Zadanie 6
Matura z biologii, maj 2024, poziom rozszerzony
Wymaganie: VI.3 — rozmnażanie mchów, przemienność pokoleń.
VI.1 — różnorodność roślin (mchy).
Treść zadania
Zadanie 6.
Bezlist (Buxbaumia) to wyjątkowy rodzaj mchów należący do prątników, występujący m.in. w polskich lasach. Gametofity męskie bezlistu są bardzo drobne – widoczne tylko pod mikroskopem. Gametofity żeńskie mają nierozgałęzioną łodyżkę, nieprzekraczającą 1 mm długości. Listki gametofitu żeńskiego zanikają podczas dojrzewania sporofitu i przekształcają się w nitkowate twory. Sporofit bezlistu osiąga do 2 cm wysokości i jest dobrze widoczny – na czerwonej secie znajduje się duża puszka zarodni, która przynajmniej na początku rozwoju jest zielona.
Na zdjęciu przedstawiono dwa sporofity bezlistu z czerwoną setą i zieloną puszką zarodni.
Na podstawie: siedliska.gios.gov.pl; Fotografia: H.J. van der Kolk, Buxbaumia […], „Buxbaumiella" 99, 2014.
Zadanie 6.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych informacji wykaż, że dojrzały sporofit bezlistu pozyskuje związki organiczne niezależnie od gametofitu, z którego wyrasta.
Zadanie 6.2. (0–1)
Określ, czy gametofit bezlistu jest rośliną jednopienną, czy – dwupienną. Odpowiedź uzasadnij.
Zadanie 6.3. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby w poprawny sposób opisywały przemianę pokoleń u mchów. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Gametofity męskie mchów są (haploidalne / diploidalne) i wytwarzają plemniki zapładniające komórki jajowe, wytworzone w rodni gametofitu żeńskiego. Z zygoty rozwija się sporofit, wytwarzający w zarodni (identyczne / różne) genetycznie zarodniki.
Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2405. Otwórz oryginalny PDF
Rozwiązanie
6.1. Dojrzały sporofit bezlistu pozyskuje związki organiczne niezależnie, ponieważ:
- Puszka zarodni sporofitu jest zielona → zawiera chlorofil → sporofit jest zdolny do fotosyntezy → samodzielnie wytwarza związki organiczne (cukry).
- Gametofit żeński, z którego wyrasta sporofit, traci listki (zanikają w nitkowate twory) podczas dojrzewania sporofitu → gametofit nie ma już aparatu fotosyntetycznego → nie mógłby zaopatrywać sporofitu w cukry.
- Dodatkowo: gametofit żeński ma maksymalnie 1 mm długości — masa biologiczna gametofitu jest wielokrotnie mniejsza od masy sporofitu (do 2 cm wysokości) → nie byłaby fizycznie zdolna pokryć zapotrzebowania metabolicznego sporofitu.
→ Sporofit bezlistu jest fotosyntetycznie samodzielny — co stanowi wyjątek wśród mchów (zwykle sporofit pasożytuje na gametoficie).
6.2. Gametofit bezlistu jest dwupienny.
Uzasadnienie: gametofity męskie i żeńskie różnią się drastycznie:
- Męskie: mikroskopijne, widoczne tylko pod mikroskopem.
- Żeńskie: makroskopowe (do 1 mm), z łodyżką i listkami.
Tak różne morfologicznie struktury powstają na OSOBNYCH osobnikach (różne gametofity) → klasyczna dwupienność. Gdyby były jednopienne (oba na jednym osobniku), nie istniałyby jako odrębne, tak różne formy.
Pułapka 6.1 — pominięcie chlorofilu. Klucz: zielona puszka zarodni = chlorofil = fotosynteza. Bez tego argumentu odpowiedź wisi w powietrzu.
Pułapka 6.1 — pominięcie zaniku listków gametofitu. Sama fotosynteza sporofitu = za mało. Klucz: gametofit TRACI swoją zdolność do fotosyntezy podczas dojrzewania sporofitu → sporofit MUSI być samodzielny.
Pułapka 6.2 — pomylenie pojęć. Jednopienny = oba typy gametofitów na jednym osobniku (rzadko u mchów). Dwupienny = oddzielne osobniki męski i żeński. Klucz: różna morfologia = różne osobniki = dwupienny.
Strona arkusza CKE z trescia zadania
Klucz pojęciowy — przemienność pokoleń mchów
| Pokolenie | Ploidalność | Funkcja | Wygląd typowych mchów |
|---|---|---|---|
| Gametofit (n) | haploidalny | Wytwarza gamety, zwykle fotosyntetyzuje | Zielona “łodyżka z listkami” — DOMINUJĄCE pokolenie u mchów |
| Sporofit (2n) | diploidalny | Wytwarza zarodniki (mejoza w zarodni) | “Seta z puszką” wyrastająca z gametofitu — zwykle pasożytuje na gametoficie (heterotrof) |
Bezlist łamie ten schemat — sporofit ma chlorofil, fotosyntetyzuje, jest fotosyntetycznie samodzielny.
Mechanizm: dlaczego sporofit bezlistu jest samodzielny? (6.1)
Puszka zarodni sporofitu zawiera chlorofil (jest zielona). Wszystkie inne mchy mają puszki brązowe/żółte = bez chlorofilu = niezdolne do fotosyntezy.
Sporofit fotosyntetyzuje w puszce → wytwarza glukozę, sacharozę, skrobię → samodzielnie pokrywa zapotrzebowanie energetyczne.
Gametofit żeński (z którego wyrasta sporofit) traci listki podczas dojrzewania sporofitu — listki przekształcają się w nitkowate twory (rizoidalne struktury).
Bez listków gametofit jest niezdolny do fotosyntezy → nie mógłby zaopatrywać sporofitu nawet gdyby chciał.
Asymetria mas: gametofit < 1 mm vs sporofit do 2 cm. Mały gametofit nie ma fizycznej możliwości “wyżywić” 20× większego sporofitu.
Mechanizm: dwupienność bezlistu (6.2)
Definicje:
- Jednopienność (monoecja): oba typy gametangiów (męskie + żeńskie) na TEJ SAMEJ roślinie. Częste u mchów (np. Funaria).
- Dwupienność (dioecja): gametangia męskie na osobnym osobniku, żeńskie na osobnym. To 2 typy roślin: ♀ i ♂.
Bezlist = klasyczna dwupienność:
- Osobnik ♂: gametofit drobny, mikroskopowy. Trudno zauważyć.
- Osobnik ♀: gametofit z łodyżką 1 mm, na nim wyrasta sporofit (widoczny, czerwona seta + zielona puszka).
Konsekwencja: gamety męskie (plemniki) muszą dotrzeć do gamet żeńskich (komórek jajowych) z osobnego osobnika. U mchów wodnych — przez wodę (krople deszczu, rosy). U bezlistu też.
Punktacja CKE
- 6.1. 1 pkt — wskazanie chlorofilu w sporoficie + utraty listków przez gametofit.
- 6.2. 1 pkt — “dwupienny” + uzasadnienie odwołujące się do różnych morfologii gametofitów.
- Suma: 2 pkt.
Po co to umieć
Bezlist (rodzaj Buxbaumia) to rzadkie gatunki chronione:
- Bezlist okrywowy (B. viridis) — w Polsce ścisła ochrona gatunkowa. Wskazany w Załączniku II Dyrektywy Siedliskowej UE — siedlisko Natura 2000.
- Bezlist szafranowy (B. aphylla) — równie rzadki.
Siedliska: butwiejące drewno w wilgotnych lasach mieszanych. Wskaźnik dobrego stanu ekosystemu leśnego (lasy nie wycięte, z dużą ilością martwego drewna).
Mchy w ogóle są niezwykle starą grupą — wyłoniły się ~470 mln lat temu (ordowik), wcześniej niż rośliny naczyniowe. Nadal dominuje gametofit (n), bo nie wynaleźli tkanek przewodzących (ksylem, floem) → nie mogli rozwinąć dużych form sporofitowych.
Bezlist łamie ten schemat — częściowo “zapowiada” kierunek ewolucji: sporofit autotroficzny, większy i bardziej widoczny. Ewolucja roślin naczyniowych (paprotniki → nasienne) poszła w tym kierunku — dominujący sporofit, marginalny gametofit.
Rozumiesz, jak to rozwiązać?
Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji
matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „botanika, mchy, prątniki, bezlist, sporofit, gametofit, dwupienność, przemienność pokoleń" zrobisz samodzielnie.
Otwórz matury-online.pl