Zadanie 9. (0-1)
W warunkach wysokiej wilgotności powietrza transpiracja roślin jest ograniczona, ale
mimo to rośliny nadal pobierają wodę z podłoża. W takich warunkach na brzegach blaszki
liściowej można zaobserwować krople wody wydzielanej przez rośliny - to zjawisko
nazywamy gutacją. Działaniem na roślinę 4-procentowym wodnym roztworem siarczanu
miedzi można ograniczyć gutację. Jony miedzi są inhibitorami enzymów oddechowych.
Na podstawie: red. M. Kozłowska, Fizjologia roślin, Poznań 2007.
Wyjaśnij, dlaczego inhibitory enzymów oddechowych ograniczają gutację.
W odpowiedzi odwołaj się do mechanizmu parcia korzeniowego.
Wypełnia
egzaminator
Nr zadania
8.1.
8.2.
9.
Maks. liczba pkt
1
1
1
Uzyskana liczba pkt
EBIP-R0_100
Inhibitory enzymów oddechowych hamują oddychanie komórkowe → zmniejsza się produkcja ATP → komórki korzenia nie mają energii do aktywnego transportu jonów mineralnych do naczyń ksylemu → nie powstaje gradient osmotyczny warunkujący parcie korzeniowe → woda nie jest wciągana do naczyń i nie wydziela się jako krople gutacyjne.
\nKrok 1 - Jak działa parcie korzeniowe w normalnych warunkach?
\nKomórki korzenia aktywnie transportują jony mineralne (K⁺, NO₃⁻, SO₄²⁻ itp.) do naczyń ksylemu. Wymaga to energii z ATP. Nagromadzenie jonów w ksylemie obniża potencjał osmotyczny \\(\\Psi_S\\) wody w naczyniach. Woda z gleby (o wyższym \\(\\Psi_W\\)) napływa biernie, osmotycznie do naczyń → powstaje dodatnie ciśnienie hydrostatyczne (parcie korzeniowe, \\(\\Psi_P > 0\\)). Ciśnienie to wypycha wodę ku górze aż do blaszki liściowej → krople wychodzą przez hydatody na brzegach liścia = gutacja.
\nKrok 2 - Co robią inhibitory enzymów oddechowych?
\nJony Cu²⁺ hamują enzymy łańcucha oddechowego (np. oksydazę cytochromową). W efekcie:
\n$$\\text{glukoza} \\xrightarrow{\\text{brak enzymów}} \\text{mniej ATP (lub brak ATP)}$$
\nKrok 3 - Łańcuch skutków:
\n| Etap | Co się dzieje? |
| Zahamowanie enzymów oddechowych | Spada produkcja ATP w mitochondriach |
| Brak ATP | Pompy jonowe (ATPazy) nie mogą działać → aktywny transport jonów do ksylemu ustaje |
| Brak akumulacji jonów | \\(\\Psi_S\\) w naczyniach nie spada → brak gradientu osmotycznego |
| Brak gradientu | Woda nie napływa osmotycznie z gleby do ksylemu |
| Brak parcia korzeniowego | \\(\\Psi_P\\) = 0 → woda nie jest wypychana ku hydatodom |
| Skutek końcowy | Gutacja nie zachodzi |
Korzystamy z równania potencjału wody:
\n$$\\Psi_W = \\Psi_S + \\Psi_P$$
\nW warunkach normalnych (gutacja zachodzi):
\nPo zadziałaniu inhibitora:
\n📖 Karta wzorów CKE str. 4 - Potencjał wody:\n
\\(\\Psi_W = \\Psi_S + \\Psi_P\\)
\\(\\Psi_S\\) = potencjał osmotyczny (zawsze ≤ 0), \\(\\Psi_P\\) = potencjał ciśnienia.
Kluczowe: parcie korzeniowe to wzrost \\(\\Psi_P\\) w ksylemie korzenia, możliwy tylko gdy wcześniej \\(\\Psi_S\\) zostanie obniżony przez aktywny transport jonów.
📋 Orientacyjny schemat punktowania (nieoficjalny, odtworzony przez AI) (zadanie 9, max 1 pkt):\n
- 1 pkt - uczeń wyjaśnia, że:
- inhibitory enzymów oddechowych powodują zmniejszenie produkcji ATP, ORAZ
- w konsekwencji aktywny transport jonów do naczyń korzenia jest ograniczony / nie zachodzi, ORAZ
- brak gradientu osmotycznego uniemożliwia napływ wody do ksylemu, więc parcie korzeniowe nie powstaje / jest zbyt słabe do gutacji
- 0 pkt - odpowiedź niepełna (np. tylko „brak ATP" bez odniesienia do parcia korzeniowego) lub błędna merytorycznie
Uwagi (orientacyjne): ❌ Nie uznaje się odpowiedzi stwierdzającej jedynie „zahamowanie oddychania → mniej energii → ograniczenie gutacji" - bez wskazania mechanizmu parcia korzeniowego (aktywny transport jonów → gradient osmotyczny). ✅ Dopuszcza się różne sformułowania aktywnego transportu jonów mineralnych (pompy protonowe, ATPazy, transport aktywny pierwotny/wtórny).
📖 Karta wzorów CKE str. 4 - dwa wzory kluczowe:\n
1. Potencjał wody: \\(\\Psi_W = \\Psi_S + \\Psi_P\\) - do wytłumaczenia, dlaczego brak gradientu = brak przepływu wody.
2. Hydroliza ATP: \\(\\ce{ATP + H2O -> ADP + P_i + H+}\\) - pokazuje, że aktywny transport jonów jest sprzężony z hydrolizą ATP; gdy enzymy oddechowe nie działają, ATP nie jest syntetyzowane, więc ta reakcja nie dostarcza energii dla pomp jonowych.
| Błędna odpowiedź | Dlaczego CKE nie uzna? |
| „Inhibitory blokują oddychanie, więc roślina ma mniej energii i nie może transportować wody." | Zbyt ogólne - woda nie jest transportowana aktywnie. Brakuje wskazania na transport jonów i mechanizm osmotyczny. |
| „Bez ATP stomaty się zamykają, więc gutacja ustaje." | Błąd merytoryczny - gutacja zachodzi przez hydatody, nie przez aparaty szparkowe. Hydatody to bierne otwory; gutacja zależy od parcia korzeniowego, nie od stomatów. |
| „Roślina pobiera mniej wody, bo inhibitor uszkadza błony." | Nieodwołanie się do mechanizmu ATP → transport jonów → parcie korzeniowe - klucz tego wymaga explicite. |
⚠️ Uwaga: Gutacja ≠ transpiracja przez aparaty szparkowe. Gutacja to wydzielanie ciekłej wody przez hydatody (wodne szparki na brzegach liści), napędzane parciem korzeniowym - nie odparowaniem!"},{"source":"zadaniazmatur","label":"zadaniazmatur.pl","kind":"text","html":"
⚠️ Uwaga: Parcie korzeniowe to transport aktywny jonów (wymaga ATP), a nie samej wody. Woda podąża biernie. Uczniowie często piszą „aktywny transport wody" - to błąd merytoryczny (woda porusza się zawsze biernie, osmotycznie).
⚠️ Uwaga: 1 punkt za to zadanie wymaga dwóch elementów logicznie połączonych: (1) brak ATP → brak aktywnego transportu jonów + (2) brak gradientu osmotycznego → brak parcia korzeniowego. Podanie tylko jednego elementu = 0 pkt.
⚠️ Uwaga: Wysoka wilgotność w informacji wstępnej to wskazówka, że transpiracja (i ssanie transpiracyjne) są zredukowane - jedynym mechanizmem wciągania wody jest właśnie parcie korzeniowe. To kontekst, który UKIERUNKOWUJE odpowiedź na mechanizm osmotyczny korzenia.
Gutacja jest skutkiem parcia korzeniowego, które polega na aktywnym transporcie soli mineralnych, a wraz z nimi wody. Zahamowanie oddychania komórkowego przez jony miedzi spowoduje, że ATP nie będzie powstawać, parcie korzeniowe osłabnie, a gutacja zostanie zahamowana.
"}]}