Biologia — zadania maturalne

Matura 2025 · maj · Formuła 2023 · poziom rozszerzony

4 podzadania

Informacja do podzadań

Kiwi to nazwa handlowa owoców aktinidii smakowitej (Actinidia deliciosa). Aktinidia jest rośliną dwupienną, a jej owoce rozwijają się z pojedynczych słupków.

Poniżej przedstawiono fotografię przekroju poprzecznego przez owoc kiwi.

W owocach kiwi znajduje się enzym – aktynidaza, który jest proteinazą. Aby sprawdzić właściwości aktynidazy, uczniowie przeprowadzili doświadczenie. W tym celu przygotowali cztery takie same pojemniki ze stężałą galaretką żelatynową, zawierającą białko zwierzęce – kolagen. Włókna kolagenowe splatają się ze sobą i tworzą sieć ograniczającą ruch wody, dzięki czemu galaretka ma postać żelu.

W zestawach 1. i 2. uczniowie umieścili na powierzchni galaretek takie same fragmenty świeżo przekrojonego owocu kiwi, a w zestawach 3. i 4. pozostawili samą galaretkę. Następnie uczniowie umieścili zestawy 1. i 3. w temperaturze 20 °C, a zestawy 2. i 4. – w temperaturze 5 °C. Po kilku godzinach zaobserwowali częściowe rozpuszczenie się galaretki w pojemniku trzymanym w temperaturze pokojowej i zawierającym owoc kiwi (zestaw 1.).

Poniżej przedstawiono schemat doświadczenia i uzyskane wyniki.

Numer zestawu	Umieszczenie fragmentu kiwi	Temperatura	Stan galaretki po kilku godzinach
1.	tak	20 °C	częściowe upłynnienie
2.	tak	5 °C	brak upłynnienia
3.	nie	20 °C	brak upłynnienia
4.	nie	5 °C	brak upłynnienia

Na poniższym rysunku przedstawiono wyniki uzyskane w zestawach 1. i 2.

Na podstawie: P. Jedynak, To kiwi cię zadziwi, „Wiedza i Życie” 9, 2022.

Przekrój poprzeczny owocu kiwi ze strzałką wskazującą nasiona.

Rysunki pojemników oznaczonych „zestaw 1.” i „zestaw 2.”, przedstawiające stan galaretki z fragmentem kiwi po kilku godzinach.

Zadanie 4.1

1 pkt

Enzymy

36%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Kiwi to nazwa handlowa owoców aktinidii smakowitej (Actinidia deliciosa). Aktinidia jest rośliną dwupienną, a jej owoce rozwijają się z pojedynczych słupków.

Poniżej przedstawiono fotografię przekroju poprzecznego przez owoc kiwi.

W owocach kiwi znajduje się enzym – aktynidaza, który jest proteinazą. Aby sprawdzić właściwości aktynidazy, uczniowie przeprowadzili doświadczenie. W tym celu przygotowali cztery takie same pojemniki ze stężałą galaretką żelatynową, zawierającą białko zwierzęce – kolagen. Włókna kolagenowe splatają się ze sobą i tworzą sieć ograniczającą ruch wody, dzięki czemu galaretka ma postać żelu.

W zestawach 1. i 2. uczniowie umieścili na powierzchni galaretek takie same fragmenty świeżo przekrojonego owocu kiwi, a w zestawach 3. i 4. pozostawili samą galaretkę. Następnie uczniowie umieścili zestawy 1. i 3. w temperaturze 20 °C, a zestawy 2. i 4. – w temperaturze 5 °C. Po kilku godzinach zaobserwowali częściowe rozpuszczenie się galaretki w pojemniku trzymanym w temperaturze pokojowej i zawierającym owoc kiwi (zestaw 1.).

Poniżej przedstawiono schemat doświadczenia i uzyskane wyniki.

Numer zestawu	Umieszczenie fragmentu kiwi	Temperatura	Stan galaretki po kilku godzinach
1.	tak	20 °C	częściowe upłynnienie
2.	tak	5 °C	brak upłynnienia
3.	nie	20 °C	brak upłynnienia
4.	nie	5 °C	brak upłynnienia

Na poniższym rysunku przedstawiono wyniki uzyskane w zestawach 1. i 2.

Na podstawie: P. Jedynak, To kiwi cię zadziwi, „Wiedza i Życie” 9, 2022.

Sformułuj problem badawczy przedstawionego doświadczenia.

Fotografia przekroju poprzecznego owocu kiwi ze strzałką i etykietą „nasiona”.

Rysunki pojemników z wynikami doświadczenia, podpisane „zestaw 1.” i „zestaw 2.”.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

1 pkt – za poprawne sformułowanie problemu badawczego, uwzględniającego wpływ temperatury na właściwości aktynidazy.

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Przykładowe odpowiedzi

Wpływ temperatury na właściwości aktynidazy.
Wpływ temperatury na aktywność katalityczną proteinazy z owocu kiwi.
Czy temperatura wpływa na szybkość reakcji katalizowanej przez proteazę obecną w owocach kiwi?

Uwaga:
Dopuszcza się odpowiedzi odnoszące się do wpływu aktynidazy na włókna kolagenowe w zależności od temperatury, np.: „Jak działa aktynidaza na żel kolagenowy w różnych temperaturach”.
Dopuszcza się odpowiedzi odnoszące się do wpływu dwóch czynników: obecności aktynidazy i temperatury, na włókna kolagenowe, np. „Jak temperatura i obecność aktynidazy wpływają na włókna kolagenowe obecne w galaretce”.

Zadanie 4.2

1 pkt

Enzymy

22%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Kiwi to nazwa handlowa owoców aktinidii smakowitej (Actinidia deliciosa). Aktinidia jest rośliną dwupienną, a jej owoce rozwijają się z pojedynczych słupków.

Poniżej przedstawiono fotografię przekroju poprzecznego przez owoc kiwi.

W owocach kiwi znajduje się enzym – aktynidaza, który jest proteinazą. Aby sprawdzić właściwości aktynidazy, uczniowie przeprowadzili doświadczenie. W tym celu przygotowali cztery takie same pojemniki ze stężałą galaretką żelatynową, zawierającą białko zwierzęce – kolagen. Włókna kolagenowe splatają się ze sobą i tworzą sieć ograniczającą ruch wody, dzięki czemu galaretka ma postać żelu.

W zestawach 1. i 2. uczniowie umieścili na powierzchni galaretek takie same fragmenty świeżo przekrojonego owocu kiwi, a w zestawach 3. i 4. pozostawili samą galaretkę. Następnie uczniowie umieścili zestawy 1. i 3. w temperaturze 20 °C, a zestawy 2. i 4. – w temperaturze 5 °C. Po kilku godzinach zaobserwowali częściowe rozpuszczenie się galaretki w pojemniku trzymanym w temperaturze pokojowej i zawierającym owoc kiwi (zestaw 1.).

Poniżej przedstawiono schemat doświadczenia i uzyskane wyniki.

Numer zestawu	Umieszczenie fragmentu kiwi	Temperatura	Stan galaretki po kilku godzinach
1.	tak	20 °C	częściowe upłynnienie
2.	tak	5 °C	brak upłynnienia
3.	nie	20 °C	brak upłynnienia
4.	nie	5 °C	brak upłynnienia

Na poniższym rysunku przedstawiono wyniki uzyskane w zestawach 1. i 2.

Na podstawie: P. Jedynak, To kiwi cię zadziwi, „Wiedza i Życie” 9, 2022.

Wyjaśnij, dlaczego w zestawie 1. – w przeciwieństwie do zestawu 2. – doszło do uwolnienia wody z galaretki. W odpowiedzi uwzględnij strukturę galaretki.

Fotografia przekroju poprzecznego owocu kiwi ze strzałką wskazującą nasiona

Rysunki pojemników z galaretką i kiwi, oznaczone „zestaw 1.” i „zestaw 2.”

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe odpowiedzi

W wyższej temperaturze aktynidaza wykazuje wyższą aktywność enzymatyczną, przez co powoduje rozpad włókien kolagenu, a w konsekwencji – uwolnienie wody z galaretki.
W temperaturze pokojowej aktynidaza wykazuje wyższą aktywność enzymatyczną niż w niskiej temperaturze, np. utrzymywanej w lodówce, i katalizuje reakcję hydrolizy wiązań peptydowych w cząsteczkach kolagenu, co skutkuje zniszczeniem sieci tworzonej przez włókienka kolagenu.
W temperaturze 20 °C enzymy wykazują wyższą aktywność niż w temperaturze 5 °C, zatem w temperaturze pokojowej proteinaza z owocu kiwi szybciej pocięła włókna kolagenu tworzące galaretkę.
Ponieważ w temperaturze 20 stopni aktynidaza jest aktywna i rozkłada kolagen, dochodzi do upłynnienia galaretki. W temperaturze 5 stopni aktynidaza nie jest aktywna, czyli nie rozkłada kolagenu – galaretka pozostaje w postaci żelu.

1 pkt – za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające dostatecznie dużą aktywność aktynidazy w temperaturze pokojowej (w porównaniu z niższą temperaturą) ORAZ zniszczenie włókien kolagenowych żelu (w wyniku trawienia).

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do rozplatania lub denaturacji włókien kolagenowych przez enzym, który trawi wiązania peptydowe.
Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do temperatury 20 °C jako temperatury optymalnej dla działania aktynidazy.
Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do struktury galaretki na zbyt ogólnym poziomie, tj. upłynniania się lub rozpuszczania się galaretki bez odniesienia do włókien kolagenowych.

Zadanie 4.3

Inny dział1 pkt

Metodyka badań biologicznych

54%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Kiwi to nazwa handlowa owoców aktinidii smakowitej (Actinidia deliciosa). Aktinidia jest rośliną dwupienną, a jej owoce rozwijają się z pojedynczych słupków.

Poniżej przedstawiono fotografię przekroju poprzecznego przez owoc kiwi.

W owocach kiwi znajduje się enzym – aktynidaza, który jest proteinazą. Aby sprawdzić właściwości aktynidazy, uczniowie przeprowadzili doświadczenie. W tym celu przygotowali cztery takie same pojemniki ze stężałą galaretką żelatynową, zawierającą białko zwierzęce – kolagen. Włókna kolagenowe splatają się ze sobą i tworzą sieć ograniczającą ruch wody, dzięki czemu galaretka ma postać żelu.

W zestawach 1. i 2. uczniowie umieścili na powierzchni galaretek takie same fragmenty świeżo przekrojonego owocu kiwi, a w zestawach 3. i 4. pozostawili samą galaretkę. Następnie uczniowie umieścili zestawy 1. i 3. w temperaturze 20 °C, a zestawy 2. i 4. – w temperaturze 5 °C. Po kilku godzinach zaobserwowali częściowe rozpuszczenie się galaretki w pojemniku trzymanym w temperaturze pokojowej i zawierającym owoc kiwi (zestaw 1.).

Poniżej przedstawiono schemat doświadczenia i uzyskane wyniki.

Numer zestawu	Umieszczenie fragmentu kiwi	Temperatura	Stan galaretki po kilku godzinach
1.	tak	20 °C	częściowe upłynnienie
2.	tak	5 °C	brak upłynnienia
3.	nie	20 °C	brak upłynnienia
4.	nie	5 °C	brak upłynnienia

Na poniższym rysunku przedstawiono wyniki uzyskane w zestawach 1. i 2.

Na podstawie: P. Jedynak, To kiwi cię zadziwi, „Wiedza i Życie” 9, 2022.

Przedstaw znaczenie zestawów kontrolnych 3. i 4. w interpretacji wyników doświadczenia.

Fotografia przekroju poprzecznego owocu kiwi ze strzałką i etykietą „nasiona”.

Rysunki pojemników z wynikami doświadczenia, podpisane „zestaw 1.” i „zestaw 2.”.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe odpowiedzi

Dzięki próbom 3. i 4. wiadomo, że kolagen nie ulega spontanicznemu rozkładowi w badanych temperaturach.
Te próby kontrolne upewniają nas, że upłynnienie galaretki jest spowodowane działaniem aktynidazy, a nie – zachodzi spontanicznie w danych warunkach otoczenia.
Te próby miały na celu sprawdzenie, czy kolagen jest trwały w badanym zakresie temperatur.
Te zestawy pozwalają sprawdzić, czy sama temperatura ma wpływ na wyniki doświadczenia.
Gdyby galaretka upłynniła się w próbach kontrolnych 3. i 4., to wyniki uzyskane w próbach 1. i 2. byłyby niewiarygodne, bo kolagen ulegałby rozkładowi z innego powodu niż działanie aktynidazy.
Gdyby w próbach 3. i 4. doszło do upłynnienia galaretki, to mogłoby to oznaczać np. jej wadliwy skład i wtedy nie można byłoby wyciągnąć wniosku z wyników otrzymanych w próbach badawczych 1. i 2.

Zasady oceniania

1 pkt – za poprawne przedstawienie znaczenia zestawów kontrolnych 3. i 4. w interpretacji wyników doświadczenia, odnoszące się do wykluczenia wpływu innych czynników niż aktywność aktynidazy (np. temperatury lub składu galaretki) na wyniki doświadczenia (stan galaretki).

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi zbyt ogólnych, np. „Porównanie wyników doświadczenia z zestawów kontrolnych 3. i 4. z próbami badawczymi 1. i 2. pozwala na wyciągnięcie wniosków z doświadczenia”.

Zadanie 4.4

Inny dział2 pkt

Rośliny – rozmnażanie się

53%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Kiwi to nazwa handlowa owoców aktinidii smakowitej (Actinidia deliciosa). Aktinidia jest rośliną dwupienną, a jej owoce rozwijają się z pojedynczych słupków.

Poniżej przedstawiono fotografię przekroju poprzecznego przez owoc kiwi.

W owocach kiwi znajduje się enzym – aktynidaza, który jest proteinazą. Aby sprawdzić właściwości aktynidazy, uczniowie przeprowadzili doświadczenie. W tym celu przygotowali cztery takie same pojemniki ze stężałą galaretką żelatynową, zawierającą białko zwierzęce – kolagen. Włókna kolagenowe splatają się ze sobą i tworzą sieć ograniczającą ruch wody, dzięki czemu galaretka ma postać żelu.

W zestawach 1. i 2. uczniowie umieścili na powierzchni galaretek takie same fragmenty świeżo przekrojonego owocu kiwi, a w zestawach 3. i 4. pozostawili samą galaretkę. Następnie uczniowie umieścili zestawy 1. i 3. w temperaturze 20 °C, a zestawy 2. i 4. – w temperaturze 5 °C. Po kilku godzinach zaobserwowali częściowe rozpuszczenie się galaretki w pojemniku trzymanym w temperaturze pokojowej i zawierającym owoc kiwi (zestaw 1.).

Poniżej przedstawiono schemat doświadczenia i uzyskane wyniki.

Numer zestawu	Umieszczenie fragmentu kiwi	Temperatura	Stan galaretki po kilku godzinach
1.	tak	20 °C	częściowe upłynnienie
2.	tak	5 °C	brak upłynnienia
3.	nie	20 °C	brak upłynnienia
4.	nie	5 °C	brak upłynnienia

Na poniższym rysunku przedstawiono wyniki uzyskane w zestawach 1. i 2.

Na podstawie: P. Jedynak, To kiwi cię zadziwi, „Wiedza i Życie” 9, 2022.

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące aktinidii smakowitej są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

1.	W zalążni słupka aktinidii smakowitej znajduje się tylko jeden zalążek.	P	F
2.	Tylko część osobników aktinidii smakowitej wydaje owoce.	P	F
3.	Aktinidia smakowita to roślina okrytozalążkowa.	P	F

Przekrój poprzeczny owocu kiwi ze strzałką wskazującą nasiona.

Tabela wyników doświadczenia dla zestawów 1.–4.

Schemat wyników doświadczenia w zestawach 1. i 2.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

1. – F, 2. – P, 3. – P.

Zasady oceniania

2 pkt – za poprawną ocenę trzech stwierdzeń.

1 pkt – za poprawną ocenę dwóch stwierdzeń.

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Zadanie 5

Matura 2024 · maj · Formuła 2023 · poziom rozszerzony

5 podzadania

Informacja do podzadań

Wiele bakterii to ekstremofile – organizmy żyjące w ekstremalnych warunkach środowiskowych. Skrajne wartości określonych czynników fizycznych i chemicznych są warunkiem koniecznym do prawidłowego zajścia procesów metabolicznych u ekstremofili.

W zależności od wartości optymalnej temperatury wzrostu wyróżnia się wśród ekstremofili:

psychrofile – organizmy, które nie rosną w temperaturze powyżej 20 °C, a optymalne warunki do ich rozwoju stwarza temperatura poniżej 15 °C. Psychrofile wykształciły wiele adaptacji do niskich wartości temperatury, wśród których można wyróżnić mechanizmy chroniące przed nadmiernym zmniejszeniem płynności ich błon komórkowych;
termofile – organizmy, których optymalna temperatura wzrostu wynosi ponad 50 °C. Maksymalna temperatura umożliwiająca życie wynosi 122 °C. Wysoka temperatura powoduje wzrost płynności błony komórkowej oraz destabilizuje strukturę białek i kwasów nukleinowych termofili. Z tego powodu w białkach termofili znajdują się liczne mostki disiarczkowe, a cząsteczki rRNA i tRNA mają wysoką zawartość par zasad GC.

Enzymy wytwarzane przez ekstremofile są wykorzystywane w biotechnologii.

Na podstawie: A. Zabłotni, A. Dziadosz, Ekstremofile – mikroorganizmy z przeszłością i z przyszłością, „Postępy Mikrobiologii” 52(4), 2013.

Zadanie 5.1

Inny dział1 pkt

Lipidy

36%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Określ, które z poniższych modyfikacji składu chemicznego lipidów błony komórkowej stanowią adaptację do życia w niskiej temperaturze. Zaznacz T, jeśli modyfikacja jest adaptacją do życia w niskiej temperaturze, albo N – jeśli nią nie jest.

1.	Wzrost zawartości nasyconych kwasów tłuszczowych.	T	N
2.	Wzrost zawartości krótkich kwasów tłuszczowych.	T	N

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

1. – N, 2. – T.

1 pkt – za podanie dwóch poprawnych odpowiedzi.

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Zadanie 5.2

Inny dział1 pkt

Białka

39%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Podaj nazwę aminokwasu niezbędnego do wytworzenia mostków disiarczkowych, stabilizujących strukturę przestrzenną białek bakterii termofilnych.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

cysteina

Uwaga:
Uznaje się odpowiedzi „Cys” (kod trójliterowy) oraz „C” (symbol IUPAC).

1 pkt – za podanie poprawnej nazwy aminokwasu niezbędnego do wytworzenia mostków disiarczkowych.

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Zadanie 5.3

Inny dział1 pkt

Kwasy nukleinowe

11%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Wykaż, że stabilność cząsteczek rRNA i tRNA bakterii termofilnych zwiększa się wraz ze wzrostem zawartości w ich cząsteczkach par zasad GC kosztem zawartości par zasad AU.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Pary GC mają więcej wiązań wodorowych niż pary AU, co zwiększa stabilność takiej cząsteczki RNA, bo zerwanie wiązania wymaga dostarczenia energii.
W parach AU są tylko dwa oddziaływania wodorowe, a w parach GC – trzy, dlatego do denaturacji RNA zawierającego większy udział par GC potrzeba więcej energii.

1 pkt – za poprawne wykazanie, że stabilność cząsteczek rRNA i tRNA bakterii termofilnych zwiększa się wraz ze wzrostem zawartości w ich cząsteczkach par zasad GC kosztem zawartości par zasad AU, odnoszące się do większej liczby wiązań wodorowych w parze GC niż w parze AU, ORAZ do większej energii koniecznej do ich zerwania.

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Wraz ze wzrostem udziału par zasad GC rośnie w cząsteczce liczba oddziaływań wodorowych, stabilizujących cząsteczkę, a do zerwania większej liczby tych wiązań potrzeba więcej energii.

Uwagi:
Uznaje się odpowiedzi odnoszące się do siły oddziaływania zamiast do energii potrzebnej do zerwania wiązań.
Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do „podwójnych” lub „potrójnych” wiązań wodorowych.
Nie uznaje się odpowiedzi, w których pomylono uracyl występujący w RNA z tyminą występującą w DNA, np. „W parze AT występują dwa wiązania wodorowe, do których zerwania trzeba mniejszej ilości energii niż w przypadku trzech wiązań wodorowych”.
Nie uznaje się odpowiedzi, w których pomylono cytozynę (zasada azotowa) z cysteiną (aminokwas).

Zadanie 5.4

1 pkt

Enzymy

37%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Określ, która grupa organizmów – psychrofile czy termofile – stanowi źródło polimeraz DNA wykorzystywanych do PCR. Odpowiedź uzasadnij.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Termofile, ponieważ ich białka są stabilne w wysokich temperaturach – polimeraza Taq nie ulega denaturacji nawet w 90 °C, a więc w temperaturze denaturacji DNA stosowanej podczas PCR.
Termofile, dlatego że ich białka enzymatyczne są niewrażliwe na wysokie temperatury.
Termofile, bo podczas etapu denaturacji w PCR jest wysoka temperatura.
Termofile, bo poszczególne etapy cyklu PCR zachodzą w wysokich temperaturach.

1 pkt – za wybór grupy termofili wraz z prawidłowym uzasadnieniem, odnoszącym się do termostabilności ich enzymów LUB do wysokiej temperatury podczas PCR.

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Zadanie 5.5

Inny dział1 pkt

Komórka – budowa i funkcje

47%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Która cecha występuje u bakterii – organizmów prokariotycznych? Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.

A.

A. obecność mitochondriów

B.

B. rybosomy o współczynniku sedymentacji równym 80S

C.

C. chityna jako główny składnik ściany komórkowej

D.

D. translacja cząsteczki mRNA rozpoczynająca się przed zakończeniem jej syntezy

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

D

1 pkt – za wybór poprawnej odpowiedzi.

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Zadanie 1

Matura 2023 · czerwiec · Formuła 2023 · poziom rozszerzony

2 podzadania

Informacja do podzadań

RuBisCO, czyli karboksylaza/oksygenaza rybulozo-1,5-bisfosforanowa, jest enzymem katalizującym pierwszy etap cyklu Calvina w fazie ciemnej fotosyntezy. W skład RuBisCO wchodzą dwa rodzaje podjednostek:

mniejsze – określane jako łańcuchy S – są kodowane przez jądrowy gen rbcS
większe – określane jako łańcuchy L – są kodowane przez chloroplastowy gen rbcL i tworzą centra katalityczne enzymu.

Nowo powstałe łańcuchy S są transportowane do stromy chloroplastów w celu połączenia z łańcuchami L. W pełni funkcjonalny kompleks białkowy RuBisCO składa się z czterech dimerów podjednostek L i czterech dimerów podjednostek S.

Na podstawie: biotechnologia.pl

Zadanie 1.1

2 pkt

Enzymy

Na podstawie przedstawionych informacji oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące RuBisCO są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

1.	W pełni funkcjonalny kompleks białkowy RuBisCO składa się z 8 łańcuchów polipeptydowych.	P	F
2.	Łańcuchy L enzymu RuBisCO są syntetyzowane w stromie chloroplastu.	P	F
3.	Jednym z substratów reakcji katalizowanej przez RuBisCO w cyklu Calvina jest rybulozo-1,5-bisfosforan.	P	F

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

1. – F, 2. – P, 3. – P.

2 pkt – za poprawną ocenę trzech stwierdzeń.
1 pkt – za poprawną ocenę dwóch stwierdzeń.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Zadanie 1.2

Inny dział1 pkt

Komórka – budowa i funkcje

Treść podzadania — poza wybranym działem

Na przykładzie budowy RuBisCO wykaż, że chloroplasty są organellami półautonomicznymi.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Chloroplasty są organellami półautonomicznymi, ponieważ pomimo własnego DNA i obecności rybosomów część białek budujących RuBisCO jest kodowana przez geny występujące w DNA jądrowym.
Tylko część białek budujących Rubisco jest kodowana przez genom chloroplastowy, dlatego chloroplasty należy uznać za półautonomiczne.
Chloroplasty są częściowo autonomiczne ze względu na to, że mają one swój kolisty genom zawierający gen rbcL, kodujący większy łańcuch RuBisCO.

1 pkt – za poprawną odpowiedź, odnoszącą się do kodowania części białek budujących RuBisCO przez geny występujące w DNA jądrowym lub przez geny znajdujące się w DNA chloroplastowym.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi zbyt ogólnych, nieodnoszących się do RuBisCO, a podających jedynie definicję organellów półautonomicznych.

Zadanie 2

Matura 2021 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

3 podzadania

Informacja do podzadań

Peroksysomy to pęcherzyki otoczone pojedynczą błoną biologiczną, występujące w komórkach roślinnych i zwierzęcych. Od innych struktur błoniastych w komórce odróżnia je m.in. obecność enzymu – katalazy. Zawierają one także różne enzymy z grupy oksydoreduktaz. Nazwa peroksysomów pochodzi od angielskiej nazwy nadtlenku wodoru – hydrogen peroxide (H₂O₂), który jest toksyczny dla komórek, a powstaje w peroksysomach w procesach utleniania i jest rozkładany przez katalazę. Szczególnie duże i liczne peroksysomy występują np. w komórkach wątrobowych (hepatocytach) i w bulwach ziemniaka.

Uczniowie zaplanowali doświadczenie, którego celem było określenie optymalnej temperatury dla działania katalazy występującej w komórkach bulwy ziemniaka. Przygotowali sok z bulwy ziemniaka, który rozdzielili w równej objętości (po 5 ml) do 30 probówek, umieszczonych po sześć w termostatach ustawionych na temperaturę: 0, 10, 20, 30 i 40 °C.

Na podstawie: Biologia, pod red. N.A. Campbella, Poznań 2012.

Zadanie 2.1

2 pkt

Enzymy

Zaplanuj dalszy ciąg tego doświadczenia tak, aby umożliwił określenie optymalnej temperatury dla działania katalazy.

Nazwa lub wzór związku chemicznego, którego należy użyć:

Sposób zastosowania tego związku chemicznego:

Oczekiwany jakościowy wynik reakcji:

Metoda ilościowego określenia wyniku reakcji:

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Nazwa lub wzór związku chemicznego, którego należy użyć:

nadtlenek wodoru,
H₂O₂.

Sposób zastosowania tego związku chemicznego:

dodać do każdej probówki jednakową objętość H₂O₂.
do probówek dodać taką samą ilość.

2 pkt – za poprawne podanie użytego związku chemicznego (nadtlenek wodoru / H₂O₂) wraz ze sposobem jego zastosowania (dodanie do wszystkich probówek jednakowej jego objętości) i podanie jakościowego wyniku reakcji (wydzielenie się tlenu / pojawienie się piany) wraz z metodą ilościowego pomiaru aktywności enzymu.

1 pkt – za poprawne podanie użytego związku chemicznego (nadtlenek wodoru / H₂O₂) i podanie jakościowego wyniku reakcji (wydzielenie się tlenu / pojawienie się piany).

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Oczekiwany jakościowy wynik reakcji:

pojawienie się piany,
wydobywanie się pęcherzyków gazu,
wydzielenie się tlenu.

Metoda ilościowego określenia wyniku reakcji:

zmierzenie poziomu piany,
pomiar wysokości słupa pęcherzyków gazu,
zmierzenie objętości wydzielającego się tlenu.

Uwaga:

Uznaje się odpowiedzi, odnoszące się do innych metod ilościowego określenia wyniku reakcji, w szczególności pomiaru ubytku substratów wraz z postępem reakcji, np.: „pomiar spektrofotometryczny zużywającego się NADH + H⁺”, „kolorymetryczne monitorowanie stężenia H₂O₂”.

Zadanie 2.2

1 pkt

Enzymy

Opisz próbę kontrolną, która pozwoli wykazać, że rozkład H₂O₂ w tym doświadczeniu miał charakter enzymatyczny.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Należy przygotować probówkę z 5 ml soku z ziemniaka, który uprzednio zagotowano.
Należy przygotować probówkę z taką samą ilością soku z ziemniaka, w którym uprzednio zniszczono enzym katalazę.
Sok z bulwy ziemniaka zagotowany i ostudzony.

Zasady oceniania

1 pkt – za opis próby kontrolnej uwzględniający wykorzystanie soku z bulwy ziemniaka zawierającego zdezaktywowany, np. przez wysoką temperaturę, enzym – katalazę.

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Uwaga:

Uznaje się odpowiedzi odnoszące się do użycia komercyjnie dostępnego preparatu katalazy jako próby kontrolnej dodatniej, np. „Roztwór wodny preparatu katalazy zakupionego w firmie biotechnologicznej” lub „Rozpuszczony w wodzie suplement diety z katalazą”.

Zadanie 2.3

1 pkt

Enzymy

Wyjaśnij, jakie znaczenie dla funkcjonowania komórki ma obecność katalazy w peroksysomach – wyodrębnionych przedziałach komórkowych, w których powstaje nadtlenek wodoru.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

W jednej przestrzeni wyodrębnione są enzymy, które wytwarzają nadtlenek wodoru i te, które go rozkładają, co ogranicza uszkodzenia innych struktur komórkowych przez powstający H₂O₂.
W strukturach zawierających enzymy katalizujące reakcje, w których produktem jest toksyczny dla komórek nadtlenek wodoru, obecność katalazy powoduje rozkład H₂O₂ i zapobiega zniszczeniu innych struktur komórkowych.
H₂O₂ wydzielany jako produkt reakcji zachodzących w peroksysomach jest rozkładany przez katalazę w miejscu jego powstania, co zmniejsza jego toksyczny wpływ na pozostałą część komórki.
Gdyby nie było katalazy w peroksysomach, to nadtlenek wodoru nie byłby w nich rozkładany, a jakby się wydostał z peroksysomów, to uszkodziłby inne części komórki.

Zasady oceniania

1 pkt – za prawidłowe wyjaśnienie, odnoszące się do wyodrębnienia w jednej przestrzeni szkodliwego dla komórki nadtlenku wodoru oraz katalazy (enzymu), która go rozkłada, co ogranicza uszkodzenia innych struktur komórkowych.

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Zadanie 1

Matura 2019 · czerwiec · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

2 pkt

Enzymy

Oksydaza polifenolowa jest enzymem, który u roślin odpowiada za brązowienie tkanek po ich mechanicznym uszkodzeniu. Katalizuje ona reakcje, których przebieg wymaga obecności tlenu i pH w zakresie 6–7. Opracowano kilka sposobów powstrzymywania reakcji enzymatycznego brązowienia pokrojonych warzyw i owoców, m.in. przez blanszowanie, polegające na krótkim ogrzaniu produktów spożywczych w temperaturze 75–100 °C, albo przez dodanie kwasu cytrynowego lub substancji wiążących wodę.

Na podstawie: R. Dębowska, Oksydazy polifenolowe roślin wyższych, „Postępy Biochemii”, t. 48, 1/2002; www.food-info.net/pl/colour/enzymaticbrowning, www.worthingtonbiochem.com/ty/default

Wyjaśnij, dlaczego brązowienie warzyw jest powstrzymywane przez

1. blanszowanie:

2. spryskiwanie ich sokiem z cytryny:

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Schemat punktowania

2 p. – za poprawne wyjaśnienie działania blanszowania uwzględniające wpływ wysokiej temperatury na denaturację oksydazy polifenolowej powodującą utratę jej właściwości katalitycznych oraz za wyjaśnienie wpływu soku z cytryny uwzględniające obniżenie pH środowiska, w którym działa oksydaza polifenolowa i w konsekwencji – obniżenie aktywności tego enzymu.

1 p. – za poprawne wyjaśnienie uwzględniające tylko wpływ wysokiej temperatury (blanszowania) albo tylko wpływ soku cytrynowego na działanie enzymu.

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

Zadanie 14

Matura 2018 · maj · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

4 podzadania4 pkt

Informacja do podzadań

Kwas foliowy (witamina z grupy B) jest niezbędny przy podziale komórkowym i dlatego odgrywa szczególną rolę w tkankach, w których podziały komórkowe są intensywne. Pełni on funkcję koenzymu w reakcjach przenoszenia grup jednowęglowych w procesie syntezy zasad purynowych i pirymidynowych. Podczas tych reakcji kwas foliowy ulega utlenieniu, a regenerowanie polega na ponownej jego redukcji. Antagonistą kwasu foliowego jest metotreksat (MTX). Wiąże się on z centrum aktywnym enzymu odpowiedzialnego za reakcję redukcji kwasu foliowego 10 000 razy silniej niż naturalny substrat. Metotreksat działa swoiście na dzielące się komórki, głównie w fazie S cyklu komórkowego, i dlatego jest stosowany w leczeniu wielu chorób nowotworowych. Ubocznym skutkiem opisanej chemioterapii okazuje się wpływ leku na inne prawidłowo dzielące się komórki organizmu, np. na niewyspecjalizowane komórki szpiku kostnego.

Na podstawie: J. Berg, J. Tymoczko, L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2009.

Zadanie 14.1

1 pkt

Enzymy

64%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Zaznacz właściwe dokończenie zdania wybrane spośród A–B oraz jego poprawne uzasadnienie wybrane spośród 1.–3.

Po podaniu MTX zachodzi inhibicja

A.	kompetycyjna,	ponieważ	1.	metotreksat, podobnie jak kwas foliowy, pełni funkcję koenzymu w reakcjach redukcji grup jednowęglowych.
			2.	metotreksat wiąże się z centrum aktywnym enzymu odpowiedzialnego za reakcję redukcji kwasu foliowego.
B.	niekompetycyjna,		3.	metotreksat zmienia kształt centrum aktywnego enzymu katalizującego redukcję kwasu foliowego, co jest przyczyną wypierania cząsteczek tego kwasu.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

A2.

Schemat punktowania

1 p. – za zaznaczenie właściwego dokończenia zdania i poprawnego jego uzasadnienia.

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

Zadanie 14.2

1 pkt

Enzymy

27%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Określ, czy podczas leczenia pacjenta chemioterapią, z wykorzystaniem dużych dawek MTX, można odwrócić inhibicję reakcji redukcji kwasu foliowego za pomocą wysokiej dawki tego kwasu. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do właściwości metotreksatu.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Nie, ponieważ MTX łączy się z centrum aktywnym 10 000 razy silniej niż kwas foliowy.
Nie można, ponieważ niemożliwe jest osiągnięcie w komórce na tyle wysokich stężeń kwasu foliowego, aby skutecznie współzawodniczył o miejsce aktywne enzymu z MTX, który ma do niego 10 tys. razy większe powinowactwo.
Inhibicja opisanego enzymu przez MTX jest praktycznie nieodwracalna, ponieważ MTX ma silne powinowactwo do centrum aktywnego enzymu. Odwrócenie inhibicji wymagałoby niemożliwego do osiągnięcia w organizmie, znacznego zwiększenia stężenia utlenionej formy kwasu foliowego.
Chociaż ten typ inhibicji jest odwracalny, to ze względu na bardzo silne powinowactwo MTX do centrum aktywnego enzymu inhibicja tej konkretnej reakcji nie może być zniesiona w organizmie pacjenta.

Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi, w których zdający wykazuje niezrozumienie mechanizmu inhibicji kompetycyjnej, np. „Nawet duża dawka kwasu foliowego nie zdoła odłączyć MTX od centrum aktywnego enzymu”.

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne określenie, że podczas leczenia pacjenta chemioterapią niemożliwe jest odwrócenie efektu inhibicji opisanego enzymu, odwołujące się do bardzo silnego powinowactwa MTX do centrum aktywnego.

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

Zadanie 14.3

Inny dział1 pkt

Kwasy nukleinowe Cykl komórkowy

15%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Wyjaśnij, dlaczego metotreksat jest najbardziej toksyczny dla dzielących się komórek w fazie S cyklu komórkowego. W odpowiedzi uwzględnij rolę kwasu foliowego w procesie zachodzącym w tej fazie.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

W fazie S zachodzi replikacja DNA, do której potrzebne są zasady purynowe i pirymidynowe, a ich synteza zachodzi przy udziale kwasu foliowego. Zablokowanie redukcji kwasu foliowego skutkuje niedoborem zasad azotowych i niezachodzeniem replikacji.
Metotreksat, blokując redukcję kwasu foliowego, hamuje syntezę zasad azotowych, potrzebnych do syntezy DNA, co skutkuje zatrzymaniem podziałów komórkowych.

Uwaga:
Uznaje się odpowiedzi zawierające odniesienie do syntezy zasad azotowych w fazie S. Zasady azotowe są głównie wytwarzane w późnej fazie G1, ale ich synteza zachodzi również na innych etapach cyklu komórkowego.

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające blokowanie redukcji kwasu foliowego przez metotreksat, skutkujące niedoborem zasad azotowych niezbędnych do syntezy DNA.

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

Zadanie 14.4

Inny dział1 pkt

Układ odpornościowy

18%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Podaj, dlaczego jednym ze skutków ubocznych stosowania małych dawek metotreksatu jest zahamowanie wytwarzania przeciwciał w organizmie. W odpowiedzi odnieś się do komórek układu odpornościowego.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Schemat punktowania

1 p. – za podanie przyczyny zahamowania wytwarzania przeciwciał pod wpływem metotreksatu, uwzględniającej hamowanie podziałów linii komórek produkujących przeciwciała.

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

Przykładowe rozwiązania

Metotreksat powoduje zahamowanie podziałów komórkowych limfocytów B, syntetyzujących przeciwciała.
Małe dawki MTX hamują podział komórek szpiku kostnego, z których powstają komórki układu odpornościowego produkujące przeciwciała.
MTX hamuje podziały komórek, przez co powstaje mniej plazmocytów.
Ponieważ następuje zahamowanie podziałów macierzystych komórek limfocytów B w szpiku kostnym.

Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi zbyt ogólnych, np. „Małe dawki MTX hamują podział komórek układu odpornościowego”.

Zadanie 1

Matura 2017 · maj · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

2 podzadania2 pkt

Informacja do podzadań

Na schemacie przedstawiono fragment cząsteczki białka o strukturze III-rzędowej oraz warunkujące tę strukturę różne oddziaływania występujące pomiędzy łańcuchami bocznymi aminokwasów: wiązania chemiczne oparte na przyciąganiu elektrostatycznym (1), wiązania kowalencyjne (2), interakcje hydrofobowe (3) i oddziaływania jonowe (4).

Zadanie 1.1

Inny dział1 pkt

Zagadnienia ogólne Białka

34%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Podaj nazwy wiązań chemicznych stabilizujących III-rzędową strukturę białka, oznaczonych na schemacie numerami 1. i 2.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

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.

Zadanie 1.2

1 pkt

Enzymy

12%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Na przykładzie enzymów białkowych wyjaśnij, w jaki sposób struktura przestrzenna białka warunkuje jego funkcję katalityczną. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm działania enzymów.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

1 p. – za poprawne wyjaśnienie uwzględniające (1) odpowiednią konformację łańcucha lub centrum aktywne, (2) dopasowanie przestrzenne enzymu i substratu (specyficzność substratową enzymu), (3) obniżenie energii aktywacji reakcji lub zachodzenie określonej reakcji (specyficzność reakcji).

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

Przykładowe rozwiązania

Do utworzonego centrum aktywnego enzymu „pasują” określone substraty i zachodzi konkretna reakcja.
Odpowiednia struktura przestrzenna enzymu warunkuje specyficzność kompleksu enzym-substrat (E-S), co zapewnia powstanie konkretnego produktu.
Dzięki odpowiedniemu sfałdowaniu łańcucha polipeptydowego enzymy przyłączają w centrum aktywnym substraty na zasadzie dopasowania przestrzennego, dzięki czemu obniżona zostaje energia aktywacji reakcji.
W centrum aktywnym enzymu występują określone łańcuchy boczne aminokwasów z różnych odcinków peptydu, co warunkuje przyłączenie odpowiednich substratów i zachodzenie konkretnej reakcji, np. hydrolizy.

Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się wyłącznie do dopasowania przestrzennego enzymu i substratu bez określenia, jakie ma to znaczenie dla mechanizmu działania enzymu, lub tłumaczących katalizę jedynie przyspieszaniem reakcji (tautologia).

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

Enzymy

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

Enzymy

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

Enzymy

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

Enzymy

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.

Zadanie 3

Matura 2016 · maj · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

2 podzadania2 pkt

Informacja do podzadań

Zatrucie metanolem jest dla organizmu człowieka bardzo groźne, ponieważ produkty jego utleniania (aldehyd mrówkowy i kwas mrówkowy) są silnie toksyczne. Utlenianie metanolu katalizuje dehydrogenaza alkoholowa. Enzym ten katalizuje również proces utleniania etanolu, ale produktem tej reakcji jest aldehyd octowy, który jest znacznie mniej toksyczny dla organizmu człowieka. Pierwsza pomoc osobom, u których podejrzewa się zatrucie metanolem, polega na jak najszybszym podaniu około 100 ml alkoholu etylowego.

Zadanie 3.1

1 pkt

Enzymy

23%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Zaznacz rodzaj hamowania aktywności (inhibicji) dehydrogenazy alkoholowej, który występuje po podaniu etanolu osobom zatrutym metanolem. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do mechanizmu tego procesu.

inhibicja kompetycyjna
inhibicja niekompetycyjna

Uzasadnienie:

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

A

Przykładowe uzasadnienie:

Ponieważ metanol i etanol konkurują o centrum aktywne tego enzymu.
Oba alkohole mają podobną budowę i przyłączają się do centrum aktywnego dehydrogenazy alkoholowej, która katalizuje ich utlenianie.

Schemat punktowania

1 p. – za wskazanie inhibicji kompetycyjnej oraz uzasadnienie, uwzględniające bezpośrednio lub pośrednio konkurencję dwóch substratów o centrum aktywne enzymu.

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

Zadanie 3.2

1 pkt

Enzymy

24%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Wyjaśnij, w jaki sposób wprowadzenie etanolu do organizmu osoby, która wypiła metanol, zmniejsza groźne skutki działania metanolu.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Cząsteczki etanolu łączące się z dehydrogenazą alkoholową zmniejszają możliwość przyłączenia do niego metanolu, ograniczając w ten sposób ilość powstających szkodliwych produktów utleniania metanolu.
Po spożyciu etanolu zmniejsza się tempo wytwarzania silnie toksycznego aldehydu i kwasu mrówkowego, gdyż cząsteczki etanolu łączą się z dehydrogenazą alkoholową, ograniczając przyłączanie się metanolu.

Schemat punktowania

1 p. – za poprawną odpowiedź, odnoszącą się do łączenia się etanolu z enzymem i ograniczenia utleniania lub spowolnienia metabolizmu metanolu, i w konsekwencji powstawania mniejszej ilości toksycznych produktów jego rozkładu.

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

Uwaga:

Nie uznaje się odpowiedzi zawierających błąd merytoryczny polegający na stwierdzeniu, że w ogóle nie będzie powstawał aldehyd / kwas mrówkowy.

Z odpowiedzi zdającego powinno wynikać, że rozumie ilościowy charakter tego procesu – zmniejsza się jedynie tempo katalizy metanolu, ale ona nie ustaje.

Uwaga ta nie odnosi się do zadania 3.1, czyli uzasadnienia wyboru inhibicji.

Zadanie 14

Matura 2016 · maj · Formuła 2015 · poziom rozszerzony

3 podzadania3 pkt

Informacja do podzadań

Dwie grupy uczniów przygotowały takie same zestawy doświadczalne w celu sprawdzenia, od czego zależy aktywność enzymu rozkładającego skrobię, występującego w ślinie. W pięciu probówkach uczniowie umieścili po 1 ml roztworu wodnego o określonym pH (4–8). Następnie do każdej probówki dodali 1 ml rozcieńczonego kleiku przygotowanego ze skrobi ziemniaczanej, do którego dosypali odrobinę soli kuchennej (NaCl). Pierwsza grupa umieściła probówki w łaźni wodnej o temperaturze 30°C, natomiast druga – w łaźni o temperaturze 37°C. Do każdej probówki uczniowie dodali po 1 ml świeżej śliny, wymieszali zawartość i następnie, w odstępach jednominutowych, pobierali z mieszaniny w każdej probówce po jednej kropli roztworu i sprawdzali, czy cała skrobia została już rozłożona. Wyniki zebrali w tabeli.

pH roztworu	Czas rozkładu skrobi [min]
pH roztworu	temperatura 30°C	temperatura 37°C
4	18	14
5	14	9
6	8	4
7	6	3
8	7	4

Zadanie 14.1

Inny dział1 pkt

Układ pokarmowy i przebieg procesów trawiennych

71%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Podaj nazwę enzymu znajdującego się w ślinie, który rozkłada skrobię.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

amylaza (ślinowa)

Uwaga:
Przy podaniu nazwy enzymu wymaga się stosowania poprawnej terminologii biologicznej.

Schemat punktowania

1 p. – za podanie poprawnej nazwy enzymu.

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

Zadanie 14.2

1 pkt

Enzymy

35%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Na podstawie wyników doświadczenia sformułuj wniosek dotyczący optimum działania badanego enzymu.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Optymalne dla działania badanej amylazy ślinowej jest pH obojętne i temperatura 37 °C.
Badana amylaza ma optimum działania w pH 7 w temperaturze 37 °C.
Amylaza ślinowa ma optimum działania w warunkach zbliżonych do panujących w jamie ustnej człowieka.

Schemat punktowania

1 p. – za sformułowanie poprawnego wniosku wynikającego z przeprowadzonego doświadczenia, odnoszącego się do obu czynników (temperatury i pH) lub do warunków panujących w jamie ustnej.

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

Zadanie 14.3

Inny dział1 pkt

Węglowodany

43%średni wynik CKE

Średni procent zdobytych punktów. Wyższy wynik oznacza, że zadanie było łatwiejsze dla zdających.

Treść podzadania — poza wybranym działem

Określ, w jaki sposób uczniowie mogli sprawdzić podczas doświadczenia, czy cała skrobia została już rozłożona. Uwzględnij nazwę użytego odczynnika oraz efekt jego działania.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązanie

Należy do każdej pobranej próbki dodać odczynnik, np. kroplę płynu Lugola i następnie obserwować zmiany zabarwienia roztworu. Jeżeli pojawi się kolor niebieski / granatowy, to skrobia nie została jeszcze strawiona w danej próbce.

Uwaga:
Dopuszczalne nazwy odczynnika: jodyna / I₂ w KI.
Nie uznaje się podania w odpowiedzi jako nazw odczynnika: jodoform, jod.

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne opisanie wykorzystania odczynnika do wykrycia obecności skrobi, uwzględniające nazwę odczynnika oraz obserwowany efekt, czyli określoną zmianę zabarwienia do odczytania wyników doświadczenia.

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