anotemy
Zaloguj się
Wypróbuj za darmo
Matura z biologii 2015, zadanie 4: Chemiosmoza i endosymbioza mitochondriów i chloroplastów – odpowiedzi i wyjaśnienie
Argumentem jest bakteryjne podobieństwo (DNA, rybosomy, błony, podział). Synteza ATP nie zachodzi bezpośrednio podczas pompowania H+, transport H+ jest aktywny, wysoka temperatura denaturuje białka, ATP z fazy jasnej zasila fazę ciemną, a chloroplasty i mitochondria wymieniają substraty/produkty.
O czym jest zadanie 4?
Wstęp opisuje, że mitochondria i chloroplasty prawdopodobnie pochodzą od bakterii endosymbiotycznych. W obu organellach ATP powstaje dzięki chemiosmozie: transport elektronów pompuje H+ przez błonę, a syntaza ATP wykorzystuje gradient. Schemat pokazuje wspólną istotę procesu mimo różnych źródeł elektronów.
Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 4 · zasady oceniania CKE.
Zadanie 4.1 (0–1 pkt)
Podaj jeden argument na rzecz endosymbiotycznego pochodzenia mitochondriów i chloroplastów.
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: np. obecność kolistego DNA bez histonów lub rybosomów 70S podobnych do bakteryjnych.
Endosymbioza zakłada, że organelle pochodzą od bakterii. Cechy bakteryjne, takie jak kolisty DNA, rybosomy 70S, podwójna błona i samodzielny podział, są pozostałościami tego procesu. Wystarczy podać jeden argument.
Punktacja: Punkt za argument łączący budowę lub funkcję organelli z bakteriami albo pozostałość endosymbiozy; nie uznaje się cech wspólnych wszystkim eukariontom.
Zadanie 4.2 (0–1 pkt)
Na podstawie podanych informacji oceń prawdziwość stwierdzenia: „Synteza ATP w mitochondriach i chloroplastach zachodzi bezpośrednio w procesie przepompowywania protonów (H+) podczas transportu elektronów przez przenośniki łańcucha transportu elektronów”. Odpowiedź uzasadnij.
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: Stwierdzenie jest fałszywe. Pompowanie H+ tworzy gradient, a ATP powstaje później, gdy H+ przepływa przez syntazę ATP.
Transport elektronów napędza aktywne pompowanie protonów, ale to nie jest bezpośrednia synteza ATP. Syntaza ATP wykorzystuje różnicę stężeń H+ i przeprowadza fosforylację ADP.
Punktacja: Punkt za ocenę fałszywe i uzasadnienie wskazujące gradient lub syntazę ATP jako miejsce syntezy; nie wystarczy samo „fałszywe”.
Zadanie 4.3 (0–1 pkt)
Określ, czy transport protonów (H+) z matriks mitochondrium i stromy chloroplastu jest aktywny, czy – bierny. Odpowiedź uzasadnij, korzystając z przedstawionych informacji.
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: Aktywny, bo H+ są pompowane wbrew gradientowi, z użyciem energii transportu elektronów.
W chemiosmozie transport elektronów dostarcza energię do przepompowania H+ na drugą stronę błony. To zwiększa różnicę stężeń, więc nie jest to dyfuzja zgodna z gradientem.
Punktacja: Punkt za „aktywny” i uzasadnienie energią lub kierunkiem od niższego do wyższego stężenia; nie uznaje się samego „aktywny”.
Zadanie 4.4 (0–1 pkt)
Wyjaśnij, dlaczego zbyt wysoka temperatura może doprowadzić do zatrzymania syntezy ATP w mitochondriach i chloroplastach.
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: Wysoka temperatura denaturuje białka, m.in. syntazę ATP lub przenośniki elektronów, więc gradient nie powstaje albo nie jest wykorzystywany.
Syntaza ATP i białka łańcucha transportu elektronów są białkami błonowymi. Denaturacja niszczy ich strukturę i aktywność, co zatrzymuje chemiosmozę.
Punktacja: Punkt za wyjaśnienie przez denaturację białek lub enzymów związanych z syntezą ATP albo transportem elektronów; nie uznaje się ogólnego „temperatura zabija komórkę”.
Zadanie 4.5 (0–1 pkt)
Podaj, w której fazie fotosyntezy (zależnej od światła czy niezależnej od światła) powstaje i do czego jest następnie wykorzystywany ATP wytwarzany w chloroplastach komórki roślinnej.
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: ATP powstaje w fazie zależnej od światła i jest wykorzystywany w fazie niezależnej od światła, np. do syntezy trioz lub regeneracji RuBP.
Faza jasna przekształca energię światła w ATP i NADPH. W fazie ciemnej ATP zasila cykl Calvina, czyli asymilację CO2.
Punktacja: Punkt za podanie fazy jasnej jako źródła ATP i wykorzystania w fazie ciemnej lub cyklu Calvina; nie uznaje się tylko „w fotosyntezie”.
Zadanie 4.6 (0–1 pkt)
Podaj jeden przykład powiązania procesów metabolicznych zachodzących w chloroplastach z metabolizmem mitochondriów tej samej komórki roślinnej.
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: Cukry wytworzone w chloroplastach są substratem oddychania komórkowego w mitochondriach.
Chloroplasty produkują cukry w fotosyntezie, a mitochondria utleniają je, uwalniając ATP. To pokazuje zależność produkty–substraty między organellami.
Punktacja: Punkt za konkretne powiązanie produkt–substrat lub energia–ATP między chloroplastem a mitochondrium; nie uznaje się ogólnego „współpracują”.
Najczęstsze błędy w zadaniu 4
- Podawanie cech wspólnych wszystkim komórkom eukariotycznym jako dowodu endosymbiozy.
- Uznawanie, że ATP powstaje bezpośrednio w czasie transportu elektronów, bez roli gradientu H+ i syntazy ATP.
- Brak uzasadnienia kierunku transportu lub pomijanie denaturacji białek przy wysokiej temperaturze.
Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2015, poziom rozszerzony (w maju 2015). Wstęp CKE opracowała na podstawie: Biologia, red. N.A. Campbell, Poznań 2012.. Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy.