{"id":"biologia-2022-maj-matura-rozszerzona/zad/11.3","paper_id":"biologia-2022-maj-matura-rozszerzona","number":"11.3","points":1,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2022,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 11.3. (0-1)\nWyjaśnij, dlaczego badana tkanka umieszczona w roztworze sacharozy o stężeniu\nrównym bądź większym od 0,2 mol/l zmniejszyła swoją objętość. W odpowiedzi\nuwzględnij zjawisko osmozy.","answer":null,"answer_text":"11.3. (0-1)\nWymagania egzaminacyjne 2022\nWymagania ogólne\nWymaganie szczegółowe\nV. Rozumowanie i argumentacja.\nZdający […] wyjaśnia zależności\nprzyczynowo-skutkowe […].\nI. Poznanie świata organizmów na różnych\npoziomach organizacji życia.\nZdający […] wyjaśnia procesy i zjawiska\nbiologiczne […].\nII. Budowa i funkcjonowanie komórki.\nZdający:\n3) wyjaśnia przebieg plazmolizy\nw komórkach roślinnych, odwołując się do\nzjawiska osmozy.\nZasady oceniania\n1 pkt - za prawidłowe wyjaśnienie, uwzględniające przyczynę - wyższe stężenie substancji\nosmotycznie czynnych w roztworze zewnątrzkomórkowym niż w komórce (niższy\npotencjał wody na zewnątrz komórki) oraz mechanizm - osmotyczny wypływ wody\nz komórek do środowiska zewnętrznego.\n0 pkt - za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.\nPrzykładowe rozwiązania\nTkanka umieszczona została w roztworze hipertonicznym, przez co osmotycznie traci\nwodę.\nNp. w roztworze sacharozy o stężeniu 1,0 mol/l jest większe stężenie substancji\nosmotycznie czynnych niż w komórkach bulwy ziemniaka. Powoduje to dyfuzję wody do\nmiejsca o wyższym stężeniu substancji osmotycznie czynnych, czyli w tym przypadku\nz wnętrza komórek do ich otoczenia.\nPotencjał wody roztworu sacharozy o stężeniu większym niż 0,2 mol/l jest niższy od\npotencjału wody roztworu w badanej tkance. Woda przepływa na drodze osmozy zgodnie\nz różnicą potencjału wody, a więc z badanej tkanki (który ma wyższy potencjał wody) do\nroztworu sacharozy (która ma niższy potencjał wody).\nUwaga:\nNie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do występowania w roztworze\nzewnątrzkomórkowym innych cukrów osmotycznie czynnych niż sacharoza.\nZadanie 12. (0-4)","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nWoda przemieszcza się na drodze osmozy z komórek tkanki do roztworu sacharozy, ponieważ potencjał wody wewnątrz komórek jest **wyższy** niż potencjał wody otaczającego roztworu. Komórki tracą wodę → zmniejszają objętość → cała tkanka zmniejsza objętość.\n\n## Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku (potencjał wody)\n\n**Krok 1 - porównanie potencjałów wody:**\n\nPotencjał wody opisuje wzór:\n\\[\\Psi_W = \\Psi_S + \\Psi_P\\]\n\nRoztworowi sacharozy o stężeniu ≥ 0,2 mol/l odpowiada **bardzo ujemny \\(\\Psi_S\\)** (dużo cząsteczek sacharozy obniża potencjał osmotyczny). Potencjał wody roztworu zewnętrznego jest więc **niższy (bardziej ujemny)** niż potencjał wody wewnątrz komórek (gdzie stężenie osmotycznie czynnych substancji jest mniejsze niż 0,2 mol/l).\n\n**Krok 2 - kierunek osmozy:**\n\nOsmoza = dyfuzja wody przez błonę półprzepuszczalną (tonoplast, błona komórkowa) **z obszaru o wyższym \\(\\Psi_W\\) do obszaru o niższym \\(\\Psi_W\\)**.\n\n$$\\Psi_W(\\text{komórka}) > \\Psi_W(\\text{roztwór}) \\implies \\text{woda płynie: komórka} \\rightarrow \\text{roztwór}$$\n\n**Krok 3 - efekt utraty wody:**\n\n- Wakuola traci wodę → kurczy się\n- Cytoplazma odkleja się od ściany komórkowej (**plazmoliza**)\n- Ściana komórkowa, choć sztywna, nie może „wypełnić\" luki - objętość protoplasty maleje\n- Sumarycznie: każda komórka zmniejsza objętość → **cała tkanka zmniejsza objętość**\n\n## Sposób 2 - Argumentacja przez gradient stężeń (model uproszczony)\n\nNawet bez formalnego wzoru \\(\\Psi_W\\) można rozumować przez **gradient stężeń**:\n\n| | Wnętrze komórki | Roztwór sacharozy ≥ 0,2 mol/l |\n| Stężenie substancji osmotycznych | niższe (< 0,2 mol/l) | wyższe (≥ 0,2 mol/l) |\n| Stężenie (aktywność) wody | **wyższe** | **niższe** |\n| Kierunek ruchu wody | ← woda wypływa | ← |\n\nBłony komórkowe są **przepuszczalne dla wody**, ale **nieprzepuszczalne dla sacharozy** (cukier disacharydowy, za duży by przejść przez aquaporyny). To definicja błony półprzepuszczalnej → spełniony warunek osmozy.\n\nWoda płynie z wyższego do niższego stężenia wody = z komórki do roztworu. Komórki odwadniają się i kurczą.\n\n## Sposób 3 - Wnioskowanie z danych eksperymentalnych (metoda progowa)\n\nZadanie podaje, że zmniejszenie objętości zachodzi **przy stężeniu ≥ 0,2 mol/l**. Oznacza to:\n\n- **Przy stężeniu < 0,2 mol/l** - roztwór jest **hipotoniczny** względem komórek → woda wchodzi do komórek → objętość **rośnie lub pozostaje bez zmian**\n- **Przy stężeniu = 0,2 mol/l** - roztwór jest **izotoniczny / lekko hipertoniczny** → woda zaczyna odpływać → objętość **zaczyna maleć**\n- **Przy stężeniu > 0,2 mol/l** - roztwór jest **wyraźnie hipertoniczny** → efekt odpływu wody jest silniejszy\n\n**Wniosek:** Stężenie osmotyczne soku komórkowego tej tkanki odpowiada mniej niż 0,2 mol/l sacharozy. Każde stężenie zewnętrzne ≥ 0,2 mol/l jest hipertoniczne → osmoza prowadzi do utraty wody przez komórki → zmniejszenie objętości tkanki.\n\n## Orientacyjny schemat punktowania (odtworzony przez AI - NIE oficjalny klucz CKE)\n\n> 📋 **Orientacyjny schemat punktowania (nieoficjalny, odtworzony przez AI) (zadanie 11.3, max 1 pkt):**\n> - **1 pkt** - uczeń wyjaśnia, że: roztwór sacharozy o stężeniu ≥ 0,2 mol/l jest **hipertoniczny** w stosunku do soku komórkowego (lub: ma niższy potencjał wody / niższy potencjał osmotyczny) **ORAZ** że woda przemieszcza się z komórek do roztworu na drodze **osmozy** (przez błonę półprzepuszczalną), co powoduje kurczenie komórek i zmniejszenie objętości tkanki.\n> - **0 pkt** - brak odniesienia do osmozy lub brak wyjaśnienia kierunku ruchu wody; sama wzmianka „osmoza\" bez wyjaśnienia mechanizmu.\n> - **Akceptowane warianty:** „plazmoliza\", „odwodnienie komórek\", „odpływ wody z wakuoli\", „woda dyfunduje z wyższego do niższego stężenia przez błonę półprzepuszczalną\"\n> - **Uwagi (orientacyjne):** ❌ Nie uznaje się samego stwierdzenia „woda wychodzi z komórek\" bez podania przyczyny (osmoza / gradient potencjałów / gradient stężeń). ✅ Dopuszcza się opis przez pojęcie potencjału wody lub przez gradient stężeń - oba podejścia są równorzędne.\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> gdzie \\(\\Psi_S\\) = potencjał osmotyczny (zawsze ≤ 0), \\(\\Psi_P\\) = potencjał ciśnienia (turgor).\n>\n> **Jak użyć na maturze:** Roztwór sacharozy ma \\(\\Psi_P = 0\\) (brak ścian komórkowych) i bardzo ujemne \\(\\Psi_S\\) → niskie \\(\\Psi_W\\). Komórka turgescencyjna ma \\(\\Psi_P > 0\\), więc jej \\(\\Psi_W\\) jest wyższe → woda płynie z komórki do roztworu. **Wskaż komisji, że korzystasz z tej karty** - to pokazuje świadomość narzędzia.\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie wystarczy napisać „osmoza powoduje zmniejszenie objętości\" - klucz wymaga wyjaśnienia **dlaczego** (hipertoniczny roztwór → gradient → kierunek przepływu wody).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Pomylenie kierunku: „woda wchodzi do komórek z hipertonicznego roztworu\" - to błąd 180°! Woda zawsze płynie **od wyższego do niższego potencjału**, czyli **z komórki DO roztworu hipertonicznego**.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Myślenie, że sacharoza przenika przez błonę - **nie przenika** (jest za duża). Właśnie dlatego tworzy gradient osmotyczny i zachodzi osmoza, a nie wyrównanie przez dyfuzję sacharozy.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić **plazmolizy** (oderwanie protoplasty od ściany) z samym **zmniejszeniem objętości** - w pytaniu chodzi o efekt makroskopowy (tkanka kurczy się), którego przyczyną jest plazmoliza na poziomie komórkowym.","image":"img/biologia-2022-maj-matura-rozszerzona/zad-11.3.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":14,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2022 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 11.3. (0-1)
Wyjaśnij, dlaczego badana tkanka umieszczona w roztworze sacharozy o stężeniu
równym bądź większym od 0,2 mol/l zmniejszyła swoją objętość. W odpowiedzi
uwzględnij zjawisko osmozy.

","answer_text_html":"

11.3. (0-1)
Wymagania egzaminacyjne 2022
Wymagania ogólne
Wymaganie szczegółowe
V. Rozumowanie i argumentacja.
Zdający […] wyjaśnia zależności
przyczynowo-skutkowe […].
I. Poznanie świata organizmów na różnych
poziomach organizacji życia.
Zdający […] wyjaśnia procesy i zjawiska
biologiczne […].
II. Budowa i funkcjonowanie komórki.
Zdający:

\n
  1. wyjaśnia przebieg plazmolizy
\n

w komórkach roślinnych, odwołując się do
zjawiska osmozy.
Zasady oceniania
1 pkt - za prawidłowe wyjaśnienie, uwzględniające przyczynę - wyższe stężenie substancji
osmotycznie czynnych w roztworze zewnątrzkomórkowym niż w komórce (niższy
potencjał wody na zewnątrz komórki) oraz mechanizm - osmotyczny wypływ wody
z komórek do środowiska zewnętrznego.
0 pkt - za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
Tkanka umieszczona została w roztworze hipertonicznym, przez co osmotycznie traci
wodę.
Np. w roztworze sacharozy o stężeniu 1,0 mol/l jest większe stężenie substancji
osmotycznie czynnych niż w komórkach bulwy ziemniaka. Powoduje to dyfuzję wody do
miejsca o wyższym stężeniu substancji osmotycznie czynnych, czyli w tym przypadku
z wnętrza komórek do ich otoczenia.
Potencjał wody roztworu sacharozy o stężeniu większym niż 0,2 mol/l jest niższy od
potencjału wody roztworu w badanej tkance. Woda przepływa na drodze osmozy zgodnie
z różnicą potencjału wody, a więc z badanej tkanki (który ma wyższy potencjał wody) do
roztworu sacharozy (która ma niższy potencjał wody).
Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do występowania w roztworze
zewnątrzkomórkowym innych cukrów osmotycznie czynnych niż sacharoza.
Zadanie 12. (0-4)

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

Poprawna odpowiedź

\n

Woda przemieszcza się na drodze osmozy z komórek tkanki do roztworu sacharozy, ponieważ potencjał wody wewnątrz komórek jest wyższy niż potencjał wody otaczającego roztworu. Komórki tracą wodę → zmniejszają objętość → cała tkanka zmniejsza objętość.

\n

Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku (potencjał wody)

\n

Krok 1 - porównanie potencjałów wody:

\n

Potencjał wody opisuje wzór:
\\[\\Psi_W = \\Psi_S + \\Psi_P\\]

\n

Roztworowi sacharozy o stężeniu ≥ 0,2 mol/l odpowiada bardzo ujemny \\(\\Psi_S\\) (dużo cząsteczek sacharozy obniża potencjał osmotyczny). Potencjał wody roztworu zewnętrznego jest więc niższy (bardziej ujemny) niż potencjał wody wewnątrz komórek (gdzie stężenie osmotycznie czynnych substancji jest mniejsze niż 0,2 mol/l).

\n

Krok 2 - kierunek osmozy:

\n

Osmoza = dyfuzja wody przez błonę półprzepuszczalną (tonoplast, błona komórkowa) z obszaru o wyższym \\(\\Psi_W\\) do obszaru o niższym \\(\\Psi_W\\).

\n

$$\\Psi_W(\\text{komórka}) > \\Psi_W(\\text{roztwór}) \\implies \\text{woda płynie: komórka} \\rightarrow \\text{roztwór}$$

\n

Krok 3 - efekt utraty wody:

\n\n

Sposób 2 - Argumentacja przez gradient stężeń (model uproszczony)

\n

Nawet bez formalnego wzoru \\(\\Psi_W\\) można rozumować przez gradient stężeń:

\n

| | Wnętrze komórki | Roztwór sacharozy ≥ 0,2 mol/l |
| Stężenie substancji osmotycznych | niższe (< 0,2 mol/l) | wyższe (≥ 0,2 mol/l) |
| Stężenie (aktywność) wody | wyższe | niższe |
| Kierunek ruchu wody | ← woda wypływa | ← |

\n

Błony komórkowe są przepuszczalne dla wody, ale nieprzepuszczalne dla sacharozy (cukier disacharydowy, za duży by przejść przez aquaporyny). To definicja błony półprzepuszczalnej → spełniony warunek osmozy.

\n

Woda płynie z wyższego do niższego stężenia wody = z komórki do roztworu. Komórki odwadniają się i kurczą.

\n

Sposób 3 - Wnioskowanie z danych eksperymentalnych (metoda progowa)

\n

Zadanie podaje, że zmniejszenie objętości zachodzi przy stężeniu ≥ 0,2 mol/l. Oznacza to:

\n\n

Wniosek: Stężenie osmotyczne soku komórkowego tej tkanki odpowiada mniej niż 0,2 mol/l sacharozy. Każde stężenie zewnętrzne ≥ 0,2 mol/l jest hipertoniczne → osmoza prowadzi do utraty wody przez komórki → zmniejszenie objętości tkanki.

\n

Orientacyjny schemat punktowania (odtworzony przez AI - NIE oficjalny klucz CKE)

\n
📋 Orientacyjny schemat punktowania (nieoficjalny, odtworzony przez AI) (zadanie 11.3, max 1 pkt):
- 1 pkt - uczeń wyjaśnia, że: roztwór sacharozy o stężeniu ≥ 0,2 mol/l jest hipertoniczny w stosunku do soku komórkowego (lub: ma niższy potencjał wody / niższy potencjał osmotyczny) ORAZ że woda przemieszcza się z komórek do roztworu na drodze osmozy (przez błonę półprzepuszczalną), co powoduje kurczenie komórek i zmniejszenie objętości tkanki.
- 0 pkt - brak odniesienia do osmozy lub brak wyjaśnienia kierunku ruchu wody; sama wzmianka „osmoza" bez wyjaśnienia mechanizmu.
- Akceptowane warianty: „plazmoliza", „odwodnienie komórek", „odpływ wody z wakuoli", „woda dyfunduje z wyższego do niższego stężenia przez błonę półprzepuszczalną"
- Uwagi (orientacyjne): ❌ Nie uznaje się samego stwierdzenia „woda wychodzi z komórek" bez podania przyczyny (osmoza / gradient potencjałów / gradient stężeń). ✅ Dopuszcza się opis przez pojęcie potencjału wody lub przez gradient stężeń - oba podejścia są równorzędne.
\n

Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć

\n
📖 Karta wzorów CKE str. 4 - Potencjał wody:
\\[\\Psi_W = \\Psi_S + \\Psi_P\\]
gdzie \\(\\Psi_S\\) = potencjał osmotyczny (zawsze ≤ 0), \\(\\Psi_P\\) = potencjał ciśnienia (turgor).

Jak użyć na maturze: Roztwór sacharozy ma \\(\\Psi_P = 0\\) (brak ścian komórkowych) i bardzo ujemne \\(\\Psi_S\\) → niskie \\(\\Psi_W\\). Komórka turgescencyjna ma \\(\\Psi_P > 0\\), więc jej \\(\\Psi_W\\) jest wyższe → woda płynie z komórki do roztworu. Wskaż komisji, że korzystasz z tej karty - to pokazuje świadomość narzędzia.
\n

Typowe pułapki i uwaga

\n
⚠️ Uwaga: Nie wystarczy napisać „osmoza powoduje zmniejszenie objętości" - klucz wymaga wyjaśnienia dlaczego (hipertoniczny roztwór → gradient → kierunek przepływu wody).
\n
⚠️ Uwaga: Pomylenie kierunku: „woda wchodzi do komórek z hipertonicznego roztworu" - to błąd 180°! Woda zawsze płynie od wyższego do niższego potencjału, czyli z komórki DO roztworu hipertonicznego.
\n
⚠️ Uwaga: Myślenie, że sacharoza przenika przez błonę - nie przenika (jest za duża). Właśnie dlatego tworzy gradient osmotyczny i zachodzi osmoza, a nie wyrównanie przez dyfuzję sacharozy.
\n
⚠️ Uwaga: Nie mylić plazmolizy (oderwanie protoplasty od ściany) z samym zmniejszeniem objętości - w pytaniu chodzi o efekt makroskopowy (tkanka kurczy się), którego przyczyną jest plazmoliza na poziomie komórkowym.
"},{"source":"zadaniazmatur","label":"zadaniazmatur.pl","kind":"text","html":"

Tkanka umieszczona została w roztworze hipertonicznym, przez co osmotycznie traci wodę.

"}]}