Zadanie 15.3 — czerwiec 2023 — Formuła 2023

Formuła 2023rozszerzony2 pkt
Materiał źródłowy do zadania

Przyczyną anemii sierpowatej jest mutacja w położonym na 11 chromosomie genie kodującym β-globinę: na nici kodującej (sensownej) tego genu – zamiast sekwencji GAG, kodującej kwas glutaminowy – znajduje się sekwencja GTG.

W jednej z metod prenatalnego diagnozowania anemii sierpowatej próbki DNA płodu amplifikuje się metodą PCR w celu uzyskania fragmentu genu kodującego β-globinę. Następnie ten DNA traktuje się enzymem restrykcyjnym MstII, a uzyskane w ten sposób fragmenty DNA rozdziela się ze względu na ich długość i porównuje się wyniki tego rozdziału między badanymi próbkami.

W tym teście wykorzystuje się fakt, że w obrębie sekwencji nukleotydowej rozpoznawanej i przecinanej przez enzym MstII znajduje się sekwencja GAG. Mutacja powodująca anemię sierpowatą skutkuje tym, że w allelu warunkującym tę chorobę nie ma miejsca restrykcyjnego enzymu MstII.

Na poniższym zdjęciu przedstawiono wynik analizy pozwalającej stwierdzić obecność zmutowanego allelu β-globiny opisaną powyżej metodą dla trzech różnych płodów – 1., 2. i 3.

Wynik elektroforezy dla trzech płodów 1–3. W torze 1 dwa niższe prążki, w torze 2 jeden wyższy, w torze 3 jeden wyższy i dwa niższe.

Na podstawie: W.A. Arishi i in., Techniques for the Detection of Sickle Cell Disease: A Review,

„Micromachines” 12, 2021.

Na podstawie przedstawionych wyników badań oceń, które z poniższych stwierdzeń są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

1.Płód 1. ma obydwa allele β-globiny prawidłowe.
1. Płód 1. ma obydwa allele β-globiny prawidłowe.
2.Płód 2. jest nosicielem tylko jednej kopii zmutowanego genu β-globiny.
2. Płód 2. jest nosicielem tylko jednej kopii zmutowanego genu β-globiny.
3.Płód 3. ma jeden allel normalny i jeden allel warunkujący anemię sierpowatą.
3. Płód 3. ma jeden allel normalny i jeden allel warunkujący anemię sierpowatą.
Podpowiedź

Opracowanie redakcyjne

Podpowiedź 1

Zacznij od skutku mutacji dla miejsca restrykcyjnego. Który allel daje fragment niepocięty, a który dwa krótsze produkty?

Podpowiedź 2

Próbka z oboma allelami zawiera jednocześnie prążek długi oraz dwa krótsze. Nie interpretuj położenia prążka jako liczby alleli.

Podpowiedź 3

Przypisz 1 do dwóch prawidłowych kopii, 2 do dwóch zmutowanych, 3 do heterozygoty. To daje P, F, P w kolejności zdań tabeli.

Odpowiedź

Odpowiedź przykładowa / klucz CKE

1. – P, 2. – F, 3. – P.

Zasady oceniania

2 pkt – za poprawną ocenę trzech stwierdzeń. 1 pkt – za poprawną ocenę dwóch stwierdzeń. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Wyjaśnienie

Opracowanie redakcyjne

Oceny to P, F i P. Prawidłowy allel ma miejsce rozpoznawane przez MstII, więc po cięciu daje krótsze fragmenty i dwa dolne prążki, jak próbka 1. Zmutowany allel nie jest w tym miejscu cięty: próbka 2 ma tylko górny, dłuższy fragment i odpowiada dwóm zmutowanym kopiom. Próbka 3 łączy oba wzory, co wskazuje heterozygotę z allelem prawidłowym i zmutowanym. Górny prążek nie jest dowodem większej liczby kopii genu, lecz mniejszej ruchliwości dłuższego fragmentu.

Sprawdź kompletność rozwiązania

2 pkt – za poprawną ocenę trzech stwierdzeń. 1 pkt – za poprawną ocenę dwóch stwierdzeń. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Wymagania podstawy programowej

1. Płód 1. ma obydwa allele β-globiny prawidłowe.

W podstawie programowej

Interpretacja diagnostycznej analizy DNA. Zakres części: 1. Płód 1. ma obydwa allele β-globiny prawidłowe..

  • PR:XV.4 — przedstawia istotę technik stosowanych w inżynierii genetycznej (hybrydyzacja DNA, analiza restrykcyjna i elektroforeza DNA, metoda PCR, sekwencjonowanie DNA metodą Sangera);
  • PR:XV.5 — przedstawia zastosowania wybranych technik inżynierii genetycznej w medycynie sądowej, kryminalistyce, diagnostyce chorób;

2. Płód 2. jest nosicielem tylko jednej kopii zmutowanego genu β-globiny.

W podstawie programowej

Interpretacja diagnostycznej analizy DNA. Zakres części: 2. Płód 2. jest nosicielem tylko jednej kopii zmutowanego genu β-globiny..

  • PR:XV.4 — przedstawia istotę technik stosowanych w inżynierii genetycznej (hybrydyzacja DNA, analiza restrykcyjna i elektroforeza DNA, metoda PCR, sekwencjonowanie DNA metodą Sangera);
  • PR:XV.5 — przedstawia zastosowania wybranych technik inżynierii genetycznej w medycynie sądowej, kryminalistyce, diagnostyce chorób;

3. Płód 3. ma jeden allel normalny i jeden allel warunkujący anemię sierpowatą.

W podstawie programowej

Interpretacja diagnostycznej analizy DNA. Zakres części: 3. Płód 3. ma jeden allel normalny i jeden allel warunkujący anemię sierpowatą..

  • PR:XV.4 — przedstawia istotę technik stosowanych w inżynierii genetycznej (hybrydyzacja DNA, analiza restrykcyjna i elektroforeza DNA, metoda PCR, sekwencjonowanie DNA metodą Sangera);
  • PR:XV.5 — przedstawia zastosowania wybranych technik inżynierii genetycznej w medycynie sądowej, kryminalistyce, diagnostyce chorób;

Przypisanie redakcyjne do podstawy BIO-PP2024.

Informacje i źródła zadania

ID zadania: BIO-2023-CZERWIEC-F2023-Z15-3

Organizator: CKE

Działy: Biotechnologia. Podstawy inżynierii genetycznej

Procesy: dziedziczenie

Zagadnienia: Zmienność organizmów

Umiejętności: Pogłębianie znajomości uwarunkowań zdrowia człowieka | Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy materiałów źródłowych

Oryginalny arkusz

Zasady oceniania