Matura z biologii 2019, zadanie 1: Rybosomy i jąderka w komórkach trzustki – odpowiedzi i wyjaśnienie

1.1: jąderka syntetyzują rRNA i składają podjednostki rybosomów, więc przy dużej produkcji rybosomów są wyraźne. 1.2: trzustka wydziela enzymy i hormony, a szorstka siateczka modyfikuje i transportuje te białka na zewnątrz komórki. 1.3: rybosomy mitochondrialne są typu prokariotycznego, mniejsze (niższy współczynnik sedymentacji) niż cytozolowe rybosomy eukariotyczne.

O czym jest zadanie 1?

Wstęp pokazuje komórki o bardzo intensywnej syntezie białek, takie jak komórki trzustki. Wymienia ich cechy: dużo rybosomów (część wolnych w cytozolu, część na błonach siateczki szorstkiej), wyraźne aktywne jąderka oraz liczne mitochondria, a także rybosomy w matriks mitochondriów. Te obserwacje są punktem wyjścia do trzech poleceń o związku jąderka z rybosomami, o roli siateczki szorstkiej i o różnicy między typami rybosomów.

Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 2 · zasady oceniania CKE.

Zadanie 1.1 (0–1 pkt)

Wykaż związek między obecnością licznych rybosomów w komórkach trzustki a obecnością dobrze widocznych jąderek w jej komórkach.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Jąderka to miejsce syntezy rRNA i składania podjednostek rybosomów; gdy komórka wytwarza dużo rybosomów, jąderka pracują intensywnie i są lepiej widoczne.

Rybosom składa się z rRNA i białek. rRNA jest przepisywany w obrębie jąderka, a tam też powstają podjednostki rybosomów, które potem trafiają do cytoplazmy. Im więcej rybosomów potrzebnych do intensywnej syntezy białek, tym większa aktywność jąderka i tym wyraźniejsza jego struktura w mikroskopie. Dlatego obie obserwacje są ze sobą powiązane przyczynowo.

Punktacja: Punkt za wskazanie roli jąderka w syntezie rRNA lub w składaniu podjednostek rybosomów i powiązanie tego z liczbą rybosomów; nie uznaje się ogólników typu „jąderka tworzą rybosomy” ani stwierdzeń bez związku z poleceniem, np. „w jąderkach jest rRNA”.

Zadanie 1.2 (0–1 pkt)

Wyjaśnij, dlaczego w komórkach trzustki znaczna część białek jest syntetyzowana na rybosomach przyłączonych do siateczki śródplazmatycznej, a nie jest – na rybosomach w cytozolu. W odpowiedzi uwzględnij funkcję trzustki w organizmie i funkcję szorstkiej siateczki śródplazmatycznej w komórce.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Trzustka produkuje enzymy trawienne i hormony wydzielane poza komórkę; białka przeznaczone na eksport powstają na rybosomach szorstkiej siateczki, która je modyfikuje (np. fałduje, glikozyluje) i transportuje dalej, aż do wydzielenia.

Białko, które ma opuścić komórkę, musi przejść przez system błon: siateczkę, aparat Golgiego i pęcherzyki wydzielnicze. Rybosomy osadzone na siateczce wprowadzają powstający łańcuch polipeptydowy do jej światła, gdzie białko jest obrabiane i pakowane. Białka zostające w cytozolu nie potrzebują tej drogi, więc wolne rybosomy wystarczą. Ponieważ trzustka jest gruczołem wydzielniczym zewnątrzwydzielniczym i wewnątrzwydzielniczym, dominują u niej białka eksportowe.

Punktacja: Punkt za jednoczesne wskazanie wydzielniczej funkcji trzustki (enzymy trawienne lub hormony) oraz roli szorstkiej siateczki w modyfikacji lub transporcie tych białek; nie uznaje się odpowiedzi mówiących tylko ogólnie, że „RER bierze udział w syntezie białek na eksport”.

Zadanie 1.3 (0–1 pkt)

Określ, na czym polega różnica między rybosomami występującymi w cytozolu a rybosomami występującymi w matriks mitochondriów komórek trzustki. W odpowiedzi porównaj oba typy rybosomów.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Rybosomy mitochondrialne są typu prokariotycznego i mniejsze (niższy współczynnik sedymentacji, ok. 55–70S) od rybosomów cytozolowych, które są typu eukariotycznego i większe (80S).

Mitochondria mają własny materiał genetyczny i własny aparat translacyjny, przypominający bakteryjny – to argument za ich endosymbiotycznym pochodzeniem. Dlatego ich rybosomy różnią się od cytoplazmatycznych wielkością i stałą sedymentacji oraz udziałem rRNA. Ważne, by porównanie pokazywało kierunek różnicy, a nie tylko sam fakt jej istnienia.

Punktacja: Punkt za porównanie wskazujące typ prokariotyczny w mitochondriach wobec eukariotycznego w cytozolu albo za jednoznaczne stwierdzenie, że mitochondrialne są mniejsze/ mają niższą stałą sedymentacji; nie uznaje się odpowiedzi bez kierunku różnicy ani tłumaczenia różnic funkcją wynikającą z lokalizacji.

Najczęstsze błędy w zadaniu 1

Traktowanie jąderka jako miejsca syntezy całych rybosomów lub białek rybosomowych zamiast wskazania rRNA i składania podjednostek.
Pomijanie funkcji wydzielniczej trzustki i ograniczanie się do ogólników o siateczce szorstkiej.
Podawanie różnicy bez kierunku, np. „rybosomy różnią się wielkością”, lub mylenie rybosomów mitochondrialnych z większymi od cytozolowych.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2019, poziom rozszerzony (w maju 2019). Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy.