Biologia - Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 3.
Enzym ureaza, który występuje m.in. w nasionach dyni, przeprowadza następującą reakcję:
H2N-CO-NH2 + H2O : 2 NH3 + CO2
Powstający w ten sposób amoniak powoduje alkalizację (wzrost zasadowości) środowiska
reakcji. Ureaza podana dożylnie jest śmiertelna dla człowieka nawet w niskich dawkach,
ale nasiona dyni można jeść bezpiecznie.
Przeprowadzono doświadczenie, w którym przesącz z nasion dyni rozgniecionych w wodzie
rozdzielono w równych ilościach do trzech probówek (I–III) i do każdej z nich dodano tak
sam ilość mocznika. Stopień alkalizacji roztworu w probówkach mierzono za pomocą
fenoloftaleiny, która w środowisku zasadowym przyjmuje barwę różową – tym
intensywniejszą, im wyższe jest pH roztworu. Każdą probówkę inkubowano w innej
temperaturze: I – 10°C, II – 35°C, III – 70°C.
Po kilku minutach zaobserwowano zmian zabarwienia roztworów w I i II probówce,
natomiast w probówce III roztwór się nie zabarwił.
3.1. (0–1)
Sformułuj problem badawczy do tego doświadczenia.
3.2. (0–1)
Podaj przyczynę, która sprawiła, że w probówce III roztwór się nie zabarwił.
3.3. (0–1)
Zaznacz poniżej klasę enzymów (AFD), do której należy ureaza.
- liazy
- ligazy
- hydrolazy
- oksydoreduktazy
3.4. (0–2)
Wyjaśnij, dlaczego wprowadzenie ureazy bezpośrednio do krwioobiegu człowieka stanowi dla niego śmiertelne zagrożenie, ale ureaza zawarta w nasionach dyni nie jest dla człowieka szkodliwa po ich zjedzeniu. W odpowiedzi uwzględnij oba miejsca działania tego enzymu.
Rozwiązanie
3.1 (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne sformułowanie problemu badawczego uwzględniającego wpływ
temperatury na aktywność badanego enzymu / ureazy.
0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- Wpływ temperatury na aktywność enzymu ureazy / ureazy znajdującej się w pestkach dyni.
- Czy temperatura ma wpływ na aktywność enzymu ureazy?
- Jaka temperatura hamuje aktywność ureazy?
3.2 (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za podanie prawidłowego wyjaśnienia obserwacji uwzględniającej denaturację enzymu
w wysokiej temperaturze.
0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- W probówce III, w temperaturze 70°C, roztwór się nie zabarwił, ponieważ nastąpiła denaturacja ureazy i mocznik nie został rozłożony.
- Ureaza została zdenaturowana w wysokiej temperaturze (i nie nastąpiła reakcja rozkładu mocznika).
3.3 (0–1)
Schemat punktowania:
1 p. – za zaznaczenie poprawnej odpowiedzi.
0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
C./ hydrolazy
3.4 (0–2)
Schemat punktowania
2 p. – za prawidłowe wyjaśnienie uwzględniające wpływ ureazy na organizm w zależności od
obu miejsc jej działania – w krwiobiegu i w układzie pokarmowym.
1 p. – za prawidłowe wyjaśnienie uwzględniające tylko jedno miejsce działania ureazy
w organizmie (albo w krwiobiegu, albo w układzie pokarmowym).
0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- Ureaza wprowadzona do krwi rozkłada mocznik w niej znajdujący się do amoniaku, który jest silnie toksyczny i zatruwa organizm, natomiast po zjedzeniu nasion dyni, ureaza nie jest już szkodliwa, ponieważ jest białkiem i zostaje strawiona / rozłożona wraz z pestkami w przewodzie pokarmowym.
- We krwi człowieka znajduje się mocznik, który ureaza rozkłada do toksycznego amoniaku, natomiast w układzie pokarmowym człowieka nie ma mocznika, który by ureaza rozkładała, a dodatkowo – w żołądku zaczyna się proces trawienia białek, więc ureaza, która jest białkiem ulegnie strawieniu.
