{"id":"biologia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad/18.1","paper_id":"biologia-2016-maj-matura-rozszerzona","number":"18.1","points":1,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2016,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 18.1. (0-1)\nUzupełnij schemat ilustrujący skutki różnych substytucji, do których mogło dojść\nw opisanej sekwencji. Wpisz w pola 1.-3. odpowiednie sekwencje DNA.","answer":null,"answer_text":"18.1. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nV. Rozumowanie i argumentacja. Zdający\n[…] wyjaśnia zależności przyczynowo-\nskutkowe […].\nI. Poznanie świata organizmów\nna różnych poziomach organizacji życia.\nZdający […] przedstawia i wyjaśnia\nprocesy […] biologiczne.\nIV. Poszukiwanie, wykorzystanie\ni tworzenie informacji. Zdający odczytuje\n[…] i przetwarza informacje.\nVI. Genetyka i biotechnologia.\n3. Informacja genetyczna i jej ekspresja.\nZdający:\n1) wyjaśnia sposób kodowania porządku\naminokwasów w białku za pomocą\nkolejności nukleotydów w DNA, posługuje\nsię tabelą kodu genetycznego.\n6. Zmienność genetyczna. Zdający:\n5) rozróżnia mutacje genowe: punktowe [ ]\ni określa ich możliwe skutki.\nSchemat punktowania\n1 p. - za prawidłowe uzupełnienie na schemacie wszystkich trzech kodonów.\n0 p. - za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.\nRozwiązanie","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n| Pole | Typ mutacji | Sekwencja kodująca (5'→3') | Kodon mRNA | Skutek |\n| **1** | nonsensowna | **5' TGA 3'** | UGA | kodon STOP → zakończenie translacji |\n| **2** | zmiany sensu | **5' TGG 3'** | UGG | tryptofan (Trp) |\n| **3** | milcząca | **5' TGC 3'** | UGC | cysteina (Cys) - bez zmiany aminokwasu |\n\n## Sposób 1 - Mechanizm przez mRNA i kod genetyczny (karta wzorów str. 5)\n\n**Krok 1: Ustalamy wyjściowy kodon mRNA z sekwencji kodującej**\n\nNic kodująca (sens) ma **tę samą sekwencję** co mRNA, tylko z T zamiast U:\n\n$$\\text{nic kodująca: } 5'\\text{ TGT }3' \\quad\\Longrightarrow\\quad \\text{mRNA: } 5'\\text{ UGU }3'$$\n\nZ tabeli kodu genetycznego (karta wzorów, str. 5): **UGU = cysteina (Cys)** ✓\n\n**Krok 2: Szukamy wszystkich substytucji pojedynczego nukleotydu w pozycjach 1, 2, 3**\n\nPozycja wyjściowa: `U-G-U`\n\n| Pozycja | Zmiana | Nowy kodon mRNA | Aminokwas / efekt |\n| 1: U→A | TGT→AGT | AGU | Ser - zmiana sensu, ale nie Trp ani STOP |\n| 1: U→C | TGT→CGT | CGU | Arg - zmiana sensu |\n| 1: U→G | TGT→GGT | GGU | Gly - zmiana sensu |\n| 2: G→A | TGT→TAT | UAU | Tyr - zmiana sensu |\n| 2: G→C | TGT→TCT | UCU | Ser - zmiana sensu |\n| 2: G→T | TGT→TTT | UUU | Phe - zmiana sensu |\n| **3: T→A** | **TGT→TGA** | **UGA** | **STOP** ← nonsensowna ✓ |\n| **3: T→G** | **TGT→TGG** | **UGG** | **Trp** ← zmiana sensu ✓ |\n| **3: T→C** | **TGT→TGC** | **UGC** | **Cys** ← milcząca ✓ |\n\n**Wniosek:** Wszystkie trzy szukane mutacje dotyczą **3. nukleotydu** (T→A, T→G, T→C). Pozycja 3. kodonu jest najbardziej zdegenerowana - \"chwiejna\" (ang. *wobble position*), co tłumaczy, dlaczego tutaj łatwo o mutację milczącą.\n\n## Sposób 2 - Dedukcja wstecz od skutku (od aminokwasu do sekwencji DNA)\n\nZamiast przeszukiwać wszystkie możliwości, idziemy **od wymaganego skutku → do kodonu mRNA → do nici kodującej**:\n\n**Pole 1 - mutacja nonsensowna (STOP):**\n- Kodony STOP: UAA, UAG, **UGA**\n- Które różni się od UGU tylko 1 nukleoteydem?\n- UGA: U-G-**A** vs U-G-**U** → zmiana pozycji 3 (U→A) ✓\n- UAA: U-**A**-**A** → 2 zmiany ✗\n- UAG: U-**A**-**G** → 2 zmiany ✗\n- Jedyna opcja: mRNA **UGA** → nic kodująca **5' TGA 3'**\n\n**Pole 2 - mutacja zmiany sensu → tryptofan:**\n- Trp ma **tylko jeden kodon**: UGG (wyjątek w kodzie genetycznym - aminokwas bez degeneracji!)\n- UGG vs UGU: U-G-**G** vs U-G-**U** → zmiana pozycji 3 (U→G) ✓ - jedna substytucja\n- nic kodująca: **5' TGG 3'**\n\n**Pole 3 - mutacja milcząca → cysteina:**\n- Cys ma dwa kodony: **UGU** i **UGC**\n- Wyjściowy to UGU, więc milcząca musi dać UGC: zmiana pozycji 3 (U→C) ✓\n- nic kodująca: **5' TGC 3'**\n\n## Sposób 3 - Weryfikacja przez komplementarność (nic matrycowa ↔ kodująca)\n\nSprawdzamy, czy nasze sekwencje są biologicznie spójne, budując pełny schemat transkrypcji:\n\nNic kodująca (sens): 5' TGA 3' → mRNA: 5' UGA 3' → STOP ✓\nNic matrycowa: 3' ACT 5'\n\nNic kodująca (sens): 5' TGG 3' → mRNA: 5' UGG 3' → Trp ✓\nNic matrycowa: 3' ACC 5'\n\nNic kodująca (sens): 5' TGC 3' → mRNA: 5' UGC 3' → Cys ✓\nNic matrycowa: 3' ACG 5'\n\nKażda sekwencja jest komplementarna do nici matrycowej zgodnie z regułą Chargaffa (A-T, G-C) → weryfikacja poprawna.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> **1 pkt** - za prawidlowe uzupelnienie na schemacie **wszystkich trzech** kodonow (sekwencji DNA nici kodujacej).\n>\n> **0 pkt** - kazda inna odpowiedz lub brak odpowiedzi.\n>\n> Rozwiazanie CKE (kodon wyjsciowy TGT - cysteina): **1. TGA** (mutacja nonsensowna - zakonczenie translacji); **2. TGG** (mutacja zmiany sensu - tryptofan); **3. TGC** (mutacja milczaca - cysteina).\n\n## Wzory z karty CKE - czego używamy\n\n> 📖 **Karta wzorów CKE str. 5 - Kod genetyczny (tabela 64 kodonów):**\n> - **UGU** = Cys (cysteina) - punkt wyjścia\n> - **UGC** = Cys (cysteina) - mutacja milcząca ← ta sama kolumna, inna 3. zasada\n> - **UGG** = Trp (tryptofan) - **jedyny kodon Trp** w całej tabeli (ważne!)\n> - **UGA** = STOP - jeden z trzech kodonów stop (UAA, UAG, UGA)\n>\n> Strategia na egzaminie: zaznaczasz w tabeli wyjściowy kodon UGU, a potem przesuwasz się o jedno pole w obrębie tej samej \"komórki\" tabeli - widzisz od razu UGC (Cys) i UGG (Trp). UGA leży tuż obok w tabeli → identyfikacja jednym spojrzeniem.\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nic kodująca ≠ nic matrycowa! Nic kodująca (sens) ma **tę samą sekwencję co mRNA** (T zamiast U). Najczęstszy błąd: uczeń traktuje podaną sekwencję TGT jako matrycową i buduje mRNA przez komplementarność → dostaje ACA zamiast UGU → cały schemat jest błędny od podstaw.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Tryptofan (Trp) ma **tylko jeden kodon** - UGG. To wyjątek w kodzie genetycznym (kod jest zdegenerowany, ale nie dla Trp i Met). Na maturze często pojawia się właśnie Trp lub Met, bo eliminuje problem \"którego kodonu użyć\".\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Mutacja nonsensowna w tym przypadku to TGA, nie TAA ani TAG - te ostatnie różnią się od TGT **dwiema** zasadami, więc nie są substytucją pojedynczego nukleotydu. Uczeń musi sprawdzić liczbę zmian.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie wpisuj sekwencji mRNA (z U) - zadanie pyta o sekwencję **DNA** nici kodującej (z T). Odpowiedź \"UGA\" zamiast \"TGA\" = 0 punktów.","image":"img/biologia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad-18.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":17,"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":"<p>Zadanie 18.1. (0-1)<br>Uzupełnij schemat ilustrujący skutki różnych substytucji, do których mogło dojść<br>w opisanej sekwencji. Wpisz w pola 1.-3. odpowiednie sekwencje DNA.</p>","answer_text_html":"<p>18.1. (0-1)<br>Wymagania ogólne<br>Wymagania szczegółowe<br>V. Rozumowanie i argumentacja. Zdający<br>[…] wyjaśnia zależności przyczynowo-<br>skutkowe […].<br>I. Poznanie świata organizmów<br>na różnych poziomach organizacji życia.<br>Zdający […] przedstawia i wyjaśnia<br>procesy […] biologiczne.<br>IV. Poszukiwanie, wykorzystanie<br>i tworzenie informacji. Zdający odczytuje<br>[…] i przetwarza informacje.<br>VI. Genetyka i biotechnologia.</p>\n<ol><li>Informacja genetyczna i jej ekspresja.</li></ol>\n<p>Zdający:</p>\n<ol><li>wyjaśnia sposób kodowania porządku</li></ol>\n<p>aminokwasów w białku za pomocą<br>kolejności nukleotydów w DNA, posługuje<br>się tabelą kodu genetycznego.</p>\n<ol><li>Zmienność genetyczna. Zdający:</li><li>rozróżnia mutacje genowe: punktowe [ ]</li></ol>\n<p>i określa ich możliwe skutki.<br>Schemat punktowania<br>1 p. - za prawidłowe uzupełnienie na schemacie wszystkich trzech kodonów.<br>0 p. - za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.<br>Rozwiązanie</p>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź</h4>\n<p>| Pole | Typ mutacji | Sekwencja kodująca (5&#x27;→3&#x27;) | Kodon mRNA | Skutek |<br>| <strong>1</strong> | nonsensowna | <strong>5&#x27; TGA 3&#x27;</strong> | UGA | kodon STOP → zakończenie translacji |<br>| <strong>2</strong> | zmiany sensu | <strong>5&#x27; TGG 3&#x27;</strong> | UGG | tryptofan (Trp) |<br>| <strong>3</strong> | milcząca | <strong>5&#x27; TGC 3&#x27;</strong> | UGC | cysteina (Cys) - bez zmiany aminokwasu |</p>\n<h4>Sposób 1 - Mechanizm przez mRNA i kod genetyczny (karta wzorów str. 5)</h4>\n<p><strong>Krok 1: Ustalamy wyjściowy kodon mRNA z sekwencji kodującej</strong></p>\n<p>Nic kodująca (sens) ma <strong>tę samą sekwencję</strong> co mRNA, tylko z T zamiast U:</p>\n<p>$$\\text{nic kodująca: } 5&#x27;\\text{ TGT }3&#x27; \\quad\\Longrightarrow\\quad \\text{mRNA: } 5&#x27;\\text{ UGU }3&#x27;$$</p>\n<p>Z tabeli kodu genetycznego (karta wzorów, str. 5): <strong>UGU = cysteina (Cys)</strong> ✓</p>\n<p><strong>Krok 2: Szukamy wszystkich substytucji pojedynczego nukleotydu w pozycjach 1, 2, 3</strong></p>\n<p>Pozycja wyjściowa: <code>U-G-U</code></p>\n<p>| Pozycja | Zmiana | Nowy kodon mRNA | Aminokwas / efekt |<br>| 1: U→A | TGT→AGT | AGU | Ser - zmiana sensu, ale nie Trp ani STOP |<br>| 1: U→C | TGT→CGT | CGU | Arg - zmiana sensu |<br>| 1: U→G | TGT→GGT | GGU | Gly - zmiana sensu |<br>| 2: G→A | TGT→TAT | UAU | Tyr - zmiana sensu |<br>| 2: G→C | TGT→TCT | UCU | Ser - zmiana sensu |<br>| 2: G→T | TGT→TTT | UUU | Phe - zmiana sensu |<br>| <strong>3: T→A</strong> | <strong>TGT→TGA</strong> | <strong>UGA</strong> | <strong>STOP</strong> ← nonsensowna ✓ |<br>| <strong>3: T→G</strong> | <strong>TGT→TGG</strong> | <strong>UGG</strong> | <strong>Trp</strong> ← zmiana sensu ✓ |<br>| <strong>3: T→C</strong> | <strong>TGT→TGC</strong> | <strong>UGC</strong> | <strong>Cys</strong> ← milcząca ✓ |</p>\n<p><strong>Wniosek:</strong> Wszystkie trzy szukane mutacje dotyczą <strong>3. nukleotydu</strong> (T→A, T→G, T→C). Pozycja 3. kodonu jest najbardziej zdegenerowana - &quot;chwiejna&quot; (ang. <em>wobble position</em>), co tłumaczy, dlaczego tutaj łatwo o mutację milczącą.</p>\n<h4>Sposób 2 - Dedukcja wstecz od skutku (od aminokwasu do sekwencji DNA)</h4>\n<p>Zamiast przeszukiwać wszystkie możliwości, idziemy <strong>od wymaganego skutku → do kodonu mRNA → do nici kodującej</strong>:</p>\n<p><strong>Pole 1 - mutacja nonsensowna (STOP):</strong></p>\n<ul><li>Kodony STOP: UAA, UAG, <strong>UGA</strong></li><li>Które różni się od UGU tylko 1 nukleoteydem?</li><li>UGA: U-G-<strong>A</strong> vs U-G-<strong>U</strong> → zmiana pozycji 3 (U→A) ✓</li><li>UAA: U-<strong>A</strong>-<strong>A</strong> → 2 zmiany ✗</li><li>UAG: U-<strong>A</strong>-<strong>G</strong> → 2 zmiany ✗</li><li>Jedyna opcja: mRNA <strong>UGA</strong> → nic kodująca <strong>5&#x27; TGA 3&#x27;</strong></li></ul>\n<p><strong>Pole 2 - mutacja zmiany sensu → tryptofan:</strong></p>\n<ul><li>Trp ma <strong>tylko jeden kodon</strong>: UGG (wyjątek w kodzie genetycznym - aminokwas bez degeneracji!)</li><li>UGG vs UGU: U-G-<strong>G</strong> vs U-G-<strong>U</strong> → zmiana pozycji 3 (U→G) ✓ - jedna substytucja</li><li>nic kodująca: <strong>5&#x27; TGG 3&#x27;</strong></li></ul>\n<p><strong>Pole 3 - mutacja milcząca → cysteina:</strong></p>\n<ul><li>Cys ma dwa kodony: <strong>UGU</strong> i <strong>UGC</strong></li><li>Wyjściowy to UGU, więc milcząca musi dać UGC: zmiana pozycji 3 (U→C) ✓</li><li>nic kodująca: <strong>5&#x27; TGC 3&#x27;</strong></li></ul>\n<h4>Sposób 3 - Weryfikacja przez komplementarność (nic matrycowa ↔ kodująca)</h4>\n<p>Sprawdzamy, czy nasze sekwencje są biologicznie spójne, budując pełny schemat transkrypcji:</p>\n<p>Nic kodująca (sens): 5&#x27; TGA 3&#x27; → mRNA: 5&#x27; UGA 3&#x27; → STOP ✓<br>Nic matrycowa: 3&#x27; ACT 5&#x27;</p>\n<p>Nic kodująca (sens): 5&#x27; TGG 3&#x27; → mRNA: 5&#x27; UGG 3&#x27; → Trp ✓<br>Nic matrycowa: 3&#x27; ACC 5&#x27;</p>\n<p>Nic kodująca (sens): 5&#x27; TGC 3&#x27; → mRNA: 5&#x27; UGC 3&#x27; → Cys ✓<br>Nic matrycowa: 3&#x27; ACG 5&#x27;</p>\n<p>Każda sekwencja jest komplementarna do nici matrycowej zgodnie z regułą Chargaffa (A-T, G-C) → weryfikacja poprawna.</p>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<blockquote><strong>1 pkt</strong> - za prawidlowe uzupelnienie na schemacie <strong>wszystkich trzech</strong> kodonow (sekwencji DNA nici kodujacej).<br><br><strong>0 pkt</strong> - kazda inna odpowiedz lub brak odpowiedzi.<br><br>Rozwiazanie CKE (kodon wyjsciowy TGT - cysteina): <strong>1. TGA</strong> (mutacja nonsensowna - zakonczenie translacji); <strong>2. TGG</strong> (mutacja zmiany sensu - tryptofan); <strong>3. TGC</strong> (mutacja milczaca - cysteina).</blockquote>\n<h4>Wzory z karty CKE - czego używamy</h4>\n<blockquote>📖 <strong>Karta wzorów CKE str. 5 - Kod genetyczny (tabela 64 kodonów):</strong><br>- <strong>UGU</strong> = Cys (cysteina) - punkt wyjścia<br>- <strong>UGC</strong> = Cys (cysteina) - mutacja milcząca ← ta sama kolumna, inna 3. zasada<br>- <strong>UGG</strong> = Trp (tryptofan) - <strong>jedyny kodon Trp</strong> w całej tabeli (ważne!)<br>- <strong>UGA</strong> = STOP - jeden z trzech kodonów stop (UAA, UAG, UGA)<br><br>Strategia na egzaminie: zaznaczasz w tabeli wyjściowy kodon UGU, a potem przesuwasz się o jedno pole w obrębie tej samej &quot;komórki&quot; tabeli - widzisz od razu UGC (Cys) i UGG (Trp). UGA leży tuż obok w tabeli → identyfikacja jednym spojrzeniem.</blockquote>\n<h4>Typowe pułapki i uwaga</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Nic kodująca ≠ nic matrycowa! Nic kodująca (sens) ma <strong>tę samą sekwencję co mRNA</strong> (T zamiast U). Najczęstszy błąd: uczeń traktuje podaną sekwencję TGT jako matrycową i buduje mRNA przez komplementarność → dostaje ACA zamiast UGU → cały schemat jest błędny od podstaw.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Tryptofan (Trp) ma <strong>tylko jeden kodon</strong> - UGG. To wyjątek w kodzie genetycznym (kod jest zdegenerowany, ale nie dla Trp i Met). Na maturze często pojawia się właśnie Trp lub Met, bo eliminuje problem &quot;którego kodonu użyć&quot;.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Mutacja nonsensowna w tym przypadku to TGA, nie TAA ani TAG - te ostatnie różnią się od TGT <strong>dwiema</strong> zasadami, więc nie są substytucją pojedynczego nukleotydu. Uczeń musi sprawdzić liczbę zmian.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Nie wpisuj sekwencji mRNA (z U) - zadanie pyta o sekwencję <strong>DNA</strong> nici kodującej (z T). Odpowiedź &quot;UGA&quot; zamiast &quot;TGA&quot; = 0 punktów.</blockquote>"}]}