m Matura-Online.pl Rozwiązania zadań maturalnych
MBIP-R0-100-2305 • Otwarte krótkie • 3 pkt • Trudność: ★★★★☆

Zadanie 7

Matura z biologii, maj 2023, poziom rozszerzony

Wymaganie:

XI. Funkcjonowanie zwierząt. 2. […] 3) Wymiana gazowa i krążenie. Zdający: d) porównuje […] budowę płuc gromad kręgowców, f) wyjaśnia mechanizm wentylacji płuc u płazów […] i ssaków. 4) Wydalanie i osmoregulacja. Zdający: a) wykazuje konieczność regulacji osmotycznej u zwierząt żyjących w różnych środowiskach.

Treść zadania

Skóra płazów uczestniczy w wymianie gazowej zarówno w dobrze natlenionej wodzie, jak i w wilgotnym powietrzu. Oddychanie skórne płazów odgrywa istotną rolę w wymianie gazowej tych zwierząt ze względu na niską efektywność wymiany gazowej w płucach.

Stężenie mocznika we krwi płazów jest dużo większe niż we krwi ssaków. Płazy nie piją wody, ale wchłaniają ją przez skórę.

Na podstawie: H. Szarski, Historia zwierząt kręgowych, Warszawa 1998.

Zadanie 7.1. (0–2)

Wyjaśnij, dlaczego wymiana gazowa w płucach płazów jest mniej efektywna niż w płucach ssaków. W odpowiedzi uwzględnij dwie różnice między wymienionymi gromadami: jedną w budowie płuc i jedną w mechanizmie ich wentylacji.

Zadanie 7.2. (0–1)

Określ, jakie znaczenie w pobieraniu wody przez płazy ma gromadzenie mocznika w ich płynach ustrojowych.

Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2305. Otwórz oryginalny PDF

Rozwiązanie

7.1.

Różnica 1 — budowa płuc:

  • Płaza: płuca to proste, workowate uchyłki z niewielkimi pofałdowaniami wewnętrznymi → mała powierzchnia wymiany gazowej.
  • Ssaka: płuca pęcherzykowe — u człowieka setki milionów pęcherzyków płucnych → bardzo duża powierzchnia wymiany gazowej.

Skutek: powierzchnia wymiany gazowej w stosunku do objętości płuc jest u ssaka znacznie większa → więcej O₂ może przechodzić do krwi.

Różnica 2 — mechanizm wentylacji:

  • Płaza: wentylacja dotłaczająca (positive pressure) — płaz wtłacza powietrze do płuc ruchami dna jamy gębowo-gardzielowej (jama gębowa „pompuje” powietrze do płuc).
  • Ssaka: wentylacja zasysająca (negative pressure) — przepona + mięśnie międzyżebrowe rozszerzają klatkę piersiową → podciśnienie w opłucnej → powietrze zasysane przez nos/usta.

Skutek: zmiany objętości klatki piersiowej zapewniają ssakom wydajniejszą wentylację niż ruchy dna jamy gębowo-gardzielowej u płazów (płazy nie mają klatki piersiowej).

Punktacja: 2 pkt — obie różnice, 1 pkt — jedna. Zasady oceniania nie uznają argumentu o mieszaniu się powietrza wdychanego i wydychanego.

7.2. Gromadzenie mocznika w płynach ustrojowych płaza:

  • Mocznik to substancja osmotycznie czynna (zwiększa stężenie osmotyczne płynów ciała).
  • Skóra płaza jest półprzepuszczalna — przepuszcza wodę zgodnie z gradientem osmotycznym.
  • Wysoki mocznik w tkankach płaza → wysokie stężenie osmotyczne wewnątrz → gradient osmotyczny z otoczeniem (woda słodka, wilgotne podłoże).
  • Woda płynie z otoczenia do tkanek płaza zgodnie z osmozą (z miejsca niższego do wyższego stężenia).

Im wyższe stężenie mocznika, tym większa różnica stężeń osmotycznych między płynami ustrojowymi a otoczeniem i tym wydajniejszy osmotyczny napływ wody.

Wniosek: gromadzenie mocznika zapewnia hiperosmotyczność płynów ustrojowych względem środowiska i ułatwia bierne wchłanianie wody przez skórę. Płaz nie musi pić — woda sama "płynie" do niego przez skórę dzięki gradientowi osmotycznemu.

Typowy błąd / pułapka

Pułapka 7.1 — opisanie tylko jednej różnicy. Klucz: dwie różnice (budowa + wentylacja). Za jedną różnicę — 1 pkt zamiast 2.

Pułapka 7.1 — pomylenie kierunku wentylacji. Płazy mają wentylację pozytywną (ciśnieniowa, tłoczona). Ssaki mają wentylację negatywną (zasysająca, podciśnieniowa). Łatwo pomylić te kierunki.

Pułapka 7.2 — odpowiedź "mocznik to produkt uboczny". Tak, ale dodatkowa funkcja u płazów = osmoregulacja. To ewolucyjna adaptacja — mocznik wykorzystywany "po drugie" jako narzędzie do pobierania wody.

Pułapka 7.2 — niewspomnienie gradientu osmotycznego. Klucz: woda płynie z niższego stężenia (otoczenie) do wyższego (tkanki z mocznikiem). Bez tego = niepełna odpowiedź.

Strona arkusza CKE z trescia zadania

Zadanie 7 - płazy, oddychanie, mocznik
Strona 13 arkusza CKE 2023 PR biologia - zadanie 7 (płaza skóra + płuca + osmoregulacja). Na podstawie: CKE 2023 / H. Szarski, Historia zwierząt kręgowych Oryginalny PDF CKE, str. 13

Klucz pojęciowy — porównanie płuc

CechaPłazyGadyPtakiSsaki
Budowa płucProste workiWorkowate z przegrodamiPłuca + worki powietrzne (jednokierunkowy przepływ)Pęcherzyki (alveole) — silnie pofałdowane
PowierzchniaMałaWiększa niż u płazówBardzo dużaBardzo duża
WentylacjaTłocząca (dno jamy gębowej pompuje)Zasysająca (ruchy żeber)Jednokierunkowy przepływ przez płuca (worki powietrzne)Zasysająca (przepona + mięśnie międzyżebrowe)
Dodatkowe drogiSkóra (oddychanie skórne)———

Mechanizm: wentylacja płaza (positive pressure)

Płaz otwiera nozdrza + opuszcza dno jamy gębowej → powietrze wpływa do jamy gębowej (przez podciśnienie).

Zamknięcie nozdrzy + uniesienie dna jamy gębowej → powietrze tłoczone do płuc przez tchawicę (positive pressure).

Płuca napełnione → wymiana gazowa.

Wydychanie: powietrze jest usuwane z płuc dzięki ich sprężystości i skurczom mięśni ściany ciała (płazy nie mają przepony ani klatki piersiowej) → przez nozdrza.

Mechanizm: wentylacja ssaka (negative pressure)

Wdech: przepona kurczy się (opada) + mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne unoszą żebra → klatka piersiowa rozszerza się.

Powstaje podciśnienie w opłucnej (ciśnienie w klatce niższe niż atmosferyczne) → powietrze zasysane przez nos/usta → tchawicę → oskrzela → pęcherzyki.

Wymiana gazowa w pęcherzykach płucnych (u człowieka jest ich setki milionów).

Wydech: przepona rozluźnia się (unosi do góry), żebra opadają → ciśnienie w klatce wzrasta → powietrze wypychane na zewnątrz.

Skutek: zmiany objętości klatki piersiowej zapewniają wydajniejszą wentylację niż ruchy dna jamy gębowo-gardzielowej.

Mechanizm: mocznik jako narzędzie osmoregulacji

Płazy żyją w środowisku słodkowodnym lub wilgotnym lądzie — stężenie osmotyczne wody słodkiej jest NIŻSZE niż płynów ustrojowych zwierząt.

Naturalna osmoza: woda płynęłaby do tkanek płaza, ale wolno (mały gradient).

Gromadzenie mocznika w krwi/limfie → podwyższenie stężenia osmotycznego wewnątrz tkanek.

Gradient osmotyczny zwiększa się → woda płynie szybciej z otoczenia do tkanek przez skórę.

Płaz wchłania wodę pasywnie przez skórę → nie musi pić (większość gatunków).

Mocznik = “podwójna funkcja”:

  • Produkt katabolizmu białek (substancja odpadowa).
  • Osmolit zwiększający stężenie osmotyczne płynów ustrojowych, co ułatwia wchłanianie wody (adaptacja u płazów).

Punktacja CKE

  • 7.1. 2 pkt — obie różnice: w budowie płuc (workowate / słabo pofałdowane, bez pęcherzyków → mniejsza powierzchnia) i w wentylacji (u ssaków zmiany objętości klatki piersiowej, u płazów ruchy dna jamy gębowo-gardzielowej); 1 pkt — jedna z nich.
  • 7.2. 1 pkt — hiperosmotyczność płynów ustrojowych względem środowiska LUB wydajny (osmotyczny) napływ wody.
  • Suma: 3 pkt.

Po co to umieć

Skóra płazów jest przepuszczalna dla wody i gazów — to umożliwia oddychanie skórne i wchłanianie wody, ale czyni płazy wrażliwymi na zanieczyszczenia i wysychanie.

Wymiana gazowa bez płuc: salamandry z rodziny Plethodontidae nie mają płuc — wymiana gazowa zachodzi u nich przez skórę i błonę śluzową jamy gębowo-gardzielowej.

Rozumiesz, jak to rozwiązać?

Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji

matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „anatomia, fizjologia, płazy, oddychanie, płuca, skóra, osmoregulacja, mocznik” zrobisz samodzielnie.

Otwórz matury-online.pl