenie fotosyntezy, w której wykorzystywany jest CO₂, dlatego jego stężenie rośnie.

1 p. – za prawidłowe wyjaśnienie wzrostu stężenia CO₂ w jamie podszparkowej odnoszące się do zahamowania procesów fotosyntezy i zachodzenia wewnątrzkomórkowego oddychania tlenowego lub zahamowania procesów fotosyntezy i niewykorzystywania CO₂.

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

Rozwiązanie

1. – P, 2. – F, 3. – P / F

Schemat punktowania

1 p. – za poprawną ocenę wszystkich trzech informacji dotyczących procesu fotosyntezy.

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

Przykładowe rozwiązania

• Te cząsteczki emitują elektrony pod wpływem energii przekazywanej z innych cząsteczek barwników.
• W tych cząsteczkach energia świetlna jest przekształcana w energię chemiczną.
• Cząsteczka chlorofilu w centrum reakcji przekazuje energię zebraną w pułapce fotonowej na elektron.
• Wybijane z nich są elektrony.

Schemat punktowania

1 p. – za odpowiedź uwzględniającą przekazanie energii (świetlnej) na elektron lub emisję elektronu, lub przemianę energii świetlnej w chemiczną.

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

Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi: „Cząsteczki te pochłaniają energię i ulegają wzbudzeniu”, „Cząsteczki te są donorami elektronów”.

Rozwiązanie

W fazie fotosyntezy zależnej od światła ATP może powstawać w drodze fotosyntetycznej fosforylacji cyklicznej lub niecyklicznej. Rozkład cząsteczki wody zachodzi podczas fosforylacji (cyklicznej / niecyklicznej). U roślin podczas fazy zależnej od światła mogą zachodzić (tylko procesy fosforylacji niecyklicznej / oba rodzaje fosforylacji). W cyklu Calvina ATP nie jest zużywane podczas etapu (karboksylacji / regeneracji).

Schemat punktowania

1 p. – za podkreślenie właściwych określeń we wszystkich trzech nawiasach.

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

Rozwiązanie

Nazwa związku: rybulozobisfosforan / rybulozo-1,5-bisfosforan / 1,5-bisfosforybuloza / RuBP / RuDP / rybulozodifosforan.

Rola w fazie niezależnej od światła: jest akceptorem CO₂ / do tego związku jest przyłączany dwutlenek węgla / ulega karboksylacji / wiąże CO₂ / asymilacja CO₂.

Schemat punktowania

1 p. – za podanie poprawnej nazwy wskazanego na schemacie związku i określenie, że w fazie niezależnej od światła jest akceptorem CO₂.

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

Przykładowe rozwiązania

• W powietrzu będzie więcej dwutlenku węgla, a zatem fotosynteza będzie zachodziła z większą intensywnością.
• Zwiększy to stężenie dwutlenku węgla w powietrzu w szklarni, co spowoduje wzrost wydajności fotosyntezy i wytworzenie większej ilości jej produktów.
• Suchy lód umieszczony w szklarni ograniczy fotooddychanie, co zmniejszy straty, a tym samym zwiększy plon.

Schemat punktowania

1 p. – za wyjaśnienie uwzględniające przyczynę, czyli zwiększenie stężenia CO₂ lub umieszczenie suchego lodu w szklarni i mechanizm, czyli wzrost intensywności fotosyntezy / asymilacji CO₂ u roślin albo ograniczenie fotooddychania, które zmniejszy plon.

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

Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi uwzględniającej jako jedyny skutek powstawanie wyłącznie białek.

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.

Przykładowe rozwiązania

• Sposób rozmieszczenia bakterii w tym doświadczeniu wynika z ilości dostępnego tlenu – tam gdzie jest dużo tlenu wydzielanego w procesie fotosyntezy (przez chloroplast), tam jest więcej bakterii.
• Bakterie występują w pobliżu chloroplastu, ponieważ w nim zachodzi fotosynteza i wydziela się produkowany w tym procesie tlen (potrzebny bakteriom do życia).
• Rozmieszczenie bakterii wynika z nierównomiernego stężenia tlenu wokół komórki, produkowanego przez chloroplast w procesie fotosyntezy.

7.1. (0–1)

Schemat punktowania

1 p. – za wyjaśnienie przyczyny leżącej w nierównomiernym stężeniu tlenu wokół komórki, który jest wydzielany w procesie fotosyntezy (zachodzącej w chloroplaście).

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

Rozwiązanie

• Problemy badawcze: 1, 3 (kolejność dowolna)
• Wnioski: 2, 5 (kolejność dowolna)

7.2. (0–2)

Schemat punktowania

2 p. – za wybór czterech sformułowań, w tym dwóch prawidłowo sformułowanych problemów badawczych i dwóch prawidłowo sformułowanych wniosków.

1 p. – za wybór tylko dwóch różnych sformułowań, które stanowią dwa prawidłowo sformułowane problemy badawcze lub dwa prawidłowo sformułowane wnioski
lub
za wybór tylko dwóch różnych sformułowań, z których jedno jest prawidłowym problemem badawczym, a drugie – prawidłowym wnioskiem.

0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

Na podstawie wyników tego doświadczenia nie można stwierdzić, że bakterie wykazują fototaksję dodatnią, ponieważ:

• w zestawie A/C – oprócz kierunkowego bodźca świetlnego, działa również kierunkowy bodziec chemiczny (tlen), a więc nie będzie można stwierdzić ewentualnej fototaksji/interpretacja wyników nie jest możliwa.
• w zestawie B – oświetlenie było równomierne/bodziec świetlny nie był kierunkowy, więc badanie zjawiska fototaksji nie było w ogóle możliwe (w tym zestawie).
• w zestawie A – mimo oświetlenia dwóch punktów światłem białym, bakterie skupiają się tylko w jednym punkcie oświetlenia (1), a nie skupiają się w drugim, również oświetlonym punkcie (2).
• żaden z zestawów badawczych nie jest poprawnym układem doświadczalnym do badania zjawiska fototaksji, więc na podstawie tych doświadczeń nie można rozstrzygnąć, czy bakterie wykazują fototaksję, czy – nie wykazują.

7.3. (0–1)

Schemat punktowania

1 p. – za określenie, że nie można stwierdzić, że bakterie wykazują fototaksję dodatnią i prawidłowe uzasadnienie na przykładzie wybranego/wybranych zestawu/ów doświadczalnego/ych.

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