1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z biologii
  3. Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)

Biologia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 125.

Kategoria: Układ pokarmowy i żywienie Ewolucjonizm i historia życia na ziemi Typ: Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Laktaza jest enzymem wytwarzanym w rąbku szczoteczkowym nabłonka jelita cienkiego człowieka. Niedobór tego enzymu powoduje zespół objawów określanych jako nietolerancja laktozy, która objawia się nudnościami, bólem, wzdęciami oraz biegunką. Większość dorosłej populacji na świecie nie jet zdolna do tolerancji laktozy. W ciągu ostatnich 10 000 lat w różnych populacjach zaszły jednak co najmniej 5 razy mutacje, które wydłużyły okres produkcji laktazy aż do wieku dojrzałego. Jedna z mutacji pojawiła się wśród hodowców bydła w Europie, inne na Bliskim Wschodzie i w północnej Afryce wśród hodowców owiec, kóz i wielbłądów. Badacze sugerują, że tolerancja laktozy u dorosłych ludzi wyewoluowała niezależnie w różnych populacjach.
W tabeli podano odsetek osób z nietolerancją laktozy w wybranych populacjach.

Populacje Udział osób z nietolerancją laktozy (%)
Szwedzi 2
Szwajcarzy 10
Finowie 18
Aborygeni 85
Chińczycy 95
Indianie 70
Na podstawie: J. Hawks, Ewolucja trwa „Świat Nauki”, 2014 nr 10, s. 68;
http://pl.wikipedia.org/wiki/Nietolerancja_laktozy [dostęp: 24.11.2014].
a)Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących przyczyn utrwalenia się mutacji ułatwiającej trawienie laktozy. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli.
Lp. Informacja Prawda Fałsz
1. Dobór naturalny faworyzował osobniki posiadające allel odpowiedzialny za wytwarzanie laktazy, ponieważ były one lepiej dostosowane do dostępnej diety.
2. Dorośli hodowcy bydła przystosowali się do trawienia laktozy, gdyż mleko jest wartościowym pożywieniem zawierającym witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, wapń i przyswajalne białka.
3. Częstość alleli odpowiedzialnych za tolerancję laktozy wzrastała u hodowców bydła, gdyż osoby tolerujące laktozę nie chorowały przy mlecznej diecie i często przekazywały potomstwu allel tolerancji laktozy.
b)Zaznacz poprawne dokończenie zdania.

Pojawienie się tolerancji na laktozę w różnych populacjach ludzkich na świecie jest przykładem

  1. konwergencji.
  2. dywergencji.
  3. radiacji adaptacyjnej.
  4. dryfu genetycznego.
c)Na podstawie danych z tabeli narysuj diagram słupkowy przedstawiający procentowy udział osób z nietolerancją laktozy w czterech wybranych populacjach, z których każda pochodzi z innego kontynentu.
d)Podaj nazwy produktów reakcji katalizowanej przez laktazę.
e)Uzasadnij, dlaczego tłuszcz zawarty w mleku może być trawiony w żołądku (przez lipazę żołądkową), a tłuszcz ze słoniny – nie może.

Rozwiązanie

a)
(0-1)
  1. P;
  2. F;
  3. P

b)
(0-1)
A

c)
(0-1)
Przykład poprawnej odpowiedzi

Na wykresie 4 słupki: Aborygeni, Chińczycy, Indianie i jedna z trzech populacji w Europie (Szwedzi lub Szwajcarzy lub Finowie)

d)
(0-1)
glukoza i galaktoza

e)
(0-1)

Przykład poprawnej odpowiedzi
Tłuszcz zawarty w mleku jest zemulgowany i już nie wymaga emulgacji przez żółć. Tłuszcz w słoninie nie jest zemulgowany i musi trafić do dwunastnicy, gdzie ulega emulgacji, a dopiero potem trawieniu.

Wskazówki

a)
Aby poprawnie ocenić prawdziwość zdań, należy je z uwagą przeczytać, dokładnie przeanalizować tekst oraz rozumieć, jak działa dobór naturalny, i jaka jest rola zmienności mutacyjnej w procesie ewolucji. Trzeba również pamiętać, że jeżeli osobniki populacji różnią się od siebie pod względem przeżywalności, to niektóre genotypy (i allele) będą częściej eliminowane lub będą zostawiały mniej potomstwa niż inne, co wpłynie na zmianę frekwencji alleli i genotypów w następnych pokoleniach.

b)
W tekście znajdziesz wskazówkę, że tolerancja laktozy u dorosłych ludzi wyewoluowała niezależnie w różnych populacjach. Konwergencja (ewolucja zbieżna) to proces powstawania morfologicznie i funkcjonalnie podobnych, czyli analogicznych cech, niezależnie w różnych liniach ewolucyjnych, w odpowiedzi na podobne lub takie same wymagania środowiskowe, np. podobny typ pokarmu. Źródłem konwergencji jest występowanie tych samych czynników doboru naturalnego wpływających na proces ewolucji różnych populacji.

c)
Pamiętaj, że poprawnie wykonany wykres musi mieć prawidłowo opisane i wyskalowane osie oraz właściwą wysokość słupków. Wcześniej jednak należy wybrać populacje zgodnie z treścią polecenia (jedną z trzech z Europy, Aborygenów z Australii, Chińczyków z Azji, Indian z Ameryki Północnej).

d)
Laktaza katalizuje hydrolityczny rozkład laktozy. Aby zrealizować polecenie, należy wykorzystać wiadomości z chemii komórki na temat budowy laktozy. W wyniku hydrolizy powstaną 2 cukry proste, z których składa się ten disacharyd.

e)
Jak wiesz, przed strawieniem tłuszcze ulegają emulgacji przez żółć w dwunastnicy. Emulgacja polega na rozbiciu dużych cząsteczek cząstek tłuszczów na mniejsze. Enzymy są rozpuszczalne w wodzie, więc lipaza działa tylko w fazie wodnej, nie wnikając do tłuszczu. Jeśli tłuszcz jest zemulgowany, to enzym działa na powierzchni wielu drobnych kuleczek i może go szybciej strawić (zhydrolizować). Tłuszcz zawarty w słoninie musi przejść te etapy kolejno – najpierw emulgacja przez żółć w dwunastnicy, potem hydroliza z udziałem lipazy trzustkowej, też w dwunastnicy. Gdy spożywamy już zemulgowany tłuszcz (np. w mleku, śmietanie), nie musi on być poddawany działaniu żółci w dwunastnicy, więc może być trawiony wcześniej – w żołądku, w którym znajduje się lipaza żołądkowa. W odpowiedzi należy uwzględnić konieczność emulgacji tłuszczów przed trawieniem i miejsce, w którym ten proces zachodzi.

Uwagi od BiologHelp:
W powyższej wypowiedzi usunięto błąd występujący w oryginalnym komentarzu od CKE. Żółć nie rozrywa cząsteczek (molekuł) lipidów (nie rozrywa ich wewnętrznych wiązań chemicznych) lecz rozbija cząstki lipidowe na mniejsze. W odpowiedziach uczeń powinien posługiwać się językiem naukowym, a nie potocznym. Taką interpretację potwierdza również klucz CKE do zadania 9.2 matury rozszerzonej z maja 2023 (formuła 2023):
"Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do emulgowania tłuszczów do poziomu cząsteczek, np. <<Żółć rozbija krople tłuszczu na cząsteczki, które są następnie trawione przez lipazę>>, ponieważ proces emulgacji prowadzi jedynie do powstania mniejszych kropel (cząstek) tłuszczów".