Biologia — zadania maturalne

Rycyna ma strukturę 4-rzędową, ponieważ:

• składa się z dwóch (różnych) łańcuchów aminokwasów/łańcuchów polipeptydowych.
• składa się z łańcucha polipeptydowego RTA i RTB.
• występuje mostek dwusiarczkowy między łańcuchami RTA i RTB.
• składa się z więcej niż jednego łańcucha polipeptydowego. (odp. dopuszczalna)

1 p. – za poprawne określenie rzędowości struktury rycyny wraz z prawidłowym uzasadnieniem uwzględniającym obecność dwóch łańcuchów aminokwasów / RTA i RTB / więcej niż jednego łańcucha polipeptydowego.

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

1 p. – za prawidłowe wyjaśnienie przyczyny nietoksycznego działania na organizm człowieka peptydu RTA w nasionach jęczmienia uwzględniające konieczność występowania drugiego łańcucha rycyny RTB w nadawaniu rycynie toksyczności.

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

• Białko RTA w nasionach jęczmienia jest nietoksyczne dla człowieka, ponieważ nie ma w nasionach drugiego łańcucha RTB koniecznego do transportu RTA do cytozolu komórki, gdzie niszczyłby rybosomy.
• Białko RTA w nasionach jęczmienia jest nietoksyczne dla człowieka, ponieważ do transportu RTA do cytozolu komórki potrzebny jest peptyd RTB, który wiążąc się z receptorem błonowym, umożliwiłby przedostanie się RTA komórki.
• Rycyna wykazuje toksyczne właściwości tylko wtedy, jeżeli obie jej podjednostki występują razem. W nasionach jęczmienia zawierających RTA nie ma podjednostki RTB, która umożliwiałaby transport RTA do komórek.

1. (wiązanie) wodorowe

2. mostek disiarczkowy / dwusiarczkowy / disulfidowy lub (wiązanie) disiarczkowe / disulfidowe

Uwaga:
Odpowiedź do uznania: 1. mostek wodorowy.
Nie uznaje się odpowiedzi: 2. wiązanie kowalencyjne / kowalencyjne niespolaryzowane / mostek siarczkowy / siarkowe / siarczkowe / tiolowe / sulfonowe.

1 p. – za podanie dwóch właściwych nazw wiązań chemicznych.

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

Przykładowe rozwiązania

• Nasiona tych roślin zawierają dużo białka, które może zastąpić białko zwierzęce.
• Nasiona tych roślin zawierają duże ilości białka w porównaniu z innymi produktami spożywczymi pochodzenia roślinnego.

Schemat punktowania:

1 p. – za prawidłowe określenie odnoszące się do dużej zawartości białka w nasionach, które są spożywane, w porównaniu z innymi roślinami lub odnoszące się do diety pozbawionej białka zwierzęcego (wegetariańskiej)

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

Przykładowe rozwiązania

• Cysteina jest aminokwasem siarkowym i jej obecność warunkuje powstawanie mostków disiarczkowych (odpowiedzialnych za stabilizowanie struktury III-rzędowej białka). Zastąpienie jej tryptofanem niezawierającym siarki, może spowodować brak mostka w danym miejscu i w konsekwencji – zmianę struktury III-rzędowej białka (co może zmienić funkcję pełnioną przez dane białko).
• Cysteina i tryptofan różnią się budową łańcucha bocznego – łańcuch cysteiny jest krótki, natomiast tryptofanu bardziej rozbudowany / zawiera pierścień aromatyczny. Taka substytucja może spowodować zmianę wiązań i oddziaływań warunkujących określoną strukturę danej cząsteczki białka (wodorowych, van der Waalsa).

Uwaga:

Nie uznaje się odpowiedzi, w których występuje kategoryczne stwierdzenie, że białko w ogóle nie będzie miało struktury trzeciorzędowej lub zostanie ona zniszczona, ponieważ informacja dotyczy pojedynczej mutacji punktowej.

Schemat punktowania

1 p. – za wyjaśnienie odnoszące się do różnic w budowie łańcucha bocznego obu aminokwasów (obecności siarki w cząsteczce cysteiny lub obecności pierścienia aromatycznego w łańcuchu tryptofanu) i możliwych zmian w strukturze III-rzędowej cząsteczki białka, będących konsekwencją podstawienia jednej cysteiny na tryptofan.

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

Jest to struktura IV-rzędowa, ponieważ insulina składa się z dwóch łańcuchów polipeptydowych połączonych mostkami dwusiarczkowymi/z dwóch łańcuchów polipeptydowych

1 pkt – za poprawne uzasadnienie struktury insuliny uwzględniające widoczną na schemacie liczbę łańcuchów polipeptydowych i obecność mostków dwusiarczkowych łączących łańcuchy polipeptydowe lub tylko liczbę łańcuchów polipeptydowych

0 pkt – za odpowiedź niepoprawną lub brak odpowiedzi

Głównym powodem gromadzenia białka przez pingwiny przed ich pierzeniem się jest przygotowanie zapasów białka do budowy piór/nagromadzone białko pingwiny zużywają do budowy piór.

1 pkt – za prawidłowe określenie znaczenia gromadzenia białka w mięśniach uwzględniające wykorzystanie białka do budowy piór

0 pkt – za odpowiedź niepoprawną, która nie uwzględnia wykorzystania białka do budowy piór lub brak odpowiedzi.

(wiązanie) peptydowe

1 pkt – za poprawne podanie nazwy wiązania, które łączy aminokwasy

0 pkt – za podanie niewłaściwej nazwy 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.

Przykładowe rozwiązania

Cząsteczka insuliny ma strukturę:

• III-rzędową, ponieważ występuje mostek siarczkowy stabilizujący strukturę przestrzenną łańcucha polipeptydowego A.
• III-rzędową, ponieważ cząsteczka ma strukturę IV-rzędową.
• IV-rzędową, ponieważ składa się z dwóch (różnych) łańcuchów polipeptydowych/z łańcucha polipeptydowego A i B/ponieważ występują mostki siarczkowe między łańcuchami A i B.

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne uzasadnienie, że cząsteczka insuliny ma strukturę III- i IV-rzędową.

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

Rozwiązanie

Polipeptyd 1., ponieważ:

• w tym przypadku w wyniku mutacji ulegają delecji 4 nukleotydy, a więc dojdzie do przesunięcia ramki odczytu i od miejsca mutacji do końca mRNA będą odczytywane inne kodony, natomiast w przypadku polipeptydu 2. delecja 3 kodonów spowoduje, że w polipeptydzie 2. będzie mniej o 3 aminokwasy, ale sekwencja dalszych aminokwasów (od miejsca delecji) nie zmieni się.
• od miejsca mutacji będzie zawierał zupełnie inne aminokwasy, natomiast z polipeptydu 2. wypadną tylko trzy aminokwasy i sekwencja dalszych aminokwasów (od miejsca delecji) nie zmieni się.

Schemat punktowania

1 p. – za wskazanie polipeptydu 1. i uzasadnienie uwzględniające prawidłowe porównanie polipeptydu 1. i 2. z polipeptydem prawidłowym (niezmutowanym)

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

Rozwiązanie

polipeptyd prawidłowy: metionina
polipeptyd 1.: alanina

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne podanie obydwu nazw aminokwasów.

0 p. – za każde inne rozwiązanie lub za brak odpowiedzi.

Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi „polipeptyd prawidłowy: arginina” – od kodonu START rozpoczynana jest translacja, a kodony AUG występujące po nim nie są już więcej tak nazywane.

Przykładowe rozwiązania

Opisane mutacje nie mogły być spowodowane działaniem kolchicyny, ponieważ:

• kolchicyna powoduje mutacje chromosomowe/chromosomowe liczbowe/genomowe (a nie genowe).
• opisane mutacje nie polegają na zaburzeniach liczby chromosomów.

Schemat punktowania

1 p. – za właściwe określenie, że opisane mutacje nie mogły być wywołane za pomocą kolchicyny i prawidłowe uzasadnienie odwołujące się do działania kolchicyny.

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