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

Zadanie 13

Matura z biologii, maj 2026, poziom rozszerzony

Wymaganie:

XI. Metodologia badań biologicznych — planowanie doświadczeń, próba badawcza i kontrolna, formułowanie i weryfikacja hipotez, analiza wykresów. VIII. Funkcjonowanie zwierząt — wymiana gazowa, adaptacje do nurkowania.

Treść zadania

Niewielkie jaszczurki z rodzaju Anolis, występujące na Wyspach Karaibskich, w sytuacji zagrożenia chowają się pod powierzchnią wody. Anolis aquaticus pozostaje zanurzony nawet przez kilkanaście minut. W tym czasie w przedniej części głowy powstaje bańka wydychanego powietrza, której objętość cyklicznie powiększa się przy wydechu i zmniejsza przy wdechu.

Hipoteza: jaszczurki A. aquaticus przez jakiś czas korzystają z tlenu znajdującego się w wydychanym powietrzu.

Zmierzono ciśnienie parcjalne tlenu ( $p O_{2}$ ) w bańce powietrza:

Wykres	Co przedstawia	Wynik
I — próba badawcza	bańka na głowie A. aquaticus	$p O_{2}$ wyraźnie maleje w czasie
II — próba kontrolna	bańka wytworzona mechanicznie strzykawką pod wodą	$p O_{2}$ pozostaje w przybliżeniu stałe

Czerwona linia na obu wykresach wskazuje średnie $p O_{2}$ w powietrzu atmosferycznym.

13.1. (0–1) Określ, jakie znaczenie dla poprawnej interpretacji wyników w próbie badawczej miało wykonanie pomiarów w próbie kontrolnej.

13.2. (0–1) Rozstrzygnij, czy wyniki doświadczenia potwierdziły hipotezę (tak / nie). Uzasadnij, odnosząc się do wyników uzyskanych w próbie badawczej oraz w próbie kontrolnej.

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

Rozwiązanie

13.1.

Próba kontrolna pozwoliła wykluczyć wpływ czynników innych niż fizjologia jaszczurki na spadek $p O_{2}$ w bańce powietrza.

Bańka wytworzona mechanicznie znajdowała się w tych samych warunkach fizycznych (woda, temperatura, ciśnienie), ale bez udziału zwierzęcia. Gdyby tlen ubywał z niej samoistnie — np. dyfundując do otaczającej wody — spadek $p O_{2}$ pojawiłby się także na wykresie II. Tak się jednak nie stało.

Próba kontrolna stanowi zatem poziom odniesienia (referencyjny): dopiero porównanie z nią pozwala przypisać spadek $p O_{2}$ w próbie badawczej pobieraniu tlenu przez jaszczurkę.

13.2.

Potwierdzenie hipotezy: tak.

Uzasadnienie: w próbie badawczej (wykres I) ciśnienie parcjalne tlenu w bańce na głowie jaszczurki systematycznie malało w czasie zanurzenia. W próbie kontrolnej (wykres II) $p O_{2}$ w bańce wytworzonej mechanicznie pozostawało w przybliżeniu stałe.

Skoro w obu próbach warunki fizyczne były identyczne, a tlen ubywał tylko tam, gdzie obecna była jaszczurka, jedynym wyjaśnieniem spadku jest pobieranie tlenu z bańki przez zwierzę. Potwierdza to hipotezę, że A. aquaticus korzysta z tlenu zawartego w wydychanym powietrzu.

Typowy błąd / pułapka

W 13.1 nie wystarczy napisać, że „próba kontrolna służy do porównania". Trzeba wskazać co konkretnie ona wyklucza — np. samoistną dyfuzję tlenu do wody — albo nazwać ją poziomem odniesienia dla pomiarów.

W 13.2 uzasadnienie musi odnieść się do OBU prób. Klucz CKE wymaga wskazania spadku $p O_{2}$ w próbie badawczej i stałości $p O_{2}$ w kontrolnej — oraz logicznego powiązania tych wyników. Opisanie tylko jednego wykresu nie punktuje.

Nie myl próby kontrolnej z drugą próbą badawczą. Próba kontrolna różni się od badawczej wyłącznie jednym czynnikiem — tu obecnością jaszczurki. Wszystko inne musi być identyczne.

Hipoteza została potwierdzona, a nie udowodniona. W naukach przyrodniczych mówimy o potwierdzeniu hipotezy przez wyniki; dowodzić w sensie ścisłym można w matematyce.

Uwaga na kierunek zmian. Spadek $p O_{2}$ oznacza ubywanie tlenu. Gdyby $p O_{2}$ rosło, świadczyłoby to raczej o dyfuzji tlenu z wody do bańki.

To zjawisko nazywa się rebreathingiem. Jaszczurka wielokrotnie „przepłukuje" tę samą porcję powietrza, wykorzystując resztkowy tlen — analogicznie do niektórych owadów wodnych korzystających z pęcherzyka powietrza jako skrzeli fizycznych.

Treść zadania (CKE)

Zadanie 13 — biologia 2026, poziom rozszerzony, arkusz CKE — Fragment arkusza CKE MBIP-R0-100-A-2605 — zadanie 13. Na podstawie: CKE, matura maj 2026, biologia PR Oryginalny PDF CKE

Anatomia doświadczenia

Element	W tym badaniu
problem badawczy	Czy A. aquaticus korzysta z tlenu w bańce wydychanego powietrza?
hipoteza	Tak — jaszczurka pobiera tlen z bańki
próba badawcza	bańka na głowie jaszczurki (wykres I)
próba kontrolna	bańka wytworzona strzykawką (wykres II)
zmienna niezależna	obecność jaszczurki
zmienna zależna	$p O_{2}$ w bańce
zmienne kontrolowane	temperatura, głębokość, skład wody, objętość bańki
wynik	spadek $p O_{2}$ tylko w próbie badawczej
wniosek	hipoteza potwierdzona

Po co próba kontrolna

Funkcja	Przykład z tego badania
wykluczenie czynników ubocznych	tlen nie ucieka z bańki przez dyfuzję do wody
poziom odniesienia	pokazuje, jak wyglądałby wynik bez badanego czynnika
potwierdzenie przyczynowości	różnica między próbami wynika wyłącznie z obecności zwierzęcia
ocena poprawności metody	wykrycie błędów pomiarowych i artefaktów

Zasada złotego standardu: próba kontrolna różni się od badawczej tylko jednym czynnikiem — tym, którego wpływ badamy.

Trzy typy prób w doświadczeniu

Typ	Opis	Przykład
badawcza	zawiera badany czynnik	bańka na głowie jaszczurki
kontrolna negatywna	bez badanego czynnika — spodziewamy się braku efektu	bańka ze strzykawki
kontrolna pozytywna	z czynnikiem o znanym działaniu — sprawdza czułość metody	pomiar $p O_{2}$ w powietrzu atmosferycznym

Czerwona linia na wykresach (średnie $p O_{2}$ w atmosferze) pełni funkcję dodatkowego punktu odniesienia.

Ciśnienie parcjalne tlenu

$p O_{2} = p_{ca ł k} \cdot % O_{2}$

Miejsce	$p O_{2}$
powietrze atmosferyczne	~210 hPa (21% z 1013 hPa)
pęcherzyki płucne	~140 hPa
krew tętnicza	~130 hPa
krew żylna	~50 hPa
tkanki	< 40 hPa

Tlen dyfunduje zawsze zgodnie z gradientem ciśnienia parcjalnego — od wyższego do niższego. Dlatego jaszczurka może pobierać tlen z bańki tak długo, jak $p O_{2}$ w bańce przewyższa $p O_{2}$ w jej krwi.

Rebreathing i skrzela fizyczne — analogiczne rozwiązania

Organizm	Mechanizm
Anolis aquaticus	rebreathing — powtórne wdychanie bańki wydychanego powietrza
pluskwiaki wodne (pluskolec, płoszczyca)	skrzela fizyczne — pęcherzyk powietrza pod pokrywami, wymieniający gazy z wodą
chrząszcze wodne (pływak)	zapas powietrza pod pokrywami skrzydłowymi
pająk topik	„dzwon nurkowy” z pajęczyny wypełniony powietrzem

Wspólna zasada: warstwa powietrza działa jak rezerwuar tlenu, a przy dłuższym zanurzeniu — także jak powierzchnia wymiany gazowej z wodą.

Punktacja CKE

13.1. 1 pkt — określenie znaczenia próby kontrolnej: wykluczenie wpływu innych czynników (np. dyfuzji tlenu do wody) albo wskazanie jej jako poziomu odniesienia.
13.2. 1 pkt — ocena (tak) wraz z uzasadnieniem odnoszącym się do spadku $p O_{2}$ w próbie badawczej oraz stałości $p O_{2}$ w próbie kontrolnej, z logicznym powiązaniem obu wyników.
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 „proba kontrolna, metodologia badan, jaszczurki Anolis, oddychanie pod woda, cisnienie parcjalne tlenu" zrobisz samodzielnie.

Otwórz matury-online.pl