Matura Maj 2022, Poziom Rozszerzony (Informatory CKE - dwujęzyczne), Formuła od 2023 - Zadanie 9. (5 pkt)

Bakteria Agrobacterium tumefaciens posiada naturalną zdolność przenoszenia swoich genów do genomów roślin. Właściwość ta jest wykorzystywana w inżynierii genetycznej do uzyskiwania roślin transgenicznych. Wybrane geny wprowadza się do komórek roślinnych za pomocą plazmidu bakterii A. tumefaciens używanego jako wektor. Komórki przekształcone w ten sposób, po proliferacji, mogą być wykorzystane do otrzymywania roślin wykazujących nowe cechy określone przez transgeny.

Źródło: A.J. Lack, D.E. Evans, Krótkie wykłady. Biologia roślin, Warszawa 2003.

Zadanie 9.1. (0–1)

Ułóż w prawidłowej kolejności etapy procesu uzyskiwania roślin transgenicznych z wykorzystaniem bakterii A. tumefaciens.

Czynność

Kolejność

Wprowadzenie wyizolowanego genu do plazmidu bakterii A. tumefaciens.

1

Infekcja komórek roślinnych transgenicznymi bakteriami A. tumefaciens.
Rozwój transgenicznych roślin z namnożonych transgenicznych komórek roślinnych
Integracja transgenu z genomem komórek roślinnych.
Wprowadzenie plazmidu do bakterii A. tumefaciens i ich namnożenie.
Zadanie 9.2. (0–1)

Uzasadnij, że roślina zmodyfikowana zgodnie z opisaną powyżej procedurą jest jednocześnie organizmem transgenowym i genetycznie zmodyfikowanym (GMO).

Zadanie 9.3. (0–1)

Podaj przykład korzyści środowiskowych wynikających z uprawy genetycznie zmodyfikowanych roślin odpornych na choroby wywoływane przez grzyby pasożytnicze.

Zadanie 9.4. (0–1)

Podaj nazwy grup enzymów stosowanych w inżynierii genetycznej do katalizowania reakcji.

  1. przecinania DNA w obrębie określonych sekwencji nukleotydowych:
  2. łączenia ze sobą dwuniciowych cząsteczek DNA:
Zadanie 9.5. (0–1)

Wykaż, że niemożliwe jest uzyskanie w komórkach bakteryjnych białka kodowanego przez eukariotyczny gen zawierający introny.

Rozwiązanie:
Zadanie 9.1. (0–1)
II. Rozwijanie myślenia naukowego; doskonalenie umiejętności planowania i przeprowadzania obserwacji i doświadczeń oraz wnioskowania w oparciu o wyniki badań. Zdający: 2) określa warunki doświadczenia […]. XV. Biotechnologia. Podstawy inżynierii genetycznej. Zdający: 6) […] przedstawia sposoby otrzymywania organizmów transgenicznych.

Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne uporządkowanie etapów otrzymywania roślin transgenicznych.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Czynność

Kolejność

Wprowadzenie wyizolowanego genu do plazmidu bakterii A. tumefaciens.

1

Infekcja komórek roślinnych transgenicznymi bakteriami A. tumefaciens.

3

Rozwój transgenicznych roślin z namnożonych transgenicznych komórek roślinnych

5

Integracja transgenu z genomem komórek roślinnych.

4

Wprowadzenie plazmidu do bakterii A. tumefaciens i ich namnożenie.

2

Zadanie 9.2. (0–1)
I. Pogłębianie wiedzy z zakresu różnorodności biologicznej oraz zjawisk i procesów biologicznych zachodzących na różnych poziomach organizacji życia. Zdający: 2) wyjaśnia zjawiska i procesy biologiczne zachodzące w wybranych organizmach […]. XV. Biotechnologia. Podstawy inżynierii genetycznej. Zdający: 6) wyjaśnia, czym jest organizm transgeniczny i GMO […].

Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne wykazanie cech organizmu transgenicznego i GMO.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

  • Przedstawiona roślina jest GMO i transgeniczna, ponieważ jej genom został zmieniony metodami inżynierii genetycznej w celu uzyskania nowych cech fizjologicznych (GMO) oraz wprowadzono nowy gen, który jest obcy dla tego organizmu (organizm transgeniczny).
  • Transgeniczna, ponieważ ma gen pochodzący z innego organizmu, oraz modyfikowana genetycznie, ponieważ zmieniono jej genom metodami inżynierii genetycznej.
Zadanie 9.3. (0–1)
VI. Rozwijanie postawy szacunku wobec przyrody i środowiska. Zdający: 4) objaśnia zasady zrównoważonego rozwoju. XV. Biotechnologia. Podstawy inżynierii genetycznej. Zdający: 7) przedstawia potencjalne korzyści […] wynikające z zastosowania organizmów modyfikowanych genetycznie w rolnictwie […].

Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne podanie korzyści dla środowiska upraw roślin genetycznie modyfikowanych i odpornych na choroby wywołane przez grzyby pasożytynicze, uwzględniające brak konieczności stosowania chemicznych środków ochrony upraw.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

  • Wprowadzanie do roślin genów odporności na choroby pasożytnicze spowoduje, że mniejsze ilości pestycydu trafią do środowiska.
  • Obecność genów odporności na grzyby pasożytnicze umożliwia stosowanie mniejszej ilości pestycydów w uprawach rolniczych. Dzięki temu pestycydy wpływają w mniejszym stopniu na funkcjonowanie niepasożytniczych grzybów w środowisku.
Zadanie 9.4. (0–1)
I. Pogłębianie wiedzy z zakresu różnorodności biologicznej oraz zjawisk i procesów biologicznych zachodzących na różnych poziomach organizacji życia. Zdający: 2) wyjaśnia zjawiska i procesy biologiczne zachodzące w wybranych organizmach […]. XV. Biotechnologia. Podstawy inżynierii genetycznej. Zdający: 3) przedstawia narzędzia wykorzystywane w biotechnologii molekularnej (enzymy: […] ligazy i enzymy restrykcyjne) i określa ich zastosowania.

Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne podanie nazw obu enzymów.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

  1. przecinania DNA w obrębie określonych sekwencji nukleotydowych: endonukleazy restrykcyjne / enzymy restrykcyjne / restryktazy
  2. łączenia ze sobą dwuniciowych cząsteczek DNA: ligazy DNA

Uwaga:
Uznaje się odpowiedź „ligazy”, ponieważ ta nazwa, choć odnosi się do wszystkich enzymów należących do grupy 6. wg klasyfikacji EC, jest szeroko stosowana jako synonim „ligazy DNA”.
Nie uznaje się odpowiedzi „nukleazy”, ponieważ jedynie endonukleazy restrykcyjne wykazują tak dużą swoistość w stosunku do określonych sekwencji nukleotydowych.

Zadanie 9.5. (0–1)
IV. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów biologicznych. Zdający: 1) […] wyjaśnia związki przyczynowo-skutkowe między procesami i zjawiskami […]. XIII. Ekspresja informacji genetycznej. Zdający: 3) opisuje proces transkrypcji […]; 4) opisuje proces obróbki potranskrypcyjnej u organizmów eukariotycznych.

Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne uzasadnienie, uwzględniające brak mechanizmu wycinającego introny u bakterii.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

  • Bakterie nie prowadzą splicingu, więc nie powstałoby właściwe białko.
  • Gen ten nie może zawierać intronów, ponieważ w komórce bakteryjnej nie ma mechanizmu ich wycinania, więc nie powstałoby właściwe białko.
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments