Matura z biologii 2025, zadanie 1: Denaturacja i renaturacja rybonukleazy – odpowiedzi i wyjaśnienie

W zadaniu 1.1 stwierdzenie pierwsze jest fałszywe (denaturacja nie niszczy struktury pierwszorzędowej), a drugie prawdziwe (renaturacja przywraca aktywność). W zadaniu 1.2 mostki disiarczkowe stabilizują strukturę trzeciorzędową, ponieważ powstają w obrębie jednego łańcucha polipeptydowego.

O czym jest zadanie 1?

Doświadczenie pokazuje, jak rybonukleaza – białko zbudowane z jednego łańcucha 124 aminokwasów i czterech mostków disiarczkowych – ulega denaturacji pod wpływem β-merkaptoetanolu (zrywa mostki disiarczkowe) i mocznika (niszczy oddziaływania niekowalencyjne). Po usunięciu tych związków enzym spontanicznie odzyskuje natywną strukturę i aktywność katalityczną.

Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 3 · zasady oceniania CKE.

Zadanie 1.1 (0–1 pkt)

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące przedstawionego doświadczenia są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Do opisanej powyżej utraty aktywności enzymatycznej rybonukleazy dochodzi na skutek zniszczenia jej struktury pierwszorzędowej.
2. Denaturacja rybonukleazy powoduje jej dezaktywację, a renaturacja przywraca jej aktywność katalityczną.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: 1 – fałsz, 2 – prawda

Denaturacja polega na zniszczeniu struktur II-, III- i IV-rzędowej, ale nie struktury pierwszorzędowej (sekwencji aminokwasów), która pozostaje niezmieniona. Po usunięciu czynników denaturujących białko samoistnie odtwarza natywną konformację i odzyskuje funkcję enzymatyczną.

Punktacja: 1 punkt za poprawną ocenę obu stwierdzeń; każdy błąd w którymkolwiek stwierdzeniu daje 0 punktów.

Zadanie 1.2 (0–1 pkt)

Rozstrzygnij, czy mostki disiarczkowe widoczne na schemacie stabilizują strukturę trzeciorzędową, czy – strukturę czwartorzędową rybonukleazy. Odpowiedź uzasadnij.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Trzeciorzędową.

Rybonukleaza jest zbudowana z pojedynczego łańcucha polipeptydowego, więc nie ma struktury czwartorzędowej (która wymaga oddziaływań między podjednostkami). Mostki disiarczkowe tworzą się między resztami cysteiny w obrębie tego samego łańcucha, stabilizując jego trójwymiarowe pofałdowanie, czyli strukturę trzeciorzędową.

Punktacja: 1 punkt za rozstrzygnięcie „trzeciorzędową” wraz z poprawnym uzasadnieniem odwołującym się do pojedynczego łańcucha lub powstawania mostków w obrębie jednego łańcucha. Brak uzasadnienia lub błędne rozstrzygnięcie = 0 punktów.

Najczęstsze błędy w zadaniu 1

Uczniowie mylą denaturację z hydrolizą i twierdzą, że niszczy ona strukturę pierwszorzędową.
Wskazują strukturę czwartorzędową, nie zauważając, że rybonukleaza jest monomerem i mostki disiarczkowe powstają wewnątrz jednego łańcucha.
W uzasadnieniu nie odnoszą się do faktu, że białko ma jeden łańcuch polipeptydowy, przez co odpowiedź jest niepełna.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2025, poziom rozszerzony (w maju 2025). Wstęp CKE opracowała na podstawie: J.L. Tymoczko i in., Biochemia. Krótki kurs, Warszawa 2013.. Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy.