Zadanie 2
Matura z biologii, maj 2023, poziom rozszerzony
Wymaganie: VI.1 — różnorodność roślin (okrytonasienne vs nagonasienne).
VI.3 — przemienność pokoleń roślin nasiennych.
Treść zadania
Goryczka wiosenna (Gentiana verna) to niewielka roślina o bardzo dużych kwiatach w stosunku do całego organizmu. Kolor jej kwiatów jest intensywnie niebieski. W kwiecie znajdują się jeden okółek pręcików i słupek zbudowany z owoclistków owocolistków. Goryczka wiosenna jest rośliną zapylaną przez owady – głównie motyle i trzmiele.
Poniżej przedstawiono zdjęcie goryczki wiosennej (I) oraz schemat budowy jej kwiatu w przekroju podłużnym (II). Na schemacie zaznaczono litery A (element zewnętrzny okwiatu) i B (element wewnętrzny okwiatu) oraz pręcik i zalążnię.
Na podstawie: A. Szwejkowska i J. Szwejkowski, Botanika, Warszawa 2013. Źródło fotografii: Wikimedia Commons.
Zadanie 2.1. (0–1)
Podaj nazwy elementów okwiatu goryczki wiosennej oznaczonych na rysunku literami A i B.
Zadanie 2.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.
Goryczka wiosenna należy do (nagonasiennych / okrytonasiennych). W przemianie pokoleń goryczki wiosennej pokoleniem dominującym jest (gametofit / sporofit).
Zadanie 2.3. (0–1)
Wykaż, że produkcja barwnika w kwiatach jest korzystna dla goryczki wiosennej mimo kosztów energetycznych, związanych z syntezą tego barwnika.
Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2305. Otwórz oryginalny PDF
Rozwiązanie
2.1.
- A = płatek korony (część zewnętrzna okwiatu, większa, kolorowa — niebieska).
- B = działka kielicha (część zewnętrzna okwiatu, mniejsza, zielona, leżąca przy zalążni).
(Alternatywnie, w zależności od interpretacji rysunku):
- A = działka kielicha (zewnętrzny okwiat),
- B = płatek korony.
Klucz: w kwiecie obupłciowym okwiat = kielich (zewnętrzny, zwykle zielony, zbudowany z działek) + korona (wewnętrzna, zwykle kolorowa, zbudowana z płatków). U goryczki oba okręgi są dobrze rozróżnialne.
2.2. Goryczka należy do okrytonasiennych (Angiospermae). W przemianie pokoleń pokoleniem dominującym jest sporofit.
Uzasadnienia:
- Okrytonasienne — rośliny kwitnące, mające kwiaty + zalążki ukryte w zalążni słupka + podwójne zapłodnienie + owoce. Goryczka ma wszystko: kwiat (niebieski), zalążnię (widoczna w przekroju), tworzy owoce (torebkę z nasionami).
- Sporofit dominujący — u wszystkich roślin nasiennych (nago- i okrytonasiennych) pokoleniem widocznym, długowiecznym i fotosyntetyzującym jest sporofit (2n). Gametofit jest zredukowany: ziarno pyłku (gametofit męski, 3-komórkowy) + woreczek zalążkowy (gametofit żeński, 7-komórkowy) — oba mikroskopowe, pasożytujące na sporoficie.
Pułapka 2.1 — pomylenie kielicha z koroną. Kielich = ZEWNĘTRZNY okwiat, zwykle zielony (działki). Korona = WEWNĘTRZNY okwiat, kolorowy (płatki). U goryczki niebieskie elementy = płatki korony.
Pułapka 2.2 — odpowiedź "nagonasiennych". Goryczka ma kwiat z koroną + zalążnią = okrytonasienne. Nagonasienne (sosna, jodła) mają szyszki, brak kwiatów, zalążki "nagie" na łuskach.
Pułapka 2.2 — odpowiedź "gametofit". To prawda dla mchów (gdzie dominuje gametofit), ALE u roślin nasiennych dominuje sporofit (cały krzak/drzewo = sporofit). Gametofit u nasiennych jest zredukowany do struktur w pyłku i zalążku.
Strona arkusza CKE z trescia zadania
Klucz pojęciowy — budowa kwiatu okrytonasiennych
| Element kwiatu | Funkcja | Liczba u goryczki |
|---|---|---|
| Kielich (działki kielicha, sepalum) | Ochrona pąka kwiatowego, zewnętrzny okwiat | 5 (zrosłe) |
| Korona (płatki, petalum) | Przyciąganie zapylaczy (kolor, zapach, nektar) | 5 (zrosłe, niebieskie) |
| Pręciki (stamen) | Wytwarzanie pyłku (gametofit męski) | 5 |
| Słupek (pistillum) | Słupek = znamię + szyjka + zalążnia | 1 |
| Zalążnia (ovarium) | Mieści zalążki (gametofit żeński) | Wewnątrz słupka |
Klucz pojęciowy — przemienność pokoleń roślin nasiennych
| Pokolenie | Ploidalność | U roślin nasiennych |
|---|---|---|
| Sporofit | 2n | Dominujące — cała widoczna roślina (drzewo, krzew, byliny) |
| Gametofit męski | n | Zredukowane — ziarno pyłku (3 komórki: wegetatywna + 2 plemniki) |
| Gametofit żeński | n | Zredukowane — woreczek zalążkowy w zalążku (7 komórek: 1 komórka jajowa + 2 synergidy + 3 antypody + 1 komórka centralna 2n) |
Ewolucja zmierzała w kierunku dominacji sporofitu + redukcji gametofitu:
- Mchy: dominuje gametofit (zielona “łodyżka”).
- Paprotniki: sporofit (paprotka) > gametofit (mała, przepada szybko).
- Nasienne: gametofit niemal niewidoczny.
Mechanizm: okwiat goryczki
Kwiat goryczki w przekroju:
- Zewnątrz: 5 działek kielicha (zielonych) — ochrona, zwykle krótsze.
- Wewnątrz: 5 płatków korony (niebieskich) — zrosłe w rurkę koronową (charakterystyczne dla goryczek).
- Wewnątrz korony: 5 pręcików (przyrosłych do rurki koronowej).
- W centrum: 1 słupek z zalążnią u dołu.
Tak zorganizowana rurka koronowa wymusza na zapylaczu wsadzenie języka głęboko → kontakt z pyłkiem i znamieniem. Goryczka jest przystosowana do zapylania długim językiem (motyle, trzmiele).
Mechanizm: dlaczego okrytonasienne dominują?
Innowacje okrytonasiennych (vs nagonasienne):
- Kwiaty — kolorowe, pachnące → przyciągają zwierzęta zapylacze (entomofilia). Nagonasienne polegają na wietrze (anemofilia) — mniej efektywne.
- Słupek + zalążnia — chronione zalążki (ukryte = “okryte” w zalążni).
- Podwójne zapłodnienie — daje bielmo 3n = bogata tkanka zapasowa.
- Owoce — strategia rozsiewania nasion (zwierzęta jedzą, przenoszą, wydalają).
Skutek: ~250 000 gatunków okrytonasiennych (vs ~1000 nagonasiennych) — dominują od kredy.
Punktacja CKE
- 2.1. 1 pkt — obie nazwy poprawne (płatek korony / działka kielicha).
- 2.2. 1 pkt — obie odpowiedzi (okrytonasienne + sporofit).
- Suma: 2 pkt.
Po co to umieć
Goryczki = klasyczne rośliny chronione Polski:
- Goryczka wiosenna, goryczka krzyżowa, goryczka kropkowana — wszystkie chronione gatunkowo.
- Siedliska: łąki kwietne, hale górskie. Wrażliwe na zmiany użytkowania (nawożenie, koszenie zbyt wcześnie).
- Wskaźnik łąk ekstensywnych — gdzie nie ma intensywnej chemii rolnictwa.
Okrytonasienne w przemyśle:
- Wszystkie zboża (pszenica, ryż, kukurydza) = trawy = jednoliścienne okrytonasienne.
- Owoce = jabłka, banany, cytrusy = okrytonasienne.
- Warzywa = kapusta, marchew, pomidor = okrytonasienne.
- Bawełna, kawa, kakao, kauczuk = okrytonasienne.
Świat bez okrytonasiennych = bez większości żywności, ubrań, używek. Nagonasienne (sosna, jodła) = praktycznie tylko drewno + szyszki ozdobne.
Ewolucja kwiatu to ~140 mln lat (kreda) — niemal jednoczesna ekspansja owadów zapylających i okrytonasiennych = koewolucja (mutualizm). Klasyczna lekcja ekologii i ewolucji.
Rozumiesz, jak to rozwiązać?
Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji
matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „botanika, okrytonasienne, okwiat, korona, kielich, goryczka, sukces reprodukcyjny, zapylanie" zrobisz samodzielnie.
Otwórz matury-online.pl