{"id":"biologia-2021-maj-matura-rozszerzona/zad/23","paper_id":"biologia-2021-maj-matura-rozszerzona","number":"23","points":1,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2021,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 23. (0-1)\nUporządkuj poniższe informacje tak, aby w poprawny sposób przedstawiały kolejność\nzdarzeń, które zachodzą w wyniku zwiększonego stosowania w rolnictwie nawozów\nsztucznych, zawierających m.in. azotany i fosforany, i prowadzą do spadku\nróżnorodności biologicznej ekosystemów wodnych.\nMasowy rozwój glonów i roślin wodnych.\n2\nRozkład materii organicznej przez bakterie beztlenowe.\nWzrost zawartości azotanów i fosforanów w jeziorach.\n1\nPowstanie siarkowodoru oraz amoniaku.\nZmniejszenie przejrzystości wód.\nZmniejszenie stężenia tlenu.\nZmniejszenie intensywności fotosyntezy.\nSpadek różnorodności biologicznej ekosystemów\nwodnych.\n8\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n21.\n22.1.\n22.2.\n23.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nEBIP-R0_100","answer":null,"answer_text":null,"solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n| Numer | Zdarzenie |\n| **1** | Wzrost zawartości azotanów i fosforanów w jeziorach *(dane)* |\n| **2** | Masowy rozwój glonów i roślin wodnych *(dane)* |\n| **3** | Zmniejszenie przejrzystości wód |\n| **4** | Zmniejszenie intensywności fotosyntezy |\n| **5** | Zmniejszenie stężenia tlenu |\n| **6** | Rozkład materii organicznej przez bakterie beztlenowe |\n| **7** | Powstanie siarkowodoru oraz amoniaku |\n| **8** | Spadek różnorodności biologicznej ekosystemów wodnych *(dane)* |\n\n## Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku (eutrofizacja)\n\nKluczowe pytanie przy każdym kroku: **co jest przyczyną, a co skutkiem?**\n\n**Krok 1→2** *(dane)*: Azotany i fosforany to **makroelementy limitujące wzrost producentów**. Ich nadmiar = zniesienie limitacji → eksplozja populacji glonów i roślin wodnych (**zakwit**).\n\n**Krok 2→3**: Ogromna biomasa glonów (zwłaszcza sinic) unosi się przy powierzchni. Woda staje się zielona/brązowa → **zmniejszenie przejrzystości wód**. Przyczyna jest prosta: cząsteczki zawieszone w toni wodnej pochłaniają i rozpraszają światło.\n\n**Krok 3→4**: Mniej światła dociera do głębszych warstw jeziora → rośliny podwodne i glony głębiej nie mają energii do przeprowadzania fotosyntezy → **zmniejszenie intensywności fotosyntezy** w całym ekosystemie.\n\n**Krok 4→5**: Fotosynteza to **główne źródło \\(\\ce{O2}\\) w wodzie**. Mniej fotosyntezy = mniej tlenu produkowanego. Jednocześnie martwa biomasa glonów (te z powierzchni obumierają) jest rozkładana przez bakterie tlenowe - te zużywają tlen. Oba procesy razem: **zmniejszenie stężenia tlenu** (hipoksja, a w krańcowych przypadkach anoksja).\n\n**Krok 5→6**: Gdy \\(\\ce{O2}\\) spada poniżej progu przeżycia bakterii tlenowych, wchodzą **bakterie beztlenowe** (anaeroby). Przejmują **rozkład materii organicznej** - obumarłej biomasy glonów, roślin, ryb - w procesach fermentacji i redukcji siarczanów.\n\n**Krok 6→7**: Beztlenowy rozkład białek uwalnia **\\(\\ce{NH3}\\)** (amoniak, z grup aminowych). Redukcja siarczanów (\\(\\ce{SO4^{2-}}\\)) przez bakterie siarkowe (*Desulfovibrio* sp.) daje **\\(\\ce{H2S}\\)** (siarkowodór - charakterystyczny zapach zgniłych jaj).\n\n**Krok 7→8** *(dane)*: \\(\\ce{H2S}\\) i \\(\\ce{NH3}\\) są toksyczne dla większości organizmów wodnych. Brak tlenu eliminuje ryby, bezkręgowce, rośliny - zostają tylko wyspecjalizowane anaeroby. **Spadek różnorodności biologicznej** - dominacja kilku gatunków tolerujących warunki beztlenowe.\n\n## Sposób 2 - Analiza przyczynowo-skutkowa przez pytania diagnostyczne\n\nMetodą **\"co musi zajść wcześniej, żeby to było możliwe?\"** weryfikujemy kolejność każdego zdarzenia:\n\n**Czy zmniejszenie przejrzystości (3) może być przed masowym rozwojem glonów (2)?**\nNie - to glony powodują zmętnienie, nie odwrotnie. ✅ 3 po 2.\n\n**Czy zmniejszenie fotosyntezy (4) może być przed zmętnieniem (3)?**\nNie - fotosynteza spada *dlatego*, że światło jest blokowane przez zawieszone glony. Bez zmętnienia nie ma cienia. ✅ 4 po 3.\n\n**Czy zmniejszenie \\(\\ce{O2}\\) (5) może być przed zmniejszeniem fotosyntezy (4)?**\nNie - fotosynteza to podstawowy producent \\(\\ce{O2}\\) w wodzie. Jej spadek musi poprzedzać spadek \\(\\ce{O2}\\). (Gdybyśmy odwrócili kolejność, nie mielibyśmy mechanizmu usuwania tlenu.) ✅ 5 po 4.\n\n**Czy bakterie beztlenowe (6) mogą działać przed spadkiem \\(\\ce{O2}\\) (5)?**\nNie - beztlenowce są **kompetycyjnie wypierane** przez tlenowce przy wysokim stężeniu \\(\\ce{O2}\\). Dopiero gdy \\(\\ce{O2}\\) spada, beztlenowce mogą zdominować środowisko. ✅ 6 po 5.\n\n**Czy \\(\\ce{H2S}\\) i \\(\\ce{NH3}\\) (7) mogą powstać przed rozkładem beztlenowym (6)?**\nNie - \\(\\ce{H2S}\\) jest **produktem** redukcji siarczanów przez bakterie beztlenowe; \\(\\ce{NH3}\\) - produktem beztlenowej deaminacji aminokwasów. Bez bakterii beztlenowych tych gazów nie ma. ✅ 7 po 6.\n\n**Wniosek:** kolejność jest jednoznaczna i nie ma alternatywnych ustawień.\n\n## Sposób 3 - Analogia z \"zamkniętą beczką\" (intuicja ekologiczna)\n\nWyobraź sobie jezioro jako **zamkniętą beczkę**:\n\n1. Wrzucasz do niej duże ilości nawozu → rośliny eksplodują.\n2. Rośliny pokrywają powierzchnię → do środka nie dociera światło (*zmętnienie*).\n3. Ciemność w beczce → rośliny na dole nie fotosyntetyzują (*↓ fotosynteza*).\n4. Brak fotosyntezy → brak świeżego tlenu (*↓ \\(\\ce{O2}\\)*).\n5. Beztlen → klasyczne procesy gnilne zamiast aerobowego rozkładu (*bakterie beztlenowe*).\n6. Gnicie = smród: \\(\\ce{H2S}\\) + \\(\\ce{NH3}\\) (*siarkowodór + amoniak*).\n7. Beczka = środowisko toksyczne → tylko organizmy wyspecjalizowane przeżywają (*↓ różnorodność*).\n\nTa analogia pokazuje, dlaczego **zmętnienie musi być przed spadkiem fotosyntezy** - bez zablokowania światła nie ma mechanizmu hamowania.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> Zgodnie z oficjalnym kluczem CKE (zadanie 23, 0-1 pkt):\n> - **1 pkt** - za poprawne uporzadkowanie kolejnosci **wszystkich** informacji.\n> - **0 pkt** - za odpowiedz niespelniajaca wymagan za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.\n>\n> **Kolejnosc wg klucza:** 1. wzrost azotanow i fosforanow -> 2. masowy rozwoj glonow i roslin wodnych -> 3. zmniejszenie przejrzystosci wod -> 4. zmniejszenie intensywnosci fotosyntezy -> 5. zmniejszenie stezenia tlenu -> 6. rozklad materii organicznej przez bakterie beztlenowe -> 7. powstanie siarkowodoru i amoniaku -> 8. spadek roznorodnosci biologicznej.\n\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć\n\nW tym zadaniu **nie korzystamy z karty wzorów** - wystarczy znajomość mechanizmu eutrofizacji (biologia ekosystemów, procesy zachodzące w beztlenowych osadach).\n\nWarto jednak wiedzieć, że:\n- Wzory \\(\\ce{H2S}\\) i \\(\\ce{NH3}\\) to **chemia ogólna** (mogą być przydatne w zadaniach biochemicznych z karty str. 9-15)\n- Procesy **nitryfikacji / denitryfikacji** w obiegu azotu - karta wzorów nie zawiera tych równań, wymagana jest pamięć\n\n## Częste błędne odpowiedzi\n\n| Błąd | Dlaczego jest błędem |\n| Zamiana 3 i 4 (fotosynteza przed zmętnieniem) | Uczniowie mylą kierunek zależności - myślą, że \"glony robią za dużo fotosyntezy, więc zużywają tlen\", co jest odwrotnością prawdy. Fotosynteza *produkuje* tlen; tu chodzi o *blokowanie* fotosyntezy przez cień. |\n| Zamiana 5 i 6 (bakterie beztlenowe przed spadkiem \\(\\ce{O2}\\)) | Beztlenowce nie mogą dominować przy normalnym stężeniu tlenu - tlenowce je wypierają. Dopiero anoksja daje im przewagę. |\n| Zmiana 6 i 7 (siarkowodór przed rozkładem) | \\(\\ce{H2S}\\) jest *produktem* działalności bakterii beztlenowych, nie może poprzedzać swojej przyczyny. |\n| Wstawienie siarkowodoru na pozycję 3 | Mylenie skutku (produkty gnicia) z wczesnym etapem (fizyczne zmętnienie). |\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zmniejszenie przejrzystości wód jest **fizycznym** efektem zakwitu, a zmniejszenie fotosyntezy jest jego **biologicznym** skutkiem - nie wolno ich zamieniać miejscami.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Bakterie beztlenowe **nie są przyczyną** braku tlenu - są jego **konsekwencją**. Kolejność: najpierw brak \\(\\ce{O2}\\), potem ich dominacja.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Siarkowodór (\\(\\ce{H2S}\\)) i amoniak (\\(\\ce{NH3}\\)) są zawsze **ostatnim etapem przed skutkiem końcowym** - to produkty końcowe beztlenowego rozkładu, nie pośrednie stany.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Za 1 błędnie ustawioną parę zadanie jest za **0 pkt** - sprawdź dwa razy każde sąsiedztwo w łańcuchu przyczynowym!","image":"img/biologia-2021-maj-matura-rozszerzona/zad-23.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":23,"source":"maturazai","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2021 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 23. (0-1)<br>Uporządkuj poniższe informacje tak, aby w poprawny sposób przedstawiały kolejność<br>zdarzeń, które zachodzą w wyniku zwiększonego stosowania w rolnictwie nawozów<br>sztucznych, zawierających m.in. azotany i fosforany, i prowadzą do spadku<br>różnorodności biologicznej ekosystemów wodnych.<br>Masowy rozwój glonów i roślin wodnych.<br>2<br>Rozkład materii organicznej przez bakterie beztlenowe.<br>Wzrost zawartości azotanów i fosforanów w jeziorach.<br>1<br>Powstanie siarkowodoru oraz amoniaku.<br>Zmniejszenie przejrzystości wód.<br>Zmniejszenie stężenia tlenu.<br>Zmniejszenie intensywności fotosyntezy.<br>Spadek różnorodności biologicznej ekosystemów<br>wodnych.<br>8<br>Wypełnia<br>egzaminator<br>Nr zadania<br>21.<br>22.1.<br>22.2.<br>23.<br>Maks. liczba pkt<br>1<br>1<br>1<br>1<br>Uzyskana liczba pkt<br>EBIP-R0_100</p>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź</h4>\n<p>| Numer | Zdarzenie |<br>| <strong>1</strong> | Wzrost zawartości azotanów i fosforanów w jeziorach <em>(dane)</em> |<br>| <strong>2</strong> | Masowy rozwój glonów i roślin wodnych <em>(dane)</em> |<br>| <strong>3</strong> | Zmniejszenie przejrzystości wód |<br>| <strong>4</strong> | Zmniejszenie intensywności fotosyntezy |<br>| <strong>5</strong> | Zmniejszenie stężenia tlenu |<br>| <strong>6</strong> | Rozkład materii organicznej przez bakterie beztlenowe |<br>| <strong>7</strong> | Powstanie siarkowodoru oraz amoniaku |<br>| <strong>8</strong> | Spadek różnorodności biologicznej ekosystemów wodnych <em>(dane)</em> |</p>\n<h4>Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku (eutrofizacja)</h4>\n<p>Kluczowe pytanie przy każdym kroku: <strong>co jest przyczyną, a co skutkiem?</strong></p>\n<p><strong>Krok 1→2</strong> <em>(dane)</em>: Azotany i fosforany to <strong>makroelementy limitujące wzrost producentów</strong>. Ich nadmiar = zniesienie limitacji → eksplozja populacji glonów i roślin wodnych (<strong>zakwit</strong>).</p>\n<p><strong>Krok 2→3</strong>: Ogromna biomasa glonów (zwłaszcza sinic) unosi się przy powierzchni. Woda staje się zielona/brązowa → <strong>zmniejszenie przejrzystości wód</strong>. Przyczyna jest prosta: cząsteczki zawieszone w toni wodnej pochłaniają i rozpraszają światło.</p>\n<p><strong>Krok 3→4</strong>: Mniej światła dociera do głębszych warstw jeziora → rośliny podwodne i glony głębiej nie mają energii do przeprowadzania fotosyntezy → <strong>zmniejszenie intensywności fotosyntezy</strong> w całym ekosystemie.</p>\n<p><strong>Krok 4→5</strong>: Fotosynteza to <strong>główne źródło \\(\\ce{O2}\\) w wodzie</strong>. Mniej fotosyntezy = mniej tlenu produkowanego. Jednocześnie martwa biomasa glonów (te z powierzchni obumierają) jest rozkładana przez bakterie tlenowe - te zużywają tlen. Oba procesy razem: <strong>zmniejszenie stężenia tlenu</strong> (hipoksja, a w krańcowych przypadkach anoksja).</p>\n<p><strong>Krok 5→6</strong>: Gdy \\(\\ce{O2}\\) spada poniżej progu przeżycia bakterii tlenowych, wchodzą <strong>bakterie beztlenowe</strong> (anaeroby). Przejmują <strong>rozkład materii organicznej</strong> - obumarłej biomasy glonów, roślin, ryb - w procesach fermentacji i redukcji siarczanów.</p>\n<p><strong>Krok 6→7</strong>: Beztlenowy rozkład białek uwalnia <strong>\\(\\ce{NH3}\\)</strong> (amoniak, z grup aminowych). Redukcja siarczanów (\\(\\ce{SO4^{2-}}\\)) przez bakterie siarkowe (<em>Desulfovibrio</em> sp.) daje <strong>\\(\\ce{H2S}\\)</strong> (siarkowodór - charakterystyczny zapach zgniłych jaj).</p>\n<p><strong>Krok 7→8</strong> <em>(dane)</em>: \\(\\ce{H2S}\\) i \\(\\ce{NH3}\\) są toksyczne dla większości organizmów wodnych. Brak tlenu eliminuje ryby, bezkręgowce, rośliny - zostają tylko wyspecjalizowane anaeroby. <strong>Spadek różnorodności biologicznej</strong> - dominacja kilku gatunków tolerujących warunki beztlenowe.</p>\n<h4>Sposób 2 - Analiza przyczynowo-skutkowa przez pytania diagnostyczne</h4>\n<p>Metodą <strong>&quot;co musi zajść wcześniej, żeby to było możliwe?&quot;</strong> weryfikujemy kolejność każdego zdarzenia:</p>\n<p><strong>Czy zmniejszenie przejrzystości (3) może być przed masowym rozwojem glonów (2)?</strong><br>Nie - to glony powodują zmętnienie, nie odwrotnie. ✅ 3 po 2.</p>\n<p><strong>Czy zmniejszenie fotosyntezy (4) może być przed zmętnieniem (3)?</strong><br>Nie - fotosynteza spada <em>dlatego</em>, że światło jest blokowane przez zawieszone glony. Bez zmętnienia nie ma cienia. ✅ 4 po 3.</p>\n<p><strong>Czy zmniejszenie \\(\\ce{O2}\\) (5) może być przed zmniejszeniem fotosyntezy (4)?</strong><br>Nie - fotosynteza to podstawowy producent \\(\\ce{O2}\\) w wodzie. Jej spadek musi poprzedzać spadek \\(\\ce{O2}\\). (Gdybyśmy odwrócili kolejność, nie mielibyśmy mechanizmu usuwania tlenu.) ✅ 5 po 4.</p>\n<p><strong>Czy bakterie beztlenowe (6) mogą działać przed spadkiem \\(\\ce{O2}\\) (5)?</strong><br>Nie - beztlenowce są <strong>kompetycyjnie wypierane</strong> przez tlenowce przy wysokim stężeniu \\(\\ce{O2}\\). Dopiero gdy \\(\\ce{O2}\\) spada, beztlenowce mogą zdominować środowisko. ✅ 6 po 5.</p>\n<p><strong>Czy \\(\\ce{H2S}\\) i \\(\\ce{NH3}\\) (7) mogą powstać przed rozkładem beztlenowym (6)?</strong><br>Nie - \\(\\ce{H2S}\\) jest <strong>produktem</strong> redukcji siarczanów przez bakterie beztlenowe; \\(\\ce{NH3}\\) - produktem beztlenowej deaminacji aminokwasów. Bez bakterii beztlenowych tych gazów nie ma. ✅ 7 po 6.</p>\n<p><strong>Wniosek:</strong> kolejność jest jednoznaczna i nie ma alternatywnych ustawień.</p>\n<h4>Sposób 3 - Analogia z &quot;zamkniętą beczką&quot; (intuicja ekologiczna)</h4>\n<p>Wyobraź sobie jezioro jako <strong>zamkniętą beczkę</strong>:</p>\n<ol><li>Wrzucasz do niej duże ilości nawozu → rośliny eksplodują.</li><li>Rośliny pokrywają powierzchnię → do środka nie dociera światło (<em>zmętnienie</em>).</li><li>Ciemność w beczce → rośliny na dole nie fotosyntetyzują (<em>↓ fotosynteza</em>).</li><li>Brak fotosyntezy → brak świeżego tlenu (<em>↓ \\(\\ce{O2}\\)</em>).</li><li>Beztlen → klasyczne procesy gnilne zamiast aerobowego rozkładu (<em>bakterie beztlenowe</em>).</li><li>Gnicie = smród: \\(\\ce{H2S}\\) + \\(\\ce{NH3}\\) (<em>siarkowodór + amoniak</em>).</li><li>Beczka = środowisko toksyczne → tylko organizmy wyspecjalizowane przeżywają (<em>↓ różnorodność</em>).</li></ol>\n<p>Ta analogia pokazuje, dlaczego <strong>zmętnienie musi być przed spadkiem fotosyntezy</strong> - bez zablokowania światła nie ma mechanizmu hamowania.</p>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<blockquote>Zgodnie z oficjalnym kluczem CKE (zadanie 23, 0-1 pkt):<br>- <strong>1 pkt</strong> - za poprawne uporzadkowanie kolejnosci <strong>wszystkich</strong> informacji.<br>- <strong>0 pkt</strong> - za odpowiedz niespelniajaca wymagan za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.<br><br><strong>Kolejnosc wg klucza:</strong> 1. wzrost azotanow i fosforanow -&gt; 2. masowy rozwoj glonow i roslin wodnych -&gt; 3. zmniejszenie przejrzystosci wod -&gt; 4. zmniejszenie intensywnosci fotosyntezy -&gt; 5. zmniejszenie stezenia tlenu -&gt; 6. rozklad materii organicznej przez bakterie beztlenowe -&gt; 7. powstanie siarkowodoru i amoniaku -&gt; 8. spadek roznorodnosci biologicznej.</blockquote>\n<h4>Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć</h4>\n<p>W tym zadaniu <strong>nie korzystamy z karty wzorów</strong> - wystarczy znajomość mechanizmu eutrofizacji (biologia ekosystemów, procesy zachodzące w beztlenowych osadach).</p>\n<p>Warto jednak wiedzieć, że:</p>\n<ul><li>Wzory \\(\\ce{H2S}\\) i \\(\\ce{NH3}\\) to <strong>chemia ogólna</strong> (mogą być przydatne w zadaniach biochemicznych z karty str. 9-15)</li><li>Procesy <strong>nitryfikacji / denitryfikacji</strong> w obiegu azotu - karta wzorów nie zawiera tych równań, wymagana jest pamięć</li></ul>\n<h4>Częste błędne odpowiedzi</h4>\n<p>| Błąd | Dlaczego jest błędem |<br>| Zamiana 3 i 4 (fotosynteza przed zmętnieniem) | Uczniowie mylą kierunek zależności - myślą, że &quot;glony robią za dużo fotosyntezy, więc zużywają tlen&quot;, co jest odwrotnością prawdy. Fotosynteza <em>produkuje</em> tlen; tu chodzi o <em>blokowanie</em> fotosyntezy przez cień. |<br>| Zamiana 5 i 6 (bakterie beztlenowe przed spadkiem \\(\\ce{O2}\\)) | Beztlenowce nie mogą dominować przy normalnym stężeniu tlenu - tlenowce je wypierają. Dopiero anoksja daje im przewagę. |<br>| Zmiana 6 i 7 (siarkowodór przed rozkładem) | \\(\\ce{H2S}\\) jest <em>produktem</em> działalności bakterii beztlenowych, nie może poprzedzać swojej przyczyny. |<br>| Wstawienie siarkowodoru na pozycję 3 | Mylenie skutku (produkty gnicia) z wczesnym etapem (fizyczne zmętnienie). |</p>\n<h4>Typowe pułapki i uwaga</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Zmniejszenie przejrzystości wód jest <strong>fizycznym</strong> efektem zakwitu, a zmniejszenie fotosyntezy jest jego <strong>biologicznym</strong> skutkiem - nie wolno ich zamieniać miejscami.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Bakterie beztlenowe <strong>nie są przyczyną</strong> braku tlenu - są jego <strong>konsekwencją</strong>. Kolejność: najpierw brak \\(\\ce{O2}\\), potem ich dominacja.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Siarkowodór (\\(\\ce{H2S}\\)) i amoniak (\\(\\ce{NH3}\\)) są zawsze <strong>ostatnim etapem przed skutkiem końcowym</strong> - to produkty końcowe beztlenowego rozkładu, nie pośrednie stany.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Za 1 błędnie ustawioną parę zadanie jest za <strong>0 pkt</strong> - sprawdź dwa razy każde sąsiedztwo w łańcuchu przyczynowym!</blockquote>"}]}