Materiał źródłowy do zadania
CKE — Materiał do zadania 5 · maj 2023 · Formuła 2015
Główną funkcją enzymu RuBisCO (karboksylaza/oksygenaza rybulozo-1,5-bisfosforanowa) jest przyłączanie dwutlenku węgla do rybulozo-1,5-bisfosforanu (RuBP) w cyklu Calvina. Jednak w wysokiej temperaturze i przy wysokim stężeniu O2 znacznie wzrasta aktywność RuBisCO polegająca na przyłączaniu tlenu do RuBP, co daje początek fotooddychaniu. Skutkiem tego procesu jest znaczne zmniejszenie wydajności wiązania CO2 przez roślinę.
U roślin rejonów tropikalnych i subtropikalnych przeprowadzających fotosyntezę typu C4 proces fotooddychania jest ograniczony. Jest to związane z dwustopniowym mechanizmem wiązania dwutlenku węgla. Pierwotna asymilacja CO2 z wytworzeniem szczawiooctanu zachodzi w komórkach mezofilu, natomiast włączanie CO2 do cyklu Calvina zachodzi w komórkach pochwy okołowiązkowej. U niektórych roślin C4 w komórkach pochwy okołowiązkowej nie ma fotosystemu II (PS II).
Na schemacie przedstawiono w uproszczeniu przebieg fazy fotosyntezy niezależnej

Autor i źródło materiału
https://arkusze.pl/maturalne/biologia-2023-maj-matura-stara-rozszerzona.pdf
Oficjalny arkusz egzaminacyjny CKE; pochodzenie i cytowane źródła widoczne w oryginale.
Odpowiedź zapisuje się na tym urządzeniu i w tej przeglądarce.
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź przykładowa / klucz CKE
• 1. To pozwala na znaczne zwiększenie stężenia CO2 w komórkach, gdzie znajduje się RuBisCO wiążące CO2.
2. Dzięki temu nie jest wytwarzany tlen, który konkurowałby z CO2 o miejsce aktywne
RuBisCO.
• 1. Dwuetapowy mechanizm wiązania CO2 umożliwia wzrost stężenia CO2 w komórkach pochwy okołowiązkowej, przez co RuBisCO częściej łączy się z CO2 niż z O2.
2. Ponieważ w komórce brak jest PS II, nie powstaje tlen z fotolizy wody, który przy
wysokiej temperaturze otoczenia częściej niż CO2 przyłączyłby się do RuBisCO, czyli wzmagałoby to fotooddychanie.
• 1. Dzięki temu jest wysokie stężenie CO2 w komórkach z RuBisCO.
2. Powoduje to niskie stężenie O2 tam, gdzie działa RuBisCO.
Uwaga: Uznaje się odpowiedzi, w których konkurencja dwutlenku węgla i tlenu o miejsce aktywne RuBisCO została opisana holistycznie tylko w jednej części odpowiedzi, bez powtórzenia w drugiej części, np.:
1. Pozwala to na zwiększenie stężenia CO2 w komórkach pochwy okołowiązkowej, w których
zachodzi cykl Calvina, przez co do RuBP jest przyłączany dwutlenek węgla, a nie – tlen.
2. Dzięki temu w tych komórkach nie zachodzi fotoliza wody, co obniża w nich stężenie tlenu.
Zasady oceniania
2 pkt – za poprawne wykazanie związku między ograniczeniem procesu fotooddychania a:
1) dwuetapowym mechanizmem wiązania dwutlenku węgla z uwzględnieniem
wysokiej dostępności CO2 dla RuBisCO ORAZ 2) brakiem PSII w komórkach pochew okołowiązkowych z uwzględnieniem niskiej
dostępności O2 dla RuBisCO. 1 pkt – za poprawne wykazanie związku między ograniczeniem procesu fotooddychania a:
1) dwuetapowym mechanizmem wiązania dwutlenku węgla z uwzględnieniem
wysokiej dostępności CO2 dla RuBisCO ALBO 2) brakiem PSII w komórkach pochew okołowiązkowych z uwzględnieniem niskiej
dostępności O2 dla RuBisCO. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Klucz CKE jest dostępny. Wyjaśnienie i podpowiedzi do tego polecenia są jeszcze w opracowaniu.
Wymagania podstawy programowej
Polecenie 5.4
W podstawie programowej
Źródło opisuje konkurencyjne reakcje RuBisCO, dwuetapowe wiązanie CO2 i brak PSII; wyjaśnienie wynika z tych informacji oraz roli tlenu w fazie jasnej.
- 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;
- PR:III.3.2 — wyjaśnia, na czym polega swoistość substratowa enzymu oraz opisuje katalizę enzymatyczną;
- PR:OG.IV.1 — interpretuje informacje i wyjaśnia związki przyczynowo-skutkowe między procesami i zjawiskami, formułuje wnioski;
Przypisanie redakcyjne do podstawy BIO-PP2024; historyczne wymagania CKE pozostają w informacjach o zadaniu.
Informacje i źródła zadania
ID zadania: BIO-2023-MAJ-F2015-Z5-4
Organizator: CKE
Wymagania PP2024: PR:III.4.3 | PR:III.3.2 | PR:OG.IV.1
Wymagania historyczne: III. Metabolizm. 4. Fotosynteza. Zdający: 1) przedstawia proces fotosyntezy […]; 3) […] przedstawia funkcje obu fotosystemów […]. IV. Przegląd różnorodności organizmów. 7. Rośliny – odżywianie się. Zdający: 3) przedstawia warunki wymiany gazowej u roślin, wskazując odpowiednie adaptacje w ich budowie anatomicznej.
Działy: Energia i metabolizm
Organizmy: rośliny | zwierzęta
Procesy: fotosynteza
Zagadnienia: Fotosynteza | Odżywianie się roślin


