Matura Kwiecień 2020, Poziom Rozszerzony (Neuron), Formuła od 2015 - Zadanie 15. (3 pkt)

Historia odkrycia witaminy C wiąże się ściśle ze szkorbutem (gnilcem) […]. Najostrzejszy przebieg choroba ta miała na terenach Europy Północnej […]. Na szkorbut chorowali również marynarze […], którzy przebywając na morzu pozbawieni byli przez długi czas dostępu do świeżych produktów roślinnych. Większość gatunków zwierząt dzięki obecności w komórkach wątroby enzymu – oksydazy L-gulonolaktonowej (GULO) jest zdolna do syntetyzowania kwasu L-askorbinowego. Małpy człekokształtne, nietoperze owocożerne, świnki morskie, a także człowiek nie syntetyzują w komórkach witaminy C, ponieważ nie posiadają enzymu GULO. 

Wytwarzanie witaminy C u organizmów posiadających ten enzym przebiega następująco: 

 

 

 

Na podstawie: Janda K., i in., 2015: Witamina C – budowa, właściwości i występowanie, Pom J Life Sci, 61, 419. 

W organizmie człowieka zachodzą tylko trzy z pięciu reakcji prowadzących do syntezy witaminy C (oznaczono je pogrubionymi strzałkami na schemacie). Ostatnia reakcja z ciągu przebiega samorzutnie. Miejsce działania GULO oznaczono na schemacie symbolem X. Poniżej przedstawiono zapis sekwencji nukleotydów fragmentu genu kodującego GULO u poszczególnych organizmów. 

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Człowiek A G C A T T G G
Mysz A G G A G C C T
Szczur T C C C A A T G
Krowa G A T C C T G G

Na podstawie: Yang H., Conserved or lost: molecular evolution of the key gene GULO in vertebrate vitamin C biosynthesis, 2013, 413–425.
a także: https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/ 

Zadanie 15.1. (0–1)

Na podstawie porównania przedstawionych sekwencji określ, który organizm jest najdalej spokrewniony z krową. Odpowiedź uzasadnij. 

Zadanie 15.2. (0–1)

Wyjaśnij, dlaczego mieszkańcy Europy Północnej są szczególnie narażeni na szkorbut. 

Zadanie 15.3. (0–1)

Zapoznaj się z poniższymi stwierdzeniami i oceń, które z nich są prawdziwe (zaznacz P), a które fałszywe (zaznacz F). 

1. Obecność genu kodującego oksydazę L-gulonolaktonową byłaby warunkiem wystarczającym dla możliwości syntezy witaminy C w komórkach człowieka. P F
2. Synteza witaminy C w wątrobie jest procesem zależnym od glikogenolizy. P F
3. Bogatym źródłem GULO dla nietoperzy owocożernych są zjadane przez nie rośliny bogate w witaminę C. P F
Rozwiązanie:

Zadanie 15. (0-3)

15.1. (0-1)

1 pkt – za określenie, że mysz jest najdalej spokrewniona z krową i uzasadnienie odnoszące się do porównania sekwencji nukleotydowej fragmentu przedstawionego genu obu tych organizmów.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wyżej wymienionych kryteriów, za odpowiedź błędną lub brak odpowiedzi. 

PRZYKŁADOWA ODPOWIEDŹ: 

• Z krową najdalej spokrewniona jest mysz, ponieważ spośród organizmów, których fragmenty genu podano, to sekwencja nukleotydowa genu myszy ma najwięcej różnic w stosunku do sekwencji nukleotydowej / genu krowy.
• we fragmencie genu GULO tych organizmów nie ma podobieństw w sekwencji nukleotydowej. 

15.2. (0-1)

Ogólny szablon odpowiedzi: 

Europa Północna –> mniej światła –> mniej świeżych warzyw i owoców / cytrusów (jako źródło witaminy C)
–> niedobór witaminy C –> szkorbut 

1 pkt – za prawidłowe wyjaśnienie zawierające odniesienie do warunków panujących na obszarze Europy Północnej i ograniczenia w dostępie do świeżych owoców i warzyw będących źródłem witaminy C z uwzględnieniem związku niedoboru tej witaminy ze szkorbutem.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wyżej wymienionych kryteriów, za odpowiedź błędną lub brak odpowiedzi. 

PRZYKŁADOWA ODPOWIEDŹ: 

• Mieszkańcy Europy Północnej są narażeni na szkorbut, ponieważ w klimacie, w którym żyją występuje mała ilość roślin, których owoce / organy są bogate w witaminę C, która zapobiega szkorbutowi. Ograniczenie spożywania takich roślin prowadzi do niedoboru witaminy C i w konsekwencji rozwoju szkorbutu.
• Ponieważ na tych szerokościach geograficznych występuje (stosunkowo) mało dni słonecznych, przez co jest gorszy dostęp do świeżych warzyw i owoców jako źródeł witaminy C, a niedobór tej witaminy w organizmie prowadzi do szkorbutu.
• W tej strefie klimatycznej ze względu na krótki okres wegetacji ograniczony jest dostęp do świeżych warzyw i owoców, będących źródłem witaminy C, co powoduje jej niedobór / wystąpienie jej deficytu / hipowitaminozę, w wyniku czego dochodzi do szkorbutu (gnilca). 

Dopuszcza się odpowiedź, w której piszący pominął wpływ braku światła na ilość warzyw i owoców, o ile odwołał się w swojej odpowiedzi do cytrusów. 

15.3. (0-1)

1 pkt – za prawidłową ocenę wszystkich trzech wniosków.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wyżej wymienionego kryterium, za odpowiedź błędną lub brak odpowiedzi. 

ODPOWIEDŹ:
F P F 

guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments