Naturalny plastik

Poprawna odpowiedź

1. A

2. A

Wymaganie ogólne

1.1 Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Uczeń pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł z wykorzystaniem technologii informacyjno – komunikacyjnych.
2.1 Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg prostych procesów chemicznych;

Wymaganie szczegółowe

9.5 Pochodne węglowodorów. Substancje chemiczne o znaczeniu biologicznym. Uczeń bada i opisuje właściwości kwasu octowego (reakcja dysocjacji elektrolitycznej, reakcja z zasadami, metalami i tlenkami metali).
9.13 Pochodne węglowodorów. Substancje chemiczne o znaczeniu biologicznym. Uczeń bada zachowanie się białka pod wpływem ogrzewania, stężonego etanolu, kwasów i zasad, soli metali ciężkich (np. CuSO4) i soli kuchennej/ opisuje różnice w prze biegu denaturacji i koagulacji białek/ wylicza czynniki, które wywołują te procesy/ wykrywa obecność białka w różnych produktach spożywczych.

Komentarz

Denaturacja białka jest to nieodwracalny proces polegający na zniszczeniu przestrzennej struktury białka pod wpływem czynników fizycznych bądź chemicznych. Czynniki te powodują rozerwanie wiązań chemicznych i oddziaływań międzycząsteczkowych stabilizujących strukturę łańcuchów polipeptydowych. Na skutek denaturacji białka tracą swoje właściwości biologiczne, fizyczne i chemiczne. Zmiana właściwości fizykochemicznych jest przyczyną agregacji i wytrącania białek z roztworów. Do najważniejszych czynników fizycznych prowadzących do denaturacji można zaliczyć: ogrzewanie, silne mieszanie, naświetlanie promieniowaniem ultrafioletowym, rentgenowskim i jonizującym lub działanie ultradźwiękami. Denaturację mogą wywołać także czynniki chemiczne, m.in. kwasy, zasady, sole metali ciężkich, enzymy, alkohol i mocznik.

Zadanie to sprawdza umiejętność prostą – uczeń wnioskuje na podstawie własnych wiadomości i analizy tekstu, jakie zjawisko zostało wykorzystane do wytworzenia naturalnego plastiku. Aby rozwiązać prawidłowo to zadanie, uczeń powinien wiedzieć, że w mleku znajduje się białko, dokładnie przeanalizować tekst wstępny oraz rozumieć, jak przebiega proces denaturacji i jakie czynniki go wywołują. Uczeń powinien się też orientować, że podczas denaturacji można zaobserwować procesy agregacji i wytrącania związane ze zmianą właściwości chemicznych białek, a więc niejako „zmianę stanu skupienia” białek.

Zadanie zbadano na grupie około 1900 uczniów w trakcie badania „Laboratorium myślenia” prowadzonego przez Pracownię Przedmiotów Przyrodniczych. Z grupą 15 wybranych uczniów przeprowadzono także wywiady (cognitive laboratory), w trakcie których poproszono o ocenę tego zadania.

Pierwsze pytanie okazało się dla uczniów bardzo trudne – 53% z nich udzieliło poprawnej odpowiedzi (prawdopodobieństwo przypadkowego udzielenia prawidłowej odpowiedzi wynosiło 50%). Większość uczniów udzielała odpowiedzi w sposób przypadkowy, a tylko wśród uczniów o najwyższych umiejętnościach odsetek odpowiedzi poprawnych był wyższy. Wyniki wskazują, że badana grupa uczniów nie znała bądź nie pamiętała terminu denaturacja. Co więcej, uczniowie, którzy wybrali prawidłową odpowiedź, często wybierali ją drogą eliminacji, wiedząc że opisany w zadaniu proces nie był reakcją zobojętniania.

Dużo lepiej wypadły wyniki dla pytania drugiego – poradziło sobie z nim 84% uczniów. W grupie uczniów o najsłabszych umiejętnościach nieco ponad 60% wybrało prawidłową odpowiedź, podczas gdy w grupie uczniów o najwyższych umiejętnościach było to niemal 100%. Uczniowie, którzy wybrali błędną odpowiedź, nie przeczytali uważnie treści zadania (mowa jest w nim wyłącznie o wysokich temperaturach) bądź nie zauważyli, że w opisanym doświadczeniu ciśnienie nie ulega zmianie. W sumie całe zadanie prawidłowo rozwiązało 42% badanych uczniów.