Matura Kwiecień 2023, Poziom Rozszerzony (Informatory CKE), Formuła od 2023 - Zadanie 2. (6 pkt)

Organizmy modelowe są używane m.in. do badania zależności między genami, szlakami sygnałowymi i metabolizmem. Homeostaza lipidów i glukozy jest w podobny sposób kontrolowana u bezkręgowców i ssaków – za pomocą ścieżki sygnałowej uruchamianej przez insulinę. W celu określenia, czy dieta wysokotłuszczowa wpływa na metabolizm węglowodanów, lipidów i białek, przeprowadzono badania z wykorzystaniem identycznych genetycznie samic szczepu w1118 wywilżny karłowatej (Drosophila melanogaster) podzielonych na dwie grupy:
grupa I – osobniki hodowane na pożywce standardowej, wykorzystywanej w laboratoriach do hodowli wywilżny i zapewniającej jej wszystkie niezbędne do normalnego rozwoju składniki odżywcze;
grupa II – osobniki hodowane na pożywce standardowej, do której dodano oleju kokosowego (pożywka o dużej zawartości tłuszczów nasyconych).
Po tygodniu oznaczono zawartość określonych metabolitów u osobników należących do każdej z grup.
Na poniższych wykresach przedstawiono zawartość względną kwasów tłuszczowych (A) oraz zawartość względną wybranych metabolitów (B) w ciele much karmionych pożywką o wysokiej zawartości tłuszczów nasyconych, w porównaniu z zawartością tych związków w 1 mg masy ciała much karmionych pożywką standardową.

Na podstawie: E.T. Heinrichsen i inni, Metabolic and transcriptional response to a high-fat diet in Drosophila melanogaster, „Molecular Metabolism” 3, 2014, s. 42–54.

*Zadanie 2.1. (0–1)

Oceń, który z poniższych wniosków można sformułować na podstawie wyników przedstawionego doświadczenia. Zaznacz T, jeśli wniosek jest uprawniony, albo N – jeśli jest nieuprawniony.

1. Dieta bogata w tłuszcze powoduje wzrost średniej zawartości badanych kwasów tłuszczowych u wywilżny karłowatej. T N
2. Dieta bogata w tłuszcze przyczynia się u wywilżny karłowatej do wzrostu zawartości metabolitów cyklu Krebsa, w tym – średniej zawartości kwasu cytrynowego. T N
3. U wywilżny karłowatej dieta bogata w tłuszcze zwiększa średnią zawartość azotowych produktów przemiany materii – mocznika i kwasu moczowego. T N

*Podpunkt wycofany przez CKE

Zadanie 2.1. (0–2)

Oceń, czy poniższe interpretacje przedstawionych wyników badań są prawidłowe. Zaznacz T (tak), jeśli interpretacja wyników jest prawidłowa, albo N (nie) – jeśli jest nieprawidłowa.

1. W przypadku diety bogatej w tłuszcze nasycone pomiary zawartości kwasu mlekowego miały większą zmienność niż pomiary zawartości kwasu moczowego. T N
2. Wszystkie wyniki pomiarów względnej zawartości kwasu pirogronowego były mniejsze od czterech. T N
3. Najwyższy wynik pomiaru zawartości kwasu pirogronowego w próbie z pożywką standardową był mniejszy od najwyższego wyniku w próbie z pożywką o wysokiej zawartości tłuszczów nasyconych. T N
Zadanie 2.2. (0–1)

Wyjaśnij, dlaczego doświadczenie przeprowadzono na genetycznie identycznych osobnikach tej samej płci Drosophila melanogaster – należących do jednego szczepu w1118.

Zadanie 2.3. (0–1)

Określ, która grupa Drosophila melanogaster – I czy II – stanowiła w opisanym doświadczeniu próbę kontrolną. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do roli tej próby w interpretacji wyników doświadczenia.

Zadanie 2.4. (0–2)

Uzupełnij poniższe zdania tak, aby stanowiły poprawną interpretację uzyskanych wyników opisanego doświadczenia. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

Zaobserwowany u osobników wywilżny karłowatej odżywiających się pokarmem bogatotłuszczowym (spadek / wzrost) poziomu kwasu mlekowego świadczy o (zmniejszeniu / zwiększeniu) intensywności przemian kwasu pirogronowego w cytozolu ich komórek. Zaobserwowane zaburzenia w metabolizmie kwasu pirogronowego mogą być efektem zwiększonej intensywności (redukcji / utleniania) kwasów tłuszczowych, jako że w wyniku tego procesu powstaje acetylokoenzym A, dostarczający grupy acetylowe do cyklu Krebsa.

Rozwiązanie:

Zadanie 2. (0-6)

*2.1.

Wymagania ogólne

II. Rozwijanie myślenia naukowego; doskonalenie umiejętności planowania i przeprowadzania […] doświadczeń oraz wnioskowania w oparciu o wyniki badań.
Zdający:
3) […] analizuje i interpretuje wyniki badań w oparciu o proste analizy statystyczne;
4) odnosi się do wyników uzyskanych przez innych badaczy;
5) […] formułuje wnioski.

Wymaganie szczegółowe

III. Energia i metabolizm.
5. Pozyskiwanie energii użytecznej biologicznie. Zdający:
2) analizuje […] przebieg glikolizy, reakcji pomostowej i cyklu Krebsa, wyróżnia substraty i produkty tych procesów.

Zasady oceniania

1 pkt – za trzy poprawne odpowiedzi.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań albo za brak odpowiedzi.

Rozwiązanie
TNT

*Podpunkt wycofany przez CKE

2.1.

Wymagania ogólne

II. Rozwijanie myślenia naukowego; doskonalenie umiejętności planowania i przeprowadzania […] doświadczeń oraz wnioskowania w oparciu o wyniki badań.
Zdający:
3) […] analizuje i interpretuje wyniki badań w oparciu o proste analizy statystyczne;
4) odnosi się do wyników uzyskanych przez innych badaczy;
5) […] formułuje wnioski.

Wymaganie szczegółowe

III. Energia i metabolizm.
5. Pozyskiwanie energii użytecznej biologicznie. Zdający:
2) analizuje […] przebieg glikolizy, reakcji pomostowej i cyklu Krebsa, wyróżnia substraty i produkty tych procesów.

Zasady oceniania

2 pkt – za trzy poprawne odpowiedzi.
1 pkt – za dwie poprawne odpowiedzi.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Rozwiązanie
NNN

2.2 (0-1)

Wymagania ogólne
II. Rozwijanie myślenia naukowego; doskonalenie umiejętności planowania i przeprowadzania […] doświadczeń oraz wnioskowania w oparciu o wyniki badań.
Zdający:
2) określa warunki doświadczenia, rozróżnia próbę kontrolną i badawczą;
5) ocenia poprawność zastosowanych procedur badawczych […].

Wymagania szczegółowe
III. Energia i metabolizm.
3. Enzymy. Zdający:
5) wyjaśnia wpływ czynników fizyko-chemicznych […] na przebieg katalizy enzymatycznej […].
XIV. Genetyka klasyczna.
2. Zmienność organizmów. Zdający:
2) przedstawia typy zmienności: środowiskowa i genetyczna (rekombinacyjna i mutacyjna).

Zasady oceniania

1 pkt – za poprawne wyjaśnienie odnoszące się do wyeliminowania zmienności genetycznej, która mogłaby utrudnić określenie wpływu różnego pokarmu na metabolizm wywilżny.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań albo za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

  • Dzięki temu, że muchy były identyczne genetycznie, wyeliminowano wpływ różnych genotypów na metabolizm osobników. Jedyną różnicą pomiędzy muchami był więc rodzaj pokarmu i tylko ten czynnik miał wpływ na poziom oznaczanych metabolitów.
  • Dzięki temu można mieć pewność, że różnice zaobserwowane w metabolizmie pomiędzy muchami karmionymi różnym pokarmem nie wynikały z różnic genetycznych między nimi, ale z różnic w diecie.
  • Na metabolizm organizmów mogą mieć wpływ zarówno genotyp, jak i rodzaj spożywanego pokarmu. Ponieważ wszystkie muchy miały ten sam genotyp, to różniły się wyłącznie rodzajem spożywanego pokarmu i dzięki temu można było określić wpływ diety (wysokotłuszczowej) na ich metabolizm.
  • Aby wykluczyć wpływ różnic genetycznych na wynik badania. Przykładowo: mogłoby się zdarzyć, że w jednej z prób użyto by nieświadomie szczepu, który ma mutację receptora insulinowego, a w drugiej – much typu dzikiego, co miałoby znaczący wpływ na otrzymane wyniki.
  • Dzięki temu owady te różniły się wyłącznie badanym elementem – zawartością tłuszczów w zastosowanej pożywce.

2.3. (0-1)

Wymaganie ogólne
II. Rozwijanie myślenia naukowego; doskonalenie umiejętności planowania i przeprowadzania […] doświadczeń oraz wnioskowania w oparciu o wyniki badań.
Zdający:
2) określa warunki doświadczenia, […] rozróżnia próbę kontrolną i badawczą.

Wymaganie szczegółowe
III. Energia i metabolizm.
3. Enzymy. Zdający:
5) wyjaśnia wpływ czynników fizyko-chemicznych […] na przebieg katalizy enzymatycznej […].

Zasady oceniania
1 pkt – za określenie much hodowanych na pożywce standardowej (grupy I) jako grupy kontrolnej wraz z poprawnym uzasadnieniem, odnoszącym się do braku zastosowania w tej próbie badanego czynnika, jakim była wysoka zawartość tłuszczów nasyconych w pokarmie, ORAZ do określenia roli tej grupy jako poziomu odniesienia dla grupy badawczej.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań albo za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

  • Grupa I, ponieważ w tej grupie nie stosowano czynnika, którego wpływ badano, czyli diety o wysokiej zawartości tłuszczów nasyconych. Po odjęciu wyników otrzymanych w tej grupie od wyników otrzymanych w grupie badawczej możliwe stało się określenie wielkości wpływu badanej diety na metabolizm.
  • Próbą kontrolną była grupa I. Wyniki otrzymane w tej grupie można było porównać z wynikami otrzymanymi w II grupie i na tej podstawie określić wpływ dużej zawartości kwasów tłuszczowych na metabolizm węglowodanów, lipidów i białek.
  • Osobniki hodowane na pożywce standardowej. Bez porównania wyników próby badawczej z próbą kontrolną nie byłoby wiadomo, czy badana dieta podwyższa, czy – obniża badane parametry.

2.4. (0-2)

Wymagania ogólne

IV. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów biologicznych.
Zdający:
1) interpretuje informacje i wyjaśnia związki przyczynowo-skutkowe między procesami i zjawiskami, formułuje wnioski;
2) przedstawia opinie i argumenty związane z omawianymi zagadnieniami biologicznymi.

Wymagania szczegółowe

III. Energia i metabolizm.
5. Pozyskiwanie energii użytecznej biologicznie. Zdający:
2) analizuje […] przebieg glikolizy, reakcji pomostowej i cyklu Krebsa, wyróżnia substraty i produkty tych procesów;
5) porównuje drogi przemiany pirogronianu w fermentacji alkoholowej, mleczanowej i w oddychaniu tlenowym.

Zasady oceniania

2 pkt – za podkreślenie poprawnych określeń w trzech nawiasach.
1 pkt – za podkreślenie poprawnych określeń w dwóch nawiasach.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Zaobserwowany u osobników wywilżny karłowatej odżywiających się pokarmem bogatotłuszczowym (spadek / wzrost) poziomu kwasu mlekowego świadczy o (zmniejszeniu / zwiększeniu) intensywności przemian kwasu pirogronowego w cytozolu ich komórek. Zaobserwowane zaburzenia w metabolizmie kwasu pirogronowego mogą być efektem zwiększonej intensywności (redukcji / utleniania) kwasów tłuszczowych, jako że w wyniku tego procesu powstaje acetylokoenzym A, przenoszący grupy acetylowe do cyklu Krebsa.

guest
2 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
Kasia

w informatorze to zadanie ma inny wykres

Maturabiolchem.pl

Poprawiłem, zadanie to miało wcześniej inny wykres ale w informatorze (bez żadnej informacji) zostało to po dłuższym czasie podmienione – stąd taki problem. Już jest ok 🙂