Materiał źródłowy do zadania
CKE — Materiał do zadania 1 · lipiec 2020 · Formuła 2015
Pierwotnym źródłem cukrów u roślin jest proces asymilacji dwutlenku węgla w chloroplastach. Węgiel eksportowany jest z chloroplastów głównie w postaci triozofosforanów, choć w wielu przypadkach do cytoplazmy jest uwalniana również glukoza, powstająca w wyniku hydrolizy skrobi okresowo gromadzonej w tych organellach. W warunkach zakłócenia eksportu produktów fotosyntezy skrobia gromadzi się w chloroplastach liści, co jest dobrym wskaźnikiem tego zaburzenia. Poniżej przedstawiono doświadczenie, którego celem było sprawdzenie wpływu deficytu magnezu na zaburzenia eksportu cukrów w liściach rzodkiewnika pospolitego. Hipoteza: Pierwszym z badanych objawów niedoboru magnezu u rzodkiewnika pospolitego jest zaburzenie eksportu cukrów z liści.
Przebieg doświadczenia: Przez 21 dni prowadzono uprawę hydroponiczną sadzonek rzodkiewnika pospolitego, stosując różne pożywki:
• połowę roślin zasilano pożywką pełną – próba A;
• drugą połowę roślin zasilano pożywką bez soli magnezu – próba B. Rośliny oświetlano przez 12 h na dobę. Przez cały czas trwania doświadczenia obserwowano zabarwienie liści oraz ważono rośliny. Natomiast 14. dnia trwania doświadczenia wybrane rośliny barwiono płynem Lugola. Wyniki doświadczenia:
1. Barwienie płynem Lugola – przykładowe rośliny po 14 dniach uprawy przedstawiono na zdjęciu poniżej;
2. Barwa liści roślin – od 15. dnia wystąpiło stopniowe żółknięcie liści roślin w próbie B;
3. Masa roślin – od 16. dnia odnotowywano, że rośliny z próby B miały niższą świeżą masę niż rośliny w próbie A.
Na podstawie: Ch. Hermans, N. Verbruggen, Physiological characterization of (…) Arabidopsis thaliana, „Journal of Experimental Botany”, Vol. 56, 2005.
Zobacz oryginalny fragment CKE
Autor i źródło materiału
https://arkusze.pl/maturalne/biologia-2020-lipiec-matura-rozszerzona.pdf
Oficjalny arkusz egzaminacyjny CKE; pochodzenie i cytowane źródła widoczne w oryginale.
Wyjaśnij, dlaczego rośliny zasilane pożywką bez soli magnezu miały niższą świeżą masę niż rośliny zasilane pożywką pełną.
Zobacz oryginalny fragment CKE
Podpowiedź
Opracowanie redakcyjne
Podpowiedź 1
Połącz rolę magnezu z fotosyntezą, a następnie dopisz, skąd roślina otrzymuje materiał do budowy nowych tkanek. Potrzebne są oba przejścia.
Podpowiedź 2
Mniej efektywna fotosynteza oznacza mniejszą produkcję związków organicznych. To ogranicza dostępność budulca, nie tylko zmianę koloru liści.
Podpowiedź 3
Wyjaśnij niedobór Mg, ograniczenie fotosyntezy i mniejszą produkcję związków organicznych, a przez to słabszy przyrost. Nie utożsamiaj świeżej masy z suchą.
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź przykładowa / klucz CKE
• Spowodowane jest to spadkiem intensywności fotosyntezy, a przez to zmniejszeniem ilości wytwarzanych związków organicznych.
• Magnez/Mg jest konieczny do prawidłowego przebiegu fotosyntezy, której produktami są związki organiczne budujące ciało rośliny.
• Mg wpływa na aktywność karboksylazy rybulozobisfosforanowej w stromie chloroplastów. Brak magnezu zaburza więc wiązanie CO2, a przez to ogranicza wytwarzanie związków organicznych, z których budowane jest ciało rośliny.
• Niższa świeża masa wynika z niedoboru chlorofilu (Mg wchodzi w skład chlorofilu) przez co roślina przeprowadzała fotosyntezę z mniejszą wydajnością i dlatego miała niższą masę niż roślina zasilana pełna pożywką.
Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi zbyt ogólnych odnoszących się jedynie do hamowania fotosyntezy jako konsekwencji niedoboru magnezu w pożywce.
Zobacz oryginalny fragment CKE
Zasady oceniania
1 p. – za wyjaśnienie uwzględniające niedobór magnezu wywołujący spadek intensywności / wydajności fotosyntezy i w konsekwencji zmniejszenie ilości wytwarzanych związków organicznych lub uwzględniające spadek w stromie chloroplastów aktywności karboksylazy rybulozobisfosforanowej i zaburzone wiązanie CO2, przez co ograniczone jest wytwarzanie związków organicznych. 0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Wyjaśnienie rozwiązania
Opracowanie redakcyjne
Niedobór magnezu ogranicza prawidłowy przebieg fotosyntezy, m.in. przez zmniejszenie ilości chlorofilu. Roślina wytwarza mniej związków organicznych, które są materiałem budulcowym i źródłem substratów metabolizmu, dlatego słabiej przyrasta. Nie wystarczy zatrzymać wyjaśnienia na „słabszej fotosyntezie”: trzeba wskazać jej skutek dla produkcji biomasy. Świeża masa obejmuje także wodę, więc nie jest tożsama z ilością materii organicznej ani dokładną miarą samej fotosyntezy.
Sprawdź kompletność rozwiązania
1 p. – za wyjaśnienie uwzględniające niedobór magnezu wywołujący spadek intensywności / wydajności fotosyntezy i w konsekwencji zmniejszenie ilości wytwarzanych związków organicznych lub uwzględniające spadek w stromie chloroplastów aktywności karboksylazy rybulozobisfosforanowej i zaburzone wiązanie CO2, przez co ograniczone jest wytwarzanie związków organicznych. 0 p. – za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Wymagania podstawy programowej
Polecenie 1.4
W podstawie programowej
Niedobór chlorofilu ogranicza produkcję związków organicznych.
- PR:IX.3.7 — przedstawia znaczenie wybranych makro- i mikroelementów (N, S, Mg, K, P) dla roślin.
- PR:III.4.3 — analizuje na podstawie schematu przebieg fazy zależnej od światła oraz fazy niezależnej od światła; wyróżnia substraty i produkty obu faz; wykazuje rolę składników siły asymilacyjnej w fazie niezależnej od światła;
Przypisanie redakcyjne do podstawy BIO-PP2024.
Informacje i źródła zadania
ID zadania: BIO-2020-LIPIEC-F2015-Z1-4
Organizator: CKE
Działy: Różnorodność roślin | Energia i metabolizm
Organizmy: rośliny | zwierzęta
Procesy: fotosynteza
Zagadnienia: Fotosynteza