Biologia - Zadania dodatkowe matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp) Maj 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 7.
Tetrodotoksyna (TTX) jest toksyną wytwarzaną przez różne gatunki zwierząt. U organizmów wrażliwych na TTX jej cząsteczki wiążą się z kanałami sodowymi i tym samym blokują transport jonów sodu przez błony neuronów. TTX powoduje paraliż mięśni i często śmierć w wyniku uduszenia. Wiele gatunków zwierząt wykształciło oporność na tę toksynę. W populacjach organizmów niewrażliwych na TTX utrwaliły się mutacje w genach kodujących kanały sodowe.
Populacje oporne na TTX zidentyfikowano wśród trzech drapieżnych gatunków węży z rodzaju Thamnophis. Populacje te polują na traszki z rodzaju Taricha, które wytwarzają TTX. U każdego z trzech gatunków węży występują substytucje w sekwencji aminokwasowej kanału sodowego – odmienne u każdego z gatunków, lecz identyczne w obrębie populacji tego samego gatunku.
Przedstawione poniżej drzewo filogenetyczne oparto na analizie sekwencji mitochondrialnego DNA. Czarne trójkąty oznaczają polowanie węży na traszki z rodzaju Taricha; szare prostokąty oznaczają oporność węży na TTX.
7.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji określ minimalną liczbę przypadków, w których oporność na TTX powstała na drodze niezależnej ewolucji u węży z rodzaju Thamnophis. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych poniżej.
- 1 raz
- 2 razy
- 3 razy
- 4 razy
7.2. (0–1)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące pokrewieństwa między wężami z rodzaju Thamnophis są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| 1. | Th. sirtalis jest bliżej spokrewniony z Th. proximus niż z Th. couchii. | P | F |
| 2. | Oporne na TTX węże z rodzaju Thamnophis tworzą grupę monofiletyczną. | P | F |
7.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego zablokowanie błonowych kanałów sodowych przez TTX hamuje przewodzenie impulsów nerwowych w neuronie.
7.4. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego mutacja w genie kodującym błonowy kanał sodowy może skutkować opornością na TTX.
7.5. (0–1)
Opisz mechanizm, za pomocą którego TTX powoduje śmierć zwierzęcia w wyniku uduszenia.
Rozwiązanie
7.1. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – odpowiedź poprawna.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
C
7.2. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – odpowiedź poprawna.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
PF
7.3. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne wyjaśnienie, uwzględniające zablokowanie transportu jonów sodu do neuronów ORAZ zahamowanie powstawania potencjału czynnościowego (depolaryzacji).
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
Uniemożliwia wnikanie jonów sodu do neuronów, co hamuje ich depolaryzację – pierwszą fazę czynności neuronu.
Uwaga:
Nie uznaje się stwierdzeń wskazujących na hamowanie przewodzenia impulsu nerwowego między neuronami, np. „Blokada kanałów sodowych hamuje przewodzenie impulsu nerwowego w synapsach”.
7.4. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne wyjaśnienie, uwzględniające zmianę struktury kanału sodowego na skutek mutacji i – w konsekwencji – brak łączenia się TTX z kanałem sodowym.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
- Na skutek tej mutacji może zmienić się struktura kanału sodowego, przez co TTX nie wiąże się z nim. Co w efekcie daje oporność na działanie TTX.
- Białko kanałowe kodowane przez zmutowany gen może mieć zmienioną strukturę, przez co TTX nie będzie się z nim wiązać i nie będzie dochodzić do hamowania transportu jonów sodu przez kanał.
7.5. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne przedstawienie mechanizmu, odnoszące się do paraliżu mięśni oddechowych zwierząt.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
- TTX paraliżuje mięśnie oddechowe.
- TTX jest przyczyną paraliżu przepony (i mięśni międzyżebrowych).
- TTX uniemożliwia skurcze mięśni oddechowych (i wymianę gazową).
- TTX uniemożliwia ruchy klatki piersiowej, przez co zachodząca w płucach wymiana gazowa staje się niemożliwa.
