Materiał źródłowy do zadania
CKE — Materiał do zadania 1 · czerwiec 2024 · Formuła 2015
Akwaporyna jest białkiem transportującym wodę przez błonę komórkową. Występuje m.in. w komórkach nabłonka kanalików zbiorczych nefronu człowieka – tworzy kanały białkowe w błonie komórkowej. Kierunek transportu wody wynika z różnicy jej stężeń między cytozolem komórki nabłonka a światłem kanalika nefronu.
Akwaporyna powstaje dzięki ekspresji genu AQP2 leżącego na chromosomie 12 i składa się z czterech łańcuchów polipeptydowych, z których każdy jest zbudowany z 271 reszt aminokwasowych. Mutacje w genie AQP2 mogą powodować powstawanie niefunkcjonalnej akwaporyny, co jest przyczyną moczówki prostej nerkowej.
Na poniższym schemacie przedstawiono strukturę akwaporyny widzianej w płaszczyźnie błony komórkowej (A) oraz widzianej od wewnętrznej strony błony komórkowej (B).
Na podstawie: F. Ando, S. Uchida, Activation of AQP2 Water Channels Without Vasopressin: Therapeutic Strategies for Congenital Nephrogenic Diabetes Insipidus, „Clinical and Experimental Nephrology” 22(3), 2018;
A. Frick i in., X-ray Structure of Human Aquaporin 2 and its Implications for Nephrogenic Diabetes Insipidus and Trafficking, „PNAS” 111(17), 2014.
Zobacz oryginalny fragment CKE
Autor i źródło materiału
https://arkusze.pl/maturalne/biologia-2024-czerwiec-matura-stara-rozszerzona.pdf
Oficjalny arkusz egzaminacyjny CKE; pochodzenie i cytowane źródła widoczne w oryginale.
Określ, czy w przypadku niefunkcjonalnej akwaporyny ilość wydalanego moczu przez człowieka jest większa czy mniejsza w stosunku do normy. Odpowiedź uzasadnij, odnosząc się do funkcji akwaporyny w procesie powstawania moczu.
Zobacz oryginalny fragment CKE
Odpowiedź zapisuje się na tym urządzeniu i w tej przeglądarce.
Podpowiedź
Opracowanie redakcyjne
Podpowiedź 1
Przypomnij sobie, czy w kanaliku zbiorczym woda jest dodawana do moczu, czy odzyskiwana do organizmu. Dopiero potem oceń skutek utraty sprawnego kanału.
Podpowiedź 2
Jeżeli woda nie może wydostawać się ze światła kanalika tak skutecznie jak wcześniej, co dzieje się z jej ilością w płynie docierającym do dróg moczowych?
Podpowiedź 3
Zapisz ciąg: niefunkcjonalne AQP2 → mniej wchłaniania zwrotnego wody → więcej wody w moczu. Uzasadnienie oprzyj na resorpcji, nie na zmianie objętości filtracji kłębuszkowej.
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź przykładowa / klucz CKE
• Spowoduje to wydalanie dużej ilości wodnistego moczu, gdyż w wyniku uszkodzenia białka budującego kanały akwaporyny woda nie jest resorbowana z moczu w nefronie.
• Ilość wydalanego moczu jest większa, bo zmieniona akwaporyna jest niefunkcjonalna i ogranicza wchłanianie zwrotne wody w kanaliku zbiorczym nefronu.
Zobacz oryginalny fragment CKE
Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne określenie, że ilość wydalanego moczu jest większa w porównaniu
z normą, wraz z poprawnym uzasadnieniem, odnoszącym się do ograniczenia wchłaniania zwrotnego wody w nefronie. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Wyjaśnienie rozwiązania
Opracowanie redakcyjne
Ilość wydalanego moczu jest większa. Akwaporyna AQP2 umożliwia odzyskiwanie wody ze światła kanalika zbiorczego. Gdy jest niefunkcjonalna, resorpcja zwrotna wody zostaje ograniczona, więc więcej wody pozostaje w powstającym moczu i jest usuwane z organizmu. Trzeba odnieść wadę kanału do odzyskiwania wody, a nie do filtrowania krwi w kłębuszku. Nie chodzi także o zatrzymywanie moczu przez zablokowanie całego kanalika.
Sprawdź kompletność rozwiązania
1 pkt – za poprawne określenie, że ilość wydalanego moczu jest większa w porównaniu
z normą, wraz z poprawnym uzasadnieniem, odnoszącym się do ograniczenia wchłaniania zwrotnego wody w nefronie. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Powiązanie z obecną podstawą programową:
Polecenie 1.3 — w podstawie programowej. Akwaporyny a resorpcja wody podczas tworzenia moczu.
- PR:XI.2.4.f — przedstawia proces tworzenia moczu u człowieka oraz wyjaśnia znaczenie regulacji hormonalnej w tym procesie,
Wymagania podstawy programowej
Polecenie 1.3
W podstawie programowej
Akwaporyny a resorpcja wody podczas tworzenia moczu.
- PR:XI.2.4.f — przedstawia proces tworzenia moczu u człowieka oraz wyjaśnia znaczenie regulacji hormonalnej w tym procesie,
Przypisanie redakcyjne do podstawy BIO-PP2024; historyczne wymagania CKE pozostają w informacjach o zadaniu.
Informacje i źródła zadania
ID zadania: BIO-2024-CZERWIEC-F2015-Z1-3
Organizator: CKE
Wymagania PP2024: PR:XI.2.4.f
Wymagania historyczne: IV. Przegląd różnorodności organizmów. 13. Porównanie struktur zwierząt odpowiedzialnych za realizację różnych czynności życiowych. Zdający: 11) wyjaśnia istotę procesu wydalania […]. V. Budowa i funkcjonowanie organizmu człowieka. 8. Układ wydalniczy. Zdający: 3) przedstawia sposób funkcjonowania nefronu oraz porównuje składniki moczu pierwotnego i ostatecznego.
Działy: Funkcjonowanie zwierząt
Organizmy: człowiek
Procesy: ekspresja genów
Zagadnienia: Wydalanie i osmoregulacja