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 89.

Kategoria: Inżynieria i badania genetyczne Pozostałe Typ: Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj/wymień

Biotechnologia obejmuje działania z wykorzystaniem organizmów żywych lub ich składników, prowadzące do wytworzenia użytecznych produktów. Biotechnologia tradycyjna stosuje naturalne enzymy lub organizmy niezawierające obcego materiału genetycznego, a nowoczesna – organizmy zmodyfikowane genetycznie oraz wytwarzane przez nie białka, w tym – enzymatyczne. Rozszerzenie zakresu potencjalnych zastosowań biotechnologii nowoczesnej umożliwił rozwój inżynierii genetycznej, czyli kierunkowe manipulacje genami prowadzące do uzyskania określonych celów. W tworzeniu zrekombinowanego DNA wykorzystuje się głównie bakteryjne enzymy restrykcyjne, a także inne enzymy, np. ligazy, polimerazy.
Na poniższych schematach przedstawiono dwa przykłady sześcionukleotydowych sekwencji palindromowych w DNA, rozpoznawanych i przecinanych przez dwa enzymy restrykcyjne (strzałkami wskazano miejsce działania enzymu).

Na podstawie: Biologia. Jedność i różnorodność, praca zbiorowa, Warszawa 2008, s. 990–991.
a)Na podstawie schematu podaj, czym charakteryzuje się sekwencja palindromowa nukleotydów w DNA.
b)Na podstawie analizy schematów oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń, dotyczących działania enzymów restrykcyjnych. Wpisz znak X w odpowiednie komórki tabeli.
Lp. Informacja Prawda Fałsz
1. Określony enzym restrykcyjny rozpoznaje specyficzną sekwencję nukleotydową i tnie ją również w specyficzny dla siebie sposób (symetryczny lub asymetryczny)
2. Jeżeli restryktazy tną cząsteczki DNA symetrycznie, wtedy produkt ma wystające, jednoniciowe lepkie końce, jeśli tną DNA asymetrycznie – wtedy końce są tępe.
3. Lepkie końce umożliwiają przyłączanie do nich (tak samo wytworzonych) komplementarnych fragmentów DNA pochodzących z innych źródeł.
c)Korzystając z przedstawionych schematów, zapisz dwuniciową sekwencję nukleotydową DNA przed cięciem przez enzym i po cięciu, jeżeli restryktaza (KpnI) rozpoznaje sekwencję 5’...GGTACC...3’ z miejscem cięcia pomiędzy cząsteczkami cytozyny.
d)Uzupełnij tabelę – wpisz odpowiednie informacje dotyczące uzyskiwania wymienionych produktów spożywczych metodą biotechnologii tradycyjnej.
Lp. Produkty Stosowane mikroorganizmy Zachodzące procesy
1. jogurt, kiszone ogórki
2. chleb, piwo

Rozwiązanie

a)
(0-1)

Przykłady poprawnych odpowiedzi

  • Sekwencja palindromowa charakteryzuje się tym, że w krótkim fragmencie cząsteczki DNA sekwencja nukleotydów czytana w kierunku 5’→ 3’ jest identyczna w każdej z nici DNA.
  • Sekwencja palindromowa oznacza taką sekwencję jednej nici DNA, dla której sekwencja komplementarna jest identyczna, jeżeli obie sekwencje czytane są z uwzględnieniem polarności nici (czytane są od końca 5' do 3').
  • Sekwencja palindromowa charakteryzuje się tym, że sekwencja nukleotydów w jednej nici DNA jest taka sama, jak sekwencja w drugiej nici odczytywana wspak.

b)
(0-1)
  1. P
  2. F
  3. P

c)
(0-1)

d)
(0-1)
  1. bakterie mlekowe, fermentacja mlekowa
  2. drożdże, fermentacja alkoholowa

Wskazówki

a)
Analizując schemat, na którym przedstawiono różne sekwencje palindromowe rozpoznawane przez różne enzymy restrykcyjne, zwróć uwagę na kolejność nukleotydów w obu niciach danego fragmentu cząsteczki DNA, pamiętając, że sekwencja nukleotydów jest odczytywana zawsze w jednym kierunku 5’→ 3’. Wynik analizy obu sekwencji palindromowych będzie podstawą do sformułowania odpowiedzi. Duże ułatwienie w realizacji polecenia stanowi rozumienie znaczenia słowa palindrom.

b)
Oceniając prawdziwość poszczególnych stwierdzeń z tabeli, dokładnie porównaj ich treść z informacjami odczytanymi oraz odpowiednio zinterpretowanymi na podstawie analizy przedstawionego schematu i ustal, czy występuje tu zgodność informacji, czy też ich rozbieżność. Stanowi to podstawę do udzielenia odpowiedzi.

c)
Analizując schemat, na którym przedstawiono sposoby działania enzymów restrykcyjnych, zwróć uwagę na te jego elementy, które pozwolą dopasować sposób działania enzymów do przykładu podanego w zadaniu. Przez analogię do odpowiednio wybranego sposobu (w tym zadaniu – asymetryczne cięcie) należy zapisać dwuniciową sekwencję nukleotydową DNA przed cięciem przez enzym i po cięciu. Przy zapisie trzeba pamiętać o zasadzie komplementarności nukleotydów.

d)
Aby zrealizować polecenie, należy przypomnieć sobie wiadomości z biotechnologii tradycyjnej zdobyte w czasie kształcenia w zakresie podstawowym lub wykorzystać posiadaną wiedzę dotyczącą procesu oddychania beztlenowego i przeprowadzających go organizmów. Można też odwołać się do wiedzy dotyczącej charakterystyki oraz funkcji biologicznej bakterii i drożdży beztlenowych.