Oto lista zadań maturalnych z danego działu biologii. Aby skorzystać z dodatkowych opcji, uniknąć duplikatów zadań lub wybrać zadania z pozostałych działów kliknij poniżej.
W poniższej tabeli przedstawiono stosunek powierzchni skrzeli do masy ciała u ryb o różnym poziomie
aktywności. Wartości są znormalizowane względem najwolniejszej z przedstawionych ryb – płaszczki.
Źródło: M.L. Cain, C.K. Yoon, A. Singh-Cundy, Discover Biology: Core Topics, Nowy Jork 2009.
Tilapia nilowa (Oreochromis niloticus) to słodkowodna ryba z rodziny pielęgnicowatych.
Na poniższym schemacie przedstawiono strategię osmoregulacyjną tilapii nilowej.
Wiele gatunków pielęgnicowatych, w tym – tilapia nilowa, jest określanych mianem
pyszczaków, ponieważ samice pobierają ikrę do pyska po zapłodnieniu. Samice tych
gatunków noszą w jamie gębowej zapłodnione jaja, a często – także larwy i narybek.
Na podstawie: C. Błaszak (red.), Zoologia. Szkarłupnie – płazy, t. 3, cz. 1, Warszawa 2015;
S. Friedman, Ontogeny of the Osmoregulatory Capacity of Teleosts and the Role of Ionocytes,
„Frontiers in Marine Science” 7, 2020.
Rysunek: Scandinavian Fishing Yearbook.
7.1. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego tilapia nilowa musi pobierać jony Na+ i Cl− ze środowiska
zewnętrznego. W odpowiedzi uwzględnij różnice między środowiskiem wewnętrznym
ryby a środowiskiem zewnętrznym.
7.2. (0–1)
Uzasadnij, że adaptacja w postaci noszenia w jamie gębowej zapłodnionych jaj, larw
i narybku przez samice pielęgnicowatych zwiększa szanse na przeżycie potomstwa.
Na poniższej fotografii przedstawiono zaskrońca zwyczajnego (Natrix natrix) – niejadowitego
węża, żywiącego się głównie płazami.
Na podstawie obserwacji populacji zaskrońca zwyczajnego badacze stwierdzili, że w ciągu
ostatnich kilkudziesięciu lat na terenie Puszczy Niepołomickiej doszło do wyraźnego spadku
długości ciała tych zwierząt. Nadal obserwuje się pojedyncze duże okazy przekraczające
100 cm, a nawet osiągające 120 cm, jednak średni rozmiar samic wynosi 77,7 cm
(spadek o 8,2%), natomiast samców – 55,9 cm (spadek o 16,7%).
Naukowcy postawili dwie niewykluczające się hipotezy wyjaśniające to zjawisko.
Hipoteza 1.: Od lat 60-tych XX wieku populacja płazów (głównego pokarmu zaskrońca zwyczajnego) na badanym terenie wykazuje bardzo silny spadek biomasy i liczebności, spowodowany m.in. osuszaniem terenów, a niedobór pokarmu jest przyczyną ograniczenia wzrostu zaskrońców zwyczajnych.
Hipoteza 2.: W analizowanym okresie wzrosła na badanym terenie liczba osób odwiedzających siedliska węży, co skutkuje wzrostem śmiertelności wśród większych osobników, łatwiej zauważanych i intencjonalnie zabijanych przez człowieka.
Na podstawie: S. Bury i in., Decline in Body Size […] in the Grass Snake (Natrix natrix, Linnaeus, 1758) […],
„Environmental Science and Pollution Research” 29(6), 2022;
www.puszczaniepolomicka.pl
Fotografia: G. Xulescu.
6.1. (0–1)
Wykaż związek między osuszaniem terenów a spadkiem liczebności płazów,
stanowiących pokarm zaskrońców zwyczajnych.
6.2. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Hipoteza 2. zakłada, że na populację zaskrońca zwyczajnego działa
A.
dobór
różnicujący,
który polega na eliminowaniu
z populacji osobników
1.
najdłuższych i najkrótszych.
B.
dobór
stabilizujący,
2.
najdłuższych.
C.
dobór
kierunkowy,
3.
o długości zbliżonej
do wartości średniej.
6.3. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące zaskrońca zwyczajnego są prawdziwe.
Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Zaskroniec zwyczajny utrzymuje względnie stałą temperaturę ciała, niezależnie od temperatury otoczenia.
P
F
2.
Podczas rozwoju zarodka zaskrońca zwyczajnego dochodzi do wykształcenia błon płodowych.
P
F
3.
Zaskroniec zwyczajny przechodzi rozwój złożony, a rozwój jego postaci larwalnych zachodzi w środowisku wodnym.
Tilapia nilowa (Oreochromis niloticus) to słodkowodna ryba z rodziny pielęgnicowatych.
Na poniższym schemacie przedstawiono strategię osmoregulacyjną tilapii nilowej.
Wiele gatunków pielęgnicowatych, w tym – tilapia nilowa, jest określanych mianem
pyszczaków, ponieważ samice pobierają ikrę do pyska po zapłodnieniu. Samice tych
gatunków noszą w jamie gębowej zapłodnione jaja, a często – także larwy i narybek.
Na podstawie: C. Błaszak (red.), Zoologia. Szkarłupnie – płazy, t. 3, cz. 1, Warszawa 2015;
S. Friedman, Ontogeny of the Osmoregulatory Capacity of Teleosts and the Role of Ionocytes,
„Frontiers in Marine Science” 7, 2020.
Rysunek: Scandinavian Fishing Yearbook.
7.1. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego tilapia nilowa musi pobierać jony Na+ i Cl− ze środowiska
zewnętrznego. W odpowiedzi uwzględnij różnice między środowiskiem wewnętrznym
ryby a środowiskiem zewnętrznym.
7.2. (0–1)
Uzasadnij, że adaptacja w postaci noszenia w jamie gębowej zapłodnionych jaj, larw
i narybku przez samice pielęgnicowatych zwiększa szanse na przeżycie potomstwa.
Na poniższej fotografii przedstawiono zaskrońca zwyczajnego (Natrix natrix) – niejadowitego
węża, żywiącego się głównie płazami.
Na podstawie obserwacji populacji zaskrońca zwyczajnego badacze stwierdzili, że w ciągu
ostatnich kilkudziesięciu lat na terenie Puszczy Niepołomickiej doszło do wyraźnego spadku
długości ciała tych zwierząt. Nadal obserwuje się pojedyncze duże okazy przekraczające
100 cm, a nawet osiągające 120 cm, jednak średni rozmiar samic wynosi 77,7 cm
(spadek o 8,2%), natomiast samców – 55,9 cm (spadek o 16,7%).
Naukowcy postawili dwie niewykluczające się hipotezy wyjaśniające to zjawisko.
Hipoteza 1.: Od lat 60-tych XX wieku populacja płazów (głównego pokarmu zaskrońca zwyczajnego) na badanym terenie wykazuje bardzo silny spadek biomasy i liczebności, spowodowany m.in. osuszaniem terenów, a niedobór pokarmu jest przyczyną ograniczenia wzrostu zaskrońców zwyczajnych.
Hipoteza 2.: W analizowanym okresie wzrosła na badanym terenie liczba osób odwiedzających siedliska węży, co skutkuje wzrostem śmiertelności wśród większych osobników, łatwiej zauważanych i intencjonalnie zabijanych przez człowieka.
Na podstawie: S. Bury i in., Decline in Body Size […] in the Grass Snake (Natrix natrix, Linnaeus, 1758) […],
„Environmental Science and Pollution Research” 29(6), 2022;
www.puszczaniepolomicka.pl
Fotografia: G. Xulescu.
6.1. (0–1)
Wykaż związek między osuszaniem terenów a spadkiem liczebności płazów,
stanowiących pokarm zaskrońców zwyczajnych.
6.2. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Hipoteza 2. zakłada, że na populację zaskrońca zwyczajnego działa
A.
dobór
różnicujący,
który polega na eliminowaniu
z populacji osobników
1.
najdłuższych i najkrótszych.
B.
dobór
stabilizujący,
2.
najdłuższych.
C.
dobór
kierunkowy,
3.
o długości zbliżonej
do wartości średniej.
6.3. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące zaskrońca zwyczajnego są prawdziwe.
Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Zaskroniec zwyczajny utrzymuje względnie stałą temperaturę ciała, niezależnie od temperatury otoczenia.
P
F
2.
Podczas rozwoju zarodka zaskrońca zwyczajnego dochodzi do wykształcenia błon płodowych.
P
F
3.
Zaskroniec zwyczajny przechodzi rozwój złożony, a rozwój jego postaci larwalnych zachodzi w środowisku wodnym.
Poniższe fotografie (A–D) przedstawiają cztery różne gatunki kręgowców.
Uwaga: nie zachowano wspólnej skali fotografii.
Fotografie: Wikimedia Commons.
Uzupełnij poniższą tabelę. W każdym wierszu tabeli wpisz odpowiednie oznaczenia literowe (A–D) wszystkich wyżej przedstawionych gatunków zwierząt należących do danej grupy.
Jedną z głównych przyczyn wymierania płazów na świecie jest chytrydiomikoza – choroba wywoływana przez mikroskopijnego grzyba Batrachochytrium dendrobatidis. Patogen atakuje naskórek płazów, zwłaszcza na spodniej części ciała. W skórze zakażonych osobników rozwijają się zoosporangia grzyba, a uwalniające się z nich zoospory z łatwością przemieszczają się w wodzie i wnikają w naskórek kolejnych płazów. Zakażenie jest przyczyną silnego nawarstwienia, rogowacenia i łuszczenia się naskórka. Uszkodzona skóra odpada płatami, a na ciele pojawiają się rany. Chytrydiomikoza pierwotnie występowała tylko w Afryce, a do jej rozprzestrzeniania na innych kontynentach przyczynił się człowiek ze względu na handel płazami oraz prowadzenie masowych hodowli płazów. Człowiek wprowadził także obce gatunki płazów do Europy, szczególnie afrykańską platanę szponiastą (Xenopus laevis) i północnoamerykańską żabę ryczącą (Lithobates catesbeianus).
Na podstawie: P. Sura i in., Chytridiomikoza – śmiertelne zagrożenie dla płazów, „Chrońmy Przyrodę Ojczystą” 66(6), 2010.
19.1. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego silne zrogowacenie skóry płazów spowodowane chytrydiomikozą jest dla nich śmiertelne. W odpowiedzi uwzględnij budowę i funkcjonowanie zdrowej skóry płazów.
19.2. (0–1)
Uzasadnij, że okres godowy płazów może sprzyjać rozprzestrzenianiu się zakażenia grzybem Batrachochytrium dendrobatidis wśród płazów.
19.3. (0–1)
Wykaż, że przestrzeganie konwencji waszyngtońskiej (CITES) przyczynia się do ograniczenia rozprzestrzeniania się na świecie zakaźnych chorób płazów, które są pierwotnie chorobami o zasięgu lokalnym.
Pokrycie ciała u różnych grup kręgowców jest zróżnicowane. U płazów skóra jest naga. U pozostałych kręgowców powierzchnię ciała pokrywają łuski, pióra lub włosy, które są wytworami naskórka albo skóry właściwej i pełnią różne funkcje. Dzięki odpowiedniej budowie naskórek człowieka pełni m.in. funkcję ochronną.
Na poniższym wykresie przedstawiono tempo wymiany gazowej przez płuca i skórę w różnych temperaturach u ropuchy Bufo americanus. Wyniki pomiarów podano w przeliczeniu na kg masy ciała zwierzęcia.
Na podstawie: K. Schmidt-Nielsen, Fizjologia zwierząt. Adaptacja do środowiska, Warszawa 2008.
9.1. (0–1)
Na podstawie informacji przedstawionych na wykresie sformułuj jeden przykładowy wniosek odnoszący się do wpływu temperatury na usuwanie CO2 u ropuchy Bufo americanus.
9.2. (0–2)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące pokrycia ciała kręgowców są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Skóra płazów wytwarza gruczoły potowe.
P
F
2.
Gruczoły potowe ssaków są wytworami skóry właściwej.
P
F
3.
Łuski występujące u kręgowców lądowych są wytworami naskórka.
P
F
9.3. (0–1)
Uzasadnij, że budowa naskórka człowieka umożliwia ochronę przed wnikaniem patogenów do wnętrza organizmu.
W trakcie polowania nietoperze emitują i odbierają ultradźwięki o częstotliwości niekiedy
przekraczającej 200 kiloherców.
Na podstawie: M.B. Fenton i in., Signal Strength, Timing, and Self-Deafening:
The Evolution of Echolocation in Bats, „Paleobiology” 21(2), 1995.
12.1. (0–1)
Wykaż, że zdolność nietoperzy do emitowania i odbierania dźwięków o wysokiej
częstotliwości jest przystosowaniem do nocnego trybu życia, który prowadzą
nietoperze.
12.2. (0–1)
Spośród podanych cech nietoperzy A–E wybierz i zaznacz dwie, które świadczą
o przynależności nietoperzy do gromady ssaków.
Skóra płazów uczestniczy w wymianie gazowej zarówno w dobrze natlenionej wodzie, jak
i w wilgotnym powietrzu. Oddychanie skórne płazów odgrywa istotną rolę w wymianie
gazowej tych zwierząt ze względu na niską efektywność wymiany gazowej w płucach.
Stężenie mocznika we krwi płazów jest dużo większe niż we krwi ssaków. Płazy nie piją
wody, ale wchłaniają ją przez skórę.
Na podstawie: H. Szarski, Historia zwierząt kręgowych, Warszawa 1998.
7.1. (0–2)
Wyjaśnij, dlaczego wymiana gazowa w płucach płazów jest mniej efektywna niż
w płucach ssaków. W odpowiedzi uwzględnij dwie różnice między wymienionymi
gromadami: jedną w budowie płuc i jedną w mechanizmie ich wentylacji.
7.2. (0–1)
Określ, jakie znaczenie w pobieraniu wody przez płazy ma gromadzenie mocznika
w ich płynach ustrojowych.
W trakcie polowania nietoperze emitują i odbierają ultradźwięki o częstotliwości niekiedy
przekraczającej 200 kiloherców.
Na podstawie: M.B. Fenton i in., Signal Strength, Timing, and Self-Deafening:
The Evolution of Echolocation in Bats, „Paleobiology” 21(2), 1995.
11.1. (0–1)
Wykaż, że zdolność nietoperzy do emitowania i odbierania dźwięków o wysokiej
częstotliwości jest przystosowaniem do nocnego trybu życia, który prowadzą
nietoperze.
11.2. (0–1)
Spośród podanych cech nietoperzy A–E wybierz i zaznacz dwie, które świadczą
o przynależności nietoperzy do gromady ssaków.
Skóra płazów uczestniczy w wymianie gazowej zarówno w dobrze natlenionej wodzie, jak
i w wilgotnym powietrzu. Oddychanie skórne płazów odgrywa istotną rolę w wymianie
gazowej tych zwierząt ze względu na niską efektywność wymiany gazowej w płucach.
Stężenie mocznika we krwi płazów jest dużo większe niż we krwi ssaków. Płazy nie piją
wody, ale wchłaniają ją przez skórę.
Na podstawie: H. Szarski, Historia zwierząt kręgowych, Warszawa 1998.
7.1. (0–2)
Wyjaśnij, dlaczego wymiana gazowa w płucach płazów jest mniej efektywna niż
w płucach ssaków. W odpowiedzi uwzględnij dwie różnice między wymienionymi
gromadami: jedną w budowie płuc i jedną w mechanizmie ich wentylacji.
7.2. (0–1)
Określ, jakie znaczenie w pobieraniu wody przez płazy ma gromadzenie mocznika
w ich płynach ustrojowych.
Na podstawie licznych podobieństw w budowie anatomicznej już w latach 70. XX wieku
odkryto, że ptaki (Aves) nie stanowią grupy zupełnie oddzielnej od gadów, ale wywodzą się
z kopalnych dinozaurów (Dinosauria). Najbliższym współczesnym krewnym ptaków jest rząd
krokodyli (Crocodilia), obejmujący m.in. krokodyle i aligatory. Ze względu na wspólne
pochodzenie ptaki, dinozaury i krokodyle łączy się w jedną grupę nazywaną gadami
naczelnymi lub archozaurami (Archosauria).
Dużo większym wyzwaniem dla naukowców było określenie relacji pokrewieństwa żółwi
(Testudines) wobec pozostałych gadów. Badania anatomiczne dawały sprzeczne wyniki
i dopiero na podstawie sekwencjonowania gadzich genomów wykazano bezspornie,
że żółwie są bliżej spokrewnione z gadami naczelnymi niż z jaszczurkami i wężami,
ujmowanymi razem jako łuskonośne (Squamata).
Spośród współczesnych gadów jedynie ptaki są zwierzętami stałocieplnymi. Na podstawie
badań histologicznych kopalnych kości uważa się jednak, że podwyższonym tempem
metabolizmu cechowały się już ostatni wspólny przodek archozaurów oraz wymarłe
dinozaury. Na podstawie tych odkryć sformułowano hipotezę, że wspólny przodek
współczesnych krokodyli utracił stałocieplność, a współczesne krokodyle są zwierzętami
wtórnie zmiennocieplnymi, co najprawdopodobniej wynika z przejścia tych zwierząt do
ziemno-wodnego trybu życia i ma związek ze stosunkowo mało aktywnym polowaniem
z zasadzki.
Jednym z dowodów potwierdzających pochodzenie krokodyli od zwierząt stałocieplnych jest
zachowana pełna przegroda międzykomorowa. Wśród współczesnych archozaurów także
ptaki mają w sercu pełną przegrodę międzykomorową. Badania porównawcze doprowadziły
badaczy do wniosku, że taką budowę serca miały także wymarłe dinozaury oraz ostatni
wspólny przodek archozaurów.
Na podstawie: N.G. Crawford i in. More than 1000 ultraconserved elements provide evidence that turtles are the sister group of
archosaurs, „Biology letters” 8(5), 2012;
L.J. Legendre i in. Palaeohistological Evidence for Ancestral High Metabolic Rate in Archosaurs,
„Systematic Biology” 65(6), 2016.
18.1. (0–1)
Wyjaśnij, jakie znaczenie dla utrzymywania względnie stałej, wysokiej temperatury
ciała ptaków ma występowanie w ich sercu pełnej przegrody między komorami.
W odpowiedzi uwzględnij natlenowanie krwi oraz tempo metabolizmu.
18.2. (0–3)
Poniższy rysunek przedstawia niekompletne drzewo filogenetyczne obrazujące relacje
pokrewieństwa między gadami a ptakami.
Na podstawie tekstu określ pokrewieństwo między grupami gadów – dorysuj brakujące gałęzie powyższego drzewa filogenetycznego tak, aby drzewo przedstawiało w poprawny sposób relacje pokrewieństwa między taksonami.
Zaznacz na powyższym drzewie filogenetycznym ostatniego wspólnego przodka archozaurów – otocz kółkiem odpowiedni węzeł.
Zaznacz na powyższym drzewie filogenetycznym moment, w którym – według przedstawionej w tekście hipotezy – doszło do utraty stałocieplności – zapisz znak X nad odpowiednią gałęzią.
Ciało ptaków jest pokryte piórami zróżnicowanymi pod względem budowy i funkcji. Wyróżnia
się lotki, sterówki, pióra pokrywowe oraz pióra puchowe.
Błony pławne ptaków wodnych nie są jednak pokryte piórami – nadmiernej utracie ciepła
w tej części ciała zapobiega mechanizm zilustrowany na poniższym schemacie. Strzałki
pionowe wskazują kierunek przepływu krwi w naczyniach, a strzałki poziome – wymianę
ciepła między naczyniami. Kolorem czerwonym oznaczono krew o stosunkowo wysokiej
temperaturze, a kolorem niebieskim – krew wychłodzoną.
Na podstawie: www.allaboutbirds.org;
I.J. Lovette, J.W. Fitzpatrick, Handbook of Bird Biology, Ithaca 2016.
Oceń, czy poniższe stwierdzenia odnoszące się do przedstawionego na schemacie
mechanizmu termoregulacji u ptaków są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest
prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Wracająca z błon pławnych silnie schłodzona krew jest ogrzewana przez cieplejszą krew płynącą z narządów wewnętrznych ciała.
P
F
2.
Krew płynąca tętnicami z trzewi do nóg i do błon pławnych utrzymuje stałą temperaturę dzięki sprawnej wymianie ciepła między naczyniami.
P
F
3.
Krew w tętnicach i żyłach, pomiędzy którymi dochodzi do wymiany ciepła, przepływa w przeciwnych kierunkach.
Narządem oddechowym u większości ryb są skrzela osadzone na łukach skrzelowych. Osadzone na łukach skrzelowych listki skrzelowe posiadają dodatkowe wypustki zwiększające powierzchnię wymiany gazowej, określane mianem blaszek skrzelowych. Poza powierzchnią wymiany gazowej na zwiększenie efektywności wymiany gazowej w skrzelach wpływa także mechanizm wymiany przeciwprądowej.
Skrzela ryb promieniopłetwych pełnią również dodatkowe funkcje oprócz wymiany gazowej. Mogą one brać udział w usuwaniu produktów przemiany materii oraz w osmoregulacji. Istotną rolę w osmoregulacji pełnią obecne w skrzelach komórki solne (jonocyty). Komórki te odpowiedzialne są za aktywne pobieranie lub wydalanie soli, przy czym kierunek transportu zależny jest od środowiska życia ryby.
Na poniższym schemacie przedstawiono budowę skrzeli ryb wraz z kierunkami przepływu krwi i wody.
18.1. (0–1)
Wyjaśnij na czym polega mechanizm przeciwprądowy wymiany gazowej w skrzelach u ryb oraz w jaki sposób wpływa on na zwiększenie efektywności wymiany gazowej.
18.2. (0–1)
Uzupełnij poniższą tabelę dotyczącą osmoregulacji u ryb promieniopłetwych. Wykorzystaj sformułowania podane w nawiasach przy tytułach kolumn.
Środowisko życia
Picie wody (tak/nie)
Funkcja komórek solnych (wydalanie/pobieranie soli)
Ilość wydalanego moczu (duża/mała)
Słonowodne
Słodkowodne
18.3. (0–1)
Podkreśl, spośród wymienionych poniżej organelli komórkowych te, w które komórki solne powinny być szczególnie zasobne ze względu na swoją funkcję. Odpowiedź uzasadnij.
