Zadanie 5
Matura z biologii, maj 2025, poziom rozszerzony
Wymaganie: X. Różnorodność zwierząt. Zdający: 3) wymienia cechy pozwalające na rozróżnienie […] stawonogów (skorupiaków […]) […].
XI. Funkcjonowanie zwierząt. 2. […] 3) Wymiana gazowa i krążenie. Zdający: m) przedstawia rodzaje układów krążenia u zwierząt (otwarte, zamknięte) […]. 8) Pokrycie ciała i termoregulacja. Zdający: a) przedstawia różne rodzaje pokrycia ciała zwierząt i podaje ich funkcje.
I. Chemizm życia. 2. Składniki organiczne. Zdający: 1) […] rozróżnia […] polisacharydy ([…] chityna) i określa znaczenie biologiczne węglowodanów […].
XVII. Ekologia. 1. Ekologia organizmów. Zdający: 4) wykazuje znaczenie organizmów o wąskim zakresie tolerancji ekologicznej w bioindykacji.
V. Zasady klasyfikacji i sposoby identyfikacji organizmów. Zdający: 3) porządkuje hierarchicznie podstawowe rangi taksonomiczne.
Treść zadania
W Polsce występuje kilka gatunków raków, w tym — rak szlachetny i rak pręgowaty. Na poniższych rysunkach przedstawiono raka szlachetnego i raka pręgowatego.
Rak szlachetny (Astacus astacus) występuje jedynie w rzekach i w jeziorach o czystej, dobrze natlenionej wodzie. Rak szlachetny dojrzewa płciowo w trzecim roku życia. Samica składa od 60 do 200 jaj. Osobniki tego gatunku żyją nawet 20 lat, w pierwszym roku życia kilkakrotnie linieją, a w następnych latach linieją już z mniejszą częstością. Po pięciu latach linienie zachodzi tylko raz do roku.
Rak pręgowaty (Faxonius limosus), sprowadzony z Ameryki Północnej do Polski pod koniec XIX wieku, występuje powszechnie, nawet w silnie zeutrofizowanych i zanieczyszczonych wodach. Osobniki tego gatunku dojrzewają płciowo w drugim roku życia, a samice składają do 400 jaj. Młode osobniki linieją 4–5 razy w roku, a u osobników dorosłych dochodzi do linienia 1–2 razy w roku.
Na podstawie: J. Mastyński i W. Andrzejewski, Cechy morfometryczne i rozpoznawanie raków występujących w Polsce, Poznań 2001; K.A. Crandall i S. De Grave, An Updated Classification of the Freshwater Crayfishes (Decapoda: Astacidea) of the World, with a Complete Species List, „Journal of Crustacean Biology” 37(5), 2017.
Zadanie 5.1. (0-1)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące raków są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F — jeśli jest fałszywe.
| 1. | W budowie ciała raków wyróżnia się dwie tagmy: głowotułów i odwłok. | P | F |
| 2. | Układ krwionośny raków jest otwarty, a serce leży po brzusznej stronie ciała. | P | F |
Zadanie 5.2. (0-1)
Podaj nazwę polisacharydu będącego głównym składnikiem pancerza okrywającego ciało raków.
Zadanie 5.3. (0-1)
Wykaż, że w trakcie życia raków musi dochodzić do ich linienia.
Zadanie 5.4. (0-1)
Rozstrzygnij, czy obydwa opisane powyżej gatunki raków — rak szlachetny i rak pręgowaty — mogą służyć jako gatunki wskaźnikowe (bioindykatory) czystości wód. Odpowiedź uzasadnij. W uzasadnieniu uwzględnij środowisko życia obydwu gatunków.
Zadanie 5.5. (0-1)
Rozstrzygnij, czy przedstawione gatunki raków są klasyfikowane w jednym, czy — w dwóch rodzajach. Odpowiedź uzasadnij.
Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2505. Otwórz oryginalny PDF
Rozwiązanie
5.1. — PF
- 1: P — raki to skorupiaki dziesięcionogie. Ciało dzieli się na głowotułów (cefalotorax) + odwłok (abdomen). Głowotułów chroniony karapaksem.
- 2: F — układ krwionośny jest otwarty (poprawnie), ale serce leży na grzbietowej (nie brzusznej) stronie ciała — pod karapaksem, nad jelitem (grzbietowe położenie serca jest typowe dla stawonogów).
5.2. Polisacharyd budujący pancerz raków: chityna (wielocukier z N-acetyloglukozaminy). Pancerz dodatkowo wzmocniony wapniem (CaCO₃) — stąd jego twardość.
5.3. Pancerz (oskórek) raków jest chitynowo-wapienny — sztywny i nierozciągliwy, sam nie rośnie, więc ogranicza wzrost zwierzęcia. Zrzucenie pancerza (linienie, ekdyza) i wytworzenie nowego umożliwia zwiększenie wymiarów ciała (wzrost skokowy).
5.4. NIE — tylko rak szlachetny może być bioindykatorem czystości wód.
- Rak szlachetny żyje wyłącznie w rzekach i jeziorach o czystej, dobrze natlenionej wodzie (wąski zakres tolerancji). Jego obecność świadczy o czystej wodzie → bioindykator.
- Rak pręgowaty żyje w wodach o różnej jakości, także w silnie zeutrofizowanych i zanieczyszczonych (szeroki zakres tolerancji). Jego obecność NIE świadczy o czystej wodzie → NIE jest bioindykatorem czystości.
5.5. Dwa różne rodzaje. Pierwszy człon nazwy łacińskiej oznacza rodzaj (genus). Rak szlachetny = Astacus astacus, rak pręgowaty = Faxonius limosus. Astacus ≠ Faxonius → dwa różne rodzaje.
Uwaga 5.1-2 — położenie serca. U kręgowców serce leży po stronie brzusznej, a u stawonogów (np. raków, owadów) — po stronie grzbietowej.
Uwaga 5.3 — zasady oceniania CKE nie uznają odpowiedzi, z których wynika, że linienie zachodzi w wyniku wzrostu (np. „pancerz podczas wzrostu staje się za mały, dlatego konieczne jest linienie”). Trzeba wskazać, że nierozciągliwy pancerz ogranicza wzrost, a linienie go umożliwia.
Pułapka 5.2 — pomylenie z celulozą. Celuloza budowa ściany roślinnej. Chityna budowa pancerza skorupiaków + owadów + ścian grzybów. Klucz: chityna = N-acetyloglukozamina, celuloza = glukoza.
Strona arkusza CKE z trescia zadania
Klucz pojęciowy — układ krwionośny
| Typ | Cechy | Przykłady |
|---|---|---|
| Otwarty | Hemolimfa wypływa z naczyń, oblewa narządy w jamie ciała, wraca do serca przez ostia | Skorupiaki, owady, pajęczaki, mięczaki (oprócz głowonogów) |
| Zamknięty | Krew zawsze w naczyniach krwionośnych, krąży przez serce → tętnice → naczynia włosowate → żyły → serce | Kręgowce, pierścienice, głowonogi (kałamarnice) |
Serce u stawonogów (raki, owady): położone grzbietowo, nad przewodem pokarmowym. Hemolimfa wpływa do niego przez ostia (otwory w sercu).
Serce u kręgowców: położone brzusznie.
Klucz pojęciowy — polisacharydy strukturalne
| Polisacharyd | Monomer | Funkcja / lokalizacja |
|---|---|---|
| Chityna | N-acetyloglukozamina | Pancerz skorupiaków, owadów, ściany grzybów |
| Celuloza | Glukoza (β-1,4) | Ściana komórkowa roślin |
| Skrobia | Glukoza (α-1,4) | Magazyn energii roślin |
| Glikogen | Glukoza (α-1,4) | Magazyn energii zwierząt (wątroba, mięśnie) |
| Murein/peptidoglikan | aa + cukier | Ściana komórkowa bakterii |
Analiza zadania
5.1-1 — Tagmy raków: skorupiaki dziesięcionogie (Decapoda) mają plan ciała dwutagmowy:
- Głowotułów (cefalotorax) = głowa + tułów zrośnięte, chronione karapaksem. Tu są: 10 nóg, oczy, czułki, narządy gębowe.
- Odwłok (abdomen) = segmentowany, zakończony wachlarzem ogonowym (telson i odnóża ogonowe).
→ PRAWDA.
5.1-2 — Układ krwionośny i serce:
- Raki mają otwarty układ krwionośny (typowe dla skorupiaków) — ta część jest prawdziwa.
- Serce grzbietowe (nie brzuszne) — pod karapaksem, na grzbiecie.
Stwierdzenie ma dwa składniki: 1) otwarty układ (P), 2) serce brzuszne (F). Całe stwierdzenie = FAŁSZ, bo zawiera błąd.
5.2 — Polisacharyd pancerza: chityna.
Pancerz raków: chityna + sole wapnia (CaCO₃) → twardość. Taki pancerz nie rośnie razem z ciałem — stąd konieczność linienia (zad. 5.3).
Zad 5.3 — linienie raków
Dowód konieczności linienia:
- Pancerz raka = chityna + CaCO₃ = sztywny i nieelastyczny.
- Pancerz raz wytworzony nie zmienia rozmiaru (nie rośnie wraz z ciałem).
- Pancerz ogranicza więc wzrost zwierzęcia.
- Wniosek: rak musi zrzucać stary pancerz (linienie / ekdyza) — dopiero wtedy może zwiększyć wymiary ciała (wzrost skokowy) i wytworzyć nowy pancerz.
Uwaga: zasady oceniania nie uznają odwrócenia przyczyny i skutku, np. „pancerz podczas wzrostu staje się za mały, dlatego konieczne jest linienie”.
Zad 5.4 — bioindykatory
Bioindykator = gatunek, którego obecność / brak świadczy o określonym stanie środowiska (czystość, pH, tlen).
| Gatunek | Tolerancja | Bioindykator? |
|---|---|---|
| Rak szlachetny (Astacus astacus) | Tylko czyste, dobrze natlenione wody | TAK — obecność = czyste wody |
| Rak pręgowaty (Faxonius limosus) | Szeroka — czyste i zanieczyszczone wody | NIE — obecność nie świadczy o czystości |
Wniosek: tylko rak szlachetny może służyć jako bioindykator. Rak pręgowaty znosi zanieczyszczenia, więc jego obecność jest nieinformacyjna.
Zad 5.5 — klasyfikacja taksonomiczna
W systematyce binominalnej (Linneusz) pierwszy człon nazwy = rodzaj (genus), drugi = gatunek (species).
- Rak szlachetny = Astacus astacus → rodzaj Astacus.
- Rak pręgowaty = Faxonius limosus → rodzaj Faxonius.
Astacus ≠ Faxonius → dwa różne rodzaje.
Punktacja CKE
- 5.1. 1 pkt — dwie poprawne oceny.
- 5.2. 1 pkt — „chityna” (lub „polimer N-acetyloglukozaminy”).
- 5.3. 1 pkt — wykazanie konieczności linienia, uwzględniające ograniczenie przez oskórek (pancerz) wzrostu lub rozmnażania się.
- 5.4. 1 pkt — NIE + uzasadnienie odnoszące się do środowiska życia obu gatunków.
- 5.5. 1 pkt — dwa rodzaje + odniesienie do nazw łacińskich.
Po co to umieć
Rak pręgowaty (Faxonius limosus) — gatunek obcy, sprowadzony z Ameryki Północnej (według tekstu arkusza — pod koniec XIX wieku). Jest nosicielem dżumy raczej, wywoływanej przez organizm grzybopodobny Aphanomyces astaci, na którą rak szlachetny jest bardzo wrażliwy — to jedna z przyczyn spadku liczebności rodzimych raków.
Linienie raków: tuż po zrzuceniu starego pancerza nowy jest jeszcze miękki, więc rak jest wtedy słabiej chroniony.
Rozumiesz, jak to rozwiązać?
Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji
matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „zoologia, raki, skorupiaki, gatunek inwazyjny, pancerz, bioindykator” zrobisz samodzielnie.
Otwórz matury-online.pl