Matura z biologii 2022, zadanie 20: Ewolucja tolerancji na miedź u trawy – odpowiedzi i wyjaśnienie

20.1 – A3: opisano skutki doboru kierunkowego, bo wraz z czasem wzrasta odporność populacji na miedź. 20.2 – w najstarszych populacjach najdłużej działał dobór naturalny: przeżywały i rozmnażały się osobniki z największą liczbą alleli tolerancji, więc ich częstość wzrastała z pokolenia na pokolenie.

O czym jest zadanie 20?

Badano trawę mietlicę rosnącą na glebach skażonych miedzią przez różny czas (od 4 do 70 lat). Rośliny uprawiano w pożywce z wysokim stężeniem miedzi, a miarą tolerancji był wzrost korzeni. Najmniej ograniczony wzrost miały rośliny ze starych populacji, czyli tolerancja rosła wraz z czasem ekspozycji na skażenie.

Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 24 · zasady oceniania CKE.

Zadanie 20.1 (0–1 pkt)

Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
A. doboru kierunkowego,
B. doboru różnicującego,
C. doboru stabilizującego,
ponieważ
1. wysokie stężenie miedzi w glebie utrzymywało się na przestrzeni wielu lat.
2. wyniki badań wskazują na zróżnicowany poziom tolerancji na miedź między populacjami.
3. wraz z czasem wzrasta odporność populacji na skażenie gleby miedzią.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: A3

W danych widać, że im dłużej populacja rośnie na skażonej glebie, tym lepiej rosną jej korzenie w obecności miedzi. To znaczy, że jedna skrajna cecha (tolerancja) jest stale faworyzowana, a populacja przesuwa się w jej kierunku – to dobór kierunkowy. Uzasadnieniem jest więc wzrost odporności populacji wraz z czasem, a nie samo trwanie skażenia czy zróżnicowanie między populacjami (to drugie pasuje do doboru różnicującego).

Punktacja: Punkt za pełne zestawienie literki z właściwym uzasadnieniem, czyli A3. Nie ma punktu za wybór A z uzasadnieniem 1 lub 2, a także za samo podanie rodzaju doboru bez numeru uzasadnienia.

Zadanie 20.2 (0–1 pkt)

Wyjaśnij, dlaczego najwyższy poziom tolerancji uzyskały rośliny z najstarszych populacji. W odpowiedzi uwzględnij działanie doboru naturalnego.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Na skażonej glebie najdłużej działał dobór naturalny – przeżywały i rozmnażały się osobniki z największą liczbą alleli warunkujących tolerancję, więc z pokolenia na pokolenie ich częstość rosła, a cecha (kumulatywna) się wzmacniała.

Miedź działa jak czynnik selekcji: rośliny słabo tolerancyjne giną lub rozmnażają się słabo, a tolerancyjne przeżywają i przekazują potomstwu swoje allele. Ponieważ tolerancja jest cechą ilościową zależną od wielu genów sumujących się, kolejne pokolenia gromadzą coraz więcej korzystnych alleli. W populacjach 4-letnich ten proces trwał krótko, w 70-letnich – długo, dlatego osiągnęły najwyższy poziom tolerancji.

Punktacja: Punkt za wyjaśnienie, że długotrwały dobór prowadził do przeżycia i rozrodu osobników z największą liczbą korzystnych alleli oraz do wzrostu ich częstości w kolejnych pokoleniach. Nie wystarczy napisać, że rośliny „przyzwyczaiły się” do miedzi – trzeba pokazać dziedziczenie i zmianę częstości alleli.

Najczęstsze błędy w zadaniu 20

Wyjaśnianie tolerancji jako nabywania odporności w ciągu życia rośliny (lamarkizm) zamiast selekcji i dziedziczenia alleli.
Mylenie rodzajów doboru – wybieranie doboru różnicującego lub stabilizującego bez uzasadnienia zgodnego z danymi.
Pomijanie elementu dziedziczenia i wzrostu częstości korzystnych alleli z pokolenia na pokolenie.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2022, poziom rozszerzony (w maju 2022). Wstęp CKE opracowała na podstawie: L. Wu i in., The potential for evolution of heavy metal tolerance in plants, „Heredity” 34, 1975.. Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy.