{"id":"biologia-2017-maj-matura-rozszerzona/zad/3.5","paper_id":"biologia-2017-maj-matura-rozszerzona","number":"3.5","points":1,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2017,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 3.5. (0-1)\nWyjaśnij, w jaki sposób stosowanie tzw. suchego lodu, czyli zestalonego dwutlenku\nwęgla, przekłada się na zwiększony przyrost biomasy warzyw uprawianych\nw szklarniach. W odpowiedzi uwzględnij proces, w którym uczestniczy ten związek\nchemiczny.\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n3.1.\n3.2.\n3.3.\n3.4.\n3.5.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nMBI_1R","answer":null,"answer_text":"3.5. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nV. Rozumowanie i argumentacja. Zdający\nobjaśnia i komentuje informacje, [ ]\nwyjaśnia zależności przyczynowo-\n-skutkowe, [ ] formułuje i przedstawia\nopinie związane z omawianymi\nzagadnieniami biologicznymi, dobierając\nracjonalne argumenty.\nIII. Metabolizm.\n2. Ogólne zasady metabolizmu. Zdający\n5) wskazuje substraty i produkty głównych\nszlaków i cykli metabolicznych […].\n4. Fotosynteza. Zdający\n4) opisuje etapy cyklu Calvina i wskazuje je\nna schemacie, określa bilans tego cyklu.\nSchemat punktowania\n1 p. - za wyjaśnienie uwzględniające przyczynę, czyli zwiększenie stężenia CO2 lub\numieszczenie suchego lodu w szklarni i mechanizm, czyli wzrost intensywności\nfotosyntezy / asymilacji CO2 u roślin albo ograniczenie fotooddychania, które\nzmniejsza plon.\n0 p. - za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.\nPrzykładowe rozwiązania\nW powietrzu będzie więcej dwutlenku węgla, a zatem fotosynteza będzie zachodziła\nz większą intensywnością.\nZwiększy to stężenie dwutlenku węgla w powietrzu w szklarni, co spowoduje wzrost\nwydajności fotosyntezy i wytworzenie większej ilości jej produktów.\nSuchy lód umieszczony w szklarni ograniczy fotooddychanie, co zmniejszy straty, a tym\nsamym zwiększy plon.\nUwaga:\nNie uznaje się odpowiedzi uwzględniającej jako jedyny skutek powstawanie wyłącznie białek.\nZadanie 4. (0-2)","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nSuchy lód sublimuje, uwalniając \\(\\ce{CO2}\\) do atmosfery szklarni. Wyższe stężenie \\(\\ce{CO2}\\) przyspiesza fotosyntezę, co skutkuje większą produkcją materii organicznej i wzrostem biomasy warzyw.\n\n## Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku\n\n**Krok 1 - Sublimacja suchego lodu:**\nSuchy lód (\\(\\ce{CO2}\\) w stanie stałym) przechodzi bezpośrednio w fazę gazową (sublimacja), podnosząc stężenie \\(\\ce{CO2}\\) w powietrzu szklarni powyżej standardowego poziomu atmosferycznego (~0,04%).\n\n**Krok 2 - \\(\\ce{CO2}\\) jako substrat fazy ciemnej fotosyntezy:**\n\\(\\ce{CO2}\\) jest pobierany przez aparaty szparkowe liści i wchodzi do chloroplastów. W **cyklu Calvina** (faza ciemna fotosyntezy) jest asymilowany w reakcji karboksylacji:\n\n\\[\n\\ce{CO2 + RuBP ->[\\text{RuBisCO}] 2 \\times 3-PGA}\n\\]\n\nRybulozo-1,5-bisfosforan (RuBP) zostaje skarboksylowany przez enzym RuBisCO.\n\n**Krok 3 - Produkcja glukozy:**\n\\[\n\\ce{6CO2 + 6H2O ->[\\text{fotosynteza}] C6H12O6 + 6O2}\n\\]\n\nIm więcej \\(\\ce{CO2}\\), tym więcej substratów dostępnych dla RuBisCO → więcej cyklów Calvina → więcej glukozy.\n\n**Krok 4 - Wzrost biomasy:**\nGlukoza zasila oddychanie (energia ATP) i jest substratem do syntezy **polisacharydów, lipidów, białek** - składników budulcowych komórek. Więcej asymilatu = szybszy wzrost = **większa biomasa**.\n\n## Sposób 2 - Wnioskowanie przez czynnik limitujący\n\nW normalnych warunkach szklarniowych woda, temperatura i światło są optymalne. **Czynnikiem limitującym fotosyntezę często jest zbyt niskie stężenie \\(\\ce{CO2}\\)** (prawo minimum Liebiga).\n\n- Standardowe powietrze: \\(\\approx 0{,}04\\%\\) \\(\\ce{CO2}\\) (400 ppm)\n- W szklarni z suchym lodem: stężenie rośnie do 0,1-0,3% (1000-3000 ppm)\n- RuBisCO jest nienasycone substratem przy normalnym stężeniu → **wzrost \\(\\ce{CO2}\\) zwiększa prędkość karboksylacji RuBP**\n- Jednocześnie zmniejsza się **fotooddychanie** (oksygenazowa aktywność RuBisCO jest hamowana przez konkurencję \\(\\ce{CO2}\\) z \\(\\ce{O2}\\))\n\n**Efekt netto:** więcej węgla organicznego fixowanego → więcej biomasy.\n\n## Sposób 3 - Argumentacja przez równanie stechiometryczne\n\nZ ogólnego równania fotosyntezy:\n\n\\[\n\\ce{6CO2 + 6H2O -> C6H12O6 + 6O2}\n\\]\n\nWynika wprost, że **\\(\\ce{CO2}\\) jest substratem** - bez niego nie powstaje glukoza. Zwiększenie ilości substratu (przy stałej ilości enzymu i energii świetlnej) przesuwa równowagę reakcji w kierunku produktów (glukoza). Więcej glukozy → więcej cegiełek do budowy ścian komórkowych (celuloza), skrobi zapasowej, aminokwasów → **biomasa rośnie**.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> **1 pkt** - za wyjasnienie uwzgledniajace przyczyne (zwiekszenie stezenia CO2 / umieszczenie suchego lodu) oraz mechanizm (wzrost intensywnosci fotosyntezy / asymilacji CO2 albo ograniczenie fotooddychania, ktore zmniejsza plon).\n> **0 pkt** - za odpowiedz niespelniajaca wymagan lub za brak odpowiedzi.\n>\n> **Uwaga CKE:** Nie uznaje sie odpowiedzi wskazujacej jako jedyny skutek powstawanie wylacznie bialek.\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć\n\n> 📖 **Karta wzorów CKE str. 4 - równanie fotosyntezy:**\n> \\[\\ce{6CO2 + 6H2O -> C6H12O6 + 6O2}\\]\n> To kluczowe równanie pokazuje wprost, że \\(\\ce{CO2}\\) jest substratem - używamy go w Sposobie 1 i 3, żeby uzasadnić stechiometrycznie, dlaczego więcej \\(\\ce{CO2}\\) = więcej produktu.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie pisz tylko \"CO2 jest potrzebny do fotosyntezy\" - za mało informacji. Klucz wymaga PEŁNEGO łańcucha przyczynowo-skutkowego: sublimacja → wzrost \\(\\ce{CO2}\\) → szybsza fotosynteza → więcej materii organicznej → wzrost biomasy.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić **fazy jasnej** z **fazą ciemną** - \\(\\ce{CO2}\\) uczestniczy w **fazie ciemnej** (cykl Calvina), nie w reakcjach świetlnych. Błąd: \"CO2 bierze udział w wytwarzaniu ATP\" → nieprawda, ATP pochodzi z fazy jasnej.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Suchy lód **nie ogrzewa** szklarni - jest bardzo zimny (-78°C). Nie pisz \"suchy lód ogrzewa rośliny\" - to błąd. Jego rola to wyłącznie dostarczenie \\(\\ce{CO2}\\) po sublimacji.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Biomasa = materia organiczna (celuloza, skrobia, białka, lipidy) - nie sama glukoza. Pamiętaj napisać, że glukoza jest **przekształcana w inne związki organiczne** budujące tkanki roślinne.","image":"img/biologia-2017-maj-matura-rozszerzona/zad-3.5.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":5,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2017 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 3.5. (0-1)
Wyjaśnij, w jaki sposób stosowanie tzw. suchego lodu, czyli zestalonego dwutlenku
węgla, przekłada się na zwiększony przyrost biomasy warzyw uprawianych
w szklarniach. W odpowiedzi uwzględnij proces, w którym uczestniczy ten związek
chemiczny.
Wypełnia
egzaminator
Nr zadania
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
Maks. liczba pkt
1
1
1
1
1
Uzyskana liczba pkt
MBI_1R

","answer_text_html":"

3.5. (0-1)
Wymagania ogólne
Wymagania szczegółowe
V. Rozumowanie i argumentacja. Zdający
objaśnia i komentuje informacje, [ ]
wyjaśnia zależności przyczynowo-
-skutkowe, [ ] formułuje i przedstawia
opinie związane z omawianymi
zagadnieniami biologicznymi, dobierając
racjonalne argumenty.
III. Metabolizm.

\n
  1. Ogólne zasady metabolizmu. Zdający
  2. wskazuje substraty i produkty głównych
\n

szlaków i cykli metabolicznych […].

\n
  1. Fotosynteza. Zdający
  2. opisuje etapy cyklu Calvina i wskazuje je
\n

na schemacie, określa bilans tego cyklu.
Schemat punktowania
1 p. - za wyjaśnienie uwzględniające przyczynę, czyli zwiększenie stężenia CO2 lub
umieszczenie suchego lodu w szklarni i mechanizm, czyli wzrost intensywności
fotosyntezy / asymilacji CO2 u roślin albo ograniczenie fotooddychania, które
zmniejsza plon.
0 p. - za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
W powietrzu będzie więcej dwutlenku węgla, a zatem fotosynteza będzie zachodziła
z większą intensywnością.
Zwiększy to stężenie dwutlenku węgla w powietrzu w szklarni, co spowoduje wzrost
wydajności fotosyntezy i wytworzenie większej ilości jej produktów.
Suchy lód umieszczony w szklarni ograniczy fotooddychanie, co zmniejszy straty, a tym
samym zwiększy plon.
Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi uwzględniającej jako jedyny skutek powstawanie wyłącznie białek.
Zadanie 4. (0-2)

","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź

\n

Suchy lód sublimuje, uwalniając \\ceCO2 do atmosfery szklarni. Wyższe stężenie \\ceCO2 przyspiesza fotosyntezę, co skutkuje większą produkcją materii organicznej i wzrostem biomasy warzyw.

\n

Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku

\n

Krok 1 - Sublimacja suchego lodu:
Suchy lód (\\ceCO2 w stanie stałym) przechodzi bezpośrednio w fazę gazową (sublimacja), podnosząc stężenie \\ceCO2 w powietrzu szklarni powyżej standardowego poziomu atmosferycznego (~0,04%).

\n

Krok 2 - \\ceCO2 jako substrat fazy ciemnej fotosyntezy:
\\ceCO2 jest pobierany przez aparaty szparkowe liści i wchodzi do chloroplastów. W cyklu Calvina (faza ciemna fotosyntezy) jest asymilowany w reakcji karboksylacji:

\n
\\ceCO2+RuBP−>[RuBisCO]2×3−PGA
\n

Rybulozo-1,5-bisfosforan (RuBP) zostaje skarboksylowany przez enzym RuBisCO.

\n

Krok 3 - Produkcja glukozy:

\n
\\ce6CO2+6H2O−>[fotosynteza]C6H12O6+6O2
\n

Im więcej \\ceCO2, tym więcej substratów dostępnych dla RuBisCO → więcej cyklów Calvina → więcej glukozy.

\n

Krok 4 - Wzrost biomasy:
Glukoza zasila oddychanie (energia ATP) i jest substratem do syntezy polisacharydów, lipidów, białek - składników budulcowych komórek. Więcej asymilatu = szybszy wzrost = większa biomasa.

\n

Sposób 2 - Wnioskowanie przez czynnik limitujący

\n

W normalnych warunkach szklarniowych woda, temperatura i światło są optymalne. Czynnikiem limitującym fotosyntezę często jest zbyt niskie stężenie \\ceCO2 (prawo minimum Liebiga).

\n\n

Efekt netto: więcej węgla organicznego fixowanego → więcej biomasy.

\n

Sposób 3 - Argumentacja przez równanie stechiometryczne

\n

Z ogólnego równania fotosyntezy:

\n
\\ce6CO2+6H2O−>C6H12O6+6O2
\n

Wynika wprost, że \\ceCO2 jest substratem - bez niego nie powstaje glukoza. Zwiększenie ilości substratu (przy stałej ilości enzymu i energii świetlnej) przesuwa równowagę reakcji w kierunku produktów (glukoza). Więcej glukozy → więcej cegiełek do budowy ścian komórkowych (celuloza), skrobi zapasowej, aminokwasów → biomasa rośnie.

\n

Schemat oceniania CKE

\n
1 pkt - za wyjasnienie uwzgledniajace przyczyne (zwiekszenie stezenia CO2 / umieszczenie suchego lodu) oraz mechanizm (wzrost intensywnosci fotosyntezy / asymilacji CO2 albo ograniczenie fotooddychania, ktore zmniejsza plon).
0 pkt - za odpowiedz niespelniajaca wymagan lub za brak odpowiedzi.

Uwaga CKE: Nie uznaje sie odpowiedzi wskazujacej jako jedyny skutek powstawanie wylacznie bialek.
\n

Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć

\n
📖 Karta wzorów CKE str. 4 - równanie fotosyntezy:
\\ce6CO2+6H2O−>C6H12O6+6O2
To kluczowe równanie pokazuje wprost, że \\ceCO2 jest substratem - używamy go w Sposobie 1 i 3, żeby uzasadnić stechiometrycznie, dlaczego więcej \\ceCO2 = więcej produktu.
\n

Typowe pułapki i uwagi

\n
⚠️ Uwaga: Nie pisz tylko "CO2 jest potrzebny do fotosyntezy" - za mało informacji. Klucz wymaga PEŁNEGO łańcucha przyczynowo-skutkowego: sublimacja → wzrost \\ceCO2 → szybsza fotosynteza → więcej materii organicznej → wzrost biomasy.
\n
⚠️ Uwaga: Nie mylić fazy jasnej z fazą ciemną - \\ceCO2 uczestniczy w fazie ciemnej (cykl Calvina), nie w reakcjach świetlnych. Błąd: "CO2 bierze udział w wytwarzaniu ATP" → nieprawda, ATP pochodzi z fazy jasnej.
\n
⚠️ Uwaga: Suchy lód nie ogrzewa szklarni - jest bardzo zimny (-78°C). Nie pisz "suchy lód ogrzewa rośliny" - to błąd. Jego rola to wyłącznie dostarczenie \\ceCO2 po sublimacji.
\n
⚠️ Uwaga: Biomasa = materia organiczna (celuloza, skrobia, białka, lipidy) - nie sama glukoza. Pamiętaj napisać, że glukoza jest przekształcana w inne związki organiczne budujące tkanki roślinne.
"}]}