Biologia - Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 7.
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.
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.
Rozwiązanie
7.1. (0–2)
Zasady oceniania
2 pkt – za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające różnice:
- w budowie płuc – płuca płazów są workowate / słabo pofałdowane / nie mają pęcherzyków, a więc mają mniejszą powierzchnię w porównaniu do pęcherzykowatych / silnie pofałdowanych / mających pęcherzyki płuc ssaków ORAZ
- w mechanizmie wentylacji płuc – zmiany objętości klatki piersiowej u ssaków zapewniają bardziej wydajną wentylację w porównaniu z płazami, które nie mają klatki piersiowej / wentylują płuca za pomocą ruchów dna jamy gębowo-gardzielowej.
1 pkt – za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające różnice:
- w budowie płuc – płuca płazów są workowate / słabo pofałdowane / nie mają pęcherzyków, a więc mają mniejszą powierzchnię w porównaniu do pęcherzykowatych / silnie pofałdowanych / mających pęcherzyki płuc ssaków ALBO
- w mechanizmie wentylacji płuc – zmiany objętości klatki piersiowej u ssaków zapewniają bardziej wydajną wentylację w porównaniu z płazami, które nie mają klatki piersiowej / wentylują płuca za pomocą ruchów dna jamy gębowo-gardzielowej.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- Płazy mają płuca workowe, o mniejszym stosunku powierzchni do objętości niż ssaki, które mają pęcherzykowate płuca. Płazy nie mają klatki piersiowej, którą mają ssaki, a której ruchy umożliwiają efektywne przeprowadzanie wdechu i wydechu.
- Płazy mają workowate płuca o mniejszej powierzchni, a ssaki mają płuca o budowie pęcherzykowej i mają większą powierzchnię wymiany gazowej. Płazy prowadzą wentylację za pomocą ruchów dna jamy gębowej, a ssaki – za pomocą mięśni międzyżebrowych wymuszających ruchy klatki piersiowej, i dlatego ssaki wymieniają więcej powietrza niż płazy.
- Płuca płazów są słabiej pofałdowane niż płuca ssaków i dlatego mają mniejszą powierzchnię. Płazy, w przeciwieństwie do ssaków, nie mają klatki piersiowej, dlatego wentylację płuc zapewniają ruchy dna jamy gębowo-gardzielowej, które są mniej wydajne niż zmiany objętości klatki piersiowej.
- Płazy mają workowate płuca, a wentylacja odbywa się przy udziale ruchów jamy gębowo-gardzielowej, co jest mniej efektywne niż pęcherzykowate płuca ssaków o dużej powierzchni oraz ruchy klatki piersiowej i przepony.
Uwagi:
Uznaje się odpowiedzi odnoszące się do różnicy w mechanizmie wentylacji w postaci
tłoczenia powietrza do płuc u płazów i zasysania powietrza do płuc przez ssaki, np. „Płazy
wentylują płuca poprzez wtłaczanie powietrza, a ssaki zasysają powietrze”.
Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do mieszania się powietrza wdychanego
i wydychanego, np. „U ssaków w mniejszym stopniu niż u płazów miesza się powietrze
wdychane i wydychane”.
7.2. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne określenie gromadzenia mocznika w pobieraniu wody, uwzględniające
zapewnienie hiperosmotyczności płynów ustrojowych względem środowiska
zewnętrznego LUB zapewnienie wydajnego (osmotycznego) napływu wody.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- Osocze jest hipertoniczne.
- Dzięki temu osocze płaza jest silnie hipertoniczne w stosunku do otaczającej go wody.
- Dzięki temu ich płyny ustrojowe są hiperosmotyczne względem słodkiej wody, w której płazy przebywają.
- Płyny ustrojowe zawierające dużo mocznika mają większą osmolarność niż woda w środowisku życia płazów.
- Umożliwia to osmotyczny napływ wody do ciała płaza.
- Zapewnia to odpowiednio wysoki przepływ wody przez skórę do płynów ustrojowych płaza.
Wskazówki
Wstęp teoretyczny
(Wskazówki jak krok po kroku rozwiązać zadanie znajdują się niżej - przewiń )
Budowa płuc i mechanizm wentylacji u płazów
Płazy posiadają workowate płuca, natomiast ich larwy oddychają za pomocą skrzeli (u ogoniastych są to skrzela zewnętrzne, natomiast starsze kijanki płazów bezogonowych mają skrzela ukryte wewnątrz jamy skrzelowej). Ze względu na brak klatki piersiowej u płazów wentylacja płuc odbywa się dzięki działalności pompy gardzielowej – powietrze wtłaczane jest do płuc dzięki ruchom dna jamy gębowo-gardzielowej. Znaczna część wymiany gazowej zachodzi także przez wilgotną skórę (u niektórych niewielkiej wielkości gatunków, takich jak salamandry bezpłucne, w ten sposób pokrywane jest całe zapotrzebowanie na tlen). Ze względu na małą powierzchnię wymiany gazowej płuc oraz mechanizm ich wentylacji, wymiana gazowa u płazów jest stosunkowo mało wydajna.
Rozwiązanie krok po kroku
7.1 (0-2)
1. Czym różni się budowa płuc płazów i ssaków?
Płuca ssaków są workowate, podczas gdy ssaki posiadają płuca pęcherzykowate, które charakteryzują się większą powierzchnią wymiany gazowej w stosunku do ich objętości.
2. Czym różni się mechanizm wentylacji płuc u płazów i ssaków?
Płazy nie mają klatki piersiowej, powietrze wtłaczane jest do płuc dzięki mechanizmowi pompy gardzielowej – wtłaczanie powietrza do płuc odbywa się dzięki ruchom dna jamy gębowo-gardzielowej. U ssaków powietrze zasysane jest do płuc dzięki ruchom przepony i klatki piersiowej, które znacząco zwiększają objętość klatki piersiowej w czasie wdechu. Mechanizm wentylacji płuc płazów zapewnia mniejszy przepływ powietrza przez płuca w stosunku do mechanizmu występującego u ssaków.
3. Jak powyższe różnice wpływają na wydajność wymiany gazowej w płucach płazów względem płuc ssaków?
Mniejsza powierzchnia wymiany gazowej płuc oraz mniejsza wydajność wentylacji płuc przekładają się na mniejszą wydajność wymiany gazowej.
7.2 (0-1)
1. Jakie informacje dotyczące pobierania wody przez płazy znajdują się w tekście wprowadzającym?
"Płazy nie piją wody, ale wchłaniają ją przez skórę."
2. Jakie znaczenie może mieć gromadzenie mocznika w płynach ustrojowych dla pobierania wody przez skórę?
Mocznik jest substancją osmotycznie czynną, stąd jego gromadzenie zwiększa osmotyczność płynów ustrojowych, co prowadzi do osmotycznego wnikania wody przez skórę.
Ostateczna odpowiedź do zadania, ze względu na czasownik operacyjny "określ" nie musi być rozbudowana. Wystarczy zaznaczyć istotę działania mocznika w postaci zwiększenia osmolarności osocza względem otaczającej wody, bądź umożliwienia wydajnego, osmotycznego napływu wody, bez dodatkowych wyjaśnień.
