Zadanie 5.1. (0–1)AI
Anabaena to rodzaj nitkowatych sinic. Większość komórek w nici tej sinicy przeprowadza fotosyntezę. W skład nici wchodzą także wyspecjalizowane komórki o grubych ścianach komórkowych, zwane heterocytami, asymilujące azot atmosferyczny. W heterocytach nie jest aktywny fotosystem II. Biologiczne wiązanie N2 w heterocytach zachodzi przy udziale złożonego układu enzymatycznego, w skład którego wchodzi nitrogenaza. Enzym ten katalizuje w warunkach beztlenowych reakcję wiązania azotu atmosferycznego, którą sumarycznie można przedstawić następująco:
N2 + 16ATP + 8e– + 8H+ → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16Pi
Międzykomórkowe połączenia między poszczególnymi komórkami nici pozwalają heterocytom pozyskiwać węglowodany i transportować do sąsiednich komórek produkty wiązania N2 w postaci glutaminy.
Na podstawie: Biologia, pod red. N.A. Campbella, Poznań 2012; W.J.H. Kunicki-Goldfinger, Życie bakterii, Warszawa 2005.
Wyjaśnij, dlaczego w heterocytach sinicy Anabaena nie może być aktywny fotosystem II. W odpowiedzi uwzględnij funkcję heterocytów oraz proces zachodzący w fotosystemie II.
..............................
Sprawdź się
Odpowiedz samodzielnie i sprawdź wynik
2
Pokaż odpowiedź z arkuszaPorównaj swoją odpowiedź z kluczem
Schemat punktowania
1 p. – za wyjaśnienie wskazujące na sprzeczność między warunkami beztlenowymi niezbędnymi do wiązania azotu atmosferycznego a wydzielaniem się tlenu w fotosystemie II.
0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- Jeśli działałby fotosystem II, to wydzielałby się tlen, co zaburzałoby wiązanie azotu.
- Asymilacja azotu atmosferycznego (w heterocytach) musi się odbywać w warunkach beztlenowych, a w działającym fotoukładzie II wydziela się tlen.
- W heterocytach fotosystem II nie może być aktywny, ponieważ przeprowadza on fotolizę wody, a reakcje wiązania azotu atmosferycznego katalizowane przez nitrogenazę zachodzą wyłącznie w warunkach beztlenowych.
- W fotoukładzie II zachodzi fotoliza wody, w której produkowany jest tlen zaburzający w heterocytach pracę nitrogenazy.
Uwaga:
Dopuszcza się określenie „heterocysty” zamiast „heterocyty”.
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 20%
Zadanie 5.1. Zdający miał wyjaśnić, dlaczego w heterocytach sinic nie może być aktywny fotosystem II. Aby prawidłowo rozwiązać zadanie, należało zauważyć sprzeczność polegającą na tym, że proces wiązania azotu zachodzący w heterocytach wymaga warunków beztlenowych, a w aktywnym fotosystemie II produkowany jest tlen podczas fotolizy wody. Pierwsza informacja była zawarta we wstępie do zadania, a druga – wymagała posiadania przez zdającego określonych wiadomości. Dodatkowo w rozwiązaniu zadania mógł pomóc schemat fotosyntezy oksygenicznej (właściwej dla roślin i sinic) zamieszczony we wstępie do zadania 3., na którym tlen jest przedstawiony jako produkt fazy jasnej fotosyntezy.
Zadanie okazało się trudne – rozwiązało je prawidłowo 20% zdających. Przyczyną nieuzyskania punktu za odpowiedź były najczęściej błędy merytoryczne, np.
U sinicy Anabaena nie może być aktywny fotosystem II, ponieważ do wiązania azotu atmosferycznego konieczne są elektrony, które w fotosystemie II są wybijane, aby zapełnić lukę elektoronową fotostystemu I. Gdyby więc fotosystem II był aktywny, to wiązanie azotu zachodziłoby bardzo trudno.
Podstawowym błędem merytorycznym powyższej odpowiedzi jest to, że reakcje redoks fotosyntezy i te zachodzące podczas wiązania azotu atmosferycznego nie są ze sobą powiązane.
W heterocytach sinicy Anabaena nie może być aktywny, ponieważ zachodzi w nim chemosynteza z wykorzystaniem związku azotu, który powstaje dzięki zdolności heterocytów do asymilacji azotu atmosferycznego.
W tej odpowiedzi z kolei został pomylony proces fotosyntezy z chemosyntezą, a dalsze błędy merytoryczne są jedynie tego konsekwencją.