Zadanie 3
Matura z biologii, maj 2025, poziom rozszerzony
Wymaganie: I. Chemizm życia. 2. Składniki organiczne. Zdający: 1) […] planuje oraz przeprowadza doświadczenie wykazujące obecność skrobi w materiale biologicznym.
IX. Różnorodność roślin. 2. Rośliny lądowe i wtórnie wodne. Zdający: 5) wykazuje związek budowy morfologicznej i anatomicznej (pierwotnej i wtórnej) organów wegetatywnych roślin z pełnionymi przez nie funkcjami. 7. Reakcja na bodźce. Zdający: 1) przedstawia […] tropizmy jako reakcje roślin na bodźce ([…] grawitacja […]) […].
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 (roztwór jodu w jodku potasu, I₂ w KI). Zasady oceniania dopuszczają też odpowiedzi „jodyna” i „alkoholowy roztwór jodu”.
Mechanizm: jod wnika w spirale amylozy (składnik skrobi), tworząc kompleks o granatowej barwie (reakcja jodowa na skrobię).
3.2. Strefa wydłużania (strefa elongacyjna, strefa wzrostu na długość).
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.
Uwaga 3.1 — nie myl odczynników. Płyn Lugola = skrobia (granatowo). Sudan III = lipidy (barwi na czerwono-pomarańczowo). Odczynnik biuretowy = białka (fioletowo). Próba Trommera = cukry redukujące (ceglastoczerwony osad).
Błąd 3.2 — wskazanie czapeczki lub merystemu. Czapeczka = miejsce odbioru bodźca (statolity). Strefa wydłużania = miejsce reakcji wzrostowej. Zasady oceniania CKE nie uznają odpowiedzi „strefa merystematyczna” (podziałów, stożek wzrostu) ani samego „strefa wzrostu” / „strefa przyrostu” bez wskazania, że chodzi o wzrost wydłużeniowy.
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 — nazwa odczynnika zawierającego jod cząsteczkowy z jonami jodkowymi: płyn Lugola / roztwór jodu w jodku potasu; dopuszczalne też „jodyna”, „alkoholowy roztwór jodu”.
- 3.2. 1 pkt — strefa wydłużania / elongacyjna / wzrostu na długość. Nie uznaje się strefy merystematycznej ani samego „strefa wzrostu” („przyrostu”).
Po co to umieć
Statolity skrobiowe w czapeczce — przykład odbioru bodźca grawitacyjnego w roślinach: miejsce odbioru bodźca (czapeczka) jest inne niż miejsce reakcji (strefa wydłużania).
Auksyna (IAA) to hormon wzrostowy roślin — uczestniczy m.in. w fototropizmie, geotropizmie i dominacji wierzchołkowej.
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, statolity” zrobisz samodzielnie.
Otwórz matury-online.pl