{"id":"biologia-2018-maj-matura-rozszerzona/zad/6.2","paper_id":"biologia-2018-maj-matura-rozszerzona","number":"6.2","points":1,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2018,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 6.2. (0-1)\nWyjaśnij, dlaczego ograniczony dostęp wody w podłożu skutkuje ograniczeniem pobierania\nCO2 przez roślinę. W odpowiedzi uwzględnij funkcjonowanie aparatów szparkowych.","answer":null,"answer_text":"6.2. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nV. Rozumowanie i argumentacja. Zdający\nobjaśnia […] informacje, […] wyjaśnia\nzależności przyczynowo-skutkowe […].\nI. Poznanie świata organizmów na różnych\npoziomach organizacji życia. Zdający\nopisuje […], przedstawia i wyjaśnia\nprocesy i zjawiska biologiczne […],\nprzedstawia i wyjaśnia zależności między\norganizmem a środowiskiem […].\nIV Przegląd różnorodności organizmów.\n7. Rośliny - odżywianie się. Zdający:\n2) określa sposób pobierania wody […] oraz\nmechanizmy transportu wody (potencjał\nwody, transpiracja, siła ssąca liści […]),\n3) przedstawia warunki wymiany gazowej\nu roślin […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające wpływ niedoboru wody na zamykanie\naparatów szparkowych i w konsekwencji ograniczone wnikanie CO2 przez szparki.\n0 p. - za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.\nPrzykładowe rozwiązania\n• Ograniczony transport wody do komórek liści przyczynia się do zmniejszenia turgoru\nkomórek szparkowych, co sprawia, że aparaty szparkowe się zamykają, a przez nie jest\npobierane CO2.\n• Jeżeli roślina nie może pobrać wody, to chroni się przed jej utratą, zamykając aparaty\nszparkowe, przez które także dostaje się do mezofilu CO2 z atmosfery.\n• Niedobór wody powoduje zamykanie się aparatów szparkowych, co ogranicza wymianę\ngazową.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nOgraniczony dostęp wody → komórki szparkowe tracą turgor → szparki się zamykają → \\(\\text{CO}_2\\) nie może wnikać do liścia.\n\n## Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku\n\n**Krok 1. Deficyt wody w podłożu → mniej wody wchłoniętej przez korzenie**\n\nWoda pobierana jest biernie wzdłuż gradientu potencjału wody (\\(\\Psi_W\\)). Gdy podłoże wysycha, potencjał wody gleby staje się **mniej ujemny niż potencjał wody w korzeniu** - gradient maleje lub znika. Roślina traci więcej wody przez transpirację niż pobiera z gleby.\n\n**Krok 2. Komórki szparkowe tracą turgor**\n\nKomórki szparkowe (ang. *guard cells*) są szczególnie czułe na stan uwodnienia rośliny. Gdy woda jest deficytowa:\n- potencjał osmotyczny (\\(\\Psi_S\\)) w komórkach szparkowych nie jest wystarczająco ujemny, by utrzymać napływ wody\n- ciśnienie turgoru (\\(\\Psi_P\\)) spada → komórki wiotczeją (stają się **plazmolityczne lub flaccid**)\n\n**Krok 3. Szparki się zamykają**\n\nKomórki szparkowe mają asymetrycznie zbudowaną ścianę komórkową (ściana wewnętrzna - od strony poru - jest grubsza i mniej rozciągliwa). Gdy turgoru nie ma:\n- komórki szparkowe nie wyginają się na zewnątrz\n- **szczelina szparkowa zwęża się lub zamyka całkowicie**\n\n**Krok 4. \\(\\text{CO}_2\\) nie może wnikać do mezofilu**\n\nGłówną drogą wnikania \\(\\ce{CO2}\\) do liścia są właśnie szparki. Zamknięte szparki tworzą fizyczną barierę dla dyfuzji gazów. Stężenie \\(\\ce{CO2}\\) w przestworach międzykomórkowych mezofilu spada → fotosynteza ograniczona.\n\n> **Wniosek:** brak wody → zamknięcie szparek → zablokowanie drogi \\(\\ce{CO2}\\) → mniej fotosyntezy.\n\n## Sposób 2 - Analiza przez potencjał wody i równanie osmotyczne\n\nKorzystamy ze wzoru z karty CKE (str. 4):\n\n\\[\n\\Psi_W = \\Psi_S + \\Psi_P\n\\]\n\n| Stan | \\(\\Psi_S\\) | \\(\\Psi_P\\) | \\(\\Psi_W\\) | Skutek |\n| Roślina dobrze nawodniona | ujemny | wysoki (dodatni) | \\(\\Psi_W\\) stosunkowo wysoki → turgor utrzymany | **szparki otwarte** |\n| Roślina z deficytem wody | ujemny | \\(\\approx 0\\) lub bliski zera | \\(\\Psi_W\\) bardzo ujemny | **szparki zamknięte** |\n\nGdy ciśnienie turgoru (\\(\\Psi_P\\)) spada do zera, komórki szparkowe **nie mogą wygiąć się** w sposób otwierający szparę → \\(\\ce{CO2}\\) nie przenika do liścia.\n\n## Sposób 3 - Sygnał przez ABA (kwas abscysynowy)\n\nDodatkowa ścieżka regulacyjna (element rozszerzony, podnosi jakość odpowiedzi):\n\n1. Stres wodny → w liściach i korzeniach produkowany jest **kwas abscysynowy (ABA)** - hormon stresu\n2. ABA transportowany jest do komórek szparkowych → aktywuje kanały jonowe w błonie komórkowej\n3. Jony \\(\\ce{K+}\\) wypływają z komórek szparkowych → maleje ciśnienie osmotyczne → woda wypływa z komórek szparkowych osmotycznie\n4. Utrata wody → utrata turgoru → **szparki zamykają się aktywnie**\n5. Efekt końcowy taki sam: zamknięte szparki → brak wnikania \\(\\ce{CO2}\\)\n\n> Ten sposób pokazuje, że zamknięcie szparek może być nie tylko biernym efektem braku wody, ale **aktywną, hormonalną odpowiedzią obronną rośliny**.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> **Zadanie 6.2 (0-1 pkt) - oficjalny schemat oceniania CKE:**\n> - **1 pkt** - za poprawne wyjasnienie uwzgledniajace wplyw niedoboru wody na zamykanie aparatow szparkowych i w konsekwencji ograniczone wnikanie CO2 przez szparki.\n> - **0 pkt** - za odpowiedz niespelniajaca powyzszych wymagan lub za brak odpowiedzi.\n\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć\n\n> 📖 **Karta wzorów CKE str. 4 - Potencjał wody:**\n> \\(\\Psi_W = \\Psi_S + \\Psi_P\\)\n> Użyliśmy w Sposobie 2: gdy \\(\\Psi_P \\to 0\\) (deficyt wody), komórki szparkowe tracą turgor i szparki się zamykają.\n\nW tym zadaniu nie trzeba znać kodu genetycznego ani aminokwasów - wystarczy mechanizm osmoregulacji i znajomość funkcji szparek. Wzór potencjału wody pomaga jednak **precyzyjnie uzasadnić** zmiany turgoru.\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd - napisanie tylko \"szparki się zamykają\" bez wyjaśnienia **dlaczego** (utrata turgoru przez komórki szparkowe) i bez wskazania **skutku** (brak wnikania \\(\\ce{CO2}\\)). Za taką odpowiedź - 0 pkt.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić kierunków: woda wychodzi **z** komórek szparkowych (nie wchodzi) przy deficycie wodnym. Szparki zamyka **utrata** wody przez komórki szparkowe, a **napływ** wody je otwiera.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(\\ce{CO2}\\) wnika do liścia **przez szparki**, nie przez kutykułę (kutykula jest nieprzepuszczalna dla gazów). Warto to zaznaczyć explicite.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie pisać \"szparki pobierają \\(\\ce{CO2}\\)\" - szparki to **droga wnikania**, nie aktywny transporter. \\(\\ce{CO2}\\) dyfunduje **biernie** przez otwarte szparki zgodnie z gradientem stężeń.","image":"img/biologia-2018-maj-matura-rozszerzona/zad-6.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":8,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2018 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 6.2. (0-1)
Wyjaśnij, dlaczego ograniczony dostęp wody w podłożu skutkuje ograniczeniem pobierania
CO2 przez roślinę. W odpowiedzi uwzględnij funkcjonowanie aparatów szparkowych.

","answer_text_html":"

6.2. (0-1)
Wymagania ogólne
Wymagania szczegółowe
V. Rozumowanie i argumentacja. Zdający
objaśnia […] informacje, […] wyjaśnia
zależności przyczynowo-skutkowe […].
I. Poznanie świata organizmów na różnych
poziomach organizacji życia. Zdający
opisuje […], przedstawia i wyjaśnia
procesy i zjawiska biologiczne […],
przedstawia i wyjaśnia zależności między
organizmem a środowiskiem […].
IV Przegląd różnorodności organizmów.

\n
  1. Rośliny - odżywianie się. Zdający:
  2. określa sposób pobierania wody […] oraz
\n

mechanizmy transportu wody (potencjał
wody, transpiracja, siła ssąca liści […]),

\n
  1. przedstawia warunki wymiany gazowej
\n

u roślin […].
Schemat punktowania
1 p. - za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające wpływ niedoboru wody na zamykanie
aparatów szparkowych i w konsekwencji ograniczone wnikanie CO2 przez szparki.
0 p. - za odpowiedź niespełniającą powyższych wymagań lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
• Ograniczony transport wody do komórek liści przyczynia się do zmniejszenia turgoru
komórek szparkowych, co sprawia, że aparaty szparkowe się zamykają, a przez nie jest
pobierane CO2.
• Jeżeli roślina nie może pobrać wody, to chroni się przed jej utratą, zamykając aparaty
szparkowe, przez które także dostaje się do mezofilu CO2 z atmosfery.
• Niedobór wody powoduje zamykanie się aparatów szparkowych, co ogranicza wymianę
gazową.

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

Poprawna odpowiedź

\n

Ograniczony dostęp wody → komórki szparkowe tracą turgor → szparki się zamykają → CO2 nie może wnikać do liścia.

\n

Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku

\n

Krok 1. Deficyt wody w podłożu → mniej wody wchłoniętej przez korzenie

\n

Woda pobierana jest biernie wzdłuż gradientu potencjału wody (ΨW). Gdy podłoże wysycha, potencjał wody gleby staje się mniej ujemny niż potencjał wody w korzeniu - gradient maleje lub znika. Roślina traci więcej wody przez transpirację niż pobiera z gleby.

\n

Krok 2. Komórki szparkowe tracą turgor

\n

Komórki szparkowe (ang. guard cells) są szczególnie czułe na stan uwodnienia rośliny. Gdy woda jest deficytowa:

\n\n

Krok 3. Szparki się zamykają

\n

Komórki szparkowe mają asymetrycznie zbudowaną ścianę komórkową (ściana wewnętrzna - od strony poru - jest grubsza i mniej rozciągliwa). Gdy turgoru nie ma:

\n\n

Krok 4. CO2 nie może wnikać do mezofilu

\n

Główną drogą wnikania \\ceCO2 do liścia są właśnie szparki. Zamknięte szparki tworzą fizyczną barierę dla dyfuzji gazów. Stężenie \\ceCO2 w przestworach międzykomórkowych mezofilu spada → fotosynteza ograniczona.

\n
Wniosek: brak wody → zamknięcie szparek → zablokowanie drogi \\ceCO2 → mniej fotosyntezy.
\n

Sposób 2 - Analiza przez potencjał wody i równanie osmotyczne

\n

Korzystamy ze wzoru z karty CKE (str. 4):

\n
ΨW=ΨS+ΨP
\n

| Stan | ΨS | ΨP | ΨW | Skutek |
| Roślina dobrze nawodniona | ujemny | wysoki (dodatni) | ΨW stosunkowo wysoki → turgor utrzymany | szparki otwarte |
| Roślina z deficytem wody | ujemny | ≈0 lub bliski zera | ΨW bardzo ujemny | szparki zamknięte |

\n

Gdy ciśnienie turgoru (ΨP) spada do zera, komórki szparkowe nie mogą wygiąć się w sposób otwierający szparę → \\ceCO2 nie przenika do liścia.

\n

Sposób 3 - Sygnał przez ABA (kwas abscysynowy)

\n

Dodatkowa ścieżka regulacyjna (element rozszerzony, podnosi jakość odpowiedzi):

\n
  1. Stres wodny → w liściach i korzeniach produkowany jest kwas abscysynowy (ABA) - hormon stresu
  2. ABA transportowany jest do komórek szparkowych → aktywuje kanały jonowe w błonie komórkowej
  3. Jony \\ceK+ wypływają z komórek szparkowych → maleje ciśnienie osmotyczne → woda wypływa z komórek szparkowych osmotycznie
  4. Utrata wody → utrata turgoru → szparki zamykają się aktywnie
  5. Efekt końcowy taki sam: zamknięte szparki → brak wnikania \\ceCO2
\n
Ten sposób pokazuje, że zamknięcie szparek może być nie tylko biernym efektem braku wody, ale aktywną, hormonalną odpowiedzią obronną rośliny.
\n

Schemat oceniania CKE

\n
Zadanie 6.2 (0-1 pkt) - oficjalny schemat oceniania CKE:
- 1 pkt - za poprawne wyjasnienie uwzgledniajace wplyw niedoboru wody na zamykanie aparatow szparkowych i w konsekwencji ograniczone wnikanie CO2 przez szparki.
- 0 pkt - za odpowiedz niespelniajaca powyzszych wymagan lub za brak odpowiedzi.
\n

Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć

\n
📖 Karta wzorów CKE str. 4 - Potencjał wody:
ΨW=ΨS+ΨP
Użyliśmy w Sposobie 2: gdy ΨP→0 (deficyt wody), komórki szparkowe tracą turgor i szparki się zamykają.
\n

W tym zadaniu nie trzeba znać kodu genetycznego ani aminokwasów - wystarczy mechanizm osmoregulacji i znajomość funkcji szparek. Wzór potencjału wody pomaga jednak precyzyjnie uzasadnić zmiany turgoru.

\n

Typowe pułapki i uwaga

\n
⚠️ Uwaga: Najczęstszy błąd - napisanie tylko "szparki się zamykają" bez wyjaśnienia dlaczego (utrata turgoru przez komórki szparkowe) i bez wskazania skutku (brak wnikania \\ceCO2). Za taką odpowiedź - 0 pkt.
\n
⚠️ Uwaga: Nie mylić kierunków: woda wychodzi z komórek szparkowych (nie wchodzi) przy deficycie wodnym. Szparki zamyka utrata wody przez komórki szparkowe, a napływ wody je otwiera.
\n
⚠️ Uwaga: \\ceCO2 wnika do liścia przez szparki, nie przez kutykułę (kutykula jest nieprzepuszczalna dla gazów). Warto to zaznaczyć explicite.
\n
⚠️ Uwaga: Nie pisać "szparki pobierają \\ceCO2" - szparki to droga wnikania, nie aktywny transporter. \\ceCO2 dyfunduje biernie przez otwarte szparki zgodnie z gradientem stężeń.
"}]}