{"id":"biologia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/6.2","paper_id":"biologia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"6.2","points":1,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 6.2. (0-1)\nWyjaśnij, w jaki sposób niskie pH soku żołądkowego może spowodować inaktywację\npreparatów fagowych. W odpowiedzi uwzględnij budowę bakteriofagów.","answer":null,"answer_text":"6.2. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Pogłębienie wiadomości dotyczących\nbudowy i funkcjonowania organizmu\nludzkiego. Zdający objaśnia funkcjonowanie\norganizmu ludzkiego na różnych poziomach\nzłożoności, dostrzega związki między\nstrukturą a funkcją na każdym z tych\npoziomów.\nI. Budowa chemiczna organizmów.\n4. Białka. Zdający\n7) określa właściwości fizyczne białek,\nw tym zjawiska: koagulacji i denaturacji.\nV. Budowa i funkcjonowanie organizmu\nczłowieka.\n4. Układ pokarmowy i przebieg procesów\ntrawiennych. Zdający\n3) przedstawia […] proces trawienia […]\nbiałek […].\nIV. Przegląd różnorodności organizmów.\n2. Wirusy. Zdający\n1) omawia podstawowe elementy budowy\nwirionu i wykazuje, że jest ona ściśle\nzwiązana z przystosowaniem się\ndo skrajnego pasożytnictwa.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające wpływ niskiego pH soku żołądkowego\nlub wydzielanego przez żołądek kwasu solnego na białka bakteriofaga i ich denaturację\nlub na zniszczenie kwasu nukleinowego bakteriofaga albo wpływ niskiego pH\nna aktywację enzymów trawiących białka wirusowe.\n0 p. - za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.\nPrzykładowe rozwiązania\n• Niskie pH soku żołądkowego może powodować denaturację białek, z których zbudowana\njest osłonka wirusa i wywołać jej uszkodzenie, a tym samym - inaktywację fagów.\n• W soku żołądkowym znajduje się kwas solny, który powoduje zniszczenie struktury\nbiałek tworzących kapsyd wirusa.\n• W soku żołądkowym znajduje się kwas solny, który powoduje denaturację białek\nstrukturalnych wirusa.\n• Niskie pH soku żołądkowego może powodować denaturację białek rozpoznających\nreceptory na komórkach bakterii i fagi nie będą mogły ich zainfekować.\n• W soku żołądkowym znajduje się kwas solny, powodujący zniszczenie DNA\nznajdującego się w cząsteczce bakteriofaga.\n• Niskie\npH\nsoku\nżołądkowego\npowoduje\naktywację\nwydzielanych\nenzymów\nproteolitycznych, które mogą strawić białka fagów.\n• Niskie pH soku żołądkowego powoduje aktywację enzymów trawiących białka, które\nmogą zdegradować białka wirusów.\nUwaga:\nUznaje się określenia różnych konkretnych struktur białkowych bakteriofaga: główka,\nogonek, białka enzymatyczne zamiast odpowiedzi ogólnej odnoszącej się do białek.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nNiskie pH soku żołądkowego denaturuje **białka kapsydu** (i białka ogona) bakteriofaga, niszcząc ich trzeciorzędową strukturę przestrzenną. Zdenaturowane białka tracą zdolność do rozpoznawania receptorów na powierzchni bakterii → fag nie może zainfekować komórki → preparat zostaje zinaktywowany.\n\n## Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku\n\n**Krok 1 - Budowa bakteriofaga (niezbędna wiedza wyjściowa)**\n\nBakteriofag zbudowany jest z:\n- **kapsydu białkowego** (osłona ochronna materiału genetycznego - DNA lub RNA)\n- **ogona** (białkowy: trzpień, płytka podstawowa, włókienka ogonowe)\n- materiału genetycznego (kwas nukleinowy wewnątrz kapsydu)\n\n> ⚙️ Kluczowe: **zdecydowana większość struktury faga to białka**. DNA/RNA ukryte jest wewnątrz i nie kontaktuje się bezpośrednio ze środowiskiem zewnętrznym.\n\n**Krok 2 - Co robi niskie pH z białkami?**\n\nSokowi żołądkowemu odpowiada pH \\(\\approx 1{,}5{-}3{,}5\\). W tak kwaśnym środowisku:\n\n- nadmiar jonów \\(\\ce{H+}\\) protonuje grupy funkcyjne aminokwasów (np. \\(\\ce{-COO- + H+ -> -COOH}\\), \\(\\ce{-NH2 + H+ -> -NH3+}\\))\n- zmiana ładunku reszt aminokwasowych **zaburza wiązania jonowe, wodorowe i hydrofobowe** stabilizujące strukturę trzeciorzędową i czwartorzędową\n- następuje **denaturacja białek**: łańcuch polipeptydowy się „rozkłada\" - traci swoją natywną konformację przestrzenną\n\n**Krok 3 - Konsekwencja dla faga**\n\n| Białko faga | Funkcja natywna | Po denaturacji |\n| Kapsyd | Ochrona kwasu nukleinowego | Może ulec rozpadowi → DNA/RNA odsłonięte i degradowane przez enzymy żołądkowe |\n| Włókienka ogonowe / receptory wiążące | Rozpoznanie i wiązanie do receptora na powierzchni bakterii | Utrata kształtu aktywnego → brak wiązania z bakterią |\n| Białka ogona (lizozym fagowy) | Wstrzyknięcie DNA do komórki | Utrata aktywności enzymatycznej |\n\n**Krok 4 - Efekt końcowy**\n\nFag **nie może zainfekować bakterii** → preparat fagowy jest **biologicznie nieaktywny** = inaktywacja.\n\n## Sposób 2 - Analogia: denaturacja enzymu jako model ogólny\n\nBiałka fagowe zachowują się tak samo jak każde białko poddane ekstremalnym wartościom pH.\n\n**Schemat ogólny denaturacji białka przez pH:**\n\n\\[\n\\text{białko natywne (aktywne)} \\xrightarrow{\\text{niskie pH}} \\text{białko zdenaturowane (nieaktywne)}\n\\]\n\nAnalogia do enzymów, którą uczeń zna:\n- Enzym traci aktywność, gdy zmienia się pH → centrum aktywne zmienia kształt → substrat nie pasuje\n- Białko kapsydu faga traci kształt → włókienka ogonowe nie pasują do receptorów bakterii\n\n**Wniosek przez analogię:** Tak jak pepsyna działa tylko przy niskim pH (jest do niego przystosowana), tak białka kapsydu faga NIE są przystosowane do środowiska kwaśnego żołądka - ulegają denaturacji i fag traci zdolność infekcji.\n\n> 💡 Ten sposób jest szczególnie przydatny, gdy zapomnisz szczegółów o budowie faga - odwołaj się do ogólnego mechanizmu denaturacji białek!\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne wyjasnienie uwzgledniajace wplyw niskiego pH soku zoladkowego (kwasu solnego) na bialka bakteriofaga i ich denaturacje, lub na zniszczenie kwasu nukleinowego faga, albo wplyw niskiego pH na aktywacje enzymow trawiacych bialka wirusowe.\n\n**0 pkt** - za odpowiedz niespelniajaca tego wymagania lub jej brak.\n\n**Przyklad CKE:** \"W soku zoladkowym znajduje sie kwas solny, ktory powoduje zniszczenie struktury bialek tworzacych kapsyd wirusa\".\n\n**Uwaga CKE:** uznaje sie odniesienie do konkretnych struktur bialkowych faga (glowka, ogonek, bialka enzymatyczne).\n\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć\n\nW tym zadaniu **nie korzystamy bezpośrednio z karty wzorów** - wystarczy:\n1. Znajomość budowy bakteriofaga (białko kapsydu + kwas nukleinowy)\n2. Mechanizm denaturacji białek przez zmianę pH (wiedza z zakresu budowy białek)\n\n> 📖 Pośrednio przydatna: **karta wzorów str. 6-8** - wzory strukturalne aminokwasów z grupami funkcyjnymi (\\(\\ce{-NH2}\\), \\(\\ce{-COOH}\\), \\(\\ce{-OH}\\), \\(\\ce{-SH}\\)) - pomagają zrozumieć, KTÓRE grupy są protonowane przez \\(\\ce{H+}\\) i DLACZEGO struktura białka się zmienia.\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Pułapka 1:** Pisanie „niskie pH trawi/rozkłada DNA faga\" - to błąd! DNA jest chronione przez kapsyd. Najpierw musi ulec denaturacji **białko kapsydu**, a dopiero potem kwas nukleinowy jest odsłonięty i może być degradowany (przez nukleazy).\n\n> ⚠️ **Pułapka 2:** Mylenie inaktywacji z zabiciu faga - fagi to nie bakterie, nie „żyją\" i nie „giną\". Mówimy o **utracie zdolności infekcyjnych** (inaktywacja), nie o śmierci.\n\n> ⚠️ **Pułapka 3:** Zapominanie o odwołaniu do **budowy faga** - zadanie WPROST prosi o uwzględnienie budowy bakteriofagów. Odpowiedź bez słowa „kapsyd / białko kapsydu / osłonka białkowa\" dostanie 0 punktów, nawet jeśli mechanizm denaturacji jest poprawnie opisany.\n\n> ⚠️ **Pułapka 4:** Pisanie „niskie pH denaturuje RNA/DNA\" - kwasy nukleinowe NIE ulegają denaturacji w sensie biologicznym tak samo jak białka (denaturacja DNA to rozseparowanie nici, ale wymaga wysokiej temperatury lub silnych czynników, nie samego pH \\(\\approx 2\\)). W kontekście inaktywacji fagów chodzi przede wszystkim o **białka**.","image":"img/biologia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-6.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":8,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 6.2. (0-1)
Wyjaśnij, w jaki sposób niskie pH soku żołądkowego może spowodować inaktywację
preparatów fagowych. W odpowiedzi uwzględnij budowę bakteriofagów.

","answer_text_html":"

6.2. (0-1)
Wymagania ogólne
Wymagania szczegółowe
II. Pogłębienie wiadomości dotyczących
budowy i funkcjonowania organizmu
ludzkiego. Zdający objaśnia funkcjonowanie
organizmu ludzkiego na różnych poziomach
złożoności, dostrzega związki między
strukturą a funkcją na każdym z tych
poziomów.
I. Budowa chemiczna organizmów.

\n
  1. Białka. Zdający
  2. określa właściwości fizyczne białek,
\n

w tym zjawiska: koagulacji i denaturacji.
V. Budowa i funkcjonowanie organizmu
człowieka.

\n
  1. Układ pokarmowy i przebieg procesów
\n

trawiennych. Zdający

\n
  1. przedstawia […] proces trawienia […]
\n

białek […].
IV. Przegląd różnorodności organizmów.

\n
  1. Wirusy. Zdający
  2. omawia podstawowe elementy budowy
\n

wirionu i wykazuje, że jest ona ściśle
związana z przystosowaniem się
do skrajnego pasożytnictwa.
Schemat punktowania
1 p. - za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające wpływ niskiego pH soku żołądkowego
lub wydzielanego przez żołądek kwasu solnego na białka bakteriofaga i ich denaturację
lub na zniszczenie kwasu nukleinowego bakteriofaga albo wpływ niskiego pH
na aktywację enzymów trawiących białka wirusowe.
0 p. - za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
• Niskie pH soku żołądkowego może powodować denaturację białek, z których zbudowana
jest osłonka wirusa i wywołać jej uszkodzenie, a tym samym - inaktywację fagów.
• W soku żołądkowym znajduje się kwas solny, który powoduje zniszczenie struktury
białek tworzących kapsyd wirusa.
• W soku żołądkowym znajduje się kwas solny, który powoduje denaturację białek
strukturalnych wirusa.
• Niskie pH soku żołądkowego może powodować denaturację białek rozpoznających
receptory na komórkach bakterii i fagi nie będą mogły ich zainfekować.
• W soku żołądkowym znajduje się kwas solny, powodujący zniszczenie DNA
znajdującego się w cząsteczce bakteriofaga.
• Niskie
pH
soku
żołądkowego
powoduje
aktywację
wydzielanych
enzymów
proteolitycznych, które mogą strawić białka fagów.
• Niskie pH soku żołądkowego powoduje aktywację enzymów trawiących białka, które
mogą zdegradować białka wirusów.
Uwaga:
Uznaje się określenia różnych konkretnych struktur białkowych bakteriofaga: główka,
ogonek, białka enzymatyczne zamiast odpowiedzi ogólnej odnoszącej się do białek.

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

Poprawna odpowiedź

\n

Niskie pH soku żołądkowego denaturuje białka kapsydu (i białka ogona) bakteriofaga, niszcząc ich trzeciorzędową strukturę przestrzenną. Zdenaturowane białka tracą zdolność do rozpoznawania receptorów na powierzchni bakterii → fag nie może zainfekować komórki → preparat zostaje zinaktywowany.

\n

Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku

\n

Krok 1 - Budowa bakteriofaga (niezbędna wiedza wyjściowa)

\n

Bakteriofag zbudowany jest z:

\n\n
⚙️ Kluczowe: zdecydowana większość struktury faga to białka. DNA/RNA ukryte jest wewnątrz i nie kontaktuje się bezpośrednio ze środowiskiem zewnętrznym.
\n

Krok 2 - Co robi niskie pH z białkami?

\n

Sokowi żołądkowemu odpowiada pH ≈1,5−3,5. W tak kwaśnym środowisku:

\n\n

Krok 3 - Konsekwencja dla faga

\n

| Białko faga | Funkcja natywna | Po denaturacji |
| Kapsyd | Ochrona kwasu nukleinowego | Może ulec rozpadowi → DNA/RNA odsłonięte i degradowane przez enzymy żołądkowe |
| Włókienka ogonowe / receptory wiążące | Rozpoznanie i wiązanie do receptora na powierzchni bakterii | Utrata kształtu aktywnego → brak wiązania z bakterią |
| Białka ogona (lizozym fagowy) | Wstrzyknięcie DNA do komórki | Utrata aktywności enzymatycznej |

\n

Krok 4 - Efekt końcowy

\n

Fag nie może zainfekować bakterii → preparat fagowy jest biologicznie nieaktywny = inaktywacja.

\n

Sposób 2 - Analogia: denaturacja enzymu jako model ogólny

\n

Białka fagowe zachowują się tak samo jak każde białko poddane ekstremalnym wartościom pH.

\n

Schemat ogólny denaturacji białka przez pH:

\n
białko natywne (aktywne)→niskie pHbiałko zdenaturowane (nieaktywne)
\n

Analogia do enzymów, którą uczeń zna:

\n\n

Wniosek przez analogię: Tak jak pepsyna działa tylko przy niskim pH (jest do niego przystosowana), tak białka kapsydu faga NIE są przystosowane do środowiska kwaśnego żołądka - ulegają denaturacji i fag traci zdolność infekcji.

\n
💡 Ten sposób jest szczególnie przydatny, gdy zapomnisz szczegółów o budowie faga - odwołaj się do ogólnego mechanizmu denaturacji białek!
\n

Schemat oceniania CKE

\n

1 pkt - za poprawne wyjasnienie uwzgledniajace wplyw niskiego pH soku zoladkowego (kwasu solnego) na bialka bakteriofaga i ich denaturacje, lub na zniszczenie kwasu nukleinowego faga, albo wplyw niskiego pH na aktywacje enzymow trawiacych bialka wirusowe.

\n

0 pkt - za odpowiedz niespelniajaca tego wymagania lub jej brak.

\n

Przyklad CKE: "W soku zoladkowym znajduje sie kwas solny, ktory powoduje zniszczenie struktury bialek tworzacych kapsyd wirusa".

\n

Uwaga CKE: uznaje sie odniesienie do konkretnych struktur bialkowych faga (glowka, ogonek, bialka enzymatyczne).

\n

Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć

\n

W tym zadaniu nie korzystamy bezpośrednio z karty wzorów - wystarczy:

\n
  1. Znajomość budowy bakteriofaga (białko kapsydu + kwas nukleinowy)
  2. Mechanizm denaturacji białek przez zmianę pH (wiedza z zakresu budowy białek)
\n
📖 Pośrednio przydatna: karta wzorów str. 6-8 - wzory strukturalne aminokwasów z grupami funkcyjnymi (\\ce−NH2, \\ce−COOH, \\ce−OH, \\ce−SH) - pomagają zrozumieć, KTÓRE grupy są protonowane przez \\ceH+ i DLACZEGO struktura białka się zmienia.
\n

Typowe pułapki i uwaga

\n
⚠️ Pułapka 1: Pisanie „niskie pH trawi/rozkłada DNA faga" - to błąd! DNA jest chronione przez kapsyd. Najpierw musi ulec denaturacji białko kapsydu, a dopiero potem kwas nukleinowy jest odsłonięty i może być degradowany (przez nukleazy).
\n
⚠️ Pułapka 2: Mylenie inaktywacji z zabiciu faga - fagi to nie bakterie, nie „żyją" i nie „giną". Mówimy o utracie zdolności infekcyjnych (inaktywacja), nie o śmierci.
\n
⚠️ Pułapka 3: Zapominanie o odwołaniu do budowy faga - zadanie WPROST prosi o uwzględnienie budowy bakteriofagów. Odpowiedź bez słowa „kapsyd / białko kapsydu / osłonka białkowa" dostanie 0 punktów, nawet jeśli mechanizm denaturacji jest poprawnie opisany.
\n
⚠️ Pułapka 4: Pisanie „niskie pH denaturuje RNA/DNA" - kwasy nukleinowe NIE ulegają denaturacji w sensie biologicznym tak samo jak białka (denaturacja DNA to rozseparowanie nici, ale wymaga wysokiej temperatury lub silnych czynników, nie samego pH ≈2). W kontekście inaktywacji fagów chodzi przede wszystkim o białka.
"}]}