{"id":"biologia-2023-maj-matura-rozszerzona/zad/10","paper_id":"biologia-2023-maj-matura-rozszerzona","number":"10","points":3,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2023,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 10.\nUkład oddechowy człowieka tworzą drogi oddechowe oraz płuca. Tchawica (rysunek A)\nstanowi odcinek dolnych dróg oddechowych. Pierścienie obecne w ścianie tchawicy mają\nkształt podkowiasty.\nU owadów tlen do komórek ciała jest dostarczany przez układ tchawkowy. Tchawki\n(rysunek B) stanowią kanały powietrzne, których ścianę tworzy nabłonek będący\nprzedłużeniem epidermy pokrywającej ciało owada. Ten nabłonek wytwarza pokrytą\nwoskami kutykularną wyściółkę tchawki, w której można wyróżnić takie same warstwy jak\nw kutykuli tworzącej szkielet zewnętrzny owada. Na przekroju tchawki są widoczne\npierścieniowe zgrubienia kutykuli.\nNa podstawie: B.S. Beckett, Biology: A Modern Introduction, Oxford 1978;\nred. M. Maćkowiak, A. Michalak, Biologia. Jedność i różnorodność, Warszawa 2008.\npierścień tchawicy\nprzełyk\ntchawica\nA\ntracheola\nprzekrój przez\ntchawkę\n(w powiększeniu)\nB\nMBIP-R0_100","answer":null,"answer_text":null,"solution":"Odpowiedź: **10.1.** - **Białko** w pierścieniach tchawicy człowieka: **kolagen** (główny składnik **chrząstki szklistej** budującej pierścienie). Chrząstka jest zbudowana z chondrocytów + macierzy bogatej w **kolagen typu II** + proteoglikany. - **Polisacharyd** w tchawkach owadów: **chityna** — polimer N-acetyloglukozaminy. Główny składnik **kutykuli owadów** (egzoszkielet + wyściółka tchawek). Zapewnia sztywność i ochronę przed urazami. **10.2.** Tchawica człowieka rozpoczyna się bezpośrednio za **krtanią**, a na dolnym końcu dzieli się na **oskrzela główne** (lewe + prawe). **Anatomia drogi powietrza**: - Nozdrza → jama nosowa → gardło → **krtań** (struny głosowe) → **tchawica** (~10-12 cm) → **oskrzela główne** → oskrzela płatowe → oskrzeliki → pęcherzyki płucne. **10.3.** **C — bronchoskopia**. **Uzasadnienie**: - **Bronchoskopia** = badanie endoskopowe z wprowadzeniem **kamery na giętkim wężu** (bronchoskop) przez nos/usta → tchawica → oskrzela. Pozwala **wzrokowo ocenić** błonę śluzową **w czasie rzeczywistym** + pobierać biopsje. - **A. Spirometria** = pomiar pojemności i przepływu powietrza w płucach (zmienne fizyczne), NIE wzrokowa ocena. - **B. RTG klatki piersiowej** = obraz radiograficzny (statyczny), pokazuje strukturę kostną + zmiany w płucach, NIE śluzówkę tchawicy w czasie rzeczywistym. - **D. Gastroskopia** = endoskopia przewodu pokarmowego (przełyk, żołądek), NIE drogi oddechowej.\n\nStrony arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — kolagen vs chityna\n\nCecha | Kolagen | Chityna\nTyp związku | Białko | Polisacharyd\nMonomer | Aminokwasy (Gly, Pro, hydroksy-Pro) | N-acetyloglukozamina\nFunkcja | Białko strukturalne (chrząstka, kości, skóra) | Egzoszkielet bezkręgowców, grzyby\nStruktura | Potrójna helisa, włókna | Polimer liniowy, włókna\nLokalizacja | Tkanka łączna, chrząstka, pierścienie tchawicy | Pancerze owadów, skorupy raków, ściany grzybów, tchawki owadów\n\nKlucz: kolagen u kręgowców, chityna u bezkręgowców (stawonogi) + grzybów. Oba są strukturalnymi szkieletami biologicznymi.\n\nKlucz pojęciowy — anatomia układu oddechowego człowieka\n\nElement | Funkcja | Cechy\nNos | Filtracja, ogrzanie, nawilżenie powietrza | Włosy, śluzówka\nGardło (pharynx) | Wspólne dla pokarmu i powietrza | Rozdzielenie do krtani i przełyku\nKrtań (larynx) | Strunny głosowe, ochrona dróg oddechowych | Chrzęstki: tarczowata (jabłko Adama), pierścieniowata, nalewkowate\nTchawica (trachea) | Transport powietrza | ~10-12 cm, ~16-20 pierścieni chrząstkowych w kształcie podkowy\nOskrzela główne | Wejście do płuca | 2 sztuki: lewe (cieńsze, ostrzejszy kąt) + prawe (grubsze, prostsze)\nOskrzela płatowe | Wnikanie w płaty | Prawe 3, lewe 2\nOskrzeliki | Drobne odgałęzienia | Bez chrząstki, gładka mięśniówka\nPęcherzyki | Wymiana gazowa | ~300-500 mln, powierzchnia ~70 m²\n\nMechanizm: dlaczego podkowiaste pierścienie?\n\nPierścienie tchawicy mają kształt podkowy (C, otwarte z tyłu), a nie pełne O:\n- Otwarta tylna strona zwrócona ku przełykowi (za tchawicą).\n- Gdy połykasz duży kęs jedzenia, przełyk się rozszerza → wpycha tylną ścianę tchawicy do przodu.\n- Pełne pierścienie uniemożliwiłyby przełykanie dużych kęsów.\n- Tylna ściana tchawicy = mięsień gładki + tkanka łączna (elastyczna).\n\nTe pierścienie zapobiegają zapadnięciu tchawicy podczas wdechu (podciśnienie chce ją zacisnąć).\n\nKlucz pojęciowy — diagnostyka dróg oddechowych\n\nMetoda | Funkcja | Mechanizm\nSpirometria | Pojemność płuc, przepływ | Pacjent dmucha do urządzenia → krzywe\nRTG klatki piersiowej | Strukturalne zmiany (pneumonia, guzy, złamania) | Promieniowanie X, obraz statyczny\nTomografia CT | Szczegółowa anatomia, niewielkie zmiany | Promienie X w wielu projekcjach\nBronchoskopia | Wzrokowa ocena błony śluzowej, biopsje | Endoskop z kamerą do tchawicy/oskrzeli\nPET | Aktywność metaboliczna (guzy) | Radioizotop + obrazowanie\nGazometria | O₂/CO₂ we krwi | Pomiar krwi tętniczej\n\nBronchoskopia = jedyna metoda w czasie rzeczywistym + wzrokowa.\n\nPunktacja CKE\n\n- 10.1. 1 pkt — kolagen + chityna.\n- 10.2. 1 pkt — krtań + oskrzela główne.\n- 10.3. 1 pkt — C.\n- Suma: 3 pkt.\n\nPo co to umieć\n\nTchawica człowieka — interesujące fakty:\n- ~10-12 cm długości.\n- ~16-20 pierścieni chrząstkowych w kształcie podkowy.\n- Średnica ~2 cm.\n- Pokryta nabłonkiem migawkowym (rzęskowym) — porusza śluz w górę (clearance mucosa, \"drabina rzęskowa\") → wyrzucanie zanieczyszczeń, pyłów, bakterii.\n\nBronchoskopia w medycynie:\n- Diagnostyka raka płuca — pobieranie biopsji.\n- Usuwanie ciał obcych (drobne przedmioty zassane przez dzieci).\n- Płukanie oskrzelowo-pęcherzykowe (BAL) — pobieranie próbek z głębi płuc do badań mikrobiologicznych.\n- Stentowanie — udrażnianie zwężeń w drogach oddechowych.\n\nTchawki owadów vs tchawica człowieka:\n- Tchawki NIE prowadzą do worków/płuc — kończą się tracheolami dochodzącymi bezpośrednio do komórek.\n- Owady oddychają bez krwi (hemolimfa nie transportuje O₂).\n- Otwarcie tchawek = przetchlinki (spirakule) na bokach ciała.\n- Wymiana gazowa dyfuzją — efektywna tylko na małe odległości → wyjaśnia, dlaczego owady są niewielkie.\n\nChityna — drugie najczęstsze (po celulozie) biopolimer na Ziemi. Występuje w:\n- Pancerzach skorupiaków, owadów, pajęczaków.\n- Ścianach komórkowych grzybów (zamiast celulozy roślin).\n- Kałamarnicach (gladius — wewnętrzny \"szkielet\").\n\nKomercyjne wykorzystanie chityny: opatrunki gojące, suplementy diety (chitozan = pochodna chityny), filtry uzdatniania wody.\n\nTypowy błąd: Pułapka 10.1 — odpowiedź \"keratyna\" zamiast kolagenu. Keratyna = włosy, paznokcie, naskórek; NIE chrząstka. Pułapka 10.1 — odpowiedź \"celuloza\" zamiast chityny. Celuloza = ściany komórkowe **roślin**; chityna = stawonogi + grzyby. Pułapka 10.2 — pomylenie krtani z gardłem. **Krtań** = narząd ze strunami głosowymi (głośnia), pod gardłem. **Gardło** = wspólne przejście dla pokarmu i powietrza. Tchawica wychodzi z **krtani**, nie gardła. Pułapka 10.2 — wybór oskrzeliki zamiast oskrzeli głównych. Oskrzeliki = MAŁE odgałęzienia w głębi płuc. **Tchawica** dzieli się na **2 duże oskrzela główne** (do lewego i prawego płuca). Pułapka 10.3 — wybór B (RTG). RTG **NIE pokazuje** w czasie rzeczywistym + nie pokazuje **śluzówki** (tylko strukturalne zmiany). Tylko **bronchoskopia** spełnia oba kryteria.","image":"img/biologia-2023-maj-matura-rozszerzona/zad-10.webp","solution_image":null,"topics":"układ oddechowy, tchawica, tchawki, kolagen, chityna, bronchoskopia","page_from":16,"source":"maturaonline","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2023 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 10.<br>Układ oddechowy człowieka tworzą drogi oddechowe oraz płuca. Tchawica (rysunek A)<br>stanowi odcinek dolnych dróg oddechowych. Pierścienie obecne w ścianie tchawicy mają<br>kształt podkowiasty.<br>U owadów tlen do komórek ciała jest dostarczany przez układ tchawkowy. Tchawki<br>(rysunek B) stanowią kanały powietrzne, których ścianę tworzy nabłonek będący<br>przedłużeniem epidermy pokrywającej ciało owada. Ten nabłonek wytwarza pokrytą<br>woskami kutykularną wyściółkę tchawki, w której można wyróżnić takie same warstwy jak<br>w kutykuli tworzącej szkielet zewnętrzny owada. Na przekroju tchawki są widoczne<br>pierścieniowe zgrubienia kutykuli.<br>Na podstawie: B.S. Beckett, Biology: A Modern Introduction, Oxford 1978;<br>red. M. Maćkowiak, A. Michalak, Biologia. Jedność i różnorodność, Warszawa 2008.<br>pierścień tchawicy<br>przełyk<br>tchawica<br>A<br>tracheola<br>przekrój przez<br>tchawkę<br>(w powiększeniu)<br>B<br>MBIP-R0_100</p>","solutions":[{"source":"maturaonline","label":"matura-online.pl","kind":"text","html":"<p>Odpowiedź: <strong>10.1.</strong> - <strong>Białko</strong> w pierścieniach tchawicy człowieka: <strong>kolagen</strong> (główny składnik <strong>chrząstki szklistej</strong> budującej pierścienie). Chrząstka jest zbudowana z chondrocytów + macierzy bogatej w <strong>kolagen typu II</strong> + proteoglikany. - <strong>Polisacharyd</strong> w tchawkach owadów: <strong>chityna</strong> — polimer N-acetyloglukozaminy. Główny składnik <strong>kutykuli owadów</strong> (egzoszkielet + wyściółka tchawek). Zapewnia sztywność i ochronę przed urazami. <strong>10.2.</strong> Tchawica człowieka rozpoczyna się bezpośrednio za <strong>krtanią</strong>, a na dolnym końcu dzieli się na <strong>oskrzela główne</strong> (lewe + prawe). <strong>Anatomia drogi powietrza</strong>: - Nozdrza → jama nosowa → gardło → <strong>krtań</strong> (struny głosowe) → <strong>tchawica</strong> (~10-12 cm) → <strong>oskrzela główne</strong> → oskrzela płatowe → oskrzeliki → pęcherzyki płucne. <strong>10.3.</strong> <strong>C — bronchoskopia</strong>. <strong>Uzasadnienie</strong>: - <strong>Bronchoskopia</strong> = badanie endoskopowe z wprowadzeniem <strong>kamery na giętkim wężu</strong> (bronchoskop) przez nos/usta → tchawica → oskrzela. Pozwala <strong>wzrokowo ocenić</strong> błonę śluzową <strong>w czasie rzeczywistym</strong> + pobierać biopsje. - <strong>A. Spirometria</strong> = pomiar pojemności i przepływu powietrza w płucach (zmienne fizyczne), NIE wzrokowa ocena. - <strong>B. RTG klatki piersiowej</strong> = obraz radiograficzny (statyczny), pokazuje strukturę kostną + zmiany w płucach, NIE śluzówkę tchawicy w czasie rzeczywistym. - <strong>D. Gastroskopia</strong> = endoskopia przewodu pokarmowego (przełyk, żołądek), NIE drogi oddechowej.</p>\n<p>Strony arkusza CKE z trescia zadania</p>\n<p>Klucz pojęciowy — kolagen vs chityna</p>\n<p>Cecha | Kolagen | Chityna<br>Typ związku | Białko | Polisacharyd<br>Monomer | Aminokwasy (Gly, Pro, hydroksy-Pro) | N-acetyloglukozamina<br>Funkcja | Białko strukturalne (chrząstka, kości, skóra) | Egzoszkielet bezkręgowców, grzyby<br>Struktura | Potrójna helisa, włókna | Polimer liniowy, włókna<br>Lokalizacja | Tkanka łączna, chrząstka, pierścienie tchawicy | Pancerze owadów, skorupy raków, ściany grzybów, tchawki owadów</p>\n<p>Klucz: kolagen u kręgowców, chityna u bezkręgowców (stawonogi) + grzybów. Oba są strukturalnymi szkieletami biologicznymi.</p>\n<p>Klucz pojęciowy — anatomia układu oddechowego człowieka</p>\n<p>Element | Funkcja | Cechy<br>Nos | Filtracja, ogrzanie, nawilżenie powietrza | Włosy, śluzówka<br>Gardło (pharynx) | Wspólne dla pokarmu i powietrza | Rozdzielenie do krtani i przełyku<br>Krtań (larynx) | Strunny głosowe, ochrona dróg oddechowych | Chrzęstki: tarczowata (jabłko Adama), pierścieniowata, nalewkowate<br>Tchawica (trachea) | Transport powietrza | ~10-12 cm, ~16-20 pierścieni chrząstkowych w kształcie podkowy<br>Oskrzela główne | Wejście do płuca | 2 sztuki: lewe (cieńsze, ostrzejszy kąt) + prawe (grubsze, prostsze)<br>Oskrzela płatowe | Wnikanie w płaty | Prawe 3, lewe 2<br>Oskrzeliki | Drobne odgałęzienia | Bez chrząstki, gładka mięśniówka<br>Pęcherzyki | Wymiana gazowa | ~300-500 mln, powierzchnia ~70 m²</p>\n<p>Mechanizm: dlaczego podkowiaste pierścienie?</p>\n<p>Pierścienie tchawicy mają kształt podkowy (C, otwarte z tyłu), a nie pełne O:</p>\n<ul><li>Otwarta tylna strona zwrócona ku przełykowi (za tchawicą).</li><li>Gdy połykasz duży kęs jedzenia, przełyk się rozszerza → wpycha tylną ścianę tchawicy do przodu.</li><li>Pełne pierścienie uniemożliwiłyby przełykanie dużych kęsów.</li><li>Tylna ściana tchawicy = mięsień gładki + tkanka łączna (elastyczna).</li></ul>\n<p>Te pierścienie zapobiegają zapadnięciu tchawicy podczas wdechu (podciśnienie chce ją zacisnąć).</p>\n<p>Klucz pojęciowy — diagnostyka dróg oddechowych</p>\n<p>Metoda | Funkcja | Mechanizm<br>Spirometria | Pojemność płuc, przepływ | Pacjent dmucha do urządzenia → krzywe<br>RTG klatki piersiowej | Strukturalne zmiany (pneumonia, guzy, złamania) | Promieniowanie X, obraz statyczny<br>Tomografia CT | Szczegółowa anatomia, niewielkie zmiany | Promienie X w wielu projekcjach<br>Bronchoskopia | Wzrokowa ocena błony śluzowej, biopsje | Endoskop z kamerą do tchawicy/oskrzeli<br>PET | Aktywność metaboliczna (guzy) | Radioizotop + obrazowanie<br>Gazometria | O₂/CO₂ we krwi | Pomiar krwi tętniczej</p>\n<p>Bronchoskopia = jedyna metoda w czasie rzeczywistym + wzrokowa.</p>\n<p>Punktacja CKE</p>\n<ul><li>10.1. 1 pkt — kolagen + chityna.</li><li>10.2. 1 pkt — krtań + oskrzela główne.</li><li>10.3. 1 pkt — C.</li><li>Suma: 3 pkt.</li></ul>\n<p>Po co to umieć</p>\n<p>Tchawica człowieka — interesujące fakty:</p>\n<ul><li>~10-12 cm długości.</li><li>~16-20 pierścieni chrząstkowych w kształcie podkowy.</li><li>Średnica ~2 cm.</li><li>Pokryta nabłonkiem migawkowym (rzęskowym) — porusza śluz w górę (clearance mucosa, &quot;drabina rzęskowa&quot;) → wyrzucanie zanieczyszczeń, pyłów, bakterii.</li></ul>\n<p>Bronchoskopia w medycynie:</p>\n<ul><li>Diagnostyka raka płuca — pobieranie biopsji.</li><li>Usuwanie ciał obcych (drobne przedmioty zassane przez dzieci).</li><li>Płukanie oskrzelowo-pęcherzykowe (BAL) — pobieranie próbek z głębi płuc do badań mikrobiologicznych.</li><li>Stentowanie — udrażnianie zwężeń w drogach oddechowych.</li></ul>\n<p>Tchawki owadów vs tchawica człowieka:</p>\n<ul><li>Tchawki NIE prowadzą do worków/płuc — kończą się tracheolami dochodzącymi bezpośrednio do komórek.</li><li>Owady oddychają bez krwi (hemolimfa nie transportuje O₂).</li><li>Otwarcie tchawek = przetchlinki (spirakule) na bokach ciała.</li><li>Wymiana gazowa dyfuzją — efektywna tylko na małe odległości → wyjaśnia, dlaczego owady są niewielkie.</li></ul>\n<p>Chityna — drugie najczęstsze (po celulozie) biopolimer na Ziemi. Występuje w:</p>\n<ul><li>Pancerzach skorupiaków, owadów, pajęczaków.</li><li>Ścianach komórkowych grzybów (zamiast celulozy roślin).</li><li>Kałamarnicach (gladius — wewnętrzny &quot;szkielet&quot;).</li></ul>\n<p>Komercyjne wykorzystanie chityny: opatrunki gojące, suplementy diety (chitozan = pochodna chityny), filtry uzdatniania wody.</p>\n<p>Typowy błąd: Pułapka 10.1 — odpowiedź &quot;keratyna&quot; zamiast kolagenu. Keratyna = włosy, paznokcie, naskórek; NIE chrząstka. Pułapka 10.1 — odpowiedź &quot;celuloza&quot; zamiast chityny. Celuloza = ściany komórkowe <strong>roślin</strong>; chityna = stawonogi + grzyby. Pułapka 10.2 — pomylenie krtani z gardłem. <strong>Krtań</strong> = narząd ze strunami głosowymi (głośnia), pod gardłem. <strong>Gardło</strong> = wspólne przejście dla pokarmu i powietrza. Tchawica wychodzi z <strong>krtani</strong>, nie gardła. Pułapka 10.2 — wybór oskrzeliki zamiast oskrzeli głównych. Oskrzeliki = MAŁE odgałęzienia w głębi płuc. <strong>Tchawica</strong> dzieli się na <strong>2 duże oskrzela główne</strong> (do lewego i prawego płuca). Pułapka 10.3 — wybór B (RTG). RTG <strong>NIE pokazuje</strong> w czasie rzeczywistym + nie pokazuje <strong>śluzówki</strong> (tylko strukturalne zmiany). Tylko <strong>bronchoskopia</strong> spełnia oba kryteria.</p>"}]}