MBIP-R0-100-2605 • Otwarte krótkie • 2 pkt • Trudność: ★★★★☆

Zadanie 11

Matura z biologii, maj 2026, poziom rozszerzony

Wymaganie:

VIII. Funkcjonowanie zwierząt — układ nerwowy: budowa neuronu, potencjał spoczynkowy i czynnościowy, kanały jonowe bramkowane napięciem, przewodzenie impulsu nerwowego.

Treść zadania

Powstawanie potencjału czynnościowego jest regulowane przez zmianę przepuszczalności błony neuronu dla jonów $Na^{+}$ i $K^{+}$ . Na wykresie przedstawiono przebieg potencjału błonowego (od −70 mV do +30 mV) oraz zmiany przepuszczalności błony dla obu jonów w czasie (0–8 ms).

Z wykresu wynika, że wzrost przepuszczalności dla $Na^{+}$ jest gwałtowny i krótkotrwały, a wzrost przepuszczalności dla $K^{+}$ następuje później i utrzymuje się dłużej.

11.1. (0–1) Uzupełnij zdanie. Wybierz odpowiedź spośród A / B oraz spośród C / D.

Stymulacja neuronu jest przyczyną A. wzrostu / B. spadku przepuszczalności błony komórkowej dla $Na^{+}$ , co prowadzi do C. hiperpolaryzacji / D. depolaryzacji błony komórkowej.

11.2. (0–1) Oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących powstawania potencjału czynnościowego (P/F):

Kanały potasowe otwierają się po kanałach sodowych, dzięki czemu jony $K^{+}$ wypływają z komórki.
Podczas czynności neuronu kanały potasowe pozostają otwarte dłużej niż kanały sodowe.

Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2605. Otwórz oryginalny PDF

Rozwiązanie

11.1. AD

A — wzrostu. Bodziec przekraczający wartość progową powoduje otwarcie bramkowanych napięciem kanałów sodowych, co gwałtownie zwiększa przepuszczalność błony dla $Na^{+}$ .
D — depolaryzacji. Jony $Na^{+}$ napływają do wnętrza komórki (zgodnie z gradientem stężeń i ładunku), więc wnętrze staje się mniej ujemne, a potencjał rośnie z −70 mV do ok. +30 mV. To właśnie depolaryzacja.

11.2. PP

P — kanały potasowe otwierają się z opóźnieniem względem sodowych. Wnętrze komórki jest wtedy naładowane dodatnio, a stężenie $K^{+}$ jest wewnątrz wysokie — jony potasu wypływają więc na zewnątrz, przywracając ujemny potencjał (repolaryzacja).
P — z wykresu wynika, że krzywa przepuszczalności dla $K^{+}$ opada wolniej i utrzymuje się dłużej niż krzywa dla $Na^{+}$ . Kanały sodowe zamykają się (inaktywują) szybko, potasowe pozostają otwarte także po osiągnięciu potencjału spoczynkowego — dlatego pojawia się przejściowa hiperpolaryzacja.

Typowy błąd / pułapka

Nie myl depolaryzacji z hiperpolaryzacją.

depolaryzacja — potencjał rośnie (wnętrze mniej ujemne, a potem dodatnie); powoduje ją napływ $Na^{+}$ ,
repolaryzacja — powrót do wartości spoczynkowej; powoduje ją wypływ $K^{+}$ ,
hiperpolaryzacja — potencjał spada poniżej spoczynkowego (bardziej ujemny) z powodu przedłużonego wypływu $K^{+}$ .

Kierunek ruchu jonów wynika z gradientu, nie z ładunku. $Na^{+}$ ma wysokie stężenie na zewnątrz → wpływa do środka. $K^{+}$ ma wysokie stężenie wewnątrz → wypływa na zewnątrz. Oba ruchy są bierne, przez kanały jonowe.

Pompa sodowo-potasowa nie tworzy potencjału czynnościowego. Odbudowuje ona gradienty jonowe kosztem ATP, ale samo powstawanie impulsu opiera się na biernym ruchu jonów przez kanały bramkowane napięciem.

Kanały sodowe mają dwie bramki. Bramka aktywacyjna otwiera się szybko, bramka inaktywacyjna zamyka kanał po ok. 1 ms — to ona odpowiada za okres refrakcji i za to, że impuls biegnie tylko w jedną stronę.

Uważaj na odczyt wykresu. Wysokość krzywej mówi o przepuszczalności, nie o stężeniu jonów. Szczyt przepuszczalności dla $Na^{+}$ przypada wcześniej niż szczyt dla $K^{+}$ — to podstawa odpowiedzi w 11.2.

Treść zadania (CKE)

Zadanie 11 — biologia 2026, poziom rozszerzony, arkusz CKE — Fragment arkusza CKE MBIP-R0-100-A-2605 — zadanie 11. Na podstawie: CKE, matura maj 2026, biologia PR Oryginalny PDF CKE

Etapy potencjału czynnościowego

Etap	Co się dzieje	Kanały	Potencjał
spoczynek	pompa $Na^{+} / K^{+}$ utrzymuje gradienty	zamknięte	−70 mV
bodziec progowy	częściowa depolaryzacja	otwierają się pierwsze kanały $Na^{+}$	ok. −55 mV
depolaryzacja	napływ $Na^{+}$ do komórki	$Na^{+}$ otwarte	rośnie do +30 mV
repolaryzacja	wypływ $K^{+}$ z komórki	$Na^{+}$ inaktywowane, $K^{+}$ otwarte	spada
hiperpolaryzacja	nadmierny wypływ $K^{+}$	$K^{+}$ nadal otwarte	poniżej −70 mV
powrót	pompa odbudowuje gradienty	wszystkie zamknięte	−70 mV

Rozmieszczenie jonów po obu stronach błony

Jon	Wewnątrz komórki	Na zewnątrz	Kierunek przepływu przez otwarty kanał
$Na^{+}$	niskie	wysokie	do wnętrza
$K^{+}$	wysokie	niskie	na zewnątrz
$Cl^{-}$	niskie	wysokie	do wnętrza
aniony organiczne	wysokie	niskie	nie przechodzą

Gradienty utrzymuje pompa sodowo-potasowa: na każde zużyte ATP wypompowuje 3 $Na^{+}$ na zewnątrz i wpompowuje 2 $K^{+}$ do środka — co dodatkowo pogłębia ujemny ładunek wnętrza.

Trzy rodzaje zmian potencjału

Zjawisko	Kierunek zmiany	Jon	Efekt
depolaryzacja	wzrost potencjału	napływ $Na^{+}$ (lub $Ca^{2 +}$ )	pobudzenie
repolaryzacja	powrót do −70 mV	wypływ $K^{+}$	koniec impulsu
hiperpolaryzacja	spadek poniżej −70 mV	wypływ $K^{+}$ lub napływ $Cl^{-}$	zahamowanie

Prawo „wszystko albo nic”

Bodziec	Reakcja
podprogowy	brak potencjału czynnościowego
progowy	pełny potencjał czynnościowy
nadprogowy	taki sam potencjał czynnościowy

Siła bodźca nie wpływa na amplitudę impulsu, tylko na jego częstotliwość — mocniejszy bodziec wywołuje więcej impulsów na sekundę.

Okres refrakcji

Rodzaj	Co się dzieje	Znaczenie
bezwzględna	kanały $Na^{+}$ inaktywowane — żaden bodziec nie wywoła impulsu	zapewnia jednokierunkowość przewodzenia
względna	trwa hiperpolaryzacja — potrzebny silniejszy bodziec	ogranicza maksymalną częstotliwość impulsów

Szybkość przewodzenia

Czynnik	Wpływ
osłonka mielinowa	przewodzenie skokowe (saltatoryczne) między przewężeniami Ranviera — nawet 120 m/s
brak mieliny	przewodzenie ciągłe — ok. 0,5–2 m/s
średnica aksonu	im grubszy, tym szybciej
temperatura	wyższa przyśpiesza

Demielinizacja (np. w stwardnieniu rozsianym) drastycznie spowalnia przewodzenie — stąd objawy neurologiczne tej choroby.

Punktacja CKE

11.1. 1 pkt — AD.
11.2. 1 pkt — PP.
Razem: 2 pkt.

Rozumiesz, jak to rozwiązać?

Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji

matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „potencjal czynnosciowy, depolaryzacja, kanaly sodowe i potasowe, neuron, hiperpolaryzacja" zrobisz samodzielnie.

Otwórz matury-online.pl