{"id":"biologia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad/2.2","paper_id":"biologia-2016-maj-matura-rozszerzona","number":"2.2","points":1,"ptype":"closed","subject":"biologia","category":"matura","year":2016,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 2.2. (0-1)\nZaznacz wśród wymienionych elementów budowy mitochondrium ten, w którym\nwystępuje aktywna syntaza ATP.\nA. błona zewnętrzna\nB. przestrzeń międzybłonowa\nC. błona wewnętrzna\nD. matriks (macierz)","answer":"C","answer_text":"2.2. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Poznanie świata organizmów\nna różnych poziomach organizacji życia.\nZdający […] przedstawia i wyjaśnia\nprocesy […] biologiczne, przedstawia\nzwiązki między strukturą a funkcją na\nróżnych poziomach organizacji\nżycia […].\nII. Budowa i funkcjonowanie komórki.\nZdający:\n4) opisuje budowę i funkcje mitochondriów\n[…].\nIII. Metabolizm.\n3. Oddychanie wewnątrzkomórkowe. Zdający:\n3) opisuje na podstawie schematu przebieg [ ]\nłańcucha oddechowego; podaje miejsce\nzachodzenia tych procesów w komórce\n4) wyjaśnia […] mechanizm syntezy ATP.\nSchemat punktowania\n1 p. - za wskazanie błony wewnętrznej jako miejsca lokalizacji aktywnej syntazy ATP\nw mitochondrium.\n0 p. - za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nC","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Błona wewnętrzna** (grzebienie mitochondrialne / cristae) - to tutaj zakotwiczona jest aktywna syntaza ATP (kompleks V łańcucha oddechowego).\n\n## Sposób 1 - Mechanizm chemiosmotyczny krok po kroku\n\nSyntaza ATP to enzym działający **dzięki gradientowi protonowemu** (\\(\\Delta\\mu_{H^+}\\)), który wytwarza się po **obu stronach błony wewnętrznej**:\n\n1. **Łańcuch oddechowy (kompleksy I-IV)** pompuje \\(\\ce{H+}\\) z **macierzy → przestrzeń międzybłonową** przez błonę wewnętrzną.\n2. Gradient stężeń \\(\\ce{H+}\\) sprawia, że protony \"chcą\" wracać do macierzy.\n3. Jedyną drogą powrotu jest kanał \\(\\text{F}_0\\) syntazy ATP, osadzonej właśnie **w błonie wewnętrznej**.\n4. Przepływ \\(\\ce{H+}\\) przez \\(\\text{F}_0\\) obraca podjednostkę \\(\\gamma\\) w \\(\\text{F}_1\\) (w macierzy) → konformacja białka syntetyzuje \\(\\ce{ADP + P_i -> ATP}\\).\n\n**Wniosek:** Aktywna syntaza ATP MUSI być w błonie wewnętrznej, bo tylko tam istnieje gradient protonowy, którego energię wykorzystuje.\n\n## Sposób 2 - Eliminacja pozostałych elementów\n\n| Element mitochondrium | Dlaczego NIE ma tu syntazy ATP |\n| **Błona zewnętrzna** | Przepuszczalna dla małych cząsteczek (poryny/VDAC) - nie wytwarza gradientu \\(\\ce{H+}\\); brak łańcucha oddechowego |\n| **Przestrzeń międzybłonowa** | To wodna przestrzeń - syntaza to białko integralne błony, nie pływa w roztworze |\n| **Macierz** | Tu zachodzi cykl Krebsa i β-oksydacja; podjednostka \\(\\text{F}_1\\) syntazy jedynie **wystaje** do macierzy, ale kotwica \\(\\text{F}_0\\) siedzi w błonie |\n\nSkoro każda inna lokalizacja jest wykluczona mechanizmem - pozostaje wyłącznie **błona wewnętrzna**.\n\n## Sposób 3 - Analogia strukturalna: chloroplast vs. mitochondrium\n\nSyntaza ATP pojawia się zawsze **tam, gdzie budowany jest gradient elektrochemiczny protonów**:\n\n| Organellum | Gdzie gradient \\(\\ce{H+}\\)? | Gdzie syntaza ATP? |\n| **Mitochondrium** | Błona wewnętrzna (cristae) | Błona wewnętrzna |\n| **Chloroplast** | Błona tylakoidu | Błona tylakoidu |\n\nTa analogia pokazuje **zasadę ogólną**: syntaza ATP = tam gdzie błona oddziela dwa kompartmenty z różnym pH. W mitochondrium → błona wewnętrzna oddziela macierz (pH ~7,9) od przestrzeni międzybłonowej (pH ~7,0).\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> **1 pkt** - za wskazanie **blony wewnetrznej** (odpowiedz C) jako miejsca lokalizacji aktywnej syntazy ATP w mitochondrium.\n>\n> **0 pkt** - kazda inna odpowiedz 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> Reakcja odwrotna to **synteza ATP** przez syntazę - warto pamiętać kierunek w kontekście chemiosmozy.\n\nW tym zadaniu **nie korzystamy bezpośrednio z karty wzorów** - wystarczy znajomość budowy mitochondrium i mechanizmu chemiosmotycznego. Karta wzorów przyda się w zadaniach o obliczeniach związanych z ATP lub potencjałem wody.\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Wariant | Typowy błąd ucznia |\n| **Błona zewnętrzna** | Uczeń myli \"błona = aktywna metabolicznie\" - tymczasem błona zewnętrzna jest bierna (VDAC/poryny przepuszczają małe cząsteczki swobodnie) |\n| **Przestrzeń międzybłonowa** | Uczeń wie, że tu \"gromadzą się protony\" i błędnie umieszcza tam syntazę - tymczasem gradient jest **narzędziem** dla syntazy, nie jej lokalizacją |\n| **Macierz** | Uczeń kojarzy macierz z \"produkcją energii\" (tu jest cykl Krebsa) i przenosi to skojarzenie na syntazę ATP; zapomina, że \\(\\text{F}_1\\) to tylko katalityczna głowica, a zakotwiczenie \\(\\text{F}_0\\) = błona wewnętrzna |\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(\\text{F}_1\\) syntazy ATP **wystawia do macierzy** - uczniowie to widzą na schematach i odpowiadają \"macierz\". Ale **osadzenie enzymu** (kotwica \\(\\text{F}_0\\)) = błona wewnętrzna - i to decyduje o lokalizacji.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Grzebienie mitochondrialne (cristae) to **fałdy błony wewnętrznej**, NIE oddzielna struktura. Jeśli lista opcji zawiera \"grzebienie\" - to równoznaczne z \"błona wewnętrzna\" i jest akceptowane przez CKE.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić z **błoną zewnętrzną** - ona zawiera poryny (VDAC) i jest przepuszczalna; syntazy ATP tam nie ma, bo nie ma gradientu.","image":"img/biologia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad-2.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":3,"source":"ocr","answer_source":"zadaniazmatur","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 2.2. (0-1)<br>Zaznacz wśród wymienionych elementów budowy mitochondrium ten, w którym<br>występuje aktywna syntaza ATP.<br>A. błona zewnętrzna<br>B. przestrzeń międzybłonowa<br>C. błona wewnętrzna<br>D. matriks (macierz)</p>","answer_text_html":"<p>2.2. (0-1)<br>Wymagania ogólne<br>Wymagania szczegółowe<br>I. Poznanie świata organizmów<br>na różnych poziomach organizacji życia.<br>Zdający […] przedstawia i wyjaśnia<br>procesy […] biologiczne, przedstawia<br>związki między strukturą a funkcją na<br>różnych poziomach organizacji<br>życia […].<br>II. Budowa i funkcjonowanie komórki.<br>Zdający:</p>\n<ol><li>opisuje budowę i funkcje mitochondriów</li></ol>\n<p>[…].<br>III. Metabolizm.</p>\n<ol><li>Oddychanie wewnątrzkomórkowe. Zdający:</li><li>opisuje na podstawie schematu przebieg [ ]</li></ol>\n<p>łańcucha oddechowego; podaje miejsce<br>zachodzenia tych procesów w komórce</p>\n<ol><li>wyjaśnia […] mechanizm syntezy ATP.</li></ol>\n<p>Schemat punktowania<br>1 p. - za wskazanie błony wewnętrznej jako miejsca lokalizacji aktywnej syntazy ATP<br>w mitochondrium.<br>0 p. - za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.<br>Rozwiązanie<br>C</p>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź</h4>\n<p><strong>Błona wewnętrzna</strong> (grzebienie mitochondrialne / cristae) - to tutaj zakotwiczona jest aktywna syntaza ATP (kompleks V łańcucha oddechowego).</p>\n<h4>Sposób 1 - Mechanizm chemiosmotyczny krok po kroku</h4>\n<p>Syntaza ATP to enzym działający <strong>dzięki gradientowi protonowemu</strong> (\\(\\Delta\\mu_{H^+}\\)), który wytwarza się po <strong>obu stronach błony wewnętrznej</strong>:</p>\n<ol><li><strong>Łańcuch oddechowy (kompleksy I-IV)</strong> pompuje \\(\\ce{H+}\\) z <strong>macierzy → przestrzeń międzybłonową</strong> przez błonę wewnętrzną.</li><li>Gradient stężeń \\(\\ce{H+}\\) sprawia, że protony &quot;chcą&quot; wracać do macierzy.</li><li>Jedyną drogą powrotu jest kanał \\(\\text{F}_0\\) syntazy ATP, osadzonej właśnie <strong>w błonie wewnętrznej</strong>.</li><li>Przepływ \\(\\ce{H+}\\) przez \\(\\text{F}_0\\) obraca podjednostkę \\(\\gamma\\) w \\(\\text{F}_1\\) (w macierzy) → konformacja białka syntetyzuje \\(\\ce{ADP + P_i -&gt; ATP}\\).</li></ol>\n<p><strong>Wniosek:</strong> Aktywna syntaza ATP MUSI być w błonie wewnętrznej, bo tylko tam istnieje gradient protonowy, którego energię wykorzystuje.</p>\n<h4>Sposób 2 - Eliminacja pozostałych elementów</h4>\n<p>| Element mitochondrium | Dlaczego NIE ma tu syntazy ATP |<br>| <strong>Błona zewnętrzna</strong> | Przepuszczalna dla małych cząsteczek (poryny/VDAC) - nie wytwarza gradientu \\(\\ce{H+}\\); brak łańcucha oddechowego |<br>| <strong>Przestrzeń międzybłonowa</strong> | To wodna przestrzeń - syntaza to białko integralne błony, nie pływa w roztworze |<br>| <strong>Macierz</strong> | Tu zachodzi cykl Krebsa i β-oksydacja; podjednostka \\(\\text{F}_1\\) syntazy jedynie <strong>wystaje</strong> do macierzy, ale kotwica \\(\\text{F}_0\\) siedzi w błonie |</p>\n<p>Skoro każda inna lokalizacja jest wykluczona mechanizmem - pozostaje wyłącznie <strong>błona wewnętrzna</strong>.</p>\n<h4>Sposób 3 - Analogia strukturalna: chloroplast vs. mitochondrium</h4>\n<p>Syntaza ATP pojawia się zawsze <strong>tam, gdzie budowany jest gradient elektrochemiczny protonów</strong>:</p>\n<p>| Organellum | Gdzie gradient \\(\\ce{H+}\\)? | Gdzie syntaza ATP? |<br>| <strong>Mitochondrium</strong> | Błona wewnętrzna (cristae) | Błona wewnętrzna |<br>| <strong>Chloroplast</strong> | Błona tylakoidu | Błona tylakoidu |</p>\n<p>Ta analogia pokazuje <strong>zasadę ogólną</strong>: syntaza ATP = tam gdzie błona oddziela dwa kompartmenty z różnym pH. W mitochondrium → błona wewnętrzna oddziela macierz (pH ~7,9) od przestrzeni międzybłonowej (pH ~7,0).</p>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<blockquote><strong>1 pkt</strong> - za wskazanie <strong>blony wewnetrznej</strong> (odpowiedz C) jako miejsca lokalizacji aktywnej syntazy ATP w mitochondrium.<br><br><strong>0 pkt</strong> - kazda inna odpowiedz 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>Reakcja odwrotna to <strong>synteza ATP</strong> przez syntazę - warto pamiętać kierunek w kontekście chemiosmozy.</blockquote>\n<p>W tym zadaniu <strong>nie korzystamy bezpośrednio z karty wzorów</strong> - wystarczy znajomość budowy mitochondrium i mechanizmu chemiosmotycznego. Karta wzorów przyda się w zadaniach o obliczeniach związanych z ATP lub potencjałem wody.</p>\n<h4>Dlaczego inne odpowiedzi są błędne</h4>\n<p>| Wariant | Typowy błąd ucznia |<br>| <strong>Błona zewnętrzna</strong> | Uczeń myli &quot;błona = aktywna metabolicznie&quot; - tymczasem błona zewnętrzna jest bierna (VDAC/poryny przepuszczają małe cząsteczki swobodnie) |<br>| <strong>Przestrzeń międzybłonowa</strong> | Uczeń wie, że tu &quot;gromadzą się protony&quot; i błędnie umieszcza tam syntazę - tymczasem gradient jest <strong>narzędziem</strong> dla syntazy, nie jej lokalizacją |<br>| <strong>Macierz</strong> | Uczeń kojarzy macierz z &quot;produkcją energii&quot; (tu jest cykl Krebsa) i przenosi to skojarzenie na syntazę ATP; zapomina, że \\(\\text{F}_1\\) to tylko katalityczna głowica, a zakotwiczenie \\(\\text{F}_0\\) = błona wewnętrzna |</p>\n<h4>Typowe pułapki i uwaga</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> \\(\\text{F}_1\\) syntazy ATP <strong>wystawia do macierzy</strong> - uczniowie to widzą na schematach i odpowiadają &quot;macierz&quot;. Ale <strong>osadzenie enzymu</strong> (kotwica \\(\\text{F}_0\\)) = błona wewnętrzna - i to decyduje o lokalizacji.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Grzebienie mitochondrialne (cristae) to <strong>fałdy błony wewnętrznej</strong>, NIE oddzielna struktura. Jeśli lista opcji zawiera &quot;grzebienie&quot; - to równoznaczne z &quot;błona wewnętrzna&quot; i jest akceptowane przez CKE.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Nie mylić z <strong>błoną zewnętrzną</strong> - ona zawiera poryny (VDAC) i jest przepuszczalna; syntazy ATP tam nie ma, bo nie ma gradientu.</blockquote>"}]}