{"id":"biologia-2018-maj-matura-rozszerzona/zad/11","paper_id":"biologia-2018-maj-matura-rozszerzona","number":"11","points":1,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2018,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 11. (0-1)\nŻebra ptaków są połączone z mostkiem i składają się z dwóch części: kręgowej i mostkowej. Obie\nczęści żeber są połączone ruchomo. Część kręgowa żeber zaopatrzona jest w haczyki.\nNa rysunku A przedstawiono budowę fragmentu klatki piersiowej, a na rysunku B - zmiany\nw położeniu szkieletu klatki piersiowej podczas wentylacji płuc ptaka. Obszar zacieniony\nna rysunku B przedstawia położenie klatki piersiowej na koniec wydechu, natomiast obszar\nniezacieniony - pozycję klatki piersiowej pod koniec wdechu.\nA\nB\nNa podstawie: Sturkie's Avian Physiology, pod red. Colina G. Scanesa, 2014;\nhttps://www.edb.utexas.edu/petrosino/Legacy_Cycle/mf_jm/Challenge3/Avian%20Respiration.pdf\nWyjaśnij, w jaki sposób dwuczęściowa budowa żeber ptaków umożliwia im wentylację płuc\npodczas spoczynku.\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n9.2.\n10.1.\n10.2.\n10.3.\n11.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nczęść\nkręgowa\nżebra\nhaczyki\nczęść\nmostkowa\nżebra\nczęść\nmostkowa\nżebra\nczęść\nkręgowa\nżebra\nkręg\nmostek\nMBI_1R","answer":null,"answer_text":null,"solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nRuchome połączenie obu części żebra działa jak **mechanizm dźwigniowy**: skurcz mięśni porusza częścią kręgową, co - poprzez ruchomy staw między obiema częściami - powoduje przemieszczenie mostka, zwiększając lub zmniejszając objętość klatki piersiowej i wymuszając przepływ powietrza.\n\n## Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku\n\n**Kluczowy element strukturalny:** ruchome połączenie (staw) między częścią kręgową a mostkową żebra.\n\n1. **Wdech (inspiracja):**\n- Mięśnie oddechowe (międzyżebrowe zewnętrzne) kurczą się i rotują **część kręgową** żebra względem kręgu.\n- Ponieważ połączenie kręgowo-mostkowe jest **ruchome (stawowe)**, rotacja części kręgowej wymusza zmianę kąta między obiema częściami.\n- Geometrycznie przekłada się to na **ruch mostka ku dołowi i do przodu** - efekt dźwigni podwójnej (korbowód).\n- Objętość klatki piersiowej wzrasta → ciśnienie spada → powietrze wpływa do worków powietrznych.\n\n2. **Wydech (ekspiracja):**\n- Mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne (lub sprężystość klatki) odwracają ruch.\n- Mostek wraca ku górze i tyłowi → objętość maleje → powietrze jest wypychane.\n\n3. **Rola haczyków:** Haczyki na częściach kręgowych zachodzą na sąsiednie żebra, **synchronizując ruch całego żebrowia** - wszystkie żebra przesuwają się jednocześnie jako zintegrowany mechanizm.\n\n**Wniosek:** Gdyby żebro było jednorodne i sztywne (jak u ssaków w spoczynku), zmiana kąta kręgu/mostka byłaby niemożliwa bez odrywania przyczepów. Dwuczęściowość + ruchomy staw = **zawiasowy mechanizm pompowy** możliwy czysto mięśniowo, bez udziału przepony (ptaki jej nie mają).\n\n## Sposób 2 - Analiza rysunku B (obszary zacieniowany vs niezacieniowany)\n\nNa rysunku B:\n- **Obszar zacieniony** (koniec wydechu) = klatka piersiowa w pozycji wyższej/cofniętej, mostek bliżej kręgosłupa → mała objętość.\n- **Obszar niezacieniony** (koniec wdechu) = mostek przesuwa się ku dołowi/przodowi → większa objętość.\n\nJak to możliwe anatomicznie?\n\n| Faza | Ruch części kręgowej | Ruch części mostkowej | Efekt |\n| Wdech | rotacja ku przodowi/dołowi | odchyla się od kręgosłupa | mostek opada, objętość ↑ |\n| Wydech | rotacja ku tyłowi/górze | zbliża się do kręgosłupa | mostek unosi, objętość ↓ |\n\n**Wniosek z rysunku:** Bez ruchomego stawu między częściami żebra mostek musiałby pozostać w jednej pozycji - dwuczęściowość to jedyna droga, by obrót małego segmentu kręgowego przełożył się na duże przemieszczenie mostka (efekt wzmocnienia geometrycznego).\n\n## Sposób 3 - Analogia inżynierska (dźwignia korbowa)\n\nWyobraź sobie **korbę roweru**:\n- Oś (kręg) = punkt obrotu stały.\n- Ramię korby (część kręgowa żebra) = krótki segment obracający się o mały kąt.\n- Łącznik (staw między częściami) = ruchome przegubowe połączenie.\n- Pedał/tłok (część mostkowa + mostek) = długi segment wykonujący duże przemieszczenie.\n\nMały ruch mięśniowy w okolicy kręgu → duże przemieszczenie mostka. Właśnie dlatego ptak może wentylować płuca **przy minimalnym wysiłku mięśniowym w spoczynku** - nie musi ruszać całą klatką jako monolitem.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> **Zadanie 11 (0-1 pkt) - oficjalny schemat oceniania CKE:**\n> - **1 pkt** - za poprawne wyjasnienie uwzgledniajace zmiany objetosci klatki piersiowej, a w konsekwencji workow powietrznych, co umozliwia wentylacje pluc ptakow podczas spoczynku.\n> - **0 pkt** - za odpowiedz niespelniajaca powyzszych wymagan lub za brak odpowiedzi.\n>\n> **Nie uznaje sie** odpowiedzi dotyczacych zmiany objetosci pluc (ptaki wentyluja worki powietrzne, a nie zmieniaja objetosci samych pluc).\n\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć\n\nW tym zadaniu **nie korzystamy z karty wzorów** - wystarczy znajomość anatomii i fizjologii oddychania ptaków. Zadanie jest czysto opisowe: mechanizm biomechaniczny żebra dwuczęściowego. Żadnych obliczeń, wzorów chemicznych ani równań.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd - pisanie o **przeponie**. Ptaki **nie mają przepony**! Ich wentylacja opiera się wyłącznie na ruchu żeber i mostka + worki powietrzne. Przepona to cecha ssaków.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Pisanie ogólnie *\"żebra się ruszają i to umożliwia oddychanie\"* **nie wystarczy na punkt** - trzeba wskazać MECHANIZM: ruchomy staw → zmiana kąta → przemieszczenie mostka → zmiana objętości.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić **haczyków** z ruchomym stawem między częściami. Haczyki łączą sąsiednie żebra ze sobą (synchronizacja ruchu), ale kluczowy dla wentylacji jest **staw między częścią kręgową a mostkową** (zmiana objętości klatki).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Treść pyta o spoczynek - nie wspominaj o lataniu. Podczas lotu mięśnie skrzydłowe pośrednio wspomagają wentylację (respiratory-locomotor coupling), ale w **spoczynku** jedynym mechanizmem jest opisany wyżej ruch dwuczęściowego żebra.","image":"img/biologia-2018-maj-matura-rozszerzona/zad-11.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":13,"source":"maturazai","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2018 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 11. (0-1)
Żebra ptaków są połączone z mostkiem i składają się z dwóch części: kręgowej i mostkowej. Obie
części żeber są połączone ruchomo. Część kręgowa żeber zaopatrzona jest w haczyki.
Na rysunku A przedstawiono budowę fragmentu klatki piersiowej, a na rysunku B - zmiany
w położeniu szkieletu klatki piersiowej podczas wentylacji płuc ptaka. Obszar zacieniony
na rysunku B przedstawia położenie klatki piersiowej na koniec wydechu, natomiast obszar
niezacieniony - pozycję klatki piersiowej pod koniec wdechu.
A
B
Na podstawie: Sturkie's Avian Physiology, pod red. Colina G. Scanesa, 2014;
https://www.edb.utexas.edu/petrosino/Legacy_Cycle/mf_jm/Challenge3/Avian%20Respiration.pdf
Wyjaśnij, w jaki sposób dwuczęściowa budowa żeber ptaków umożliwia im wentylację płuc
podczas spoczynku.
Wypełnia
egzaminator
Nr zadania
9.2.
10.1.
10.2.
10.3.
11.
Maks. liczba pkt
1
1
1
1
1
Uzyskana liczba pkt
część
kręgowa
żebra
haczyki
część
mostkowa
żebra
część
mostkowa
żebra
część
kręgowa
żebra
kręg
mostek
MBI_1R

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

Poprawna odpowiedź

\n

Ruchome połączenie obu części żebra działa jak mechanizm dźwigniowy: skurcz mięśni porusza częścią kręgową, co - poprzez ruchomy staw między obiema częściami - powoduje przemieszczenie mostka, zwiększając lub zmniejszając objętość klatki piersiowej i wymuszając przepływ powietrza.

\n

Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku

\n

Kluczowy element strukturalny: ruchome połączenie (staw) między częścią kręgową a mostkową żebra.

\n
  1. Wdech (inspiracja):
\n\n
  1. Wydech (ekspiracja):
\n\n
  1. Rola haczyków: Haczyki na częściach kręgowych zachodzą na sąsiednie żebra, synchronizując ruch całego żebrowia - wszystkie żebra przesuwają się jednocześnie jako zintegrowany mechanizm.
\n

Wniosek: Gdyby żebro było jednorodne i sztywne (jak u ssaków w spoczynku), zmiana kąta kręgu/mostka byłaby niemożliwa bez odrywania przyczepów. Dwuczęściowość + ruchomy staw = zawiasowy mechanizm pompowy możliwy czysto mięśniowo, bez udziału przepony (ptaki jej nie mają).

\n

Sposób 2 - Analiza rysunku B (obszary zacieniowany vs niezacieniowany)

\n

Na rysunku B:

\n\n

Jak to możliwe anatomicznie?

\n

| Faza | Ruch części kręgowej | Ruch części mostkowej | Efekt |
| Wdech | rotacja ku przodowi/dołowi | odchyla się od kręgosłupa | mostek opada, objętość ↑ |
| Wydech | rotacja ku tyłowi/górze | zbliża się do kręgosłupa | mostek unosi, objętość ↓ |

\n

Wniosek z rysunku: Bez ruchomego stawu między częściami żebra mostek musiałby pozostać w jednej pozycji - dwuczęściowość to jedyna droga, by obrót małego segmentu kręgowego przełożył się na duże przemieszczenie mostka (efekt wzmocnienia geometrycznego).

\n

Sposób 3 - Analogia inżynierska (dźwignia korbowa)

\n

Wyobraź sobie korbę roweru:

\n\n

Mały ruch mięśniowy w okolicy kręgu → duże przemieszczenie mostka. Właśnie dlatego ptak może wentylować płuca przy minimalnym wysiłku mięśniowym w spoczynku - nie musi ruszać całą klatką jako monolitem.

\n

Schemat oceniania CKE

\n
Zadanie 11 (0-1 pkt) - oficjalny schemat oceniania CKE:
- 1 pkt - za poprawne wyjasnienie uwzgledniajace zmiany objetosci klatki piersiowej, a w konsekwencji workow powietrznych, co umozliwia wentylacje pluc ptakow podczas spoczynku.
- 0 pkt - za odpowiedz niespelniajaca powyzszych wymagan lub za brak odpowiedzi.

Nie uznaje sie odpowiedzi dotyczacych zmiany objetosci pluc (ptaki wentyluja worki powietrzne, a nie zmieniaja objetosci samych pluc).
\n

Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć

\n

W tym zadaniu nie korzystamy z karty wzorów - wystarczy znajomość anatomii i fizjologii oddychania ptaków. Zadanie jest czysto opisowe: mechanizm biomechaniczny żebra dwuczęściowego. Żadnych obliczeń, wzorów chemicznych ani równań.

\n

Typowe pułapki i uwagi

\n
⚠️ Uwaga: Najczęstszy błąd - pisanie o przeponie. Ptaki nie mają przepony! Ich wentylacja opiera się wyłącznie na ruchu żeber i mostka + worki powietrzne. Przepona to cecha ssaków.
\n
⚠️ Uwaga: Pisanie ogólnie "żebra się ruszają i to umożliwia oddychanie" nie wystarczy na punkt - trzeba wskazać MECHANIZM: ruchomy staw → zmiana kąta → przemieszczenie mostka → zmiana objętości.
\n
⚠️ Uwaga: Nie mylić haczyków z ruchomym stawem między częściami. Haczyki łączą sąsiednie żebra ze sobą (synchronizacja ruchu), ale kluczowy dla wentylacji jest staw między częścią kręgową a mostkową (zmiana objętości klatki).
\n
⚠️ Uwaga: Treść pyta o spoczynek - nie wspominaj o lataniu. Podczas lotu mięśnie skrzydłowe pośrednio wspomagają wentylację (respiratory-locomotor coupling), ale w spoczynku jedynym mechanizmem jest opisany wyżej ruch dwuczęściowego żebra.
"}]}