Materiał źródłowy do zadania
CKE — Materiał do zadania 12 · czerwiec 2026 · Formuła 2023
Transkrypcja tekstu (rysunki i układ w oryginale powyżej)
Helicobacter pylori to bakteria, która może występować w żołądku człowieka. Jednym
z ważniejszych mechanizmów umożliwiających tej bakterii zasiedlanie żołądka jest
wytwarzanie ureazy – enzymu koniecznego do utrzymania niemal neutralnego pH
cytoplazmatycznego, tzn. w zakresie 5,0–7,0. Podwyższone względem soku żołądkowego
pH obserwuje się także w bezpośrednim sąsiedztwie komórki bakteryjnej. Wytwarzana przez
wszystkie szczepy H. pylori ureaza jest białkiem składającym się z dwunastu identycznych
podjednostek, z których każda zawiera dwa łańcuchy: UreA i UreB. W każdym z dwunastu
miejsc aktywnych znajduje się trwale związana para atomów niklu, niezbędnych do katalizy
reakcji przedstawionej poniżej:
W diagnostyce zakażenia H. pylori stosuje się tzw. ureazowy test oddechowy. Zasada tego
testu opiera się na zdolności ureazy do rozkładu mocznika wprowadzanego do organizmu.
W tym teście pacjent wypija roztwór mocznika, którego atom węgla jest znakowany
izotopowo (np. 13C). Gdy mocznik jest rozkładany w żołądku przez bakteryjną ureazę,
to znakowany 13CO2, będący produktem tej reakcji, jest wchłaniany przez warstwę śluzową
żołądka i usuwany z organizmu wraz z wydychanym powietrzem. Wówczas staje się możliwe
wykrycie izotopu węgla 13C w wydychanym powietrzu. Analiza próbek wydychanego
powietrza opiera się na spektrometrii masowej wysokiej rozdzielczości, pozwalającej wykryć
różnicę masy między cząsteczkami zawierającymi izotop 13C a cząsteczkami zawierającymi
izotop 12C. Diagnostyka inwazyjna opiera się na izolacji H. pylori z materiału pobranego
podczas badania górnego odcinka przewodu pokarmowego.
Na podstawie: S. Ansari i Y. Yamaoka, Survival of Helicobacter pylori in Gastric Acidic Territory,
„Helicobacter” 22(4), 2017;
W. Irving i in., Krótkie wykłady. Mikrobiologia medyczna, Warszawa 2008;
L. Mazzei i in., The Structure-based Reaction Mechanism of Urease, a Nickel Dependent Enzyme:
Tale of a Long Debate, „Journal of Biological Inorganic Chemistry” 25(6), 2020;
X. Xia, Multiple Regulatory Mechanisms for pH Homeostasis in the Gastric Pathogen, Helicobacter pylori,
„Advances in Genetics” 109, 2022;
H. Zhu i in., Bacterial Killing in Gastric Juice – Effect of pH and Pepsin on Escherichia coli and Helicobacter pylori,
„Journal of Medical Microbiology” 55(9), 2006;
pdb101.rcsb.org/motm/158
z ważniejszych mechanizmów umożliwiających tej bakterii zasiedlanie żołądka jest
wytwarzanie ureazy – enzymu koniecznego do utrzymania niemal neutralnego pH
cytoplazmatycznego, tzn. w zakresie 5,0–7,0. Podwyższone względem soku żołądkowego
pH obserwuje się także w bezpośrednim sąsiedztwie komórki bakteryjnej. Wytwarzana przez
wszystkie szczepy H. pylori ureaza jest białkiem składającym się z dwunastu identycznych
podjednostek, z których każda zawiera dwa łańcuchy: UreA i UreB. W każdym z dwunastu
miejsc aktywnych znajduje się trwale związana para atomów niklu, niezbędnych do katalizy
reakcji przedstawionej poniżej:
W diagnostyce zakażenia H. pylori stosuje się tzw. ureazowy test oddechowy. Zasada tego
testu opiera się na zdolności ureazy do rozkładu mocznika wprowadzanego do organizmu.
W tym teście pacjent wypija roztwór mocznika, którego atom węgla jest znakowany
izotopowo (np. 13C). Gdy mocznik jest rozkładany w żołądku przez bakteryjną ureazę,
to znakowany 13CO2, będący produktem tej reakcji, jest wchłaniany przez warstwę śluzową
żołądka i usuwany z organizmu wraz z wydychanym powietrzem. Wówczas staje się możliwe
wykrycie izotopu węgla 13C w wydychanym powietrzu. Analiza próbek wydychanego
powietrza opiera się na spektrometrii masowej wysokiej rozdzielczości, pozwalającej wykryć
różnicę masy między cząsteczkami zawierającymi izotop 13C a cząsteczkami zawierającymi
izotop 12C. Diagnostyka inwazyjna opiera się na izolacji H. pylori z materiału pobranego
podczas badania górnego odcinka przewodu pokarmowego.
Na podstawie: S. Ansari i Y. Yamaoka, Survival of Helicobacter pylori in Gastric Acidic Territory,
„Helicobacter” 22(4), 2017;
W. Irving i in., Krótkie wykłady. Mikrobiologia medyczna, Warszawa 2008;
L. Mazzei i in., The Structure-based Reaction Mechanism of Urease, a Nickel Dependent Enzyme:
Tale of a Long Debate, „Journal of Biological Inorganic Chemistry” 25(6), 2020;
X. Xia, Multiple Regulatory Mechanisms for pH Homeostasis in the Gastric Pathogen, Helicobacter pylori,
„Advances in Genetics” 109, 2022;
H. Zhu i in., Bacterial Killing in Gastric Juice – Effect of pH and Pepsin on Escherichia coli and Helicobacter pylori,
„Journal of Medical Microbiology” 55(9), 2006;
pdb101.rcsb.org/motm/158
Autor i źródło materiału
https://arkusze.pl/maturalne/biologia-2026-czerwiec-matura-rozszerzona.pdf
Oficjalny arkusz egzaminacyjny CKE; pochodzenie i cytowane źródła widoczne w oryginale.
Transkrypcja tekstu (rysunki i układ w oryginale powyżej)
12.1.
Wyjaśnij, w jaki sposób wytwarzanie ureazy przez bakterie H. pylori zapobiega
0–1
niszczącemu działaniu pepsyny na ich komórki. W odpowiedzi uwzględnij odczyn
najbliższego otoczenia komórek tych bakterii.
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
Wyjaśnij, w jaki sposób wytwarzanie ureazy przez bakterie H. pylori zapobiega
0–1
niszczącemu działaniu pepsyny na ich komórki. W odpowiedzi uwzględnij odczyn
najbliższego otoczenia komórek tych bakterii.
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
Odpowiedź zapisuje się na tym urządzeniu i w tej przeglądarce.
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź przykładowa / klucz CKE
Transkrypcja tekstu (rysunki i układ w oryginale powyżej)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne wyjaśnienie, odnoszące się do wpływu ureazy na (1) zwiększenie pH
w najbliższym otoczeniu bakterii, a przez to – (2) na zmniejszenie aktywności
pepsyny w bezpośrednim kontakcie z komórką H. pylori i zahamowanie trawienia
białek bakteryjnych przez ten enzym.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
•
Ureaza powoduje neuturalizację silnie kwaśnego pH w bezpośrednim sąsiedztwie
bakterii, co hamuje aktywność pepsyny i trawienie przez nią białek osłony komórkowej
H. pylori.
•
Ureaza katalizuje reakcję, w której powstają jony hydroksylowe, co przyczynia się do
wzrostu pH do wartości, w których pepsyna nie jest aktywna i nie trawi bakteryjnych
białek peryplazmatycznych i cytoplazmatycznych.
•
Działanie ureazy jest przyczyną wzrostu pH w bezpośrednim sąsiedztwie komórki,
co prowadzi do spadku aktywności pepsyny, a gdy pH osiąga wartość powyżej 6,5 – jej
aktywność ustaje. Dzięki temu pepsyna nie niszczy białkowych składników komórki i jej
otoczki.
Uwaga:
Dopuszcza się odpowiedzi odnoszące się do:
– wzrostu pH w całym żołądku w wyniku działania ureazy (w rzeczywistości zmiana
wywoływana przez ureazę ma charakter lokalny, ale bakteria doprowadza do wzrostu pH
w całym żołądku przez ograniczenie wydzielania kwasu solnego)
– uniemożliwienia przekształcenia się pepsynogenu do pepsyny (w rzeczywistości lokalne
zmiany odczynu nie mają na to przekształcenie większego wpływu).
1 pkt – poprawne wyjaśnienie, odnoszące się do wpływu ureazy na (1) zwiększenie pH
w najbliższym otoczeniu bakterii, a przez to – (2) na zmniejszenie aktywności
pepsyny w bezpośrednim kontakcie z komórką H. pylori i zahamowanie trawienia
białek bakteryjnych przez ten enzym.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
•
Ureaza powoduje neuturalizację silnie kwaśnego pH w bezpośrednim sąsiedztwie
bakterii, co hamuje aktywność pepsyny i trawienie przez nią białek osłony komórkowej
H. pylori.
•
Ureaza katalizuje reakcję, w której powstają jony hydroksylowe, co przyczynia się do
wzrostu pH do wartości, w których pepsyna nie jest aktywna i nie trawi bakteryjnych
białek peryplazmatycznych i cytoplazmatycznych.
•
Działanie ureazy jest przyczyną wzrostu pH w bezpośrednim sąsiedztwie komórki,
co prowadzi do spadku aktywności pepsyny, a gdy pH osiąga wartość powyżej 6,5 – jej
aktywność ustaje. Dzięki temu pepsyna nie niszczy białkowych składników komórki i jej
otoczki.
Uwaga:
Dopuszcza się odpowiedzi odnoszące się do:
– wzrostu pH w całym żołądku w wyniku działania ureazy (w rzeczywistości zmiana
wywoływana przez ureazę ma charakter lokalny, ale bakteria doprowadza do wzrostu pH
w całym żołądku przez ograniczenie wydzielania kwasu solnego)
– uniemożliwienia przekształcenia się pepsynogenu do pepsyny (w rzeczywistości lokalne
zmiany odczynu nie mają na to przekształcenie większego wpływu).
Informacje i źródła zadania
ID zadania: BIO-2026-CZERWIEC-F2023-Z12-1
Organizator: CKE
Wymagania PP2024: PR:XI.2.1.e | PR:OG.I.4
Działy: Funkcjonowanie zwierząt
Organizmy: człowiek | bakterie | zwierzęta
Procesy: ekspresja genów
Zagadnienia: Odżywianie się
Umiejętności: Pogłębianie wiedzy z zakresu różnorodności biologicznej oraz zjawisk i procesów biologicznych zachodzących na różnych poziomach organizacji życia