{"id":"biologia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/15","paper_id":"biologia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"15","points":2,"ptype":"closed","subject":"biologia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 15. (0-2)\nElektroforeza DNA w żelu agarozowym jest standardową techniką pozwalającą\nna rozdzielenie cząsteczek DNA w zależności od ich masy. Aby wykryć położenie\ncząsteczek DNA w żelu agarozowym, znakuje się je barwnikami fluorescencyjnymi.\nW czasie apoptozy powstają fragmenty DNA o wielkości ok. 180 par zasad i ich\nwielokrotności, natomiast podczas niekontrolowanej śmierci komórki (nekrozy) dochodzi do\nlosowej fragmentacji DNA. Materiał genetyczny pochodzący ze zdrowych żywych komórek\npodczas izolacji ulega fragmentacji tylko w niewielkim stopniu.\nNa poniższej fotografii przedstawiono wynik elektroforezy DNA wyizolowanego z trzech\nróżnych populacji komórek (A-C).\nNa podstawie: M. Zabel i J. Kawiak,\nSeminaria z cytofizjologii dla studentów medycyny, weterynarii i biologii, Wrocław 2021.\nFotografia: L.D. Tomei i F.O. Cope (red.), Apoptosis: the Molecular Basis of Cell Death, Plainview 1991.\nUzupełnij poniższe zdania tak, aby stanowiły prawidłową interpretację powyższych\nwyników badań. W każdym nawiasie podkreśl właściwą literę.\nWynik elektroforezy DNA wyizolowanego z komórek obumierających w wyniku nekrozy\nilustruje ścieżka ( A / B / C ). Wynik elektroforezy DNA wyizolowanego z komórek\nobumierających w wyniku apoptozy ilustruje ścieżka ( A / B / C ).\nobszar nanoszenia\nDNA na żel agarozowy\nA\nB\nC\n15.\n0-1-2\nMBIP-R0_100","answer":"C, B","answer_text":"Zadanie 15. (0-2)\nWymaganie ogólne\nWymagania szczegółowe\nIII. Posługiwanie się informacjami\npochodzącymi z analizy materiałów\nźródłowych. Zdający:\n2) odczytuje, analizuje, interpretuje […]\ninformacje […] graficzne […].\nXV. Biotechnologia. Podstawy inżynierii\ngenetycznej. Zdający:\n4) przedstawia istotę technik stosowanych\nw inżynierii genetycznej ([…] elektroforeza\nDNA […]).\nIV. Podziały komórkowe. Zdający:\n8) przedstawia apoptozę jako proces\nwarunkujący prawidłowy rozwój\ni funkcjonowanie organizmów\nwielokomórkowych.\nZasady oceniania\n2 pkt - za podkreślenie dwóch poprawnych określeń.\n1 pkt - za podkreślenie jednego poprawnego określenia.\n0 pkt - za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nWynik elektroforezy DNA wyizolowanego z komórek obumierających w wyniku nekrozy\nilustruje ścieżka ( A / B / C ). Wynik elektroforezy DNA wyizolowanego z komórek\nobumierających w wyniku apoptozy ilustruje ścieżka ( A / B / C ).\nZasady oceniania rozwiązań zadań","solution":"Odpowiedź: **15.1.** Nekroza → **C** (rozmyty obraz, smużenie). **Uzasadnienie**: nekroza = **niekontrolowana** śmierć komórki. Wewnętrzne enzymy + zewnętrzne czynniki **losowo** fragmentują DNA → fragmenty o **dowolnej** długości → na elektroforezie **rozmyte smużenie** od dużych do małych fragmentów (smear). Brak charakterystycznych prążków. **15.2.** Apoptoza → **B** (drabinka prążków, \"DNA ladder\"). **Uzasadnienie**: apoptoza = **zaprogramowana** śmierć komórki. **Endonukleaza apoptotyczna (CAD)** tnie DNA **między nukleosomami** (chromatyna jest nawinięta na histony co ~180 par zasad). Powstają fragmenty: 180 bp, 360 bp, 540 bp, 720 bp, ... → **wielokrotności 180** → na elektroforezie **drabinka** wyraźnych prążków. (Ścieżka **A** = zdrowe komórki, DNA niepodzielony, prawie cały na starcie.)\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — elektroforeza DNA\n\nElement | Funkcja\nŻel agarozowy | Sito molekularne — pory zatrzymują duże cząsteczki, przepuszczają małe\nPole elektryczne | DNA ujemne (grupy fosforanowe) → wędruje do + (anody)\nMasa fragmentu | Małe → wędrują dalej, duże → bliżej startu\nBarwnik fluorescencyjny | Wiąże DNA (etidium bromek, GelRed) → wizualizacja w UV\nDrabinka markerów | Wzorzec o znanej długości (np. 100 bp, 500 bp, 1000 bp...)\n\nApoptoza vs nekroza — porównanie\n\nCecha | Apoptoza | Nekroza\nTyp | Zaprogramowana (programmed cell death) | Patologiczna, niekontrolowana\nWyzwolenie | Sygnał wewnętrzny lub zewnętrzny | Uraz, niedotlenienie, toksyny\nEnergia (ATP) | Wymaga ATP | Nie wymaga\nBłona komórkowa | Zachowana, \"pączkuje\" ciałka apoptotyczne | Pęka — uwalnia zawartość\nReakcja zapalna | Brak (ciałka pożerane przez fagocyty) | Tak (zapalenie, obrzęk)\nFragmentacja DNA | Regularnie co ~180 bp (między nukleosomami) | Losowo (chaotycznie)\nObraz elektroforezy | Drabinka (DNA ladder) | Smear (smużenie)\nEndonukleaza | CAD (caspase-activated DNase) | Niespecyficzne nukleazy lizosomalne\n\nMechanizm: dlaczego apoptoza daje \"drabinkę\" 180 bp?\n\nChromatyna w jądrze zorganizowana jest w nukleosomy — DNA owinięte wokół ośmiu histonów (oktamerowy rdzeń). Każdy nukleosom = ~147 par zasad owiniętego DNA + ~30-50 bp linkera między nukleosomami → łącznie ~180 bp na nukleosom.\n\nW apoptozie aktywuje się CAD (caspase-activated DNase, endonukleaza zależna od kaspaz). Enzym tnie DNA tylko w obszarach linkerowych (między nukleosomami) — chromatyna histonowa go zasłania.\n\nPowstają fragmenty: 1 nukleosom = 180 bp; 2 nukleosomy = 360 bp; 3 = 540 bp; n = n × 180 bp.\n\nElektroforeza: te dyskretne fragmenty migrują z różnymi prędkościami → regularne, oddzielone prążki układające się w drabinkę.\n\nMechanizm: dlaczego nekroza daje smear?\n\nW nekrozie błona lizosomu pęka → uwalniają się lizosomalne nukleazy (DNAzy I i II), które tną DNA w przypadkowych miejscach (nie znają granic nukleosomów).\n\nPowstają fragmenty o dowolnej długości — od kilku bp do wielu kb. Na elektroforezie tworzy to ciągłą plamę (smear) bez wyraźnych prążków.\n\nAnaliza ścieżek A, B, C\n\nŚcieżka | Obraz | Typ DNA\nA | Jeden prążek przy starcie (obszarze nanoszenia) | DNA zdrowych komórek — niefragmentowany, masa &gt;50 kb\nB | Drabinka regularnych prążków (wielokrotności 180 bp) | Apoptoza — CAD tnie między nukleosomami\nC | Rozmyte smużenie od góry do dołu | Nekroza — losowa fragmentacja przez niespecyficzne nukleazy\n\nPunktacja CKE\n\n- 15.1. 1 pkt — \"C\" (nekroza = smear).\n- 15.2. 1 pkt — \"B\" (apoptoza = drabinka).\n- Suma: 2 pkt.\n\nPo co to umieć\n\nApoptoza jest fundamentalnym procesem biologicznym:\n- Embriogeneza — usuwanie błon między palcami u zarodków.\n- Rozwój układu nerwowego — eliminacja zbędnych neuronów.\n- Układ immunologiczny — niszczenie autoreaktywnych limfocytów (centralna tolerancja).\n- Obrona przeciwnowotworowa — komórka z uszkodzeniem DNA sama się eliminuje (kaspazy + p53).\n\nBrak apoptozy = rak (komórki \"nieśmiertelne\"). Nadmiar apoptozy = choroby neurodegeneracyjne (Alzheimer, Parkinson).\n\nTest elektroforetyczny DNA ladder jest klasycznym markerem apoptozy w badaniach in vitro. W diagnostyce nowotworowej używa się go do oceny skuteczności chemioterapii — czy terapia indukuje apoptozę komórek nowotworowych.\n\nTypowy błąd: Pułapka — pomylenie nekrozy z apoptozą. **Apoptoza = drabinka** (regularna, 180 bp wielokrotności — endonukleaza tnie między nukleosomami). **Nekroza = smear** (chaotyczna fragmentacja). Pułapka — kierunek migracji. **Małe fragmenty wędrują DALEJ** (szybciej przez żel). Duże zostają u góry (przy obszarze nanoszenia). Niefragmentowane DNA = wysoko (A).","image":"img/biologia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-15.webp","solution_image":null,"topics":"elektroforeza DNA, apoptoza, nekroza, biologia molekularna","page_from":23,"source":"ocr","answer_source":"zadaniazmatur","answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 15. (0-2)<br>Elektroforeza DNA w żelu agarozowym jest standardową techniką pozwalającą<br>na rozdzielenie cząsteczek DNA w zależności od ich masy. Aby wykryć położenie<br>cząsteczek DNA w żelu agarozowym, znakuje się je barwnikami fluorescencyjnymi.<br>W czasie apoptozy powstają fragmenty DNA o wielkości ok. 180 par zasad i ich<br>wielokrotności, natomiast podczas niekontrolowanej śmierci komórki (nekrozy) dochodzi do<br>losowej fragmentacji DNA. Materiał genetyczny pochodzący ze zdrowych żywych komórek<br>podczas izolacji ulega fragmentacji tylko w niewielkim stopniu.<br>Na poniższej fotografii przedstawiono wynik elektroforezy DNA wyizolowanego z trzech<br>różnych populacji komórek (A-C).<br>Na podstawie: M. Zabel i J. Kawiak,<br>Seminaria z cytofizjologii dla studentów medycyny, weterynarii i biologii, Wrocław 2021.<br>Fotografia: L.D. Tomei i F.O. Cope (red.), Apoptosis: the Molecular Basis of Cell Death, Plainview 1991.<br>Uzupełnij poniższe zdania tak, aby stanowiły prawidłową interpretację powyższych<br>wyników badań. W każdym nawiasie podkreśl właściwą literę.<br>Wynik elektroforezy DNA wyizolowanego z komórek obumierających w wyniku nekrozy<br>ilustruje ścieżka ( A / B / C ). Wynik elektroforezy DNA wyizolowanego z komórek<br>obumierających w wyniku apoptozy ilustruje ścieżka ( A / B / C ).<br>obszar nanoszenia<br>DNA na żel agarozowy<br>A<br>B<br>C<br>15.<br>0-1-2<br>MBIP-R0_100</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 15. (0-2)<br>Wymaganie ogólne<br>Wymagania szczegółowe<br>III. Posługiwanie się informacjami<br>pochodzącymi z analizy materiałów<br>źródłowych. Zdający:</p>\n<ol><li>odczytuje, analizuje, interpretuje […]</li></ol>\n<p>informacje […] graficzne […].<br>XV. Biotechnologia. Podstawy inżynierii<br>genetycznej. Zdający:</p>\n<ol><li>przedstawia istotę technik stosowanych</li></ol>\n<p>w inżynierii genetycznej ([…] elektroforeza<br>DNA […]).<br>IV. Podziały komórkowe. Zdający:</p>\n<ol><li>przedstawia apoptozę jako proces</li></ol>\n<p>warunkujący prawidłowy rozwój<br>i funkcjonowanie organizmów<br>wielokomórkowych.<br>Zasady oceniania<br>2 pkt - za podkreślenie dwóch poprawnych określeń.<br>1 pkt - za podkreślenie jednego poprawnego określenia.<br>0 pkt - za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.<br>Rozwiązanie<br>Wynik elektroforezy DNA wyizolowanego z komórek obumierających w wyniku nekrozy<br>ilustruje ścieżka ( A / B / C ). Wynik elektroforezy DNA wyizolowanego z komórek<br>obumierających w wyniku apoptozy ilustruje ścieżka ( A / B / C ).<br>Zasady oceniania rozwiązań zadań</p>","solutions":[{"source":"maturaonline","label":"matura-online.pl","kind":"text","html":"<p>Odpowiedź: <strong>15.1.</strong> Nekroza → <strong>C</strong> (rozmyty obraz, smużenie). <strong>Uzasadnienie</strong>: nekroza = <strong>niekontrolowana</strong> śmierć komórki. Wewnętrzne enzymy + zewnętrzne czynniki <strong>losowo</strong> fragmentują DNA → fragmenty o <strong>dowolnej</strong> długości → na elektroforezie <strong>rozmyte smużenie</strong> od dużych do małych fragmentów (smear). Brak charakterystycznych prążków. <strong>15.2.</strong> Apoptoza → <strong>B</strong> (drabinka prążków, &quot;DNA ladder&quot;). <strong>Uzasadnienie</strong>: apoptoza = <strong>zaprogramowana</strong> śmierć komórki. <strong>Endonukleaza apoptotyczna (CAD)</strong> tnie DNA <strong>między nukleosomami</strong> (chromatyna jest nawinięta na histony co ~180 par zasad). Powstają fragmenty: 180 bp, 360 bp, 540 bp, 720 bp, ... → <strong>wielokrotności 180</strong> → na elektroforezie <strong>drabinka</strong> wyraźnych prążków. (Ścieżka <strong>A</strong> = zdrowe komórki, DNA niepodzielony, prawie cały na starcie.)</p>\n<p>Strona arkusza CKE z trescia zadania</p>\n<p>Klucz pojęciowy — elektroforeza DNA</p>\n<p>Element | Funkcja<br>Żel agarozowy | Sito molekularne — pory zatrzymują duże cząsteczki, przepuszczają małe<br>Pole elektryczne | DNA ujemne (grupy fosforanowe) → wędruje do + (anody)<br>Masa fragmentu | Małe → wędrują dalej, duże → bliżej startu<br>Barwnik fluorescencyjny | Wiąże DNA (etidium bromek, GelRed) → wizualizacja w UV<br>Drabinka markerów | Wzorzec o znanej długości (np. 100 bp, 500 bp, 1000 bp...)</p>\n<p>Apoptoza vs nekroza — porównanie</p>\n<p>Cecha | Apoptoza | Nekroza<br>Typ | Zaprogramowana (programmed cell death) | Patologiczna, niekontrolowana<br>Wyzwolenie | Sygnał wewnętrzny lub zewnętrzny | Uraz, niedotlenienie, toksyny<br>Energia (ATP) | Wymaga ATP | Nie wymaga<br>Błona komórkowa | Zachowana, &quot;pączkuje&quot; ciałka apoptotyczne | Pęka — uwalnia zawartość<br>Reakcja zapalna | Brak (ciałka pożerane przez fagocyty) | Tak (zapalenie, obrzęk)<br>Fragmentacja DNA | Regularnie co ~180 bp (między nukleosomami) | Losowo (chaotycznie)<br>Obraz elektroforezy | Drabinka (DNA ladder) | Smear (smużenie)<br>Endonukleaza | CAD (caspase-activated DNase) | Niespecyficzne nukleazy lizosomalne</p>\n<p>Mechanizm: dlaczego apoptoza daje &quot;drabinkę&quot; 180 bp?</p>\n<p>Chromatyna w jądrze zorganizowana jest w nukleosomy — DNA owinięte wokół ośmiu histonów (oktamerowy rdzeń). Każdy nukleosom = ~147 par zasad owiniętego DNA + ~30-50 bp linkera między nukleosomami → łącznie ~180 bp na nukleosom.</p>\n<p>W apoptozie aktywuje się CAD (caspase-activated DNase, endonukleaza zależna od kaspaz). Enzym tnie DNA tylko w obszarach linkerowych (między nukleosomami) — chromatyna histonowa go zasłania.</p>\n<p>Powstają fragmenty: 1 nukleosom = 180 bp; 2 nukleosomy = 360 bp; 3 = 540 bp; n = n × 180 bp.</p>\n<p>Elektroforeza: te dyskretne fragmenty migrują z różnymi prędkościami → regularne, oddzielone prążki układające się w drabinkę.</p>\n<p>Mechanizm: dlaczego nekroza daje smear?</p>\n<p>W nekrozie błona lizosomu pęka → uwalniają się lizosomalne nukleazy (DNAzy I i II), które tną DNA w przypadkowych miejscach (nie znają granic nukleosomów).</p>\n<p>Powstają fragmenty o dowolnej długości — od kilku bp do wielu kb. Na elektroforezie tworzy to ciągłą plamę (smear) bez wyraźnych prążków.</p>\n<p>Analiza ścieżek A, B, C</p>\n<p>Ścieżka | Obraz | Typ DNA<br>A | Jeden prążek przy starcie (obszarze nanoszenia) | DNA zdrowych komórek — niefragmentowany, masa &amp;gt;50 kb<br>B | Drabinka regularnych prążków (wielokrotności 180 bp) | Apoptoza — CAD tnie między nukleosomami<br>C | Rozmyte smużenie od góry do dołu | Nekroza — losowa fragmentacja przez niespecyficzne nukleazy</p>\n<p>Punktacja CKE</p>\n<ul><li>15.1. 1 pkt — &quot;C&quot; (nekroza = smear).</li><li>15.2. 1 pkt — &quot;B&quot; (apoptoza = drabinka).</li><li>Suma: 2 pkt.</li></ul>\n<p>Po co to umieć</p>\n<p>Apoptoza jest fundamentalnym procesem biologicznym:</p>\n<ul><li>Embriogeneza — usuwanie błon między palcami u zarodków.</li><li>Rozwój układu nerwowego — eliminacja zbędnych neuronów.</li><li>Układ immunologiczny — niszczenie autoreaktywnych limfocytów (centralna tolerancja).</li><li>Obrona przeciwnowotworowa — komórka z uszkodzeniem DNA sama się eliminuje (kaspazy + p53).</li></ul>\n<p>Brak apoptozy = rak (komórki &quot;nieśmiertelne&quot;). Nadmiar apoptozy = choroby neurodegeneracyjne (Alzheimer, Parkinson).</p>\n<p>Test elektroforetyczny DNA ladder jest klasycznym markerem apoptozy w badaniach in vitro. W diagnostyce nowotworowej używa się go do oceny skuteczności chemioterapii — czy terapia indukuje apoptozę komórek nowotworowych.</p>\n<p>Typowy błąd: Pułapka — pomylenie nekrozy z apoptozą. <strong>Apoptoza = drabinka</strong> (regularna, 180 bp wielokrotności — endonukleaza tnie między nukleosomami). <strong>Nekroza = smear</strong> (chaotyczna fragmentacja). Pułapka — kierunek migracji. <strong>Małe fragmenty wędrują DALEJ</strong> (szybciej przez żel). Duże zostają u góry (przy obszarze nanoszenia). Niefragmentowane DNA = wysoko (A).</p>"},{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź</h4>\n<ol><li>Nekroza → ścieżka <strong>C</strong> (rozmazana smuga, losowa fragmentacja)</li><li>Apoptoza → ścieżka <strong>B</strong> (drabinka prążków, fragmenty wielokrotności 180 pz)</li></ol>\n<h4>Sposób 1 - Mechanizm fragmentacji DNA w apoptozie vs nekrozie</h4>\n<p><strong>Apoptoza (zaprogramowana śmierć komórki):</strong></p>\n<ul><li>Aktywowane są specyficzne <strong>endonukleazy</strong> (np. CAD - caspase-activated DNase)</li><li>Tną DNA w <strong>regionach internukleosomalnych</strong> (między nukleosomami)</li><li>Każdy nukleosom ma ~180-200 par zasad DNA owiniętych wokół histonów</li><li>Fragmenty DNA mają więc rozmiary: 180, 360, 540, 720 pz (wielokrotności 180)</li><li>W żelu: <strong>drabinka prążków</strong> o regularnych odległościach → ścieżka <strong>B</strong> ✓</li></ul>\n<p><strong>Nekroza (niekontrolowana śmierć):</strong></p>\n<ul><li>Brak specyficznych endonukleaz; degradacja jest LOSOWA</li><li>DNA jest fragmentowane przypadkowo (różne enzymy lityczne, mechaniczne uszkodzenia)</li><li>Fragmenty mają wszystkie możliwe rozmiary (od ~50 pz do dużych)</li><li>W żelu: <strong>rozmazana smuga</strong> (smear) → ścieżka <strong>C</strong> ✓</li></ul>\n<p><strong>Zdrowe komórki (kontrolne):</strong></p>\n<ul><li>DNA mało zfragmentowane (głównie chromosomowe, długie)</li><li>W żelu: pojedyncza prążka na górze (wysokocząsteczkowe DNA) → ścieżka <strong>A</strong></li></ul>\n<h4>Sposób 2 - Eliminacja przez wzór</h4>\n<ul><li><strong>A</strong> (pojedyncza prążka u góry) = niefragmentowane DNA = zdrowe komórki</li><li><strong>B</strong> (drabinka prążków regularnych) = wielokrotności 180 pz = apoptoza</li><li><strong>C</strong> (smuga rozmazana) = losowa fragmentacja = nekroza</li></ul>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<blockquote>Zrodlo: oficjalne &quot;Zasady oceniania rozwiazan zadan&quot; CKE (egzamin maturalny z biologii, termin glowny 9 maja 2025, formy MBIP-R0).</blockquote>\n<blockquote>Zadanie 15. (0-2)<br>Zasady oceniania:<br>2 pkt - za podkreslenie dwoch poprawnych okreslen.<br>1 pkt - za podkreslenie jednego poprawnego okreslenia.<br>0 pkt - za odpowiedz niespelniajaca wymagan na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.<br>Rozwiazanie: Wynik elektroforezy DNA wyizolowanego z komorek obumierajacych w wyniku nekrozy ilustruje sciezka C. Wynik elektroforezy DNA wyizolowanego z komorek obumierajacych w wyniku apoptozy ilustruje sciezka B.</blockquote>\n<h4>Wzory z karty CKE</h4>\n<p>W tym zadaniu nie korzystamy z karty wzorów - to zadanie z biotechnologii (elektroforeza). Brak konkretnego wzoru.</p>\n<h4>Typowe pułapki i uwaga</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Łatwa zasada: APOptoza = APOrządkowana fragmentacja (regularne wielokrotności 180 pz, drabinka). Nekroza = losowa (smuga).</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Liczba 180 pz odpowiada DNA wokół jednego nukleosomu (~146 pz na histonach + linker DNA ~30-50 pz). Endonukleazy apoptotyczne tną w linkerach (regiony bardziej dostępne).</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Apoptoza = fizjologiczny mechanizm (rozwój, regulacja immunologiczna). Nekroza = patologiczna (uraz, zatrucie). Różnica: apoptoza nie powoduje stanu zapalnego, nekroza tak.</blockquote>"}]}