Matura Marzec 2022, Poziom Rozszerzony (Próbne arkusze CKE), Formuła od 2023 - Zadanie 10. (4 pkt)

Bielankowate (Channichthyidae), zwane też białokrwistymi, to endemiczna rodzina ryb morskich, licząca ponad 20 gatunków. Te ryby żyją w czystych wodach mórz antarktycznych, gdzie temperatura wody wynosi od –1,8 °C zimą do 1,5 °C latem. Bielankowate są jedynymi kręgowcami, które nie mają we krwi hemoglobiny. Nie mają też mioglobiny w mięśniach. Tlen w organizmach tych ryb jest transportowany we krwi w postaci rozpuszczonej w osoczu.

Bielankowate, w porównaniu do ryb innych gatunków o podobnej wielkości, charakteryzują się bardzo dużym sercem o wysokiej pojemności minutowej oraz dużą objętością całkowitą krwi. Ich skóra nie jest pokryta łuskami, a naczynia włosowate tworzą w niej gęstą sieć.

Duże serce i duża objętość krwi współczesnych przedstawicieli bielankowatych świadczą o tym, że utrata hemoglobiny nie była korzystna dla działania układu sercowo-naczyniowego przodka tych ryb. Z drugiej jednak strony utrata hemoglobiny ma znaczenie adaptacyjne jako przystosowanie do życia w warunkach niedoboru żelaza, które jest czynnikiem ograniczającym w środowiskach zamieszkałych przez ryby bielankowate.

Na podstawie: B.D. Sidell, K.M. O’Brien, When bad things happen to good fish: the loss of hemoglobin and myoglobin
expression in Antarctic icefishes, „The Journal of Experimental Biology” 209, 2006;
B.A. Corliss i inni, Vascular expression of hemoglobin alpha in Antarctic icefish
supports […], „Frontiers in Physiology” 10, 2019.

Zadanie 10.1. (0–1)

Wykaż, że niska temperatura wody – w której żył przodek bielankowatych – była czynnikiem umożliwiającym przeżycie ryb, które utraciły zdolność do wytwarzania hemoglobiny.

Zadanie 10.2. (0–1)

Wykaż związek między brakiem hemoglobiny we krwi bielankowatych a stosunkowo dużą objętością krwi krążącej w ich ciele.

Zadanie 10.3. (0–1)

Uzasadnij, że naga skóra oraz gęsta sieć naczyń krwionośnych w skórze ryb bielankowatych są adaptacjami do pobierania tlenu z wody.

Zadanie 10.4. (0–1)

Uzasadnij, że utrata hemoglobiny we krwi bielankowatych jest adaptacją do życia w warunkach niedoboru żelaza w ich środowisku.

Rozwiązanie:
Zadanie 10.1. (0–1)
IV. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów biologicznych. Zdający: 1) interpretuje informacje i wyjaśnia związki przyczynowo-skutkowe między procesami i zjawiskami […]. XI. Funkcjonowanie zwierząt. 1. Podstawowe zasady budowy i funkcjonowania organizmu zwierzęcego. Zdający: 7) wykazuje związek między […] temperaturą ciała, a zapotrzebowaniem energetycznym organizmu. 2. Porównanie poszczególnych czynności życiowych zwierząt, z uwzględnieniem odpowiedzialnych za nie struktur. 3) Wymiana gazowa i krążenie. Zdający: a) przedstawia warunki umożliwiające i ułatwiające dyfuzję gazów przez powierzchnie wymiany gazowej.

Zasady oceniania
1 pkt – za prawidłową odpowiedź, odnoszącą się do większej rozpuszczalności tlenu w wodzie o niskiej temperaturze lub obniżonego tempa metabolizmu w niskiej temperaturze.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

  • W takich wodach jest relatywnie wysoka zawartość tlenu, gdyż gazy lepiej rozpuszczają się w wodzie o niskiej temperaturze.
  • Te wody są bardzo zimne, a tlen lepiej rozpuszcza się w wodzie o niskiej temperaturze.
  • Te ryby w niskich temperaturach mają obniżony poziom metabolizmu, więc zużywają mniej tlenu.
Zadanie 10.2. (0–1)
IV. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów biologicznych. Zdający: 1) interpretuje informacje i wyjaśnia związki przyczynowo-skutkowe między procesami i zjawiskami […]. XI. Funkcjonowanie zwierząt. 2. Porównanie poszczególnych czynności życiowych zwierząt, z uwzględnieniem odpowiedzialnych za nie struktur. 3) Wymiana gazowa i krążenie. Zdający: h) opisuje wymianę gazową w tkankach […], uwzględniając powinowactwo hemoglobiny do tlenu […], k) przedstawia rolę krwi w transporcie gazów oddechowych.

Zasady oceniania
1 pkt – za prawidłową odpowiedź, uwzględniającą konieczność obecności dużej objętości krwi, umożliwiającej rozpuszczenie odpowiedniej ilości tlenu w jej osoczu.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązanie
Krew bielankowatych nie zawiera hemoglobiny, która wiąże tlen i ułatwia jego transport, a więc objętość krwi jest duża, aby mogła się w jej osoczu rozpuścić większa ilość tlenu.

Zadanie 10.3. (0–1)
I. Pogłębianie wiedzy z zakresu różnorodności biologicznej oraz zjawisk i procesów biologicznych zachodzących na różnych poziomach organizacji życia. Zdający: 3) wykazuje związki pomiędzy strukturą i funkcją na różnych poziomach organizacji życia; 5) przedstawia i wyjaśnia zależności […] między organizmem a środowiskiem. XI. Funkcjonowanie zwierząt. 2. Porównanie poszczególnych czynności życiowych zwierząt, z uwzględnieniem odpowiedzialnych za nie struktur. 3) Wymiana gazowa i krążenie. Zdający: a) przedstawia warunki umożliwiające i ułatwiające dyfuzję gazów przez powierzchnie wymiany gazowej, b) wykazuje związek lokalizacji (wewnętrzna i zewnętrzna) i budowy powierzchni wymiany gazowej ze środowiskiem życia.

Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne uzasadnienie, odnoszące się do lepszej dyfuzji tlenu przez nagą skórę oraz do zwiększenia powierzchni wymiany gazowej przez gęstą sieć naczyń włosowatych w skórze.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązanie
Przez pozbawioną łusek cienką skórę tlen łatwiej ulega dyfuzji, a duża ilość naczyń włosowatych w skórze zwiększa powierzchnię wymiany gazowej.

Zadanie 10.4. (0–1)
IV. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów biologicznych. Zdający: 1) interpretuje informacje i wyjaśnia związki przyczynowo-skutkowe między procesami i zjawiskami […]. I. Chemizm życia. 1. Składniki nieorganiczne. Zdający: 2) przedstawia znaczenie biologiczne wybranych mikroelementów (Fe […]).

Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne uzasadnienie, odnoszące się do obecności żelaza w hemoglobinie i mniejszego zapotrzebowania na ten pierwiastek, gdy organizm jej nie wytwarza.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązanie
Żelazo jest niezbędne do działania hemoglobiny. Gdy organizm nie wytwarza hemoglobiny ma mniejsze zapotrzebowanie na ten pierwiastek, którego w środowisku jest bardzo mało.

guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments