Matura z biologii 2022, zadanie 11: Potencjał wody w tkance bulwy ziemniaka – odpowiedzi i wyjaśnienie

W 11.1 trzeba wybrać: jednakowych, kilku różnych, na początku i na końcu. W 11.2 stwierdzenie 1 jest prawdziwe, a 2 fałszywe. W 11.3 chodzi o roztwór hipertoniczny, z którego komórki osmotycznie tracą wodę.

O czym jest zadanie 11?

Doświadczenie polega na pomiarze zmian objętości tkanki miękiszu bulwy ziemniaka w roztworach sacharozy o rosnącym stężeniu. Na wykresie widać, że przy pewnym stężeniu zmiana objętości wynosi zero, a przy wyższych stężeniach tkanka traci objętość. Pozwala to wnioskować o potencjale wody w komórkach.

Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 13 · zasady oceniania CKE.

Zadanie 11.1 (0–1 pkt)

Uzupełnij poniższe zdania tak, aby powstał poprawny opis przebiegu wykonanego doświadczenia. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.
Z bulwy ziemniaka wycięto 18 kostek o:
jednakowych
różnych
wymiarach. Następnie przygotowano wodne roztwory sacharozy o:
jednakowych
dwóch różnych
kilku różnych
stężeniach, w których na godzinę umieszczono wcześniej przygotowane kostki. W celu obliczenia średnich zmian objętości kostek zmierzono ich wymiary za pomocą suwmiarki:
tylko na początku
tylko na końcu
na początku i na końcu
doświadczenia.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: jednakowych; kilku różnych; na początku i na końcu

Kostki muszą mieć zbliżone wymiary, żeby porównywać zmiany objętości między próbami. Doświadczenie wymaga kilku różnych stężeń sacharozy, bo na wykresie badany jest cały zakres, a nie tylko dwa roztwory. Objętość trzeba zmierzyć przed i po doświadczeniu, aby obliczyć zmianę objętości tkanki.

Punktacja: 1 pkt przyznaje się za trzy poprawne wybory; jeśli choć jeden wybór jest błędny, otrzymuje się 0 pkt.

Zadanie 11.2 (0–1 pkt)

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące potencjału wody są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Punkt R na wykresie oznacza wyrównanie potencjału wody w komórce i środowisku zewnętrznym.
P
F
2. W cytoplazmie komórki umieszczonej w wodzie destylowanej jest wyższy potencjał wody w porównaniu do jej otoczenia.
P
F

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: 1 – P, 2 – F

Punkt R odpowiada zerowej zmianie objętości, czyli brakowi wypływu lub napływu wody netto; potencjały wody są wtedy wyrównane. Woda destylowana ma bardzo wysoki potencjał wody, wyższy niż cytoplazma zawierająca rozpuszczone substancje. Dlatego w cytoplazmie potencjał wody jest niższy, a nie wyższy.

Punktacja: 1 pkt przyznaje się za poprawną ocenę obu stwierdzeń; jeden błąd daje 0 pkt.

Zadanie 11.3 (0–1 pkt)

Wyjaśnij, dlaczego badana tkanka umieszczona w roztworze sacharozy o stężeniu równym bądź większym od 0,2 mol/l zmniejszyła swoją objętość. W odpowiedzi uwzględnij zjawisko osmozy.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Taki roztwór jest hipertoniczny wobec soku komórkowego: ma wyższe stężenie substancji osmotycznie czynnych i niższy potencjał wody. Woda wypływa więc z komórek na drodze osmozy, komórki tracą turgor i tkanka zmniejsza objętość.

Przy stężeniu od około 0,2 mol/l roztwór zewnętrzny przestaje być dla komórek izotoniczny i staje się hipertoniczny. Potencjał wody na zewnątrz jest niższy niż w komórce, a woda przemieszcza się zgodnie z gradientem potencjału wody. Woda przechodzi przez błony półprzepuszczalne do roztworu, protoplastycznie kurczy się, zachodzi plazmoliza, a objętość tkanki maleje.

Punktacja: 1 pkt za wyjaśnienie zawierające wyższe stężenie substancji osmotycznie czynnych lub niższy potencjał wody na zewnątrz oraz osmotyczny wypływ wody z komórek. Nie uznaje się odpowiedzi o innych cukrach osmotycznie czynnych niż sacharoza.

Najczęstsze błędy w zadaniu 11

Mylenie potencjału wody ze stężeniem substancji osmotycznie czynnych: uczeń sądzi, że woda płynie do miejsca o wyższym potencjale wody.
Pomiar objętości tylko na końcu doświadczenia albo użycie kostek o różnych wymiarach, co uniemożliwia poprawne obliczenie zmiany objętości.
Brak odwołania do osmozy i błędne twierdzenie, że sacharoza wnika do komórek zamiast powodować wypływ wody.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2022, poziom rozszerzony (w maju 2022). Wstęp CKE opracowała na podstawie: www.athenology.com. Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy.