Biologia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 33.

Kategoria: Metody badawcze i doświadczenia Układ pokarmowy i żywienie Typ: Sformułuj wnioski, hipotezę lub zaplanuj doświadczenie Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Na rysunkach przedstawiono dwie próby doświadczenia, w którym do dwóch probówek wlano taką samą objętość wodnego roztworu ludzkiej pepsyny o takim samym stężeniu oraz taką samą ilość ściętego (ugotowanego) białka jaja kurzego. W próbie 1. do probówki dodano kwasu solnego. Po 20 min porównano zawartość obu probówek. Początek doświadczenia i jego wynik w każdej z prób (próba 1. i próba 2.) pokazano na rysunkach.

a)	Sformułuj problem badawczy przedstawionego doświadczenia.

b)	Określ warunek zewnętrzny, który powinien zostać spełniony dla uzyskania optymalnego przebiegu reakcji, a którego nie podano w opisie doświadczenia, i zaproponuj sposób jego spełnienia.

c)	Podaj, jaki będzie wynik próby 1. w sytuacji, gdy zamiast pepsyny wprowadzi się ludzką trypsynę. Odpowiedź uzasadnij.

Rozwiązanie

Przykłady poprawnych odpowiedzi

(0-1)

Wpływ (obecności) HCl (kwasu solnego / kwasu chlorowodorowego) na aktywność pepsyny.
Czy aktywność pepsyny zależy od obecności HCl (kwasu solnego)?
Czy HCl (kwas solny) jest niezbędny w procesie trawienia (rozkładu) białka przez pepsynę?
Czy HCl (kwas solny) warunkuje trawienie (rozkład) białka przez pepsynę?

(0-1)

Powinna być zapewniona temperatura środowiska reakcji zbliżona do temperatury wewnętrznej ciała człowieka (taka sama, jak temperatura ciała człowieka), czyli ok. 37°C (ludzka pepsyna jest aktywna / działa najlepiej w temperaturze ciała ludzkiego). Sposób spełnienia warunku: umieszczenie probówek w łaźni wodnej w temperaturze 37°C.

(0-1)

Wynik próby: białko nie zostało rozłożone (brak rozkładu białka).
Uzasadnienie:

W środowisku reakcji panuje kwasowy odczyn spowodowany obecnością HCl. Niskie pH powoduje dezaktywację trypsyny.
Trypsyna jest enzymem aktywnym w środowisku lekko zasadowym, a w roztworze wodnym znajdującym się w probówce znajduje się kwas solny – roztwór ten ma odczyn kwasowy.

Wskazówki

Rozwiązanie tego polecenia należy zacząć od przypomnienia sobie, czym jest problem badawczy oraz od analizy opisanych warunków przebiegu doświadczenia. Problem badawczy to pytanie, na które szukamy odpowiedzi za pomocą określonego doświadczenia lub obserwacji, albo sformułowanie tematu (przedmiotu) naszych dociekań. Porównanie warunków w obu próbach doświadczenia powinno wystarczyć do zorientowania się, wpływ którego warunku (czynnika) podlegał tu badaniu.

Przy rozwiązywaniu tego polecenia najpierw przypomnij sobie, jakie podstawowe czynniki – warunki środowiska reakcji – wpływają na wydajność katalityczną enzymów oraz co rozumiemy pod pojęciem optymalnego przebiegu reakcji chemicznej, w tym przypadku – reakcji katalizowanej przez enzym. Następnie sprawdź, czy i które z tych warunków zostały spełnione (podane w opisie) w odniesieniu do pepsyny. Jednocześnie pamiętaj o tym, jakie są naturalne, optymalne warunki działania tego enzymu w żołądku człowieka. Po ustaleniu warunku zewnętrznego nie opisanego w treści zadania zastanów się, w jaki sposób można go zapewnić i utrzymać na pożądanym poziomie w czasie trwania całego doświadczenia. Przypomnij sobie, jak jest on zazwyczaj spełniany w prostych doświadczeniach biologicznych i chemicznych.

Rozwiązanie takiego zadania zacznij od przypomnienia sobie, w którym odcinku przewodu pokarmowego człowieka działa trypsyna oraz jakie pH panuje w tym odcinku – jest to pH optymalne dla aktywności katalitycznej tego enzymu proteolitycznego. Następnie skonfrontuj ten warunek aktywności trypsyny z odczynem roztworu wodnego znajdującego się w próbie 1. Wniosek z tej konfrontacji naprowadzi Cię na wynik trawienia białka w tej próbie, a dokładnie na niemożliwość zajścia tego procesu z udziałem trypsyny.