Biologia - Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 11.
Fibroblasty to komórki tkanki łącznej właściwej. Aktywne metabolicznie fibroblasty mogą być rozpoznane dzięki obecności szorstkiej siateczki śródplazmatycznej. Nieaktywne fibroblasty, zwane także fibrocytami, są mniejsze i mają zredukowaną siateczkę śródplazmatyczną. Fibroblasty wytwarzają m.in. kolagen i mają zdolność do podziałów mitotycznych, których częstość zwiększa się podczas regeneracji tkanki łącznej.
Wykonano doświadczenie, w którym badano wpływ płytkowego czynnika wzrostu (PDGF), wytwarzanego przez płytki krwi, na podział komórek fibroblastów. W tym celu przygotowano hodowlę ludzkich fibroblastów, które w swojej błonie komórkowej mają receptory dla PDGF. Uzyskane fibroblasty rozdzielono do dwóch wyjałowionych naczyń zawierających odpowiednie podłoże hodowlane z solami mineralnymi, aminokwasami, glukozą i antybiotykiem. Przygotowano z nich dwa zestawy doświadczalne:
- zestaw 1. – zawierający podłoże hodowlane i fibroblasty,
- zestaw 2. – zawierający podłoże hodowlane i fibroblasty oraz czynnik wzrostu (PDGF).
Oba naczynia umieszczono w inkubatorze o temperaturze 37°C. Podziały fibroblastów zaobserwowano jedynie w naczyniu 2.
11.1. (0–1)
Wybierz spośród A–D i zaznacz hipotezę badawczą, która mogła być sprawdzana w opisanym doświadczeniu.
- Do działania PDGF wymagana jest obecność glukozy.
- Płytkowy czynnik wzrostu – PDGF – wywołuje podziały komórek fibroblastów.
- Temperatura ma wpływ na podziały komórek fibroblastów poprzez działanie PDGF.
- Aby zachodziły podziały komórkowe fibroblastów, niezbędny jest antybiotyk.
11.2. (0–1)
Określ, który z zestawów – 1. czy 2. – był próbą kontrolną w opisanym doświadczeniu. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do znaczenia tej próby w interpretacji wyników.
11.3. (0–1)
Uzasadnij, dlaczego konieczne było wyjałowienie naczyń hodowlanych oraz dodanie antybiotyku do podłoża, na którym hodowano fibroblasty. W odpowiedzi uwzględnij znaczenie tych czynności dla interpretacji wyników doświadczenia.
11.4. (0–1)
Wyjaśnij, uwzględniając rolę siateczki śródplazmatycznej szorstkiej, dlaczego aktywne fibroblasty i fibrocyty mają różną ilość tej siateczki.
11.5. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego płytkowy czynnik wzrostu (PDGF) jest uwalniany przez płytki krwi w organizmie człowieka w miejscu zranienia, np. skóry.
Rozwiązanie
11.1. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za zaznaczenie prawidłowej hipotezy badawczej.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
B.
11.2. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za wskazanie próby 1. wraz z prawidłowym uzasadnieniem odnoszącym się do braku
badanego czynnika – PDGF oraz możliwości porównania tempa podziałów komórek
z próbą badawczą.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązanie
Zestaw 1., ponieważ nie było w nim badanego czynnika – płytkowego czynnika wzrostu /
PDGF, co pozwala wnioskować, że to właśnie PDGF w próbie 2. jest odpowiedzialny
za inicjowanie podziałów komórek.
Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi zbyt ogólnych odwołujących się wyłącznie do definicji próby
kontrolnej, np.
- zestaw 1. – bo nie został wprowadzony czynnik zewnętrzny,
- zestaw 1. – bo nie zawierało badanej substancji,
- zestaw 1. – bo nie wprowadzono czynnika badawczego, którego działanie chcemy sprawdzić.
11.3. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za prawidłowe uzasadnienie odnoszące się do możliwości negatywnego wpływu
bakterii na podziały komórkowe fibroblastów lub na wynik doświadczenia.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- Fibroblasty to żywe komórki tkanki łącznej, które mogłyby ulec infekcji patogenami, np. bakteriami znajdującymi się w pożywce lub na naczyniach hodowlanych. Usunięcie bakterii z hodowli gwarantuje, że różnice między próbą badawczą i kontrolną nie wynikają z losowego zakażenia.
- Jeżeli w podłożu znalazłyby się bakterie to mogłyby zaburzyć przebieg doświadczenia i negatywnie wpłynąć na jego wyniki, dlatego konieczne było wyjałowienie naczyń.
- Mikroorganizmy zakażające hodowlę są potencjalnym czynnikiem wpływającym na podziały komórkowe fibroblastów, dlatego powinny być usunięte z hodowli.
11.4. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za prawidłowe wyjaśnienie różnicy w ilości szorstkiej siateczki wewnątrzplazmatycznej
w komórkach fibroblastów i fibrocytów, uwzględniające rolę rybosomów
występujących na siateczce wewnatrzplazmatycznej szorstkiej w produkcji kolagenu,
lub białek uczestniczących w podziałach komórkowych fibroblastów.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- Fibroblasty, w przeciwieństwie do fibrocytów, są aktywne i wytwarzają kolagen, który jest białkiem wydzielanym na zewnątrz, a białka są syntetyzowane na rybosomach znajdujących się na szorstkiej siateczce śródplazmatycznej.
- Fibroblasty w przeciwieństwie do fibrocytów intensywnie się dzielą. Po podziale cytoplazmy zachodzi konieczność syntezy białek do budowy błony komórkowej rosnącej komórki, które są wytwarzane na szorstkiej siateczce śródplazmatycznej.
- Fibrocyty są nieaktywnymi fibroblastami, nie biorą więc udziału w produkcji kolagenu, ani też innych białek, które są produkowane na rybosomach znajdujących się na szorstkiej siateczce śródplazmatycznej.
Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi zbyt ogólnych, np. „Fibrocyty mają zredukowaną siateczkę
wewnątrzplazmatyczną, ponieważ są one nieaktywne, więc będą one wytwarzać mniej białek
niż fibroblasty”
lub
np. „Fibroblasty mają rozwiniętą siateczkę wewnątrzplazmatyczną szorstką, ponieważ
wytwarzają odpowiednie białka, w przeciwieństwie do fibrocytów, które są nieaktywne”.
11.5. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za prawidłowe wyjaśnienie odnoszące się do gojenia się ran w wyniku aktywności
fibroblastów, uwzględniające funkcję tych komórek, czyli wytwarzanie kolagenu (lub
substancji międzykomórkowej), oraz uwzględniające stymulowanie podziałów
fibroblastów przez PDGF.
0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- W miejscu zranienia, fibroblasty tkanki łącznej są potrzebne do produkcji włókien kolagenu do zagojenia się rany skóry, a wytwarzany tam PDGF stymuluje podziały fibroblastów.
- PDGF stymuluje podziały fibroblastów, które wytwarzają kolagen niezbędny do zagojenia się rany.
Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi niepełnych, np. „Będzie pobudzał podziały komórek dzięki czemu
możliwe będzie zasklepienie się rany”. lub zbyt ogólnych, np. „PDGF stymuluje podziały
fibroblastów konieczne do zabliźniania się ran”.
