MBIP-R0-100-2605 • Otwarte krótkie • 3 pkt • Trudność: ★★★★☆

Zadanie 17

Matura z biologii, maj 2026, poziom rozszerzony

Wymaganie:

II. Komórka — cykl komórkowy: interfaza (G1, S, G2) i podział. VI. Genetyka — mitoza, fazy podziału mitotycznego, replikacja DNA, chromatydy siostrzane. I. Chemizm życia — wiązanie peptydowe, enzymy proteolityczne.

Treść zadania

Prawidłowa segregacja chromatyd siostrzanych podczas mitozy wymaga obecności wielu białek, w tym specjalnych kompleksów białkowych — kohezyn. Przytrzymują one chromatydy siostrzane razem aż do czasu ich rozdzielenia.

Całkowite zniesienie przylegania chromatyd siostrzanych następuje dzięki przecięciu kohezyn przez enzymy proteolityczne — separazy.

Rysunek przedstawia typowe położenie kohezyn i chromatyd siostrzanych podczas dwóch różnych faz mitozy: przed rozdzieleniem (chromosomy ustawione w płaszczyźnie równikowej) i po nim (chromatydy wędrujące do biegunów).

17.1. (0–1) Podaj nazwę wiązania chemicznego hydrolizowanego przez separazy.

17.2. (0–1) Podaj nazwy dwóch faz mitozy, na których granicy dochodzi do zniesienia przylegania chromatyd siostrzanych dzięki działaniu separaz.

17.3. (0–1) Podaj nazwę fazy cyklu komórkowego, podczas której zachodzi replikacja DNA prowadząca do wytworzenia chromatyd siostrzanych.

Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2605. Otwórz oryginalny PDF

Rozwiązanie

17.1.

Wiązanie peptydowe (amidowe).

Kohezyny są kompleksami białkowymi, a separazy — enzymami proteolitycznymi (proteazami). Proteazy hydrolizują wiązania peptydowe łączące kolejne reszty aminokwasowe w łańcuchu polipeptydowym:

$- CO - NH - + H_{2} O \to - COOH + H_{2} N -$

17.2.

Na granicy metafazy i anafazy.

w metafazie chromosomy (wciąż złożone z dwóch połączonych chromatyd) ustawiają się w płaszczyźnie równikowej komórki,
przejście do anafazy rozpoczyna się od przecięcia kohezyn przez separazy — chromatydy siostrzane rozdzielają się i wędrują do przeciwległych biegunów.

17.3.

Faza S (faza syntezy) — część interfazy.

W fazie S zachodzi replikacja DNA: każdy chromosom, dotąd złożony z jednej chromatydy, zostaje zduplikowany i składa się odtąd z dwóch identycznych chromatyd siostrzanych połączonych w centromerze.

$G_{1} (1 chromatyda) faza S G_{2} (2 chromatydy siostrzane)$

Typowy błąd / pułapka

W 17.1 klucz odrzuca odpowiedzi zbyt ogólne. „Wiązanie kowalencyjne" nie punktuje — trzeba nazwać konkretny typ: peptydowe (albo amidowe).

Klucz do 17.1 leży w słowie „proteolityczne". Enzym proteolityczny rozkłada białka, a białka są zbudowane z aminokwasów połączonych wiązaniami peptydowymi.

W 17.2 trzeba podać dwie fazy, nie jedną. Odpowiedź „anafaza" jest niepełna — chodzi o granicę metafazy i anafazy, czyli moment przejścia między nimi.

Nie myl profazy z metafazą. W profazie chromosomy kondensują i zanika otoczka jądrowa; w metafazie ustawiają się w płaszczyźnie równikowej. Kohezyny są przecinane dopiero po zakończeniu metafazy.

W 17.3 „interfaza" też jest uznawana, ale precyzyjniejsza jest faza S. Najbezpieczniej napisać: „faza S interfazy".

Nie myl replikacji z podziałem chromatyd. Replikacja (faza S) tworzy chromatydy siostrzane; anafaza je rozdziela. To dwa odległe w czasie momenty cyklu.

Liczba chromosomów nie zmienia się w fazie S. Podwaja się liczba chromatyd i ilość DNA, ale chromosomów jest tyle samo — liczy się je po centromerach.

Treść zadania (CKE)

Zadanie 17 — biologia 2026, poziom rozszerzony, arkusz CKE — Fragment arkusza CKE MBIP-R0-100-A-2605 — zadanie 17. Na podstawie: CKE, matura maj 2026, biologia PR Oryginalny PDF CKE

Cykl komórkowy

Faza	Co się dzieje	Liczba chromatyd na chromosom
G₁	wzrost komórki, synteza białek i organelli	1
S	replikacja DNA	1 → 2
G₂	przygotowanie do podziału, kontrola poprawności	2
M (mitoza)	podział jądra i cytokineza	2 → 1 (w komórkach potomnych)
G₀	stan spoczynku, brak podziałów	1

$interfaza = G_{1} + S + G_{2} (ok. 90% czasu cyklu)$

Fazy mitozy

Faza	Co się dzieje	Kohezyny
profaza	kondensacja chromosomów, zanik otoczki jądrowej, powstanie wrzeciona	obecne
metafaza	chromosomy w płaszczyźnie równikowej, przyczepione do wrzeciona	obecne
← działanie separaz →	przecięcie kohezyn	przecinane
anafaza	rozdzielenie chromatyd, wędrówka do biegunów	brak
telofaza	dekondensacja chromosomów, odbudowa otoczek jądrowych	—
cytokineza	podział cytoplazmy	—

Kohezyny i separazy — mechanizm

Białko	Rola
kohezyna	pierścieniowy kompleks spinający chromatydy siostrzane od fazy S
sekuryna	inhibitor separazy — blokuje ją do końca metafazy
separaza	proteaza tnąca kohezyny na granicy metafazy i anafazy
APC/C	kompleks znakujący sekurynę do degradacji — uruchamia separazę

$APC/C \to degradacja sekuryny \to aktywacja separazy \to ci ę cie kohezyn \to anafaza$

Punkty kontrolne cyklu komórkowego

Punkt	Kiedy	Co sprawdza
G₁/S (restrykcyjny)	koniec G₁	wielkość komórki, zasoby, uszkodzenia DNA
G₂/M	koniec G₂	kompletność replikacji, naprawa uszkodzeń
wrzeciona (SAC)	metafaza	czy wszystkie chromosomy są przyczepione do wrzeciona

Punkt kontrolny wrzeciona blokuje APC/C dopóty, dopóki choć jeden chromosom nie jest prawidłowo przyczepiony — dzięki temu separazy nie zadziałają przedwcześnie. Zaburzenia tego mechanizmu prowadzą do aneuploidii, częstej w komórkach nowotworowych.

Mitoza a mejoza

Cecha	Mitoza	Mejoza
liczba podziałów	1	2
komórki potomne	2	4
liczba chromosomów	zachowana (2n → 2n)	zredukowana (2n → n)
rozdzielenie chromatyd siostrzanych	anafaza	anafaza II
rozdzielenie chromosomów homologicznych	—	anafaza I
crossing-over	brak	profaza I
zmienność genetyczna	brak	duża

W mejozie kohezyny są usuwane dwuetapowo: najpierw z ramion chromatyd (anafaza I), potem z okolic centromeru (anafaza II). To zapobiega przedwczesnemu rozdzieleniu chromatyd.

Enzymy proteolityczne

Enzym	Gdzie działa	Co rozkłada
separaza	jądro, mitoza	kohezyny
pepsyna	żołądek	białka pokarmowe
trypsyna, chymotrypsyna	jelito cienkie	białka pokarmowe
kaspazy	cytoplazma	białka komórkowe w apoptozie
proteasom	cytoplazma	białka oznakowane ubikwityną

Wszystkie hydrolizują to samo wiązanie — peptydowe — różnią się jedynie miejscem i specyficznością cięcia.

Punktacja CKE

17.1. 1 pkt — wiązanie peptydowe (albo amidowe).
17.2. 1 pkt — obie nazwy: metafaza i anafaza (granica między nimi).
17.3. 1 pkt — faza S (albo interfaza, faza S interfazy).
Razem: 3 pkt.

Rozumiesz, jak to rozwiązać?

Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji

matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „mitoza, kohezyny, separazy, wiazanie peptydowe, cykl komorkowy, faza S, chromatydy siostrzane" zrobisz samodzielnie.

Otwórz matury-online.pl