Materiał źródłowy do zadania
CKE — Materiał do zadania 3 · maj 2026 · Formuła 2023
Transkrypcja tekstu (rysunki i układ w oryginale powyżej)
Horyzontalny transfer genów (HTG) może się odbywać u bakterii na drodze koniugacji,
transdukcji lub transformacji. W 1946 roku Lederberg i Tatum przeprowadzili eksperyment,
który dostarczył dowodów na zachodzenie HTG między bakteriami. Badanie
przeprowadzono na dwóch szczepach Escherichia coli – A i B:
•
szczep A (Met− bio− Thr+ Leu+ thi+) stanowiły bakterie, które nie miały zdolności
do syntezy aminokwasu – metioniny (Met), oraz witaminy – biotyny (bio);
•
szczep B (Met+ bio+ Thr− Leu− thi−) stanowiły bakterie, które nie miały zdolności
do syntezy aminokwasów: treoniny (Thr) i leucyny (Leu), oraz witaminy – tiaminy (thi).
Bakterie obydwu szczepów hodowano na pożywce pełnej (zawierającej źródło aminokwasów
i witamin), zarówno razem, jak i osobno – co zilustrowano poniżej. Gdy bakterie przeniesiono
na pożywkę minimalną (niezawierającą wyżej wymienionych aminokwasów i witamin),
kolonie zostały utworzone wyłącznie przez część bakterii pochodzących z hodowli
mieszanej.
szczep A
szczep A + B
szczep B
przeniesienie bakterii na pożywkę minimalną
brak wzrostu
wzrost kolonii
brak wzrostu
Bernard Davis wykonał kolejne doświadczenie – założył hodowlę bakterii szczepów A i B
w szklanej U-rurce z pożywką pełną, z filtrem między połówkami U-rurki – co zilustrowano
na poniższym rysunku. Ten filtr przepuszczał w obie strony pożywkę wraz z rozpuszczonymi
substancjami, ale nie przepuszczał bakterii. Hodowla była wolna od bakteriofagów.
Gdy przeniesiono bakterie na pożywkę minimalną, nie odnotowano wzrostu kolonii.
naprzemienne zasysanie i tłoczenie
wata
szczep A
szczep B
szczep A
szczep B
przeniesienie bakterii
na pożywkę minimalną
brak wzrostu
brak wzrostu
filtr
Na podstawie: A.J.F. Griffiths i in., Introduction to Genetic Analysis, Nowy Jork 2004.
transdukcji lub transformacji. W 1946 roku Lederberg i Tatum przeprowadzili eksperyment,
który dostarczył dowodów na zachodzenie HTG między bakteriami. Badanie
przeprowadzono na dwóch szczepach Escherichia coli – A i B:
•
szczep A (Met− bio− Thr+ Leu+ thi+) stanowiły bakterie, które nie miały zdolności
do syntezy aminokwasu – metioniny (Met), oraz witaminy – biotyny (bio);
•
szczep B (Met+ bio+ Thr− Leu− thi−) stanowiły bakterie, które nie miały zdolności
do syntezy aminokwasów: treoniny (Thr) i leucyny (Leu), oraz witaminy – tiaminy (thi).
Bakterie obydwu szczepów hodowano na pożywce pełnej (zawierającej źródło aminokwasów
i witamin), zarówno razem, jak i osobno – co zilustrowano poniżej. Gdy bakterie przeniesiono
na pożywkę minimalną (niezawierającą wyżej wymienionych aminokwasów i witamin),
kolonie zostały utworzone wyłącznie przez część bakterii pochodzących z hodowli
mieszanej.
szczep A
szczep A + B
szczep B
przeniesienie bakterii na pożywkę minimalną
brak wzrostu
wzrost kolonii
brak wzrostu
Bernard Davis wykonał kolejne doświadczenie – założył hodowlę bakterii szczepów A i B
w szklanej U-rurce z pożywką pełną, z filtrem między połówkami U-rurki – co zilustrowano
na poniższym rysunku. Ten filtr przepuszczał w obie strony pożywkę wraz z rozpuszczonymi
substancjami, ale nie przepuszczał bakterii. Hodowla była wolna od bakteriofagów.
Gdy przeniesiono bakterie na pożywkę minimalną, nie odnotowano wzrostu kolonii.
naprzemienne zasysanie i tłoczenie
wata
szczep A
szczep B
szczep A
szczep B
przeniesienie bakterii
na pożywkę minimalną
brak wzrostu
brak wzrostu
filtr
Na podstawie: A.J.F. Griffiths i in., Introduction to Genetic Analysis, Nowy Jork 2004.
Autor i źródło materiału
https://arkusze.pl/maturalne/biologia-2026-maj-matura-rozszerzona.pdf
Oficjalny arkusz egzaminacyjny CKE; pochodzenie i cytowane źródła widoczne w oryginale.
Transkrypcja tekstu (rysunki i układ w oryginale powyżej)
3.1.
Wyjaśnij, dlaczego w doświadczeniu Lederberga i Tatuma – po przeniesieniu bakterii
0–1
na pożywkę minimalną – kolonie zostały utworzone wyłącznie przez bakterie
pochodzące z hodowli mieszanej. W odpowiedzi uwzględnij następstwa HTG między
szczepami A i B.
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
Wyjaśnij, dlaczego w doświadczeniu Lederberga i Tatuma – po przeniesieniu bakterii
0–1
na pożywkę minimalną – kolonie zostały utworzone wyłącznie przez bakterie
pochodzące z hodowli mieszanej. W odpowiedzi uwzględnij następstwa HTG między
szczepami A i B.
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
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, uwzględniające uzyskanie brakujących zdolności syntezy
wymienionych aminokwasów i witamin w wyniku transferu genów między szczepami
bakterii.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
•
Dzięki wymianie informacji genetycznej powstały bakterie szczepu Met+ bio+ Thr+ Leu+
thi+, które mogły przeżyć na pożywce minimalnej.
•
Na drodze HTG bakterie szczepu A przekazały bakteriom szczepu B geny warunkujące
wytwarzanie treoniny, leucyny i tiaminy, których nie ma w pożywce minimalnej.
•
Dzięki koniugacji szczep B przekazał szczepowi A geny warunkujące syntezę metioniny
i biotyny, w wyniku czego powstał szczep, który syntezuje wszystkie aminokwasy
i witaminy.
•
Tylko w przypadku hodowli mieszanej doszło do kompensacji mutacji będących
przyczyną braku zdolności syntezy określonych aminokwasów i witamin.
•
Między bakteriami szczepów A i B doszło do koniugacji, dzięki czemu bakterie jednego
szczepu mogły przekazać bakteriom drugiego szczepu geny warunkujące wytwarzanie
aminokwasów i witamin niezbędnych do przeżycia.
•
Dzięki poziomemu transferowi genów, który zaszedł pomiędzy szczepami A i B, bakterie
uzyskały możliwość syntezy odpowiednich związków.
•
Bakterie uzyskały obcy DNA i – dzięki temu – możliwość syntezy odpowiednich
związków.
•
Dzięki HTG bakterie uzyskały możliwość syntezy wszystkich aminokwasów i witamin.
•
Dzięki temu bakterie uzyskały możliwość syntezy odpowiednich związków.
Uwaga:
Dopuszcza się odpowiedzi odnoszące się do HTG zachodzącego na drodze transdukcji lub
transformacji (na tym etapie badań nie był jeszcze znany konkretny mechanizm HTG).
Dopuszcza się odpowiedzi mówiące o syntezie „brakujących” związków.
Nie uznaje się odpowiedzi, w których mowa tylko o uzyskaniu zdolności syntezy
aminokwasów lub tylko o uzyskaniu zdolności syntezy witamin jako skutku HTG.
1 pkt – poprawne wyjaśnienie, uwzględniające uzyskanie brakujących zdolności syntezy
wymienionych aminokwasów i witamin w wyniku transferu genów między szczepami
bakterii.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
•
Dzięki wymianie informacji genetycznej powstały bakterie szczepu Met+ bio+ Thr+ Leu+
thi+, które mogły przeżyć na pożywce minimalnej.
•
Na drodze HTG bakterie szczepu A przekazały bakteriom szczepu B geny warunkujące
wytwarzanie treoniny, leucyny i tiaminy, których nie ma w pożywce minimalnej.
•
Dzięki koniugacji szczep B przekazał szczepowi A geny warunkujące syntezę metioniny
i biotyny, w wyniku czego powstał szczep, który syntezuje wszystkie aminokwasy
i witaminy.
•
Tylko w przypadku hodowli mieszanej doszło do kompensacji mutacji będących
przyczyną braku zdolności syntezy określonych aminokwasów i witamin.
•
Między bakteriami szczepów A i B doszło do koniugacji, dzięki czemu bakterie jednego
szczepu mogły przekazać bakteriom drugiego szczepu geny warunkujące wytwarzanie
aminokwasów i witamin niezbędnych do przeżycia.
•
Dzięki poziomemu transferowi genów, który zaszedł pomiędzy szczepami A i B, bakterie
uzyskały możliwość syntezy odpowiednich związków.
•
Bakterie uzyskały obcy DNA i – dzięki temu – możliwość syntezy odpowiednich
związków.
•
Dzięki HTG bakterie uzyskały możliwość syntezy wszystkich aminokwasów i witamin.
•
Dzięki temu bakterie uzyskały możliwość syntezy odpowiednich związków.
Uwaga:
Dopuszcza się odpowiedzi odnoszące się do HTG zachodzącego na drodze transdukcji lub
transformacji (na tym etapie badań nie był jeszcze znany konkretny mechanizm HTG).
Dopuszcza się odpowiedzi mówiące o syntezie „brakujących” związków.
Nie uznaje się odpowiedzi, w których mowa tylko o uzyskaniu zdolności syntezy
aminokwasów lub tylko o uzyskaniu zdolności syntezy witamin jako skutku HTG.
Informacje i źródła zadania
ID zadania: BIO-2026-MAJ-F2023-Z3-1
Organizator: CKE
Wymagania PP2024: PR:VI.4 | PR:OG.IV.1 | PR:OG.II.3 | PR:OG.II.4
Działy: Bakterie i archeowce. Uczeń:
Organizmy: bakterie | zwierzęta
Procesy: ekspresja genów
Umiejętności: Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów biologicznych | Rozwijanie myślenia naukowego; doskonalenie umiejętności planowania i przeprowadzania obserwacji i doświadczeń oraz wnioskowania w oparciu o wyniki badań