Biologia - Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (nowy) - Zadanie 3.

Kategoria: Skład organizmów Układ nerwowy i narządy zmysłów Fizjologia roślin Metody badawcze i doświadczenia Typ: Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Informacja 1.
Antocyjany – grupa rozpuszczalnych w wodzie barwników gromadzonych w wakuolach komórek roślinnych. Występują powszechnie w płatkach kwiatów oraz w owocach, np. borówki czernicy. Rzadziej spotkane są w innych organach roślinnych, np. w liściach kapusty czerwonej. W organach wegetatywnych antocyjany gromadzą się głównie w skórce, gdzie pochłaniają promieniowanie UV, dzięki czemu obniżają ryzyko uszkodzenia DNA. Właściwości lecznicze antocyjanów, znane od dawna w medycynie ludowej, są coraz szerzej wykorzystywane we współczesnym przemyśle farmaceutycznym. Uważa się, że antocyjany w organizmie człowieka m.in. przeciwdziałają kruchości naczyń krwionośnych, korzystnie wpływają na profil lipidowy, a także chronią rodopsynę przed uszkodzeniem. Barwa antocyjanów zależy od pH soku komórkowego: w środowisku obojętnym mają barwę fioletową, w kwaśnym – czerwoną, a w alkalicznym – niebieską. Jeżeli jednak występują w kompleksie z jonami glinu lub żelaza, np. w kwiatach chabra bławatka, to wtedy niezależnie od pH środowiska mają niebieską barwę.

Na podstawie: E. Piątkowska, A. Kopeć, T. Leszczyńska, Antocyjany – charakterystyka, występowanie i oddziaływanie na organizm człowieka. „Żywność. Nauka. Technologia. Jakość”, 2011, 4 (77).

Informacja 2.
Wykonano doświadczenie, w którym porównywano właściwości antocyjanów z liści czerwonej kapusty i z kwiatów chabra bławatka. W tym celu przygotowano po trzy zestawy probówek z wodnymi roztworami tych antocyjanów (I–III). Do probówek w dwóch zestawach (II i III) dodano odpowiednio różne związki chemiczne wywołujące zmiany pH roztworów i obserwowano zabarwienie tych roztworów.

3.1. (0–1)

Na podstawie przedstawionych informacji uzupełnij tabelę – wpisz oczekiwany wynik dotyczący obserwowanej barwy roztworów antocyjanów w zestawie II i III dla obu badanych roślin.

Barwa roztworu
Zestawy doświadczalne liście czerwonej kapusty kwiaty chabra bławatka
zestaw I – woda (pH 7)
fioletowa
niebieska
zestaw II – dodano HCl

czerwona
zestaw III – dodano NaOH

3.2. (0–1)

Określ, czy za pomocą takiego doświadczenia można stwierdzić, jakiego rodzaju antocyjany – połączone czy niepołączone z żelazem lub glinem – występują w komórkach innych roślin. Odpowiedź uzasadnij.

3.3. (0–2)

Określ, w jaki sposób do rozmnażania roślin przyczyniają się antocyjany nadające barwę:

  1. płatkom kwiatów –
  2. skórce soczystych owoców –

3.4. (0–1)

Uzasadnij, że pochodzące z medycyny ludowej przekonanie, iż jedzenie owoców borówki czernicy korzystnie wpływa na wzrok – może być prawdziwe. W odpowiedzi odwołaj się do odbioru bodźców świetlnych.

Rozwiązanie: 

3.1. (0–1)

Schemat punktowania

1 p. – za poprawne uzupełnienie wszystkich trzech informacji w tabeli.
0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Barwa roztworu
Zestawy doświadczalne liście czerwonej kapusty kwiaty chabra bławatka
zestaw I – woda (pH 7)
fioletowa
niebieska
zestaw II – dodano HCl

czerwona
niebieska
zestaw III – dodano NaOH
niebieska niebieska

3.2. (0–1)

Schemat punktowania

1 p. – za prawidłowe stwierdzenie, że za pomocą tego doświadczenia można określić, jakiego rodzaju antocyjany występują w roślinie i poprawne uzasadnienie odnoszące się do możliwości kontroli pH soku komórkowego u roślin i obserwacji zmian lub braku zmian zabarwienia.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

  • Tak, można określić jakiego rodzaju antocyjany występują w roślinie, kontrolując pH roztworu, ponieważ brak zmian niebieskiego zabarwienia przesądza o połączeniu antocyjanów z jonami glinu lub żelaza.
  • Można określić jakiego rodzaju antocyjany występują w roślinie, kontrolując pH roztworu, ponieważ, gdy nie są one w kompleksie z glinem lub żelazem, o ujawniającym się fioletowym lub czerwonym kolorze antocyjanów decyduje pH soku komórkowego.

3.3. (0–2)

Schemat punktowania

2 p. – za prawidłowe określenie roli antocyjanów w zwabianiu owadów / zwierząt w celu zapylenia kwiatów oraz zwabiania ptaków / zwierząt w celu rozsiewania nasion.
1 p. – za prawidłowe określenie roli antocyjanów tylko w zwabianiu owadów / zwierząt w celu zapylenia kwiatów lub tylko zwabienia ptaków / zwierząt w celu rozsieania nasion.
0 p. – za odpowiedź niespełniająca powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

1.

  • nadają płatkom kwiatów odpowiednią barwę, co zwabia owady/ zwierzęta, które zapylają kwiaty/ ich barwa przywabia zapylacze.

2.

  • nadają skórce owoców barwę, co świadczy o dojrzałości owoców i zwabia ptaki/zwierzęta odżywiające się tymi owocami, a to skutkuje roznoszeniem nasion.

3.4. (0–1)

Schemat punktowania

1 p. – za prawidłowe uzasadnienie uwzględniające osłonowe działanie antocyjanów na rodopsynę i odnoszące się do udziału rodopsyny w odbieraniu bodźców świetlnych, lub do warunkowania prawidłowego funkcjonowania pręcików, lub do tego, że jest to barwnik komórek siatkówki oka.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

  • Antocyjany w owocach borówki chronią przed uszkodzeniem rodopsynę, która jest barwnikiem w komórkach siatkówki oka, odpowiedzialnym za odbiór bodźców świetlnych.
  • Owoce borówki czernicy zawierają dużo antocyjanów, a te działają osłonowo na rodopsynę, która jest barwnikiem warunkującym prawidłowe funkcjonowanie pręcików.