Biologia - Zadania dodatkowe matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp) Maj 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 1.

Kategoria: Oddychanie komórkowe Metabolizm - pozostałe Typ: Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

W eksperymencie wykorzystano mitochondria wyizolowane z nicienia Caenorhabditis elegans, zawierające aktywowaną światłem białkową pompę protonową (mtON). Gen pompy mtON pochodził z grzyba Leptosphaeria maculans, a powstające białko mtON wprowadzono do wewnętrznej błony mitochondrialnej komórek nicienia metodami inżynierii genetycznej. W trakcie eksperymentu pompa transportowała protony z macierzy mitochondrialnej do przestrzeni międzybłonowej. Wykazano, że w naświetlanych mitochondriach zawierających białko mtON wydajność syntezy ATP była wyższa, a długość życia osobników C. elegans z białkiem mtON była dłuższa w porównaniu z nicieniami z grupy kontrolnej pozbawionymi tego białka.

Poniższy uproszczony schemat przedstawia działanie łańcucha oddechowego i pompy mtON w mitochondriach.

Na podstawie: B.J. Berry et al., “Optogenetic Rejuvenation of Mitochondrial Membrane Potential Extends C. elegans Lifespan”, Nature Aging 3, 2023;
B.J. Berry et al., “Optogenetic Control of Mitochondrial Protonmotive Force to Impact Cellular Stress Resistance”, EMBO Reports 21(4), 2020.

1.1. (0–1)

Wyjaśnij, w jaki sposób aktywowane światłem białko mtON przyczynia się do zwiększenia syntezy ATP w mitochondriach.

1.2. (0–2)

Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących nicienia C. elegans posiadającego białko mtON. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.


1.	Nicień ten jest organizmem transgenicznym.	P	F
2.	Nicień ten przeprowadza fotosyntezę.	P	F
3.	Nicień ten przekształca energię świetlną w energię chemiczną.	P	F

1.3. (0–1)

Uzupełnij poniższe zdanie opisujące ATP – główny nośnik energii w komórkach. Wybierz właściwą odpowiedź spośród oznaczonych literami A, B albo C oraz właściwą odpowiedź spośród oznaczonych cyframi 1, 2 albo 3.

ATP jest

A.	aminokwasem,	który składa się z	1.	reszt aminokwasowych tworzących centrum aktywne.
B.	enzymem,		2.	reszty zasady azotowej, reszty pentozy oraz reszt fosforanowych.
C.	nukleotydem,		3.	grupy karboksylowej, grupy aminowej i podstawnika zawierającego azot.

Rozwiązanie

1.1. (0–1)

Zasady oceniania
1 pkt – poprawne wyjaśnienie, uwzględniające funkcjonowanie białka mtON – pompowanie/transport protonów do przestrzeni międzybłonowej ORAZ transport większej ilości protonów przez syntazę ATP.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.

Przykładowe odpowiedzi

Aktywowane światłem białko mtON transportuje protony do przestrzeni międzybłonowej, przez co zwiększa się tam ich stężenie. Są one następnie transportowane przez syntazę ATP, w wyniku czego wytwarza ona więcej ATP.
Aktywne białko mtON zwiększa różnicę stężeń protonów w poprzek wewnętrznej błony mitochondriów, przez co więcej protonów jest transportowanych przez syntazę ATP, wytwarzającą wtedy więcej ATP.

1.2. (0–2)

Zasady oceniania
2 pkt – poprawna ocena trzech stwierdzeń.
1 pkt – poprawna ocena dwóch stwierdzeń.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie
PFP

1.3. (0–1)

Zasady oceniania
1 pkt – odpowiedź poprawna.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie
C2