Matura z biologii 2025, zadanie 4: Wpływ temperatury na aktywność aktynidazy – odpowiedzi i wyjaśnienie

Problem badawczy dotyczy wpływu temperatury na aktywność aktynidazy. W wyższej temperaturze enzym aktywniej rozkłada kolagen, co uwalnia wodę z galaretki; próby kontrolne wykluczają samorzutny rozkład kolagenu. Aktinidia ma wiele zalążków, jest dwupienna i okrytozalążkowa.

O czym jest zadanie 4?

Wstęp opisuje owoc kiwi i zawarty w nim enzym aktynidazę, która jest proteinazą. Uczniowie przeprowadzili doświadczenie, w którym na galaretce żelatynowej (zawierającej kolagen) umieszczali kawałki kiwi lub nie, w dwóch temperaturach: 20°C i 5°C. Wyniki pokazały, że tylko w temperaturze pokojowej z kawałkiem kiwi galaretka częściowo się upłynniła.

Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 6 · zasady oceniania CKE.

Zadanie 4.1 (0–1 pkt)

Sformułuj problem badawczy przedstawionego doświadczenia.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Wpływ temperatury na aktywność katalityczną aktynidazy (proteazy z owocu kiwi).

Doświadczenie zmienia temperaturę i obserwuje efekt w postaci upłynnienia galaretki, co jest miarą aktywności enzymu. Zatem problem musi odnosić się do zależności między temperaturą a działaniem aktynidazy.

Punktacja: 1 punkt za sformułowanie problemu uwzględniającego wpływ temperatury na właściwości lub aktywność aktynidazy; nie uznaje się odpowiedzi bez odniesienia do temperatury lub enzymu.

Zadanie 4.2 (0–1 pkt)

Wyjaśnij, dlaczego w zestawie 1. – w przeciwieństwie do zestawu 2. – doszło do uwolnienia wody z galaretki. W odpowiedzi uwzględnij strukturę galaretki.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: W temperaturze 20°C aktynidaza wykazuje wyższą aktywność enzymatyczną niż w 5°C, więc szybciej hydrolizuje włókna kolagenowe tworzące sieć w galaretce. Zniszczenie tej sieci powoduje uwolnienie uwięzionej wody.

Aktywność enzymów zależy od temperatury; w wyższej (ale nie denaturującej) temperaturze reakcje zachodzą szybciej. Kolagen w galaretce tworzy sieć, która zatrzymuje wodę. Proteaza rozcina wiązania peptydowe kolagenu, sieć się rozpada i woda wypływa.

Punktacja: 1 punkt za wyjaśnienie odnoszące się do wyższej aktywności aktynidazy w temp. 20°C oraz do zniszczenia włókien kolagenowych; nie uznaje się odpowiedzi mówiących o denaturacji, optymalnej temperaturze lub zbyt ogólnych (bez struktury galaretki).

Zadanie 4.3 (0–1 pkt)

Przedstaw znaczenie zestawów kontrolnych 3. i 4. w interpretacji wyników doświadczenia.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Zestawy kontrolne pokazują, że sama temperatura nie powoduje upłynnienia galaretki, więc upłynnienie w zestawie 1 musi być spowodowane działaniem enzymu z kiwi.

W zestawach 3. i 4. nie ma kiwi, a galaretka pozostaje stała w obu temperaturach. Gdyby galaretka upłynniła się bez kiwi, oznaczałoby to, że inne czynniki (np. temperatura) wpływają na jej stan. Brak zmian potwierdza, że przyczyną upłynnienia w zestawie 1 jest aktynidaza.

Punktacja: 1 punkt za wskazanie, że kontrole wykluczają spontaniczny rozkład kolagenu lub wpływ samej temperatury; nie uznaje się odpowiedzi zbyt ogólnych, np. tylko o porównaniu wyników.

Zadanie 4.4 (0–2 pkt)

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące aktinidii smakowitej są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. W zalążni słupka aktinidii smakowitej znajduje się tylko jeden zalążek. P F
2. Tylko część osobników aktinidii smakowitej wydaje owoce. P F
3. Aktinidia smakowita to roślina okrytozalążkowa. P F

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: 1. F – w zalążni jest wiele zalążków, co widać po licznych nasionach w owocu kiwi. 2. P – aktinidia jest dwupienna, więc owoce wydają tylko osobniki żeńskie. 3. P – aktinidia to roślina okrytozalążkowa (okrytonasienna).

Owoc kiwi ma wiele nasion (widoczne na przekroju), każde nasiono powstaje z jednego zalążka, więc zalążków jest wiele. Roślina dwupienna ma osobniki męskie i żeńskie; tylko żeńskie kwiaty po zapyleniu tworzą owoce. Aktinidia należy do roślin okrytonasiennych, ponieważ wytwarza owoce i nasiona w owocach.

Punktacja: 2 punkty za poprawną ocenę trzech stwierdzeń, 1 punkt za dwie poprawne; nie przyznaje się punktów za odpowiedzi częściowo poprawne w inny sposób.

Najczęstsze błędy w zadaniu 4

Uczniowie mylą problem badawczy z hipotezą, formułując np. 'Aktynidaza działa lepiej w wyższej temperaturze' zamiast pytania o wpływ temperatury.
Nie łączą wyższej temperatury z wyższą aktywnością enzymu, tylko piszą ogólnie o rozpuszczaniu galaretki, pomijając strukturę kolagenu.
Nie rozumieją roli prób kontrolnych, twierdząc, że służą do porównania lub że są niepotrzebne.
Błędnie oceniają liczbę zalążków, sugerując jeden zalążek, bo owoc jest pojedynczy; nie pamiętają o dwupienności aktinidii.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2025, poziom rozszerzony (w maju 2025). Wstęp CKE opracowała na podstawie: P. Jedynak, To kiwi cię zadziwi, „Wiedza i Życie” 9, 2022.. Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy.