Matura z biologii 2023, zadanie 11: Powinowactwo hemoglobiny do tlenu i rola 2,3-BPG – odpowiedzi i wyjaśnienie

11.1: P, F, F. 11.2: obniżonego, ułatwia. 11.3: np. transport CO2, wiązanie H+ (buforowanie krwi).

O czym jest zadanie 11?

Wstęp pokazuje wykres krzywej wysycania hemoglobiny tlenem w zależności od ciśnienia parcjalnego tlenu. Porównano dwie sytuacje: hemoglobinę oczyszczoną (bez 2,3-BPG) oraz hemoglobinę działającą w erytrocytach, gdzie 2,3-BPG jest obecny. Zaznaczono też typowe wartości pO2 w płucach i w tkankach.

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

Zadanie 11.1 (0–2 pkt)

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące wiązania tlenu przez hemoglobinę są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Oczyszczona hemoglobina ma większe powinowactwo do tlenu niż hemoglobina w erytrocytach. P F
2. Przy ciśnieniu cząstkowym tlenu równym 100 mmHg oczyszczona hemoglobina wiąże o 8% więcej tlenu niż hemoglobina w erytrocytach. P F
3. Maksymalne możliwe wysycenie cząstkowe hemoglobiny tlenem zależy od związania hemoglobiny z 2,3-BPG. P F

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: 1 – P, 2 – F, 3 – F

Krzywa hemoglobiny oczyszczonej leży wyżej (przy tym samym pO2 wysycenie jest większe), czyli ma wyższe powinowactwo – zdanie 1 prawdziwe. Przy 100 mmHg obie krzywe są już prawie na plateau i różnica jest niewielka; wyraźne 8% różnicy widać dopiero przy niskim pO2 w tkankach, więc zdanie 2 fałszywe. 2,3-BPG obniża powinowactwo (przesuwa krzywą w prawo), ale obie hemoglobiny osiągają podobne maksymalne wysycenie bliskie 100%, więc maksimum nie zależy od 2,3-BPG – zdanie 3 fałszywe.

Punktacja: 2 pkt za trzy trafne oceny, 1 pkt za dwie; za jedną lub zero poprawnych ocen nie ma punktu.

Zadanie 11.2 (0–1 pkt)

Wiązanie 2,3-BPG z hemoglobiną płodową jest znacznie słabsze niż z hemoglobiną dorosłego człowieka. U ciężarnych kobiet stężenie 2,3-BPG w erytrocytach jest o 30% wyższe niż u kobiet niebędących w ciąży.
Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby w poprawny sposób przedstawiało wpływ 2,3-BPG na wiązanie tlenu przez hemoglobinę. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Podwyższone stężenie 2,3-BPG w erytrocytach ciężarnych kobiet jest przyczyną (obniżonego / podwyższonego) powinowactwa hemoglobiny matki do tlenu, co (ułatwia / utrudnia) dyfuzję tlenu z części macicznej łożyska do części płodowej łożyska.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: obniżonego; ułatwia

2,3-BPG to czynnik allosteryczny, który zmniejsza powinowactwo hemoglobiny do tlenu – więcej 2,3-BPG oznacza łatwiejsze oddawanie tlenu w tkankach. Hemoglobina matki słabiej wiąże tlen, więc chętniej oddaje go w łożysku. Większa różnica stężeń tlenu między krwią matki a krwią płodu ułatwia przechodzenie tlenu do części płodowej (tym bardziej że hemoglobina płodowa słabo wiąże 2,3-BPG i ma wysokie powinowactwo).

Punktacja: Punkt tylko wtedy, gdy podkreślono oba poprawne określenia – jedno błędne wyklucza punkt.

Zadanie 11.3 (0–1 pkt)

Podaj przykład funkcji pełnionej przez hemoglobinę w erytrocytach, innej niż transportowanie tlenu.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Np. transport tlenku węgla(IV), wiązanie i buforowanie protonów H+ (utrzymywanie równowagi kwasowo-zasadowej krwi).

Hemoglobina oprócz tlenu przenosi też CO2 (częściowo jako karbaminohemoglobina) oraz wychwytuje nadmiar H+. Dzięki wiązaniu protonów działa jak bufor i przeciwdziała zakwaszeniu osocza. Żelazo magazynują i transportują inne białka (ferrytyna, transferryna), więc tego nie uznaje się.

Punktacja: Punkt za jedną funkcję inną niż transport tlenu; odpowiedzi o magazynowaniu/transporcie żelaza nie są uznawane.

Najczęstsze błędy w zadaniu 11

Uznanie, że 2,3-BPG obniża maksymalne wysycenie hemoglobiny, zamiast tylko przesuwać krzywą w prawo.
Odczytywanie różnicy 8% przy pO2 100 mmHg, gdy w rzeczywistości dotyczy ona niskiego pO2 w tkankach.
Podawanie transportu żelaza jako funkcji hemoglobiny – to robią ferrytyna i transferryna.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2023, poziom rozszerzony (w maju 2023). Wstęp CKE opracowała na podstawie: J.M. Berg i in., Biochemia, Warszawa 2009.. Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy.