{"id":"biologia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad/15","paper_id":"biologia-2016-maj-matura-rozszerzona","number":"15","points":2,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2016,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 15. (0-2)\nRozkład lipidów w tkance tłuszczowej katalizowany jest przez lipazę triacyloglicerolową,\nktórej aktywność jest regulowana hormonalnie.\nNa schemacie przedstawiono mechanizm aktywacji i dezaktywacji lipazy triacyloglicerolowej.\nNa podstawie: B.D. Hamsen, N.M. Hooper, Krótkie wykłady. Biochemia, Warszawa 2007.\nNa podstawie analizy schematu opisz dwa przedstawione tam sposoby hamującego\nwpływu insuliny na rozkład lipidów.\n1\n2\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n14.1.\n14.2.\n14.3.\n15.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n2\nUzyskana liczba pkt\nMBI_1R","answer":null,"answer_text":null,"solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Insulina hamuje rozkład lipidów na dwa sposoby:**\n\n1. **Hamuje wzrost stężenia cAMP** → mniej kinazy białkowej zostaje aktywowana → lipaza pozostaje nieaktywna (niesfosforylowana).\n2. **Pobudza defosforylację aktywnej lipazy** → odłączenie reszty fosforanowej (\\(\\text{P}_i\\)) → lipaza wraca do formy nieaktywnej.\n\n## Sposób 1 - Śledzenie sygnału przez kaskadę (od góry schematu)\n\nSchemat pokazuje kaskadę sygnałową \"od góry do dołu\":\n\nHormony (glukagon / adrenalina / noradrenalina)\n↓ (+)\ncAMP ← insulina hamuje (-) jego wzrost\n↓\nKinaza białkowa (ATP → ADP)\n↓\nNieaktywna lipaza → [fosforylacja] → Aktywna lipaza → rozkład lipidów\n\n**Punkt hamowania #1 - insulina na poziomie cAMP:**\n\n- cAMP pełni rolę \"przekaźnika drugorzędowego\" - im więcej cAMP, tym więcej aktywnej kinazy białkowej.\n- Insulina **obniża stężenie cAMP** (hamuje jego wzrost).\n- Skutek: kinaza białkowa pozostaje nieaktywna → lipaza **nie zostaje ufosforylowana** → pozostaje w formie nieaktywnej → **rozkład lipidów nie zachodzi**.\n\n**Punkt hamowania #2 - insulina na poziomie lipazy:**\n\n- Insulina **aktywuje fosfatazę** (pobudza defosforylację - oznaczone na schemacie (+) przy strzałce \"odłączanie \\(\\text{P}_i\\)\").\n- Skutek: aktywna (ufosforylowana) lipaza traci resztę fosforanową → wraca do formy **nieaktywnej** → rozkład lipidów jest hamowany.\n\n**Wniosek biologiczny:** insulina atakuje kaskadę na **dwóch niezależnych poziomach** - upstream (cAMP) i downstream (sama lipaza) - co zapewnia podwójne zabezpieczenie przed lipolizą.\n\n## Sposób 2 - Analiza przez aktywność enzymu (jakie warunki musi spełniać lipaza, żeby działać)\n\nZadajemy sobie pytanie: **co jest wymagane, żeby lipaza była aktywna?**\n\n> Lipaza musi być **ufosforylowana** (ma przyłączoną resztę fosforanową \\(\\text{P}_i\\)).\n\nDwa sposoby, by to **uniemożliwić / cofnąć**:\n\n| Mechanizm | Co robi insulina | Efekt dla lipazy |\n| **Blokada fosforylacji** | Hamuje wzrost cAMP → kinaza białkowa nieaktywna → brak donora fosforanu | Lipaza pozostaje nieufosforylowana = nieaktywna |\n| **Wymuszenie defosforylacji** | Pobudza fosfatazę → odcięcie \\(\\text{P}_i\\) od aktywnej lipazy | Aktywna lipaza wraca do formy nieaktywnej |\n\nOba mechanizmy prowadzą do tego samego stanu końcowego: **brak aktywnej lipazy → brak lipolizy**.\n\n## Sposób 3 - Analogia z \"włącznikiem i wyłącznikiem\"\n\nPomaga zapamiętać mechanizm przez metaforę:\n\n- **cAMP** to \"przełącznik główny\" dla całej kaskady. Insulina **wyłącza przełącznik** - gasi prąd zanim dotrze do lipazy.\n- **Defosforylacja lipazy** to \"wyłącznik lokalny\" - nawet jeśli lipaza zdążyła się włączyć (ufosforylować), insulina **wyłącza ją bezpośrednio**.\n\nRazem: insulina ma **i bezpiecznik główny, i wyłącznik lokalny** - niezwykle skuteczna regulacja antylipolityyczna (np. po posiłku bogatym w węglowodany, gdy insulina rośnie, organizm ZATRZYMUJE spalanie tłuszczów i przestawia się na glikogen/glukozę).\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> **2 pkt** - za opisanie **dwoch** przedstawionych na schemacie sposobow hamujacego wplywu insuliny na rozklad lipidow: (1) przez **defosforylacje aktywnej lipazy** oraz (2) przez **hamowanie fosforylacji** jej nieaktywnej formy.\n>\n> **1 pkt** - za opisanie tylko jednego z tych sposobow.\n>\n> **0 pkt** - odpowiedz niespelniajaca wymagan lub brak odpowiedzi.\n\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć\n\n> 📖 **Karta wzorów CKE str. 4 - Hydroliza ATP:**\n> \\[\\ce{ATP + H2O -> ADP + P_i + H+}\\]\n> Użyliśmy w Sposobie 1 - kinaza białkowa wykorzystuje **ATP jako donor grupy fosforanowej** (przenosi \\(\\text{P}_i\\) na lipazę). Schemat zaznacza \"ATP → ADP\" przy strzałce fosforylacji lipazy - to właśnie ta reakcja.\n\nW tym zadaniu **nie korzystamy** z Hardy-Weinberga, kodu genetycznego ani potencjału wody - wystarczy znajomość kaskady cAMP i regulacji hormonalnej.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Uczeń często pisze tylko jeden mechanizm (najczęściej cAMP), zapominając o **bezpośredniej defosforylacji lipazy** przez insulinę - to drugi, osobny punkt na schemacie!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Pisanie \"insulina blokuje kinazę białkową\" jest **zbyt uproszczone i mylące** - insulina blokuje **cAMP**, a kinaza staje się nieaktywna jako skutek, nie jako bezpośredni cel insuliny. Klucz może nie uznać zbyt ogólnego sformułowania.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić kierunków: glukagon/adrenalina **pobudzają** lipolizę (wzrost cAMP → aktywacja lipazy); insulina działa **antagonistycznie**. Błędne przypisanie kierunku działania = 0 pkt za dany mechanizm.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \"Defosforylacja\" ≠ \"fosforylacja\" - te słowa są odwrotne. Defosforylacja = **odłączenie** \\(\\text{P}_i\\) = dezaktywacja lipazy. Fosforylacja = **przyłączenie** \\(\\text{P}_i\\) = aktywacja lipazy.","image":"img/biologia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad-15.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":15,"source":"maturazai","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2016 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 15. (0-2)<br>Rozkład lipidów w tkance tłuszczowej katalizowany jest przez lipazę triacyloglicerolową,<br>której aktywność jest regulowana hormonalnie.<br>Na schemacie przedstawiono mechanizm aktywacji i dezaktywacji lipazy triacyloglicerolowej.<br>Na podstawie: B.D. Hamsen, N.M. Hooper, Krótkie wykłady. Biochemia, Warszawa 2007.<br>Na podstawie analizy schematu opisz dwa przedstawione tam sposoby hamującego<br>wpływu insuliny na rozkład lipidów.<br>1<br>2<br>Wypełnia<br>egzaminator<br>Nr zadania<br>14.1.<br>14.2.<br>14.3.<br>15.<br>Maks. liczba pkt<br>1<br>1<br>1<br>2<br>Uzyskana liczba pkt<br>MBI_1R</p>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź</h4>\n<p><strong>Insulina hamuje rozkład lipidów na dwa sposoby:</strong></p>\n<ol><li><strong>Hamuje wzrost stężenia cAMP</strong> → mniej kinazy białkowej zostaje aktywowana → lipaza pozostaje nieaktywna (niesfosforylowana).</li><li><strong>Pobudza defosforylację aktywnej lipazy</strong> → odłączenie reszty fosforanowej (\\(\\text{P}_i\\)) → lipaza wraca do formy nieaktywnej.</li></ol>\n<h4>Sposób 1 - Śledzenie sygnału przez kaskadę (od góry schematu)</h4>\n<p>Schemat pokazuje kaskadę sygnałową &quot;od góry do dołu&quot;:</p>\n<p>Hormony (glukagon / adrenalina / noradrenalina)<br>↓ (+)<br>cAMP ← insulina hamuje (-) jego wzrost<br>↓<br>Kinaza białkowa (ATP → ADP)<br>↓<br>Nieaktywna lipaza → [fosforylacja] → Aktywna lipaza → rozkład lipidów</p>\n<p><strong>Punkt hamowania #1 - insulina na poziomie cAMP:</strong></p>\n<ul><li>cAMP pełni rolę &quot;przekaźnika drugorzędowego&quot; - im więcej cAMP, tym więcej aktywnej kinazy białkowej.</li><li>Insulina <strong>obniża stężenie cAMP</strong> (hamuje jego wzrost).</li><li>Skutek: kinaza białkowa pozostaje nieaktywna → lipaza <strong>nie zostaje ufosforylowana</strong> → pozostaje w formie nieaktywnej → <strong>rozkład lipidów nie zachodzi</strong>.</li></ul>\n<p><strong>Punkt hamowania #2 - insulina na poziomie lipazy:</strong></p>\n<ul><li>Insulina <strong>aktywuje fosfatazę</strong> (pobudza defosforylację - oznaczone na schemacie (+) przy strzałce &quot;odłączanie \\(\\text{P}_i\\)&quot;).</li><li>Skutek: aktywna (ufosforylowana) lipaza traci resztę fosforanową → wraca do formy <strong>nieaktywnej</strong> → rozkład lipidów jest hamowany.</li></ul>\n<p><strong>Wniosek biologiczny:</strong> insulina atakuje kaskadę na <strong>dwóch niezależnych poziomach</strong> - upstream (cAMP) i downstream (sama lipaza) - co zapewnia podwójne zabezpieczenie przed lipolizą.</p>\n<h4>Sposób 2 - Analiza przez aktywność enzymu (jakie warunki musi spełniać lipaza, żeby działać)</h4>\n<p>Zadajemy sobie pytanie: <strong>co jest wymagane, żeby lipaza była aktywna?</strong></p>\n<blockquote>Lipaza musi być <strong>ufosforylowana</strong> (ma przyłączoną resztę fosforanową \\(\\text{P}_i\\)).</blockquote>\n<p>Dwa sposoby, by to <strong>uniemożliwić / cofnąć</strong>:</p>\n<p>| Mechanizm | Co robi insulina | Efekt dla lipazy |<br>| <strong>Blokada fosforylacji</strong> | Hamuje wzrost cAMP → kinaza białkowa nieaktywna → brak donora fosforanu | Lipaza pozostaje nieufosforylowana = nieaktywna |<br>| <strong>Wymuszenie defosforylacji</strong> | Pobudza fosfatazę → odcięcie \\(\\text{P}_i\\) od aktywnej lipazy | Aktywna lipaza wraca do formy nieaktywnej |</p>\n<p>Oba mechanizmy prowadzą do tego samego stanu końcowego: <strong>brak aktywnej lipazy → brak lipolizy</strong>.</p>\n<h4>Sposób 3 - Analogia z &quot;włącznikiem i wyłącznikiem&quot;</h4>\n<p>Pomaga zapamiętać mechanizm przez metaforę:</p>\n<ul><li><strong>cAMP</strong> to &quot;przełącznik główny&quot; dla całej kaskady. Insulina <strong>wyłącza przełącznik</strong> - gasi prąd zanim dotrze do lipazy.</li><li><strong>Defosforylacja lipazy</strong> to &quot;wyłącznik lokalny&quot; - nawet jeśli lipaza zdążyła się włączyć (ufosforylować), insulina <strong>wyłącza ją bezpośrednio</strong>.</li></ul>\n<p>Razem: insulina ma <strong>i bezpiecznik główny, i wyłącznik lokalny</strong> - niezwykle skuteczna regulacja antylipolityyczna (np. po posiłku bogatym w węglowodany, gdy insulina rośnie, organizm ZATRZYMUJE spalanie tłuszczów i przestawia się na glikogen/glukozę).</p>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<blockquote><strong>2 pkt</strong> - za opisanie <strong>dwoch</strong> przedstawionych na schemacie sposobow hamujacego wplywu insuliny na rozklad lipidow: (1) przez <strong>defosforylacje aktywnej lipazy</strong> oraz (2) przez <strong>hamowanie fosforylacji</strong> jej nieaktywnej formy.<br><br><strong>1 pkt</strong> - za opisanie tylko jednego z tych sposobow.<br><br><strong>0 pkt</strong> - odpowiedz niespelniajaca wymagan lub brak odpowiedzi.</blockquote>\n<h4>Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć</h4>\n<blockquote>📖 <strong>Karta wzorów CKE str. 4 - Hydroliza ATP:</strong><br>\\[\\ce{ATP + H2O -&gt; ADP + P_i + H+}\\]<br>Użyliśmy w Sposobie 1 - kinaza białkowa wykorzystuje <strong>ATP jako donor grupy fosforanowej</strong> (przenosi \\(\\text{P}_i\\) na lipazę). Schemat zaznacza &quot;ATP → ADP&quot; przy strzałce fosforylacji lipazy - to właśnie ta reakcja.</blockquote>\n<p>W tym zadaniu <strong>nie korzystamy</strong> z Hardy-Weinberga, kodu genetycznego ani potencjału wody - wystarczy znajomość kaskady cAMP i regulacji hormonalnej.</p>\n<h4>Typowe pułapki i uwagi</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Uczeń często pisze tylko jeden mechanizm (najczęściej cAMP), zapominając o <strong>bezpośredniej defosforylacji lipazy</strong> przez insulinę - to drugi, osobny punkt na schemacie!</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Pisanie &quot;insulina blokuje kinazę białkową&quot; jest <strong>zbyt uproszczone i mylące</strong> - insulina blokuje <strong>cAMP</strong>, a kinaza staje się nieaktywna jako skutek, nie jako bezpośredni cel insuliny. Klucz może nie uznać zbyt ogólnego sformułowania.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Nie mylić kierunków: glukagon/adrenalina <strong>pobudzają</strong> lipolizę (wzrost cAMP → aktywacja lipazy); insulina działa <strong>antagonistycznie</strong>. Błędne przypisanie kierunku działania = 0 pkt za dany mechanizm.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> &quot;Defosforylacja&quot; ≠ &quot;fosforylacja&quot; - te słowa są odwrotne. Defosforylacja = <strong>odłączenie</strong> \\(\\text{P}_i\\) = dezaktywacja lipazy. Fosforylacja = <strong>przyłączenie</strong> \\(\\text{P}_i\\) = aktywacja lipazy.</blockquote>"}]}