Karta wzorów na maturze z biologii: jak z niej korzystać?

Na maturze z biologii masz dostęp do wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych na egzamin maturalny z biologii, chemii i fizyki. Część biologiczna zajmuje w niej strony 4-7. Znajdziesz tam równanie Hardy’ego-Weinberga, potencjał wody, kod genetyczny, wzory ze statystyki i tabelę aminokwasów. Karta podaje wzory, ale nie mówi, kiedy ich użyć. Tego trzeba się nauczyć przed egzaminem, na zadaniach z arkuszy 🚨

👉 Kartę możesz pobrać ze strony CKE: Wybrane wzory i stałe fizykochemiczne (PDF).

Co jest ważne na maturze?

Na stronach 4-7 karty są:

• potencjał wody w komórce roślinnej,
• równanie Hardy’ego–Weinberga,
• wzory zasad azotowych: cytozyna, tymina, uracyl, adenina, guanina,
• wzory kwasów: mlekowego, pirogronowego, jabłkowego i cytrynowego,
• schemat hydrolizy ATP,
• podstawowe wzory ze statystyki,
• tabela kodu genetycznego,
• wzory 20 aminokwasów białkowych z trzyliterowym skrótem i punktem izoelektrycznym (pI).

Reszta karty dotyczy chemii i fizyki. Czasem i ona się przydaje, o czym niżej 🙃

Czego w karcie nie ma

Karta nie podaje stosunków fenotypów z krzyżówek, równań fotosyntezy i oddychania ani definicji pojęć. Nie ma też schematów cyklu Krebsa czy budowy komórki. Te rzeczy musisz znać na pamięć. Karta pomaga w obliczeniach i w odczytywaniu danych, nie zastąpi natomiast wiedzy. 📚

Równanie Hardy’ego-Weinberga

W karcie są dwa wzory: $p + q = 1$ oraz $p^2 + 2pq + q^2 = 1$. Litera $p$ oznacza częstość allelu dominującego, $q$ częstość allelu recesywnego.

Przykład. W populacji 16% osób ma cechę recesywną. Oblicz, jaki procent stanowią heterozygoty.

1. Osoby z cechą recesywną to homozygoty $aa$, więc $q^2 = 0{,}16$.
2. Stąd $q = \sqrt{0{,}16} = 0{,}4$.
3. Z pierwszego wzoru $p = 1 - 0{,}4 = 0{,}6$.
4. Heterozygoty to $2pq = 2 \cdot 0{,}6 \cdot 0{,}4 = 0{,}48$, czyli 48%.

Kod genetyczny

Tabela w karcie pokazuje kodony mRNA, czyli z uracylem (U), a nie z tyminą (T)! 📣 Pierwszą zasadę kodonu czytasz z lewej kolumny, drugą z górnego wiersza, trzecią z prawej kolumny. Kodon AUG oznacza metioninę i start, a UAA, UAG i UGA to kodony STOP.

Przykład. Fragment nici matrycowej DNA ma sekwencję 3′-TAC AAG CGA-5′. Podaj sekwencję aminokwasów.

1. Zapisz mRNA komplementarne do nici matrycowej: 5′-AUG UUC GCU-3′.
2. Odczytaj kodony z tabeli: AUG to metionina, UUC to fenyloalanina, GCU to alanina.
3. Wynik: Met-Phe-Ala.

Skróty Met, Phe, Ala znajdziesz w tabeli aminokwasów na stronach 6-7. Zadanie może wymagać zapisu skrótami albo pełnymi nazwami, więc czytaj polecenie. 🙇‍♀️

Potencjał wody w komórce roślinnej 💧

Wzór z karty: $\Psi_W = \Psi_S + \Psi_P$. $\Psi_S$ to potencjał osmotyczny, $\Psi_P$ to potencjał ciśnienia. Woda przepływa zawsze od wyższego potencjału do niższego, czyli bardziej ujemnego.

Przykład. Komórka A ma $\Psi_S = -0{,}8$ MPa i $\Psi_P = 0{,}3$ MPa. Komórka B obok niej ma $\Psi_W = -0{,}7$ MPa. W którą stronę płynie woda?

1. Dla komórki A: $\Psi_W = -0{,}8 + 0{,}3 = -0{,}5$ MPa.
2. Porównaj: $-0{,}5 > -0{,}7$, więc komórka A ma wyższy potencjał.
3. Woda płynie z komórki A do komórki B.

Wzory ze statystyki

Ta część karty pojawia się w zadaniach z doświadczeniem i wynikami pomiarów. Masz w niej:

• średnią arytmetyczną i średnią ważoną,
• odchylenie standardowe próby $s$,
• regułę trzech sigm dla rozkładu normalnego,
• błąd standardowy średniej $\sigma_{\bar{x}} = \frac{\sigma}{\sqrt{n}}$,
• przybliżony 95-procentowy przedział ufności dla średniej.

Przykład. Uczeń zmierzył długość 5 korzeni: 10, 12, 11, 13 i 14 mm. Oblicz średnią i odchylenie standardowe.

1. Średnia: $\bar{x} = \frac{10 + 12 + 11 + 13 + 14}{5} = 12$ mm.
2. Odchylenia od średniej: −2, 0, −1, 1, 2. Ich kwadraty: 4, 0, 1, 1, 4. Suma: 10.
3. Wzór z karty dzieli przez $n - 1$, czyli przez 4: $\frac{10}{4} = 2{,}5$.
4. $s = \sqrt{2{,}5} \approx 1{,}58$ mm.

Aminokwasy i punkt izoelektryczny

Tabela aminokwasów przydaje się w dwóch sytuacjach. Pierwsza: rozpoznajesz aminokwas po grupie bocznej, na przykład cysteinę po grupie -SH, która tworzy mostki disiarczkowe. Druga: oceniasz ładunek aminokwasu w roztworze o danym pH.

Zasada jest prosta. Gdy pH roztworu jest niższe od pI, aminokwas ma ładunek dodatni. Gdy pH jest wyższe od pI, ładunek jest ujemny. 👈 to prędzej na maturę z chemii :)

Przykład. Lizyna ma pI 9,74, a kwas glutaminowy 3,22. W roztworze o pH 7 lizyna ma ładunek dodatni i wędruje do katody. Kwas glutaminowy ma ładunek ujemny i wędruje do anody.

Zasady azotowe, kwasy organiczne i ATP

Wzory zasad azotowych pomagają odróżnić puryny (adenina, guanina - dwa pierścienie) od pirymidyn (cytozyna, tymina, uracyl - jeden pierścień). Przydają się w zadaniach o budowie DNA i RNA oraz o parowaniu zasad.

Kwasy mlekowy, pirogronowy, jabłkowy i cytrynowy występują w glikolizie, fermentacji i cyklu Krebsa. Np. gdy zadanie pokazuje wzór, porównaj go z kartą, zanim zgadniesz nazwę.

Schemat hydrolizy ATP pokazuje, które wiązanie jest rozrywane i co powstaje: ADP, fosforan nieorganiczny i jon wodorowy. Na schemacie widać też adeninę i rybozę, o które pytają zadania o budowę nukleotydów.

*Część chemiczna też może się przydać

W zadaniach z energetyki komórki czasem trzeba policzyć masę cząsteczkową. Masy atomowe pierwiastków znajdziesz w układzie okresowym na stronie 15. Tabela entalpii spalania podaje też wartość dla glukozy: −2802,7 kJ/mol.

Jak ćwiczyć z kartą przed maturą

1. Wydrukuj kartę i rozwiązuj z nią każdy arkusz. Na egzaminie będziesz wiedzieć, gdzie co jest. 🧐
2. Po każdym zadaniu obliczeniowym sprawdź w karcie wzór, którego użyłeś. 👀
3. Ucz się na pamięć tego, czego w karcie nie ma: krzyżówek, równań procesów i definicji. 👍
4. Czytaj opisy pod wzorami. Oznaczenia i warunki stosowania są częścią wzoru. 🫡

👉 Kartę możesz pobrać ze strony CKE: Wybrane wzory i stałe fizykochemiczne (PDF).