Zadanie 4.2. (0–1)AI
Kiwi to nazwa handlowa owoców aktinidii smakowitej (Actinidia deliciosa). Aktinidia jest rośliną dwupienną, a jej owoce rozwijają się z pojedynczych słupków.
Poniżej przedstawiono fotografię przekroju poprzecznego przez owoc kiwi.
W owocach kiwi znajduje się enzym – aktynidaza, który jest proteinazą. Aby sprawdzić właściwości aktynidazy, uczniowie przeprowadzili doświadczenie. W tym celu przygotowali cztery takie same pojemniki ze stężałą galaretką żelatynową, zawierającą białko zwierzęce – kolagen. Włókna kolagenowe splatają się ze sobą i tworzą sieć ograniczającą ruch wody, dzięki czemu galaretka ma postać żelu.
W zestawach 1. i 2. uczniowie umieścili na powierzchni galaretek takie same fragmenty świeżo przekrojonego owocu kiwi, a w zestawach 3. i 4. pozostawili samą galaretkę. Następnie uczniowie umieścili zestawy 1. i 3. w temperaturze 20 °C, a zestawy 2. i 4. – w temperaturze 5 °C. Po kilku godzinach zaobserwowali częściowe rozpuszczenie się galaretki w pojemniku trzymanym w temperaturze pokojowej i zawierającym owoc kiwi (zestaw 1.).
Poniżej przedstawiono schemat doświadczenia i uzyskane wyniki.
| Numer zestawu | Umieszczenie fragmentu kiwi | Temperatura | Stan galaretki po kilku godzinach |
|---|---|---|---|
| 1. | tak | 20 °C | częściowe upłynnienie |
| 2. | tak | 5 °C | brak upłynnienia |
| 3. | nie | 20 °C | brak upłynnienia |
| 4. | nie | 5 °C | brak upłynnienia |
Na poniższym rysunku przedstawiono wyniki uzyskane w zestawach 1. i 2.
Na podstawie: P. Jedynak, To kiwi cię zadziwi, „Wiedza i Życie” 9, 2022.
Wyjaśnij, dlaczego w zestawie 1. – w przeciwieństwie do zestawu 2. – doszło do uwolnienia wody z galaretki. W odpowiedzi uwzględnij strukturę galaretki.
..............................
..............................
..............................
..............................
..............................
Sprawdź się
Odpowiedz samodzielnie i sprawdź wynik
2
Pokaż odpowiedź z arkuszaPorównaj swoją odpowiedź z kluczem
Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające dostatecznie dużą aktywność aktynidazy w temperaturze pokojowej (w porównaniu z niższą temperaturą) ORAZ zniszczenie włókien kolagenowych żelu (w wyniku trawienia).
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
- W wyższej temperaturze aktynidaza wykazuje wyższą aktywność enzymatyczną, przez co powoduje rozpad włókien kolagenu, a w konsekwencji – uwolnienie wody z galaretki.
- W temperaturze pokojowej aktynidaza wykazuje wyższą aktywność enzymatyczną niż w niskiej temperaturze, np. utrzymywanej w lodówce, i katalizuje reakcję hydrolizy wiązań peptydowych w cząsteczkach kolagenu, co skutkuje zniszczeniem sieci tworzonej przez włókienka kolagenu.
- W temperaturze 20 °C enzymy wykazują wyższą aktywność niż w temperaturze 5 °C, zatem w temperaturze pokojowej proteinaza z owocu kiwi szybciej pocięła włókna kolagenu tworzące galaretkę.
- Ponieważ w temperaturze 20 stopni aktynidaza jest aktywna i rozkłada kolagen, dochodzi do upłynnienia galaretki. W temperaturze 5 stopni aktynidaza nie jest aktywna, czyli nie rozkłada kolagenu – galaretka pozostaje w postaci żelu.
Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do rozplatania lub denaturacji włókien kolagenowych przez enzym, który trawi wiązania peptydowe. Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do temperatury 20 °C jako temperatury optymalnej dla działania aktynidazy. Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do struktury galaretki na zbyt ogólnym poziomie, tj. upłynniania się lub rozpuszczania się galaretki bez odniesienia do włókien kolagenowych.
Wyjaśnienie AI Rozwiń, aby przeczytać wyjaśnienie
Wytłumacz mi to
Potrzebujesz dodatkowego wyjaśnienia?
1
Zostanie wygenerowane zwięzłe wyjaśnienie zagadnień z pytania: mechanizmu i kontekstu biologicznego odpowiedzi, częstych błędów oraz powiązań z innymi tematami.
Komentarz CKE 22%
Zadanie 4.2. zostało poprawnie rozwiązane przez 22% zdających. Należało wyjaśnić, dlaczego doszło do upłynnienia galaretki w zestawie 1. w przeciwieństwie do zestawu 2. Wiele niepoprawnych rozwiązań zawierało zbyt daleko posuniętą interpretację wynikającą z błędnej analizy schematu, a polegającą na wskazaniu, że temperatura 20 °C jest optymalna dla działania aktynidazy. Sformułowanie „temperatura optymalna” oznacza temperaturę, w której enzym wykazuje najwyższą aktywność. W doświadczeniu porównano tylko dwie temperatury: 5 °C i 20 °C. Z tego wynika jedynie, że enzym aktynidaza w temperaturze 20 °C wykazuje wyższą aktywność niż w temperaturze 5 °C, ale nie wiadomo, czy jest to temperatura optymalna dla jego działania. Aby znaleźć temperaturę optymalną dla działania aktynidazy, należałoby zbadać jej aktywność w szeregu temperatur, w szerokim ich zakresie. Poniżej przedstawiono przykłady odpowiedzi nieprawidłowych.
Wiele odpowiedzi było zbyt ogólnych – nie zostało doprecyzowane, na czym polegają zmiany w strukturze galaretki na poziomie włókien kolagenowych, a więc został pominięty mechanizm reakcji – proteoliza.
Częsty błąd był związany z niepoprawnym opisem działania aktynidazy, które miałoby polegać na rozplataniu włókien kolagenu, tworzących strukturę IV-rzędową. Aktynidaza jest proteinazą i jej aktywność katalityczna polega na hydrolizie wiązań peptydowych między resztami aminokwasowymi budującymi łańcuchy kolagenu. Aktynidaza niszczy zatem strukturę I-rzędową kolagenu i jej działanie nie jest prostym odwróceniem procesu tężenia galaretki. Poniżej zamieszczono przykłady niepoprawnych odpowiedzi.
