{"id":"biologia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad/11.2","paper_id":"biologia-2016-maj-matura-rozszerzona","number":"11.2","points":1,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2016,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 11.2. (0-1)\nWyjaśnij, uwzględniając właściwości amoniaku i proces zachodzący w komórkach\nwątroby, dlaczego grupy amidowe są odłączane od glutaminy właśnie w tym, a nie\ninnym narządzie.","answer":null,"answer_text":"11.2. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nV. Rozumowanie i argumentacja.\nZdający objaśnia i komentuje informacje,\n[…] wyjaśnia zależności przyczynowo-\nskutkowe, [ ], formułuje i przedstawia\nopinie związane z omawianymi\nzagadnieniami biologicznymi, dobierając\nracjonalne argumenty.\nII. Pogłębienie wiadomości dotyczących\nbudowy i funkcjonowania organizmu\nludzkiego. Zdający objaśnia\nfunkcjonowanie organizmu ludzkiego\nna różnych poziomach złożoności [ ].\nI. Poznanie świata organizmów na różnych\npoziomach organizacji życia.\nZdający […] przedstawia i wyjaśnia\nprocesy […] biologiczne.\nIII. Metabolizm.\n2. Ogólne zasady metabolizmu. Zdający:\n5) wskazuje substraty i produkty głównych\nszlaków i cykli metabolicznych ([ ] cykl\nmocznikowy).\nV. Budowa i funkcjonowanie organizmu\nczłowieka.\n8. Układ wydalniczy. Zdający:\n1) wyjaśnia istotę procesu wydalania oraz\nwymienia substancje, które są wydalane\nz organizmu człowieka.\nSchemat punktowania\n1 p. - za prawidłowe wyjaśnienie, odnoszące się do toksyczności amoniaku i lokalizacji\nw wątrobie procesu (cyklu mocznikowego / ornitynowego), w którym powstaje\nz amoniaku mocznik, co minimalizuje szkodliwy wpływ amoniaku na organizm.\n0 p. - za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.\nPrzykładowe rozwiązanie\nAmoniak jest związkiem bardzo toksycznym dla organizmu, dlatego odłączanie grup\namidowych od glutaminy zachodzi dopiero w wątrobie, ponieważ tam zachodzi proces\nprzekształcania amoniaku w mniej toksyczny mocznik.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nGrupy amidowe są odłączane od glutaminy w wątrobie, ponieważ **amoniak (NH₃) jest toksyczny**, a wątroba jest jedynym narządem, w którym zachodzi **cykl mocznikowy** - umożliwiający natychmiastową detoksykację uwolnionego amoniaku poprzez przekształcenie go w mocznik.\n\n## Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku\n\n**Krok 1 - Właściwości amoniaku:**\nAmoniak (\\ce{NH3}) jest **silnie toksyczny** dla komórek (zwłaszcza neurotoksyczny - zaburza pracę mózgu). Nie może swobodnie krążyć we krwi w stężeniach niebezpiecznych. Dlatego narządy obwodowe (np. mięśnie) dołączają \\ce{NH3} do glutaminianu, tworząc **glutaminę** - obojętny, niejoniczny nośnik amoniaku we krwi.\n\n**Krok 2 - Transport do wątroby:**\nGlutamina jest bezpieczną formą transportu \\ce{NH3} z tkanek do wątroby. Sama glutamina nie jest toksyczna - dopiero uwolnienie grupy amidowej daje wolny \\ce{NH3}.\n\n**Krok 3 - Co się dzieje w wątrobie:**\nW hepatocytach (komórkach wątroby) aktywna jest **glutaminaza** - enzym odszczepiający grupę amidową od glutaminy:\n\n\\[\n\\text{Glutamina} + \\ce{H2O} \\xrightarrow{\\text{glutaminaza}} \\text{Glutaminian} + \\ce{NH3}\n\\]\n\n**Krok 4 - Detoksykacja przez cykl mocznikowy:**\nUwolniony \\ce{NH3} jest **natychmiast wbudowywany** w cykl mocznikowy (cykl ornitynowy), który zachodzi **wyłącznie w wątrobie**:\n\n\\[\n\\ce{2 NH3 + CO2 -> mocznik + H2O}\n\\]\n\nMocznik jest niejoniczny, nieco polarna cząsteczka, **nieskutecznie toksyczna** - wydalana przez nerki.\n\n**Wniosek:** Tylko w wątrobie uwolniony \\ce{NH3} może być od razu unieszkodliwiony. W innym narządzie (np. nerce, mięśniu) doszłoby do **akumulacji toksycznego amoniaku** niemożliwej do neutralizacji.\n\n## Sposób 2 - Argument przez kontrast: \"co by się stało gdzie indziej\"\n\nWyobraź sobie, że glutaminaza działa w mięśniach:\n- Uwolniony \\ce{NH3} nie miałby gdzie \"uciec\" - mięśnie nie mają cyklu mocznikowego\n- \\ce{NH3} zaburzyłby równowagę kwasowo-zasadową (jest zasadą: \\ce{NH3 + H+ -> NH4+})\n- Zaburzyłby cykl Krebsa: \\ce{NH3} reaguje z \\(\\alpha\\)-ketoglutaranem, usuwając go z cyklu\n- Spowodowałby lokalną neurotoksyczność i śmierć komórek\n\nDlatego ewolucja \"wybrała\" strategię dwuetapową:\n1. **Wiązanie NH₃ obwodowo** → glutamina (nieszkodliwy transport)\n2. **Uwalnianie NH₃ centralnie, w wątrobie** → cykl mocznikowy działa natychmiast\n\nTo klasyczny przykład **podziału pracy metabolicznej** między narządami.\n\n## Sposób 3 - Argument przez właściwości fizykochemiczne NH₃\n\n\\ce{NH3} jest:\n- **Gazem o niskiej masie cząsteczkowej** → swobodnie przenika przez błony biologiczne (tak jak \\ce{CO2})\n- **Zasadą Brønsteda** → podnosi pH wewnątrz komórek, denaturuje białka\n- **Inhibitorem cyklu Krebsa** → konsumuje \\(\\alpha\\)-ketoglutaran, blokując produkcję ATP\n\nTe właściwości sprawiają, że swobodny \\ce{NH3} jest niezwykle niebezpieczny. Jedynym sposobem eliminacji jest cykl mocznikowy - zlokalizowany **wyłącznie w hepatocytach**. Dlatego grupę amidową można odciąć tylko tam, gdzie \\ce{NH3} spotka od razu enzymy cyklu ornitynowego.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> **1 pkt** - za wyjasnienie odnoszace sie do **toksycznosci amoniaku** i lokalizacji w **watrobie** procesu (cyklu mocznikowego / ornitynowego), w ktorym z amoniaku powstaje mniej toksyczny mocznik.\n>\n> **0 pkt** - odpowiedz niespelniajaca wymagan lub brak odpowiedzi.\n\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć\n\nW tym zadaniu **nie korzystamy bezpośrednio z karty wzorów CKE** - odpowiedź opiera się na znajomości:\n- toksyczności amoniaku (właściwość biologiczna)\n- lokalizacji cyklu mocznikowego w wątrobie (wiedza anatomiczno-biochemiczna)\n\n> 📖 Gdybyś rozwiązywał zadanie z **obliczeniami azotowymi** (np. ile mocznika powstaje z X mol glutaminy) → karta wzorów str. 9-15 (chemia - masa cząsteczkowa, stechiometria).\n> Tutaj: **tylko mechanizm = wystarczy**.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najpopularniejszy błąd - napisanie tylko *\"bo amoniak jest toksyczny\"* bez wskazania **cyklu mocznikowego jako procesu wątrobowego**. Za połowiczną odpowiedź CKE daje **0 pkt**.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić glutaminy z glutaminianem (glutamińczanem). Glutaminina ma **grupę amidową** w bocznym łańcuchu (\\ce{-CO-NH2}), glutaminian ma **grupę karboksylową** (\\ce{-COOH}). Odcięcie amidu → glutaminian + \\ce{NH3}.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nerki też wydalają \\ce{NH4+} do moczu, ale nie mają pełnego cyklu mocznikowego - nie są w stanie przetworzyć dużych ilości amoniaku. Wątroba to **jedyny narząd z pełnym cyklem ornitynowym**.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Piszemy \"cykl **mocznikowy**\" lub \"cykl **ornitynowy**\" - obie nazwy poprawne na maturze. NIE \"cykl Krebsa\" (to cykl kwasu cytrynowego, zupełnie inny!).","image":"img/biologia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad-11.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":11,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2016 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 11.2. (0-1)
Wyjaśnij, uwzględniając właściwości amoniaku i proces zachodzący w komórkach
wątroby, dlaczego grupy amidowe są odłączane od glutaminy właśnie w tym, a nie
innym narządzie.

","answer_text_html":"

11.2. (0-1)
Wymagania ogólne
Wymagania szczegółowe
V. Rozumowanie i argumentacja.
Zdający objaśnia i komentuje informacje,
[…] wyjaśnia zależności przyczynowo-
skutkowe, [ ], formułuje i przedstawia
opinie związane z omawianymi
zagadnieniami biologicznymi, dobierając
racjonalne argumenty.
II. Pogłębienie wiadomości dotyczących
budowy i funkcjonowania organizmu
ludzkiego. Zdający objaśnia
funkcjonowanie organizmu ludzkiego
na różnych poziomach złożoności [ ].
I. Poznanie świata organizmów na różnych
poziomach organizacji życia.
Zdający […] przedstawia i wyjaśnia
procesy […] biologiczne.
III. Metabolizm.

\n
  1. Ogólne zasady metabolizmu. Zdający:
  2. wskazuje substraty i produkty głównych
\n

szlaków i cykli metabolicznych ([ ] cykl
mocznikowy).
V. Budowa i funkcjonowanie organizmu
człowieka.

\n
  1. Układ wydalniczy. Zdający:
  2. wyjaśnia istotę procesu wydalania oraz
\n

wymienia substancje, które są wydalane
z organizmu człowieka.
Schemat punktowania
1 p. - za prawidłowe wyjaśnienie, odnoszące się do toksyczności amoniaku i lokalizacji
w wątrobie procesu (cyklu mocznikowego / ornitynowego), w którym powstaje
z amoniaku mocznik, co minimalizuje szkodliwy wpływ amoniaku na organizm.
0 p. - za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązanie
Amoniak jest związkiem bardzo toksycznym dla organizmu, dlatego odłączanie grup
amidowych od glutaminy zachodzi dopiero w wątrobie, ponieważ tam zachodzi proces
przekształcania amoniaku w mniej toksyczny mocznik.

","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź

\n

Grupy amidowe są odłączane od glutaminy w wątrobie, ponieważ amoniak (NH₃) jest toksyczny, a wątroba jest jedynym narządem, w którym zachodzi cykl mocznikowy - umożliwiający natychmiastową detoksykację uwolnionego amoniaku poprzez przekształcenie go w mocznik.

\n

Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku

\n

Krok 1 - Właściwości amoniaku:
Amoniak (\\ce{NH3}) jest silnie toksyczny dla komórek (zwłaszcza neurotoksyczny - zaburza pracę mózgu). Nie może swobodnie krążyć we krwi w stężeniach niebezpiecznych. Dlatego narządy obwodowe (np. mięśnie) dołączają \\ce{NH3} do glutaminianu, tworząc glutaminę - obojętny, niejoniczny nośnik amoniaku we krwi.

\n

Krok 2 - Transport do wątroby:
Glutamina jest bezpieczną formą transportu \\ce{NH3} z tkanek do wątroby. Sama glutamina nie jest toksyczna - dopiero uwolnienie grupy amidowej daje wolny \\ce{NH3}.

\n

Krok 3 - Co się dzieje w wątrobie:
W hepatocytach (komórkach wątroby) aktywna jest glutaminaza - enzym odszczepiający grupę amidową od glutaminy:

\n

\\[
\\text{Glutamina} + \\ce{H2O} \\xrightarrow{\\text{glutaminaza}} \\text{Glutaminian} + \\ce{NH3}
\\]

\n

Krok 4 - Detoksykacja przez cykl mocznikowy:
Uwolniony \\ce{NH3} jest natychmiast wbudowywany w cykl mocznikowy (cykl ornitynowy), który zachodzi wyłącznie w wątrobie:

\n

\\[
\\ce{2 NH3 + CO2 -> mocznik + H2O}
\\]

\n

Mocznik jest niejoniczny, nieco polarna cząsteczka, nieskutecznie toksyczna - wydalana przez nerki.

\n

Wniosek: Tylko w wątrobie uwolniony \\ce{NH3} może być od razu unieszkodliwiony. W innym narządzie (np. nerce, mięśniu) doszłoby do akumulacji toksycznego amoniaku niemożliwej do neutralizacji.

\n

Sposób 2 - Argument przez kontrast: "co by się stało gdzie indziej"

\n

Wyobraź sobie, że glutaminaza działa w mięśniach:

\n\n

Dlatego ewolucja "wybrała" strategię dwuetapową:

\n
  1. Wiązanie NH₃ obwodowo → glutamina (nieszkodliwy transport)
  2. Uwalnianie NH₃ centralnie, w wątrobie → cykl mocznikowy działa natychmiast
\n

To klasyczny przykład podziału pracy metabolicznej między narządami.

\n

Sposób 3 - Argument przez właściwości fizykochemiczne NH₃

\n

\\ce{NH3} jest:

\n\n

Te właściwości sprawiają, że swobodny \\ce{NH3} jest niezwykle niebezpieczny. Jedynym sposobem eliminacji jest cykl mocznikowy - zlokalizowany wyłącznie w hepatocytach. Dlatego grupę amidową można odciąć tylko tam, gdzie \\ce{NH3} spotka od razu enzymy cyklu ornitynowego.

\n

Schemat oceniania CKE

\n
1 pkt - za wyjasnienie odnoszace sie do toksycznosci amoniaku i lokalizacji w watrobie procesu (cyklu mocznikowego / ornitynowego), w ktorym z amoniaku powstaje mniej toksyczny mocznik.

0 pkt - odpowiedz niespelniajaca wymagan lub brak odpowiedzi.
\n

Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć

\n

W tym zadaniu nie korzystamy bezpośrednio z karty wzorów CKE - odpowiedź opiera się na znajomości:

\n\n
📖 Gdybyś rozwiązywał zadanie z obliczeniami azotowymi (np. ile mocznika powstaje z X mol glutaminy) → karta wzorów str. 9-15 (chemia - masa cząsteczkowa, stechiometria).
Tutaj: tylko mechanizm = wystarczy.
\n

Typowe pułapki i uwagi

\n
⚠️ Uwaga: Najpopularniejszy błąd - napisanie tylko "bo amoniak jest toksyczny" bez wskazania cyklu mocznikowego jako procesu wątrobowego. Za połowiczną odpowiedź CKE daje 0 pkt.
\n
⚠️ Uwaga: Nie mylić glutaminy z glutaminianem (glutamińczanem). Glutaminina ma grupę amidową w bocznym łańcuchu (\\ce{-CO-NH2}), glutaminian ma grupę karboksylową (\\ce{-COOH}). Odcięcie amidu → glutaminian + \\ce{NH3}.
\n
⚠️ Uwaga: Nerki też wydalają \\ce{NH4+} do moczu, ale nie mają pełnego cyklu mocznikowego - nie są w stanie przetworzyć dużych ilości amoniaku. Wątroba to jedyny narząd z pełnym cyklem ornitynowym.
\n
⚠️ Uwaga: Piszemy "cykl mocznikowy" lub "cykl ornitynowy" - obie nazwy poprawne na maturze. NIE "cykl Krebsa" (to cykl kwasu cytrynowego, zupełnie inny!).
"}]}