Zadanie 3
Matura z biologii, maj 2025, poziom rozszerzony
Wymaganie: III.6 — ruchy roślin, geotropizm, mechanizm działania auksyn.
Treść zadania
Korzenie roślin wykazują najczęściej geotropizm dodatni. Centralna część czapeczki korzeniowej, w której znajdują się amyloplasty, jest miejscem odbioru kierunku działania siły ciężkości na korzeń. Przy zmianie położenia korzenia amyloplasty przesuwają się zawsze na dolną stronę komórki.
Na poniższej mikrofotografii przedstawiono wierzchołkową część młodego korzenia rzodkiewnika pospolitego (Arabidopsis thaliana) z ziarnami skrobi wybarwionymi na granatowo.
Na podstawie: J. Stanga i in., Studying Starch Content and Sedimentation of Amyloplast Statoliths in Arabidopsis Roots w: R.P. Jarvis (red.), Chloroplast Research in Arabidopsis. Methods and Protocols, Nowy Jork 2011.
Zadanie 3.1. (0-1)
Podaj nazwę odczynnika, który na granatowo wybarwia ziarna skrobi, np. w czapeczce korzeniowej.
Zadanie 3.2. (0-1)
Podaj nazwę strefy korzenia, w której zachodzi reakcja wzrostowa prowadząca do wygięcia się wierzchołka korzenia w dół.
Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2505. Otwórz oryginalny PDF
Rozwiązanie
3.1. Płyn Lugola (lub: jodyna — roztwór jodu w jodku potasu; lub roztwór jodu w KI).
Mechanizm: jod wnika w spirale amylozy (składnik skrobi), tworząc kompleks o granatowo-fioletowej barwie. To klasyczna reakcja jodowa na skrobię (CKE — eksperyment szkolny).
3.2. Strefa wydłużania (= strefa elongacji = strefa wzrostu).
Mechanizm: po zmianie pozycji korzenia amyloplasty osiadają na dolnej ścianie komórek czapeczki → sygnał (auksyna) gromadzi się po dolnej stronie strefy wydłużania → komórki dolnej strony hamują wzrost (wysokie stężenie auksyny w korzeniach hamuje), górne komórki rosną szybciej → korzeń zegnie się w dół.
Pułapka 3.1 — pomylenie odczynników. Lugol = skrobia (granatowo). Sudan III = lipidy (czerwono). Biuret = białka (fiolet). Trommer = cukry redukujące (czerwono). To częsta pomyłka w zadaniach maturalnych z biochemii roślin.
Pułapka 3.2 — wskazanie czapeczki / merystemu. Czapeczka = MIEJSCE odbioru sygnału (statolity). Strefa wydłużania = MIEJSCE REAKCJI WZROSTOWEJ. To dwie różne strefy.
Kolejność stref od wierzchołka: czapeczka → merystem → strefa wydłużania → strefa różnicowania (włośniki). Reakcja zachodzi w strefie wydłużania.
Strona arkusza CKE z trescia zadania
Klucz pojęciowy — reakcje barwne na związki organiczne
| Reagent | Wykrywa | Barwa |
|---|---|---|
| Płyn Lugola (jod w KI) | skrobia | granatowo-fioletowa |
| Sudan III / IV | lipidy (tłuszcze) | pomarańczowo-czerwona |
| Reakcja biuretowa (CuSO₄ + NaOH) | białka (wiązanie peptydowe) | fioletowa |
| Próba Trommera (Cu(OH)₂) | cukry redukujące (glukoza, fruktoza, maltoza) | ceglasta / pomarańczowa |
| Próba ksantoproteinowa (HNO₃) | aminokwasy aromatyczne | żółta |
Klucz: Lugol → granatowo → skrobia. Reakcja jodowa to klasyk biologii szkolnej.
Strefy korzenia (od wierzchołka)
1. Czapeczka korzeniowa — osłona merystemu. Zawiera amyloplasty = statolity (osiadają zgodnie z siłą ciężkości → odbiór sygnału grawitacyjnego).
2. Merystem wierzchołkowy — komórki dzielące się (mitoza). Wzrost przez liczbę komórek.
3. Strefa wydłużania (elongacji) — komórki wydłużają się (rosną na długość). Tu zachodzi reakcja wzrostowa prowadząca do wygięcia korzenia.
4. Strefa różnicowania — komórki uzyskują specjalizację, tworzą się włośniki korzeniowe.
Mechanizm geotropizmu dodatniego — krok po kroku
Odbiór sygnału (czapeczka): zmiana pozycji → amyloplasty osiadają na dolnej ścianie komórek czapeczki (grawitacja).
Sygnał chemiczny: aktywuje transport auksyny (IAA) do dolnej strony korzenia (przez białka PIN, regulujące przepływ auksyny).
Reakcja w strefie wydłużania: wysokie stężenie auksyny w korzeniach HAMUJE wzrost (odwrotnie niż w łodydze!). Komórki dolnej strony rosną wolniej.
Wygięcie: górne komórki wydłużają się normalnie, dolne hamowane → korzeń zegnie się w dół = geotropizm dodatni.
Punktacja CKE
- 3.1. 1 pkt — Lugol / jod w KI / jodyna.
- 3.2. 1 pkt — strefa wydłużania / elongacji / wzrostu (długość).
Po co to umieć
Statolity skrobiowe w czapeczce — klasyczny przykład mechanizmu sygnalizacyjnego w roślinach. Mutanty rzodkiewnika pozbawione statolit (mutacja pgm-1) tracą zdolność reakcji grawitacyjnej — to dowód roli amyloplastów.
Auksyna (IAA) to hormon wzrostowy roślin — kontroluje fototropizm, geotropizm, dominację wierzchołkową, kwitnienie, owocowanie. Klasyczny temat maturalny.
Rozumiesz, jak to rozwiązać?
Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji
matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „fizjologia roślin, geotropizm, czapeczka korzeniowa, amyloplasty" zrobisz samodzielnie.
Otwórz matury-online.pl