{"id":"biologia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad/13.2","paper_id":"biologia-2016-maj-matura-rozszerzona","number":"13.2","points":1,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2016,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 13.2. (0-1)\nWyjaśnij\nznaczenie\nprzedstawionych\nwłaściwości\nhemoglobiny\n(zmiany\njej\npowinowactwa do tlenu) dla wymiany gazowej w tkankach, w których zachodzi\nintensywne oddychanie tlenowe. W odpowiedzi uwzględnij procesy zachodzące\nw tych tkankach.","answer":null,"answer_text":"13.2. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nV. Rozumowanie i argumentacja.\nZdający objaśnia i komentuje informacje,\n[…], wyjaśnia zależności przyczynowo-\nskutkowe [ ], formułuje i przedstawia\nopinie związane z omawianymi\nzagadnieniami biologicznymi, dobierając\nIII. Metabolizm.\n2. Ogólne zasady metabolizmu. Zdający:\n5) wskazuje substraty i produkty głównych\nszlaków i cykli metabolicznych [ ].\nV. Budowa i funkcjonowanie organizmu\nczłowieka.\nracjonalne argumenty.\nII Pogłębienie wiadomości dotyczących\nbudowy i funkcjonowania organizmu\nludzkiego. Zdający objaśnia funkcjonowanie\norganizmu ludzkiego na różnych poziomach\nzłożoności […].\n3. Układ ruchu. Zdający:\n7) analizuje procesy pozyskiwania energii\nw mięśniach ([ ] oddychanie tlenowe) […].\n5. Układ oddechowy. Zdający:\n3) przedstawia mechanizm wymiany gazowej\nw tkankach i w płucach [ ]\n4) określa rolę krwi w transporcie tlenu\ni dwutlenku węgla.\nSchemat punktowania\n1 p. - za prawidłowe wyjaśnienie, uwzględniające związek przyczynowo-skutkowy, tzn.\nprzyczynę, czyli wytwarzanie dużych ilości CO2 w intensywnie pracujących tkankach,\nmechanizm, czyli zakwaszenie środowiska (spadek pH krwi), i skutek, czyli łatwiejsze\noddawanie tlenu przez hemoglobinę.\n0 p. - za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.\nPrzykładowe rozwiązania\n• Dzięki tej zależności w intensywnie pracujących tkankach, gdzie powstaje dużo CO2,\nktórego obecność powoduje spadek pH osocza, tlen jest łatwiej uwalniany z hemoglobiny,\nco umożliwia intensywne oddychanie.\n• W tkankach, gdzie zachodzi intensywne oddychanie tlenowe produkowane są większe\nilości CO2, który zakwasza środowisko, przez co hemoglobina łatwiej oddaje tlen.\nUwaga:\nNie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do spadku pH na skutek powstawania kwasu\nmlekowego, ponieważ w tkankach intensywnie oddychających tlenowo kwas mlekowy\npraktycznie nie powstaje.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nW tkankach intensywnie oddychających wzrasta stężenie \\(\\ce{CO2}\\) i jonów \\(\\ce{H+}\\) (spada pH), co obniża powinowactwo hemoglobiny do tlenu - hemoglobina oddaje więcej \\(\\ce{O2}\\) właśnie do tych tkanek, które go najbardziej potrzebują.\n\n## Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku (efekt Bohra)\n\n**Krok 1 - Co dzieje się w intensywnie pracującej tkance?**\n\nW tkance (np. mięśniowej podczas wysiłku) zachodzi **intensywne oddychanie tlenowe** (glikoliza → dekarboksylacja pirogronianu → cykl Krebsa → łańcuch oddechowy). Skutki metaboliczne:\n- Zużywa się duże ilości \\(\\ce{O2}\\) → spada \\(p_{O_2}\\)\n- Produkuje się duże ilości \\(\\ce{CO2}\\) → rośnie \\(p_{CO_2}\\)\n\n**Krok 2 - CO2 zakwasza środowisko**\n\n\\[\\ce{CO2 + H2O <=> H2CO3 <=> H+ + HCO3-}\\]\n\nWzrost stężenia \\(\\ce{H+}\\) → **spadek pH** (zakwaszenie krwi/tkanki).\n\n**Krok 3 - Efekt Bohra: zakwaszenie = mniejsze powinowactwo Hb do O₂**\n\nJony \\(\\ce{H+}\\) wiążą się z grupami aminowymi hemoglobiny → zmiana konformacji cząsteczki → **hemoglobina trudniej wiąże \\(\\ce{O2}\\)**, a łatwiej go oddaje.\n\nNa krzywej dysocjacji oksyhemoglobiny: krzywa przesuwa się **w prawo i w dół** przy niższym pH (wyższym \\(p_{CO_2}\\)).\n\n**Wniosek:**\n> Tam gdzie oddychanie tlenowe jest najintensywniejsze (najwięcej \\(\\ce{CO2}\\), najmniej \\(\\ce{O2}\\), najniższe pH) - hemoglobina **uwalnia najwięcej tlenu**. To sprzężenie zwrotne idealne dla organizmu: tlen trafia dokładnie tam, gdzie jest potrzebny.\n\n## Sposób 2 - Wnioskowanie przez porównanie tkanek aktywnych i spoczynkowych\n\n| Cecha środowiska | Tkanka spoczynkowa | Tkanka intensywnie oddychająca |\n| \\(p_{CO_2}\\) | niska | **wysoka** |\n| pH | ~7,4 | **niższe (~7,2)** |\n| \\(p_{O_2}\\) | wyższa | **niska** (zużyta) |\n| Powinowactwo Hb do O₂ | wysokie | **niskie → Hb oddaje O₂** |\n| Ilość oddanego O₂ | ~25% | **do 50-75%** |\n\n**Interpretacja:** Właściwości Hb (zmieniające się powinowactwo w zależności od pH/\\(p_{CO_2}\\)) działają jak **biologiczny sensor metabolizmu** - im więcej tkanka pracuje, tym więcej tlenu automatycznie otrzymuje. Bez efektu Bohra hemoglobina oddawałaby tyle samo tlenu niezależnie od potrzeb tkanki - co byłoby biologicznie nieekonomiczne.\n\n## Sposób 3 - Argumentacja przez produkt końcowy: CO₂ jako sygnał regulacyjny\n\nMożna patrzeć na \\(\\ce{CO2}\\) nie jako \"odpad\", lecz jako **sygnał regulacyjny**:\n\n1. Intensywne oddychanie tlenowe → **duże ilości CO₂** w tkance\n2. \\(\\ce{CO2}\\) dyfunduje do erytrocytów → wiąże się bezpośrednio z Hb (jako karbaminohemoglobina) LUB przekształca w \\(\\ce{H+}\\) (efekt Bohra)\n3. Oba mechanizmy **obniżają powinowactwo Hb do O₂**\n4. Hb \"wypycha\" \\(\\ce{O2}\\) do tkanki → tlen dostępny dla łańcucha oddechowego → ciągła produkcja ATP\n\n**Sprzężenie zamknięte:** \\(\\ce{O2}\\) → oddychanie → \\(\\ce{CO2}\\) → obniżenie powinowactwa Hb → więcej \\(\\ce{O2}\\) do tkanki → oddychanie →\n\nTo **ujemne sprzężenie zwrotne** względem niedoboru O₂ i **dodatnie** względem zapotrzebowania metabolicznego.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> **1 pkt** - za wyjasnienie uwzgledniajace zwiazek przyczynowo-skutkowy: **przyczyne** (wytwarzanie duzych ilosci CO2 w intensywnie pracujacych tkankach), **mechanizm** (zakwaszenie srodowiska - spadek pH krwi) i **skutek** (latwiejsze oddawanie tlenu przez hemoglobine).\n>\n> **0 pkt** - odpowiedz niespelniajaca wymagan lub brak odpowiedzi.\n>\n> CKE nie uznaje odpowiedzi wiazacych spadek pH z powstawaniem kwasu mlekowego (przy intensywnym oddychaniu tlenowym praktycznie nie powstaje).\n\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć\n\n> 📖 **Karta wzorów CKE str. 4 - hydroliza ATP i kwasy organiczne:**\n> Na str. 4 znajdziesz wzory kwasu pirogronowego i mlekowego - produktów glikolizy. Fermentacja mlekowa produkuje kwas mlekowy (\\(\\ce{CH3-CH(OH)-COOH}\\)), który przy intensywnym wysiłku DODATKOWO zakwasza środowisko.\n> Wzór kwasu pirogronowego (\\(\\ce{CH3-CO-COOH}\\)) - produkt glikolizy, wejście do dekarboksylacji oksydacyjnej.\n\nW tym zadaniu **kluczowe jest rozumienie efektu Bohra** - karta wzorów pomaga przypomnieć wzory kwasów organicznych wytwarzanych podczas oddychania.\n\n## Częste błędne odpowiedzi\n\n| Błędna odpowiedź | Dlaczego jest niepoprawna |\n| \"Hemoglobina pobiera więcej tlenu w tkankach\" | Odwrotnie - w tkankach Hb **oddaje** tlen, a pobiera go w płucach |\n| \"Tlen jest oddawany, bo jest go mniej w tkankach\" | Tylko częściowo - samo niskie \\(p_{O_2}\\) to za mało; bez wskazania roli \\(\\ce{CO2}\\)/pH brak związku z \"właściwościami hemoglobiny\" - klucz nie przyzna punktu |\n| \"Hemoglobina ma wyższe powinowactwo do tlenu w tkankach\" | Kierunek odwrotny - w tkankach aktywnych powinowactwo **spada** (efekt Bohra) |\n| \"CO₂ jest transportowany przez hemoglobinę zamiast O₂\" | Prawda (karbaminohemoglobina), ale to odpowiedź na inne pytanie; nie wyjaśnia mechanizmu uwalniania O₂ |\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd - napisanie ogólnie \"hemoglobina oddaje tlen, bo tkanki go potrzebują\" bez wyjaśnienia MECHANIZMU (CO₂ → H⁺ → spadek pH → zmiana konformacji Hb). Klucz wymaga wyjaśnienia, nie stwierdzenia faktu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Mylenie kierunku: \"powinowactwo wzrasta → oddaje więcej tlenu\" - to błąd logiczny. **Niższe** powinowactwo oznacza słabsze wiązanie O₂, czyli **łatwiejsze oddawanie**.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Za mało precyzyjne \"zakwaszenie środowiska\" bez wskazania źródła - skąd pochodzi \\(\\ce{H+}\\)? (z \\(\\ce{CO2 + H2O}\\) lub z kwasu mlekowego przy fermentacji). Wskazanie źródła = mocniejsza, bardziej kompletna odpowiedź.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Temperatura jest czynnikiem pomocniczym - intensywny metabolizm wytwarza ciepło, które też obniża powinowactwo Hb do O₂. Warto wspomnieć jako argument dodatkowy, ale nie wystarczy jako jedyna odpowiedź.","image":"img/biologia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad-13.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":13,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2016 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 13.2. (0-1)<br>Wyjaśnij<br>znaczenie<br>przedstawionych<br>właściwości<br>hemoglobiny<br>(zmiany<br>jej<br>powinowactwa do tlenu) dla wymiany gazowej w tkankach, w których zachodzi<br>intensywne oddychanie tlenowe. W odpowiedzi uwzględnij procesy zachodzące<br>w tych tkankach.</p>","answer_text_html":"<p>13.2. (0-1)<br>Wymagania ogólne<br>Wymagania szczegółowe<br>V. Rozumowanie i argumentacja.<br>Zdający objaśnia i komentuje informacje,<br>[…], wyjaśnia zależności przyczynowo-<br>skutkowe [ ], formułuje i przedstawia<br>opinie związane z omawianymi<br>zagadnieniami biologicznymi, dobierając<br>III. Metabolizm.</p>\n<ol><li>Ogólne zasady metabolizmu. Zdający:</li><li>wskazuje substraty i produkty głównych</li></ol>\n<p>szlaków i cykli metabolicznych [ ].<br>V. Budowa i funkcjonowanie organizmu<br>człowieka.<br>racjonalne argumenty.<br>II Pogłębienie wiadomości dotyczących<br>budowy i funkcjonowania organizmu<br>ludzkiego. Zdający objaśnia funkcjonowanie<br>organizmu ludzkiego na różnych poziomach<br>złożoności […].</p>\n<ol><li>Układ ruchu. Zdający:</li><li>analizuje procesy pozyskiwania energii</li></ol>\n<p>w mięśniach ([ ] oddychanie tlenowe) […].</p>\n<ol><li>Układ oddechowy. Zdający:</li><li>przedstawia mechanizm wymiany gazowej</li></ol>\n<p>w tkankach i w płucach [ ]</p>\n<ol><li>określa rolę krwi w transporcie tlenu</li></ol>\n<p>i dwutlenku węgla.<br>Schemat punktowania<br>1 p. - za prawidłowe wyjaśnienie, uwzględniające związek przyczynowo-skutkowy, tzn.<br>przyczynę, czyli wytwarzanie dużych ilości CO2 w intensywnie pracujących tkankach,<br>mechanizm, czyli zakwaszenie środowiska (spadek pH krwi), i skutek, czyli łatwiejsze<br>oddawanie tlenu przez hemoglobinę.<br>0 p. - za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.<br>Przykładowe rozwiązania<br>• Dzięki tej zależności w intensywnie pracujących tkankach, gdzie powstaje dużo CO2,<br>którego obecność powoduje spadek pH osocza, tlen jest łatwiej uwalniany z hemoglobiny,<br>co umożliwia intensywne oddychanie.<br>• W tkankach, gdzie zachodzi intensywne oddychanie tlenowe produkowane są większe<br>ilości CO2, który zakwasza środowisko, przez co hemoglobina łatwiej oddaje tlen.<br>Uwaga:<br>Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do spadku pH na skutek powstawania kwasu<br>mlekowego, ponieważ w tkankach intensywnie oddychających tlenowo kwas mlekowy<br>praktycznie nie powstaje.</p>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź</h4>\n<p>W tkankach intensywnie oddychających wzrasta stężenie \\(\\ce{CO2}\\) i jonów \\(\\ce{H+}\\) (spada pH), co obniża powinowactwo hemoglobiny do tlenu - hemoglobina oddaje więcej \\(\\ce{O2}\\) właśnie do tych tkanek, które go najbardziej potrzebują.</p>\n<h4>Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku (efekt Bohra)</h4>\n<p><strong>Krok 1 - Co dzieje się w intensywnie pracującej tkance?</strong></p>\n<p>W tkance (np. mięśniowej podczas wysiłku) zachodzi <strong>intensywne oddychanie tlenowe</strong> (glikoliza → dekarboksylacja pirogronianu → cykl Krebsa → łańcuch oddechowy). Skutki metaboliczne:</p>\n<ul><li>Zużywa się duże ilości \\(\\ce{O2}\\) → spada \\(p_{O_2}\\)</li><li>Produkuje się duże ilości \\(\\ce{CO2}\\) → rośnie \\(p_{CO_2}\\)</li></ul>\n<p><strong>Krok 2 - CO2 zakwasza środowisko</strong></p>\n<p>\\[\\ce{CO2 + H2O &lt;=&gt; H2CO3 &lt;=&gt; H+ + HCO3-}\\]</p>\n<p>Wzrost stężenia \\(\\ce{H+}\\) → <strong>spadek pH</strong> (zakwaszenie krwi/tkanki).</p>\n<p><strong>Krok 3 - Efekt Bohra: zakwaszenie = mniejsze powinowactwo Hb do O₂</strong></p>\n<p>Jony \\(\\ce{H+}\\) wiążą się z grupami aminowymi hemoglobiny → zmiana konformacji cząsteczki → <strong>hemoglobina trudniej wiąże \\(\\ce{O2}\\)</strong>, a łatwiej go oddaje.</p>\n<p>Na krzywej dysocjacji oksyhemoglobiny: krzywa przesuwa się <strong>w prawo i w dół</strong> przy niższym pH (wyższym \\(p_{CO_2}\\)).</p>\n<p><strong>Wniosek:</strong></p>\n<blockquote>Tam gdzie oddychanie tlenowe jest najintensywniejsze (najwięcej \\(\\ce{CO2}\\), najmniej \\(\\ce{O2}\\), najniższe pH) - hemoglobina <strong>uwalnia najwięcej tlenu</strong>. To sprzężenie zwrotne idealne dla organizmu: tlen trafia dokładnie tam, gdzie jest potrzebny.</blockquote>\n<h4>Sposób 2 - Wnioskowanie przez porównanie tkanek aktywnych i spoczynkowych</h4>\n<p>| Cecha środowiska | Tkanka spoczynkowa | Tkanka intensywnie oddychająca |<br>| \\(p_{CO_2}\\) | niska | <strong>wysoka</strong> |<br>| pH | ~7,4 | <strong>niższe (~7,2)</strong> |<br>| \\(p_{O_2}\\) | wyższa | <strong>niska</strong> (zużyta) |<br>| Powinowactwo Hb do O₂ | wysokie | <strong>niskie → Hb oddaje O₂</strong> |<br>| Ilość oddanego O₂ | ~25% | <strong>do 50-75%</strong> |</p>\n<p><strong>Interpretacja:</strong> Właściwości Hb (zmieniające się powinowactwo w zależności od pH/\\(p_{CO_2}\\)) działają jak <strong>biologiczny sensor metabolizmu</strong> - im więcej tkanka pracuje, tym więcej tlenu automatycznie otrzymuje. Bez efektu Bohra hemoglobina oddawałaby tyle samo tlenu niezależnie od potrzeb tkanki - co byłoby biologicznie nieekonomiczne.</p>\n<h4>Sposób 3 - Argumentacja przez produkt końcowy: CO₂ jako sygnał regulacyjny</h4>\n<p>Można patrzeć na \\(\\ce{CO2}\\) nie jako &quot;odpad&quot;, lecz jako <strong>sygnał regulacyjny</strong>:</p>\n<ol><li>Intensywne oddychanie tlenowe → <strong>duże ilości CO₂</strong> w tkance</li><li>\\(\\ce{CO2}\\) dyfunduje do erytrocytów → wiąże się bezpośrednio z Hb (jako karbaminohemoglobina) LUB przekształca w \\(\\ce{H+}\\) (efekt Bohra)</li><li>Oba mechanizmy <strong>obniżają powinowactwo Hb do O₂</strong></li><li>Hb &quot;wypycha&quot; \\(\\ce{O2}\\) do tkanki → tlen dostępny dla łańcucha oddechowego → ciągła produkcja ATP</li></ol>\n<p><strong>Sprzężenie zamknięte:</strong> \\(\\ce{O2}\\) → oddychanie → \\(\\ce{CO2}\\) → obniżenie powinowactwa Hb → więcej \\(\\ce{O2}\\) do tkanki → oddychanie →</p>\n<p>To <strong>ujemne sprzężenie zwrotne</strong> względem niedoboru O₂ i <strong>dodatnie</strong> względem zapotrzebowania metabolicznego.</p>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<blockquote><strong>1 pkt</strong> - za wyjasnienie uwzgledniajace zwiazek przyczynowo-skutkowy: <strong>przyczyne</strong> (wytwarzanie duzych ilosci CO2 w intensywnie pracujacych tkankach), <strong>mechanizm</strong> (zakwaszenie srodowiska - spadek pH krwi) i <strong>skutek</strong> (latwiejsze oddawanie tlenu przez hemoglobine).<br><br><strong>0 pkt</strong> - odpowiedz niespelniajaca wymagan lub brak odpowiedzi.<br><br>CKE nie uznaje odpowiedzi wiazacych spadek pH z powstawaniem kwasu mlekowego (przy intensywnym oddychaniu tlenowym praktycznie nie powstaje).</blockquote>\n<h4>Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć</h4>\n<blockquote>📖 <strong>Karta wzorów CKE str. 4 - hydroliza ATP i kwasy organiczne:</strong><br>Na str. 4 znajdziesz wzory kwasu pirogronowego i mlekowego - produktów glikolizy. Fermentacja mlekowa produkuje kwas mlekowy (\\(\\ce{CH3-CH(OH)-COOH}\\)), który przy intensywnym wysiłku DODATKOWO zakwasza środowisko.<br>Wzór kwasu pirogronowego (\\(\\ce{CH3-CO-COOH}\\)) - produkt glikolizy, wejście do dekarboksylacji oksydacyjnej.</blockquote>\n<p>W tym zadaniu <strong>kluczowe jest rozumienie efektu Bohra</strong> - karta wzorów pomaga przypomnieć wzory kwasów organicznych wytwarzanych podczas oddychania.</p>\n<h4>Częste błędne odpowiedzi</h4>\n<p>| Błędna odpowiedź | Dlaczego jest niepoprawna |<br>| &quot;Hemoglobina pobiera więcej tlenu w tkankach&quot; | Odwrotnie - w tkankach Hb <strong>oddaje</strong> tlen, a pobiera go w płucach |<br>| &quot;Tlen jest oddawany, bo jest go mniej w tkankach&quot; | Tylko częściowo - samo niskie \\(p_{O_2}\\) to za mało; bez wskazania roli \\(\\ce{CO2}\\)/pH brak związku z &quot;właściwościami hemoglobiny&quot; - klucz nie przyzna punktu |<br>| &quot;Hemoglobina ma wyższe powinowactwo do tlenu w tkankach&quot; | Kierunek odwrotny - w tkankach aktywnych powinowactwo <strong>spada</strong> (efekt Bohra) |<br>| &quot;CO₂ jest transportowany przez hemoglobinę zamiast O₂&quot; | Prawda (karbaminohemoglobina), ale to odpowiedź na inne pytanie; nie wyjaśnia mechanizmu uwalniania O₂ |</p>\n<h4>Typowe pułapki i uwagi</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Najczęstszy błąd - napisanie ogólnie &quot;hemoglobina oddaje tlen, bo tkanki go potrzebują&quot; bez wyjaśnienia MECHANIZMU (CO₂ → H⁺ → spadek pH → zmiana konformacji Hb). Klucz wymaga wyjaśnienia, nie stwierdzenia faktu.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Mylenie kierunku: &quot;powinowactwo wzrasta → oddaje więcej tlenu&quot; - to błąd logiczny. <strong>Niższe</strong> powinowactwo oznacza słabsze wiązanie O₂, czyli <strong>łatwiejsze oddawanie</strong>.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Za mało precyzyjne &quot;zakwaszenie środowiska&quot; bez wskazania źródła - skąd pochodzi \\(\\ce{H+}\\)? (z \\(\\ce{CO2 + H2O}\\) lub z kwasu mlekowego przy fermentacji). Wskazanie źródła = mocniejsza, bardziej kompletna odpowiedź.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Temperatura jest czynnikiem pomocniczym - intensywny metabolizm wytwarza ciepło, które też obniża powinowactwo Hb do O₂. Warto wspomnieć jako argument dodatkowy, ale nie wystarczy jako jedyna odpowiedź.</blockquote>"}]}