Matura z biologii 2026, zadanie 12: Mocznik i TMAO w rybach chrzęstnoszkieletowych – odpowiedzi i wyjaśnienie

W warunkach 60 °C z TMAO 4 mol/dm³ bez mocznika denaturacja nie zachodzi, a przy 60 °C z mocznikiem 8 mol/dm³ bez TMAO zachodzi. TMAO chroni CI2 przed denaturacją wywołaną mocznikiem. U obu grup ryb zawartość TMAO rośnie z głębokością. Stwierdzenia o izotoniczności i braku ryzyka odpływu wody są prawdziwe.

O czym jest zadanie 12?

Tekst dotyczy strategii osmoregulacyjnych ryb chrzęstnoszkieletowych, które gromadzą mocznik we krwi, by zrównoważyć ciśnienie osmotyczne wody morskiej. Dodatkowo zawierają TMAO, który może chronić białka przed denaturacją wywołaną mocznikiem i wysokim ciśnieniem. Przedstawiono wyniki symulacji komputerowych wpływu temperatury, mocznika i TMAO na strukturę białka CI2 oraz dane o zawartości TMAO w mięśniach ryb na różnych głębokościach.

Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 16 · zasady oceniania CKE.

Zadanie 12.1 (0–1 pkt)

Na podstawie przedstawionych wyników symulacji oceń, czy w warunkach podanych w poniższej tabeli dochodzi do denaturacji CI2. Wybierz T, jeśli dochodzi do denaturacji, albo N – jeśli do niej nie dochodzi.
Temperatura 60 °C przy stężeniu TMAO równym 4 mol ∙ dm−3, bez mocznika. T N
Temperatura 60 °C przy stężeniu mocznika równym 8 mol ∙ dm−3, bez TMAO. T N
Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: N, T

Wyniki symulacji pokazują, że TMAO w wysokim stężeniu stabilizuje białko CI2 w podwyższonej temperaturze, dlatego nie dochodzi do denaturacji. Natomiast sam mocznik o stężeniu 8 mol/dm³ w tej samej temperaturze powoduje utratę natywnej struktury białka, czyli denaturację.

Punktacja: Punkt za poprawną ocenę obu warunków (kolejno N i T); każdy inny układ nie jest punktowany.

Zadanie 12.2 (0–1 pkt)

Sformułuj wniosek dotyczący wpływu TMAO na strukturę przestrzenną CI2 poddawanego działaniu mocznika o stężeniu 8 mol ∙ dm−3.
Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: TMAO chroni CI2 przed denaturacją wywołaną mocznikiem (lub stabilizuje strukturę przestrzenną).

Z porównania warunków z mocznikiem bez TMAO i z TMAO wynika, że obecność TMAO zapobiega utracie natywnej konformacji białka, mimo wysokiego stężenia mocznika.

Punktacja: Uznaje się wniosek wskazujący na ochronny wpływ TMAO na strukturę CI2 w obecności mocznika; nie uznaje się odpowiedzi o renaturacji.

Zadanie 12.3 (0–1 pkt)

Sformułuj wniosek dotyczący zależności między głębokością występowania ryb a zawartością TMAO w ich tkance mięśniowej. W odpowiedzi odnieś się do obu grup ryb.
Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: U obu grup ryb (kostno- i chrzęstnoszkieletowych) zawartość TMAO w mięśniach wzrasta wraz ze wzrostem głębokości występowania.

Na wykresie punkty dla obu grup układają się w trend rosnący: im większa głębokość, tym wyższe stężenie TMAO. Ryby chrzęstnoszkieletowe mają na ogół wyższe wartości niż kostnoszkieletowe.

Punktacja: Punkt za wniosek odnoszący się do obu grup i dodatniej korelacji głębokości z zawartością TMAO; nie uznaje się wniosków o przyczynowości lub tylko o różnicach między grupami.

Zadanie 12.4 (0–1 pkt)

Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących osmoregulacji ryb chrzęstnoszkieletowych. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
Dzięki gromadzeniu się mocznika we krwi płyny ustrojowe tych ryb są w przybliżeniu izotoniczne względem wody morskiej. P F
Dzięki gromadzeniu się mocznika we krwi te ryby nie są narażone na nadmierny osmotyczny odpływ wody. P F
Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: P, P

Dzięki wysokiemu stężeniu mocznika płyny ustrojowe ryb chrzęstnoszkieletowych osiągają osmolalność zbliżoną do wody morskiej, co czyni je izotonicznymi. W efekcie nie tracą one wody na drodze osmozy, więc nie są narażone na nadmierny odpływ wody.

Punktacja: Punkt za oba poprawne zaznaczenia (P, P); każda inna kombinacja nie jest punktowana.

Najczęstsze błędy w zadaniu 12

  • Uznawanie, że TMAO powoduje renaturację białka po denaturacji.
  • Formułowanie wniosku o związku przyczynowo-skutkowym (że TMAO powoduje głębokość).
  • Błędne zaznaczenie pierwszego stwierdzenia w 12.4 jako fałszywego, bo pomylenie izotoniczności z brakiem osmoregulacji.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2026, poziom rozszerzony (8 maja 2026). Wstęp CKE opracowała na podstawie: B.J. Bennion i V. Daggett, Counteraction […], „PNAS” 101(17), 2004;. Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy.