Matura z biologii 2022, zadanie 15: Witamina C, HIF-1 i synteza kwasu askorbinowego – odpowiedzi i wyjaśnienie

15.1: wszystkie trzy stwierdzenia są prawdziwe (P, P, P). 15.2: witamina C daje wzrost aktywności hydroksylaz, spadek stężenia HIF-1 i zahamowanie angiogenezy. 15.3: objawem niedoboru jest osłabienie i pękanie ścian naczyń (D).

O czym jest zadanie 15?

Wstęp opisuje, że wspólny przodek naczelnych utracił zdolność syntezy witaminy C na skutek mutacji w genie oksydazy gulonolaktonowej, a mutację utrwalił dryf genetyczny przy dużej podaży witaminy C w pokarmie. Drugi wątek dotyczy czynnika HIF-1, który przy hipoksji pobudza wzrost naczyń, ale przy normalnym stężeniu tlenu jest degradowany przez hydroksylazy wymagające witaminy C. Na tej podstawie wyjaśnia się terapię nowotworów dużymi dawkami witaminy C.

Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 18 · zasady oceniania CKE.

Zadanie 15.1 (0–2 pkt)

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące witaminy C są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
Skutkiem mutacji w genie kodującym oksydazę gulonolaktonową jest
1. zablokowanie szlaku metabolicznego syntezy witaminy C.
Dieta bogata w witaminę C była jedną z przyczyn utrwalenia mutacji
2. uniemożliwiającej syntezę tej witryny u przodka wyższych naczelnych.
Witamina C może dzięki właściwościom przeciwutleniającym obniżać
3. stężenie wolnych rodników w komórkach.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: 1 – P, 2 – P, 3 – P

Oksydaza gulonolaktonowa katalizuje ostatni etap syntezy witaminy C, więc mutacja genu ją kodującego blokuje całą drogę metaboliczną – stąd P. Duża podaż witaminy C w diecie zmniejszyła presję doboru, a dryf genetyczny utrwalił mutację, więc dieta rzeczywiście była jednym z czynników – P. Witamina C jest przeciwutleniaczem i obniża poziom wolnych rodników – P.

Punktacja: Punkt przyznaje się za poprawną ocenę trzech stwierdzeń; egzaminator nie uzna błędnej oceny nawet dwóch, bo za dwie poprawne jest tylko 1 pkt.

Zadanie 15.2 (0–1 pkt)

Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały prawdziwe informacje. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.
Duże dawki witaminy C powodują (wzrost / spadek) aktywności hydroksylaz HIF-1, co prowadzi do (wzrostu / spadku) stężenia HIF-1 w komórkach nowotworowych. Dzięki temu zostaje (pobudzony / zahamowany) rozwój naczyń krwionośnych w guzie nowotworowym.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: wzrost; spadku; zahamowany

Hydroksylazy potrzebują witaminy C jako kofaktora, więc większa jej ilość zwiększa ich aktywność. Aktywne hydroksylazy powodują hydroksylację proliny w HIF-1, co uruchamia jego szybką degradację i obniża stężenie tego czynnika. Mniej HIF-1 to słabszy sygnał do wytwarzania naczyń, więc angiogeneza guza zostaje zahamowana.

Punktacja: Punkt za poprawne podkreślenie wszystkich trzech określeń; egzaminator nie uzna odpowiedzi, w której choć jedno z trzech określeń jest błędne.

Zadanie 15.3 (0–1 pkt)

Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Charakterystycznym objawem niedoboru witaminy C jest
A. utrata ostrości widzenia.
B. zmniejszenie krzepliwości krwi.
C. suchość i nadmierne rogowacenie skóry.
D. osłabienie i pękanie ścian naczyń krwionośnych.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: D

Witamina C jest potrzebna do hydroksylacji proliny i lizyny przy syntezie kolagenu, więc przy jej niedoborze tworzy się nieprawidłowy kolagen. Następstwem jest osłabienie ścian naczyń krwionośnych i ich pękanie (szkorbut).

Punktacja: Punkt tylko za wybór odpowiedzi D; inne odpowiedzi nie są punktowane.

Najczęstsze błędy w zadaniu 15

Uczniowie mylą rolę witaminy C z objawami niedoboru innych witamin (np. A przy skórze), zamiast wiązać ją z syntezą kolagenu i naczyniami.
Przy HIF-1 odwracają zależność i sądzą, że witamina C zwiększa stężenie HIF-1, a nie powoduje jego degradację.
W 15.1 uznają, że dieta bogata w witaminę C usuwa mutację, zamiast rozumieć, że osłabia dobór i pozwala dryfowi ją utrwalić.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2022, poziom rozszerzony (w maju 2022). Wstęp CKE opracowała na podstawie: H. Pontzer, Stworzeni do ruchu, „Świat Nauki” 2, 2019;. Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy.