Zadanie 10
Matura z biologii, maj 2023, poziom rozszerzony
Wymaganie: V.2 — układ oddechowy człowieka, anatomia + diagnostyka.
I.2 — białka (kolagen) i polisacharydy (chityna).
Treść zadania
U człowieka tchawica jest wzmocniona pierścieniami chrząstkowymi w kształcie podkowy. U owadów rolę narządu wymiany gazowej pełni układ tchawkowy. Tchawki owadów to kanały powietrzne, których ścianę stanowi nabłonek pokryty od wewnątrz warstwą kutykuli z pierścieniowymi zgrubieniami.
Zadanie 10.1. (0–1)
Podaj nazwę białka stanowiącego główny składnik pierścieni tchawicy człowieka oraz nazwę polisacharydu stanowiącego główny składnik zgrubień kutykuli w tchawkach owadów.
Białko stanowiące główny składnik pierścieni tchawicy człowieka: ........................
Polisacharyd stanowiący główny składnik zgrubień kutykuli w tchawkach owadów: ........................
Zadanie 10.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdanie tak, aby zawierało informacje prawdziwe dotyczące budowy tchawicy człowieka. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Tchawica człowieka rozpoczyna się bezpośrednio za (gardłem / krtanią), a na dolnym końcu dzieli się na (oskrzela główne / oskrzeliki).
Zadanie 10.3. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
W celu wzrokowej oceny w czasie rzeczywistym wyglądu błony śluzowej tchawicy wykonuje się:
Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2305. Otwórz oryginalny PDF
Rozwiązanie
10.1.
- Białko w pierścieniach tchawicy człowieka: kolagen (główny składnik chrząstki szklistej budującej pierścienie). Chrząstka jest zbudowana z chondrocytów + macierzy bogatej w kolagen typu II + proteoglikany.
- Polisacharyd w tchawkach owadów: chityna — polimer N-acetyloglukozaminy. Główny składnik kutykuli owadów (egzoszkielet + wyściółka tchawek). Zapewnia sztywność i ochronę przed urazami.
10.2. Tchawica człowieka rozpoczyna się bezpośrednio za krtanią, a na dolnym końcu dzieli się na oskrzela główne (lewe + prawe).
Anatomia drogi powietrza:
- Nozdrza → jama nosowa → gardło → krtań (struny głosowe) → tchawica (~10-12 cm) → oskrzela główne → oskrzela płatowe → oskrzeliki → pęcherzyki płucne.
10.3. C — bronchoskopia.
Uzasadnienie:
- Bronchoskopia = badanie endoskopowe z wprowadzeniem kamery na giętkim wężu (bronchoskop) przez nos/usta → tchawica → oskrzela. Pozwala wzrokowo ocenić błonę śluzową w czasie rzeczywistym + pobierać biopsje.
- A. Spirometria = pomiar pojemności i przepływu powietrza w płucach (zmienne fizyczne), NIE wzrokowa ocena.
- B. RTG klatki piersiowej = obraz radiograficzny (statyczny), pokazuje strukturę kostną + zmiany w płucach, NIE śluzówkę tchawicy w czasie rzeczywistym.
- D. Gastroskopia = endoskopia przewodu pokarmowego (przełyk, żołądek), NIE drogi oddechowej.
Pułapka 10.1 — odpowiedź "keratyna" zamiast kolagenu. Keratyna = włosy, paznokcie, naskórek; NIE chrząstka.
Pułapka 10.1 — odpowiedź "celuloza" zamiast chityny. Celuloza = ściany komórkowe roślin; chityna = stawonogi + grzyby.
Pułapka 10.2 — pomylenie krtani z gardłem. Krtań = narząd ze strunami głosowymi (głośnia), pod gardłem. Gardło = wspólne przejście dla pokarmu i powietrza. Tchawica wychodzi z krtani, nie gardła.
Pułapka 10.2 — wybór oskrzeliki zamiast oskrzeli głównych. Oskrzeliki = MAŁE odgałęzienia w głębi płuc. Tchawica dzieli się na 2 duże oskrzela główne (do lewego i prawego płuca).
Pułapka 10.3 — wybór B (RTG). RTG NIE pokazuje w czasie rzeczywistym + nie pokazuje śluzówki (tylko strukturalne zmiany). Tylko bronchoskopia spełnia oba kryteria.
Strony arkusza CKE z trescia zadania
Klucz pojęciowy — kolagen vs chityna
| Cecha | Kolagen | Chityna |
|---|---|---|
| Typ związku | Białko | Polisacharyd |
| Monomer | Aminokwasy (Gly, Pro, hydroksy-Pro) | N-acetyloglukozamina |
| Funkcja | Białko strukturalne (chrząstka, kości, skóra) | Egzoszkielet bezkręgowców, grzyby |
| Struktura | Potrójna helisa, włókna | Polimer liniowy, włókna |
| Lokalizacja | Tkanka łączna, chrząstka, pierścienie tchawicy | Pancerze owadów, skorupy raków, ściany grzybów, tchawki owadów |
Klucz: kolagen u kręgowców, chityna u bezkręgowców (stawonogi) + grzybów. Oba są strukturalnymi szkieletami biologicznymi.
Klucz pojęciowy — anatomia układu oddechowego człowieka
| Element | Funkcja | Cechy |
|---|---|---|
| Nos | Filtracja, ogrzanie, nawilżenie powietrza | Włosy, śluzówka |
| Gardło (pharynx) | Wspólne dla pokarmu i powietrza | Rozdzielenie do krtani i przełyku |
| Krtań (larynx) | Strunny głosowe, ochrona dróg oddechowych | Chrzęstki: tarczowata (jabłko Adama), pierścieniowata, nalewkowate |
| Tchawica (trachea) | Transport powietrza | ~10-12 cm, ~16-20 pierścieni chrząstkowych w kształcie podkowy |
| Oskrzela główne | Wejście do płuca | 2 sztuki: lewe (cieńsze, ostrzejszy kąt) + prawe (grubsze, prostsze) |
| Oskrzela płatowe | Wnikanie w płaty | Prawe 3, lewe 2 |
| Oskrzeliki | Drobne odgałęzienia | Bez chrząstki, gładka mięśniówka |
| Pęcherzyki | Wymiana gazowa | ~300-500 mln, powierzchnia ~70 m² |
Mechanizm: dlaczego podkowiaste pierścienie?
Pierścienie tchawicy mają kształt podkowy (C, otwarte z tyłu), a nie pełne O:
- Otwarta tylna strona zwrócona ku przełykowi (za tchawicą).
- Gdy połykasz duży kęs jedzenia, przełyk się rozszerza → wpycha tylną ścianę tchawicy do przodu.
- Pełne pierścienie uniemożliwiłyby przełykanie dużych kęsów.
- Tylna ściana tchawicy = mięsień gładki + tkanka łączna (elastyczna).
Te pierścienie zapobiegają zapadnięciu tchawicy podczas wdechu (podciśnienie chce ją zacisnąć).
Klucz pojęciowy — diagnostyka dróg oddechowych
| Metoda | Funkcja | Mechanizm |
|---|---|---|
| Spirometria | Pojemność płuc, przepływ | Pacjent dmucha do urządzenia → krzywe |
| RTG klatki piersiowej | Strukturalne zmiany (pneumonia, guzy, złamania) | Promieniowanie X, obraz statyczny |
| Tomografia CT | Szczegółowa anatomia, niewielkie zmiany | Promienie X w wielu projekcjach |
| Bronchoskopia | Wzrokowa ocena błony śluzowej, biopsje | Endoskop z kamerą do tchawicy/oskrzeli |
| PET | Aktywność metaboliczna (guzy) | Radioizotop + obrazowanie |
| Gazometria | O₂/CO₂ we krwi | Pomiar krwi tętniczej |
Bronchoskopia = jedyna metoda w czasie rzeczywistym + wzrokowa.
Punktacja CKE
- 10.1. 1 pkt — kolagen + chityna.
- 10.2. 1 pkt — krtań + oskrzela główne.
- 10.3. 1 pkt — C.
- Suma: 3 pkt.
Po co to umieć
Tchawica człowieka — interesujące fakty:
- ~10-12 cm długości.
- ~16-20 pierścieni chrząstkowych w kształcie podkowy.
- Średnica ~2 cm.
- Pokryta nabłonkiem migawkowym (rzęskowym) — porusza śluz w górę (clearance mucosa, “drabina rzęskowa”) → wyrzucanie zanieczyszczeń, pyłów, bakterii.
Bronchoskopia w medycynie:
- Diagnostyka raka płuca — pobieranie biopsji.
- Usuwanie ciał obcych (drobne przedmioty zassane przez dzieci).
- Płukanie oskrzelowo-pęcherzykowe (BAL) — pobieranie próbek z głębi płuc do badań mikrobiologicznych.
- Stentowanie — udrażnianie zwężeń w drogach oddechowych.
Tchawki owadów vs tchawica człowieka:
- Tchawki NIE prowadzą do worków/płuc — kończą się tracheolami dochodzącymi bezpośrednio do komórek.
- Owady oddychają bez krwi (hemolimfa nie transportuje O₂).
- Otwarcie tchawek = przetchlinki (spirakule) na bokach ciała.
- Wymiana gazowa dyfuzją — efektywna tylko na małe odległości → wyjaśnia, dlaczego owady są niewielkie.
Chityna — drugie najczęstsze (po celulozie) biopolimer na Ziemi. Występuje w:
- Pancerzach skorupiaków, owadów, pajęczaków.
- Ścianach komórkowych grzybów (zamiast celulozy roślin).
- Kałamarnicach (gladius — wewnętrzny “szkielet”).
Komercyjne wykorzystanie chityny: opatrunki gojące, suplementy diety (chitozan = pochodna chityny), filtry uzdatniania wody.
Rozumiesz, jak to rozwiązać?
Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji
matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „układ oddechowy, tchawica, tchawki, kolagen, chityna, bronchoskopia" zrobisz samodzielnie.
Otwórz matury-online.pl