{"id":"biologia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/4.3","paper_id":"biologia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"4.3","points":1,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 4.3. (0-1)\nOkreśl, czy transport protonów (H+) z matriks mitochondrium i stromy chloroplastu\njest aktywny, czy - bierny. Odpowiedź uzasadnij, korzystając z przedstawionych\ninformacji.","answer":null,"answer_text":"4.3. (0-1)\nPrzykładowe rozwiązania\n• Transport protonów ze stromy chloroplastów i matriks mitochondriów jest transportem\naktywnym, ponieważ zachodzi przy udziale energii uwalnianej podczas transportu\nelektronów.\n• Transport H+ jest aktywny, ponieważ zachodzi w kierunku od stężenia niższego do stężenia\nwyższego.\nSchemat punktowania\n1 p. - za określenie, że transport protonów jest aktywny z uzasadnieniem uwzględniającym\nźródło energii koniecznej do jego zachodzenia lub kierunek transportu od stężenia\nniższego do wyższego.\n0 p. - za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Transport aktywny** - protony są przenoszone **wbrew gradientowi stężeń** (z obszaru o niższym stężeniu \\(\\ce{H+}\\) do obszaru o wyższym stężeniu \\(\\ce{H+}\\)), co wymaga nakładu energii.\n\n## Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku\n\n**Mitochondrium:**\n1. Łańcuch oddechowy (błona wewnętrzna mitochondrium) pompuje \\(\\ce{H+}\\) **z matriks → do przestrzeni międzybłonowej**.\n2. W matriks stężenie \\(\\ce{H+}\\) jest **niskie**, w przestrzeni międzybłonowej - **wysokie**.\n3. Ruch odbywa się **pod prąd gradientu** stężeń → wymaga energii z utleniania NADH/\\(\\ce{FADH2}\\) → **transport aktywny**.\n\n**Chloroplast:**\n1. Łańcuch transportu elektronów (błona tylakoidów) pompuje \\(\\ce{H+}\\) **ze stromy → do wnętrza tylakoidu (lumen)**.\n2. W stromie stężenie \\(\\ce{H+}\\) jest **niskie**, w lumenie - **wysokie**.\n3. Ruch odbywa się **pod prąd gradientu** → wymaga energii ze światła (fotoukłady I i II) → **transport aktywny**.\n\n**Wniosek:** W obu przypadkach transport jest aktywny, bo odbywa się wbrew gradientowi stężeń \\(\\ce{H+}\\) i jest napędzany energią chemiczną/świetlną.\n\n## Sposób 2 - Definicyjny (porównanie z transportem biernym)\n\nKryterium rozróżnienia transportu aktywnego od biernego:\n\n| Cecha | Transport bierny | Transport aktywny |\n| Kierunek | **zgodny** z gradientem | **wbrew** gradientowi |\n| Energia | nie potrzebna | **wymagana** |\n| Przykład w komórce | dyfuzja \\(\\ce{O2}\\) przez błonę | pompa \\(\\ce{Na+}\\)/\\(\\ce{K+}\\), łańcuch oddechowy |\n\nProtony pompowane z matriks i stromy **wychodzą** z obszaru niskiego stężenia \\(\\ce{H+}\\) w kierunku obszaru wysokiego stężenia \\(\\ce{H+}\\) → spełniają definicję **transportu aktywnego** (ruch wbrew gradientowi elektrochemicznemu + nakład energii z łańcucha elektronów).\n\nGdyby był bierny - protony płynęłyby **z powrotem** (z przestrzeni międzybłonowej/lumen → do matriks/stromy), co właśnie robią przez **syntazy ATP** (i to jest ruch bierny!).\n\n## Sposób 3 - Argument przez kontrast: co jest bierne w tym samym układzie\n\nTo pomaga uniknąć pomyłki:\n\n- Pompa protonowa (kompleksy I, III, IV / fotoukłady) → **aktywny** ← o to pyta zadanie\n- Przepływ \\(\\ce{H+}\\) z powrotem **przez ATP-syntazę** → **bierny** (zgodny z gradientem, \"spływ\" protonów napędza syntezę ATP)\n\nSkoro **powrót** protonów do matriks/stromy jest bierny, to ich **wypompowanie** musi być aktywne - nie może być odwrotnie, bo wtedy gradient by nie powstał.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za okreslenie, ze transport protonow jest aktywny, wraz z uzasadnieniem uwzgledniajacym zrodlo energii koniecznej do jego zachodzenia (energia z transportu elektronow) lub kierunek transportu od stezenia nizszego do wyzszego.\n\n**0 pkt** - za odpowiedz niespelniajaca wymagan lub za brak odpowiedzi.\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z karty wzorów - wystarczy znajomość mechanizmu transportu błonowego i chemiosmotycznej teorii Mitchella. Karta wzorów nie zawiera sekcji dotyczącej transportu protonów w łańcuchu oddechowym.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd - uczeń odpowiada \"aktywny\" ale **nie uzasadnia** odwołaniem do gradientu → 0 punktów! Klucz wymaga uzasadnienia.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Pomylenie dwóch ruchów protonów: **wypompowanie** (aktywny, o to pyta zadanie) vs. **powrót przez ATP-syntazę** (bierny). Uczeń niepewny często odwraca.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Pisanie \"wymaga energii\" zamiast wskazania **kierunku wbrew gradientowi** jest słabszym uzasadnieniem - bezpieczniej podać oba argumenty: *\"wbrew gradientowi stężeń, co wymaga nakładu energii\"*.","image":"img/biologia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-4.3.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":5,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 4.3. (0-1)<br>Określ, czy transport protonów (H+) z matriks mitochondrium i stromy chloroplastu<br>jest aktywny, czy - bierny. Odpowiedź uzasadnij, korzystając z przedstawionych<br>informacji.</p>","answer_text_html":"<p>4.3. (0-1)<br>Przykładowe rozwiązania<br>• Transport protonów ze stromy chloroplastów i matriks mitochondriów jest transportem<br>aktywnym, ponieważ zachodzi przy udziale energii uwalnianej podczas transportu<br>elektronów.<br>• Transport H+ jest aktywny, ponieważ zachodzi w kierunku od stężenia niższego do stężenia<br>wyższego.<br>Schemat punktowania<br>1 p. - za określenie, że transport protonów jest aktywny z uzasadnieniem uwzględniającym<br>źródło energii koniecznej do jego zachodzenia lub kierunek transportu od stężenia<br>niższego do wyższego.<br>0 p. - za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.</p>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź</h4>\n<p><strong>Transport aktywny</strong> - protony są przenoszone <strong>wbrew gradientowi stężeń</strong> (z obszaru o niższym stężeniu <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> do obszaru o wyższym stężeniu <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math>), co wymaga nakładu energii.</p>\n<h4>Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku</h4>\n<p><strong>Mitochondrium:</strong></p>\n<ol><li>Łańcuch oddechowy (błona wewnętrzna mitochondrium) pompuje <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> <strong>z matriks → do przestrzeni międzybłonowej</strong>.</li><li>W matriks stężenie <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> jest <strong>niskie</strong>, w przestrzeni międzybłonowej - <strong>wysokie</strong>.</li><li>Ruch odbywa się <strong>pod prąd gradientu</strong> stężeń → wymaga energii z utleniania NADH/<math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>F</mi><mi>A</mi><mi>D</mi><mi>H</mi><mn>2</mn></mrow></mrow></math> → <strong>transport aktywny</strong>.</li></ol>\n<p><strong>Chloroplast:</strong></p>\n<ol><li>Łańcuch transportu elektronów (błona tylakoidów) pompuje <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> <strong>ze stromy → do wnętrza tylakoidu (lumen)</strong>.</li><li>W stromie stężenie <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> jest <strong>niskie</strong>, w lumenie - <strong>wysokie</strong>.</li><li>Ruch odbywa się <strong>pod prąd gradientu</strong> → wymaga energii ze światła (fotoukłady I i II) → <strong>transport aktywny</strong>.</li></ol>\n<p><strong>Wniosek:</strong> W obu przypadkach transport jest aktywny, bo odbywa się wbrew gradientowi stężeń <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> i jest napędzany energią chemiczną/świetlną.</p>\n<h4>Sposób 2 - Definicyjny (porównanie z transportem biernym)</h4>\n<p>Kryterium rozróżnienia transportu aktywnego od biernego:</p>\n<p>| Cecha | Transport bierny | Transport aktywny |<br>| Kierunek | <strong>zgodny</strong> z gradientem | <strong>wbrew</strong> gradientowi |<br>| Energia | nie potrzebna | <strong>wymagana</strong> |<br>| Przykład w komórce | dyfuzja <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>O</mi><mn>2</mn></mrow></mrow></math> przez błonę | pompa <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math>/<math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>K</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math>, łańcuch oddechowy |</p>\n<p>Protony pompowane z matriks i stromy <strong>wychodzą</strong> z obszaru niskiego stężenia <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> w kierunku obszaru wysokiego stężenia <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> → spełniają definicję <strong>transportu aktywnego</strong> (ruch wbrew gradientowi elektrochemicznemu + nakład energii z łańcucha elektronów).</p>\n<p>Gdyby był bierny - protony płynęłyby <strong>z powrotem</strong> (z przestrzeni międzybłonowej/lumen → do matriks/stromy), co właśnie robią przez <strong>syntazy ATP</strong> (i to jest ruch bierny!).</p>\n<h4>Sposób 3 - Argument przez kontrast: co jest bierne w tym samym układzie</h4>\n<p>To pomaga uniknąć pomyłki:</p>\n<ul><li>Pompa protonowa (kompleksy I, III, IV / fotoukłady) → <strong>aktywny</strong> ← o to pyta zadanie</li><li>Przepływ <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> z powrotem <strong>przez ATP-syntazę</strong> → <strong>bierny</strong> (zgodny z gradientem, &quot;spływ&quot; protonów napędza syntezę ATP)</li></ul>\n<p>Skoro <strong>powrót</strong> protonów do matriks/stromy jest bierny, to ich <strong>wypompowanie</strong> musi być aktywne - nie może być odwrotnie, bo wtedy gradient by nie powstał.</p>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<p><strong>1 pkt</strong> - za okreslenie, ze transport protonow jest aktywny, wraz z uzasadnieniem uwzgledniajacym zrodlo energii koniecznej do jego zachodzenia (energia z transportu elektronow) lub kierunek transportu od stezenia nizszego do wyzszego.</p>\n<p><strong>0 pkt</strong> - za odpowiedz niespelniajaca wymagan lub za brak odpowiedzi.</p>\n<h4>Wzory z karty CKE</h4>\n<p>W tym zadaniu nie korzystamy z karty wzorów - wystarczy znajomość mechanizmu transportu błonowego i chemiosmotycznej teorii Mitchella. Karta wzorów nie zawiera sekcji dotyczącej transportu protonów w łańcuchu oddechowym.</p>\n<h4>Typowe pułapki</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Najczęstszy błąd - uczeń odpowiada &quot;aktywny&quot; ale <strong>nie uzasadnia</strong> odwołaniem do gradientu → 0 punktów! Klucz wymaga uzasadnienia.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Pomylenie dwóch ruchów protonów: <strong>wypompowanie</strong> (aktywny, o to pyta zadanie) vs. <strong>powrót przez ATP-syntazę</strong> (bierny). Uczeń niepewny często odwraca.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Pisanie &quot;wymaga energii&quot; zamiast wskazania <strong>kierunku wbrew gradientowi</strong> jest słabszym uzasadnieniem - bezpieczniej podać oba argumenty: <em>&quot;wbrew gradientowi stężeń, co wymaga nakładu energii&quot;</em>.</blockquote>"}]}