{"id":"biologia-2023-maj-matura-rozszerzona/zad/7.1","paper_id":"biologia-2023-maj-matura-rozszerzona","number":"7.1","points":2,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2023,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 7.1. (0-2)\nWyjaśnij, dlaczego wymiana gazowa w płucach płazów jest mniej efektywna niż\nw płucach ssaków. W odpowiedzi uwzględnij dwie różnice między wymienionymi\ngromadami: jedną w budowie płuc i jedną w mechanizmie ich wentylacji.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 7.1. (0-2)\nWymaganie ogólne\nWymagania szczegółowe\nIV. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów\nbiologicznych. Zdający:\n1) interpretuje informacje i wyjaśnia związki\nprzyczynowo-skutkowe między procesami\ni zjawiskami […].\nXI. Funkcjonowanie zwierząt.\n2. Porównanie poszczególnych czynności\nżyciowych zwierząt, z uwzględnieniem\nstruktur odpowiedzialnych za ich\nprzeprowadzanie.\n3) Wymiana gazowa i krążenie. Zdający:\nd) porównuje […] budowę płuc gromad\nkręgowców,\nf ) wyjaśnia mechanizm wentylacji płuc\nu płazów […] i ssaków.\nZasady oceniania\n2 pkt - za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające różnice:\n• w budowie płuc - płuca płazów są workowate / słabo pofałdowane / nie mają\npęcherzyków, a więc mają mniejszą powierzchnię w porównaniu do\npęcherzykowatych / silnie pofałdowanych / mających pęcherzyki płuc ssaków ORAZ\n• w mechanizmie wentylacji płuc - zmiany objętości klatki piersiowej u ssaków\nzapewniają bardziej wydajną wentylację w porównaniu z płazami, które nie mają\nklatki piersiowej / wentylują płuca za pomocą ruchów dna jamy gębowo-gardzielowej.\n1 pkt - za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające różnice:\n• w budowie płuc - płuca płazów są workowate / słabo pofałdowane / nie mają\npęcherzyków, a więc mają mniejszą powierzchnię w porównaniu do\npęcherzykowatych / silnie pofałdowanych / mających pęcherzyki płuc ssaków ALBO\n• w mechanizmie wentylacji płuc - zmiany objętości klatki piersiowej u ssaków\nzapewniają bardziej wydajną wentylację w porównaniu z płazami, które nie mają\nklatki piersiowej / wentylują płuca za pomocą ruchów dna jamy gębowo-gardzielowej.\n0 pkt - za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.\nPrzykładowe rozwiązania\nPłazy mają płuca workowe, o mniejszym stosunku powierzchni do objętości niż ssaki,\nktóre mają pęcherzykowate płuca. Płazy nie mają klatki piersiowej, którą mają ssaki,\na której ruchy umożliwiają efektywne przeprowadzanie wdechu i wydechu.\nPłazy mają workowate płuca o mniejszej powierzchni, a ssaki mają płuca o budowie\npęcherzykowej i mają większą powierzchnię wymiany gazowej. Płazy prowadzą\nwentylację za pomocą ruchów dna jamy gębowej, a ssaki - za pomocą mięśni\nmiędzyżebrowych wymuszających ruchy klatki piersiowej, i dlatego ssaki wymieniają\nwięcej powietrza niż płazy.\nPłuca płazów są słabiej pofałdowane niż płuca ssaków i dlatego mają mniejszą\npowierzchnię. Płazy, w przeciwieństwie do ssaków, nie mają klatki piersiowej, dlatego\nwentylację płuc zapewniają ruchy dna jamy gębowo-gardzielowej, które są mniej wydajne\nniż zmiany objętości klatki piersiowej.\nPłazy mają workowate płuca, a wentylacja odbywa się przy udziale ruchów jamy gębowo-\n-gardzielowej, co jest mniej efektywne niż pęcherzykowate płuca ssaków o dużej\npowierzchni oraz ruchy klatki piersiowej i przepony.\nUwagi:\nUznaje się odpowiedzi odnoszące się do różnicy w mechanizmie wentylacji w postaci\ntłoczenia powietrza do płuc u płazów i zasysania powietrza do płuc przez ssaki, np. „Płazy\nwentylują płuca poprzez wtłaczanie powietrza, a ssaki zasysają powietrze”.\nNie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do mieszania się powietrza wdychanego\ni wydychanego, np. „U ssaków w mniejszym stopniu niż u płazów miesza się powietrze\nwdychane i wydychane”.","solution":"**Różnica 1 — budowa płuc**: - **Płaza**: płuca to **proste, workowate uchyłki** z niewielkimi pofałdowaniami wewnętrznymi → **mała powierzchnia** wymiany gazowej. - **Ssaka**: płuca **wielokrotnie pofałdowane** w pęcherzyki (alveole) — u człowieka ~300-500 mln pęcherzyków → **ogromna powierzchnia ~70-100 m²**. Skutek: powierzchnia wymiany gazowej u ssaka jest **setki razy większa** → więcej O₂ przechodzi na jednostkę objętości płuc. **Różnica 2 — mechanizm wentylacji**: - **Płaza**: wentylacja **dotłaczająca** (positive pressure) — płaz **wtłacza** powietrze do płuc ruchami dna jamy gębowej (gardło \"pompuje\" powietrze do płuc). Mała objętość + nieregularna częstotliwość. - **Ssaka**: wentylacja **zasysająca** (negative pressure) — **przepona** + mięśnie międzyżebrowe rozszerzają klatkę piersiową → podciśnienie w opłucnej → powietrze **zasysane** przez nos/usta. Wymiana płynna i pełna, ~12-20 oddechów/min, kilka litrów/min. Skutek: większe i regularniejsze obroty powietrza w płucach ssaka → efektywniejsze nasycenie krwi O₂.","image":"img/biologia-2023-maj-matura-rozszerzona/zad-7.1.webp","solution_image":null,"topics":"anatomia, fizjologia, płazy, oddychanie, płuca, skóra, osmoregulacja, mocznik","page_from":13,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2023 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 7.1. (0-2)<br>Wyjaśnij, dlaczego wymiana gazowa w płucach płazów jest mniej efektywna niż<br>w płucach ssaków. W odpowiedzi uwzględnij dwie różnice między wymienionymi<br>gromadami: jedną w budowie płuc i jedną w mechanizmie ich wentylacji.</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 7.1. (0-2)<br>Wymaganie ogólne<br>Wymagania szczegółowe<br>IV. Rozumowanie i zastosowanie nabytej<br>wiedzy do rozwiązywania problemów<br>biologicznych. Zdający:</p>\n<ol><li>interpretuje informacje i wyjaśnia związki</li></ol>\n<p>przyczynowo-skutkowe między procesami<br>i zjawiskami […].<br>XI. Funkcjonowanie zwierząt.</p>\n<ol><li>Porównanie poszczególnych czynności</li></ol>\n<p>życiowych zwierząt, z uwzględnieniem<br>struktur odpowiedzialnych za ich<br>przeprowadzanie.</p>\n<ol><li>Wymiana gazowa i krążenie. Zdający:</li></ol>\n<p>d) porównuje […] budowę płuc gromad<br>kręgowców,<br>f ) wyjaśnia mechanizm wentylacji płuc<br>u płazów […] i ssaków.<br>Zasady oceniania<br>2 pkt - za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające różnice:<br>• w budowie płuc - płuca płazów są workowate / słabo pofałdowane / nie mają<br>pęcherzyków, a więc mają mniejszą powierzchnię w porównaniu do<br>pęcherzykowatych / silnie pofałdowanych / mających pęcherzyki płuc ssaków ORAZ<br>• w mechanizmie wentylacji płuc - zmiany objętości klatki piersiowej u ssaków<br>zapewniają bardziej wydajną wentylację w porównaniu z płazami, które nie mają<br>klatki piersiowej / wentylują płuca za pomocą ruchów dna jamy gębowo-gardzielowej.<br>1 pkt - za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające różnice:<br>• w budowie płuc - płuca płazów są workowate / słabo pofałdowane / nie mają<br>pęcherzyków, a więc mają mniejszą powierzchnię w porównaniu do<br>pęcherzykowatych / silnie pofałdowanych / mających pęcherzyki płuc ssaków ALBO<br>• w mechanizmie wentylacji płuc - zmiany objętości klatki piersiowej u ssaków<br>zapewniają bardziej wydajną wentylację w porównaniu z płazami, które nie mają<br>klatki piersiowej / wentylują płuca za pomocą ruchów dna jamy gębowo-gardzielowej.<br>0 pkt - za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.<br>Przykładowe rozwiązania<br>Płazy mają płuca workowe, o mniejszym stosunku powierzchni do objętości niż ssaki,<br>które mają pęcherzykowate płuca. Płazy nie mają klatki piersiowej, którą mają ssaki,<br>a której ruchy umożliwiają efektywne przeprowadzanie wdechu i wydechu.<br>Płazy mają workowate płuca o mniejszej powierzchni, a ssaki mają płuca o budowie<br>pęcherzykowej i mają większą powierzchnię wymiany gazowej. Płazy prowadzą<br>wentylację za pomocą ruchów dna jamy gębowej, a ssaki - za pomocą mięśni<br>międzyżebrowych wymuszających ruchy klatki piersiowej, i dlatego ssaki wymieniają<br>więcej powietrza niż płazy.<br>Płuca płazów są słabiej pofałdowane niż płuca ssaków i dlatego mają mniejszą<br>powierzchnię. Płazy, w przeciwieństwie do ssaków, nie mają klatki piersiowej, dlatego<br>wentylację płuc zapewniają ruchy dna jamy gębowo-gardzielowej, które są mniej wydajne<br>niż zmiany objętości klatki piersiowej.<br>Płazy mają workowate płuca, a wentylacja odbywa się przy udziale ruchów jamy gębowo-<br>-gardzielowej, co jest mniej efektywne niż pęcherzykowate płuca ssaków o dużej<br>powierzchni oraz ruchy klatki piersiowej i przepony.<br>Uwagi:<br>Uznaje się odpowiedzi odnoszące się do różnicy w mechanizmie wentylacji w postaci<br>tłoczenia powietrza do płuc u płazów i zasysania powietrza do płuc przez ssaki, np. „Płazy<br>wentylują płuca poprzez wtłaczanie powietrza, a ssaki zasysają powietrze”.<br>Nie uznaje się odpowiedzi odnoszących się do mieszania się powietrza wdychanego<br>i wydychanego, np. „U ssaków w mniejszym stopniu niż u płazów miesza się powietrze<br>wdychane i wydychane”.</p>","solutions":[{"source":"maturaonline","label":"matura-online.pl","kind":"text","html":"<p><strong>Różnica 1 — budowa płuc</strong>: - <strong>Płaza</strong>: płuca to <strong>proste, workowate uchyłki</strong> z niewielkimi pofałdowaniami wewnętrznymi → <strong>mała powierzchnia</strong> wymiany gazowej. - <strong>Ssaka</strong>: płuca <strong>wielokrotnie pofałdowane</strong> w pęcherzyki (alveole) — u człowieka ~300-500 mln pęcherzyków → <strong>ogromna powierzchnia ~70-100 m²</strong>. Skutek: powierzchnia wymiany gazowej u ssaka jest <strong>setki razy większa</strong> → więcej O₂ przechodzi na jednostkę objętości płuc. <strong>Różnica 2 — mechanizm wentylacji</strong>: - <strong>Płaza</strong>: wentylacja <strong>dotłaczająca</strong> (positive pressure) — płaz <strong>wtłacza</strong> powietrze do płuc ruchami dna jamy gębowej (gardło &quot;pompuje&quot; powietrze do płuc). Mała objętość + nieregularna częstotliwość. - <strong>Ssaka</strong>: wentylacja <strong>zasysająca</strong> (negative pressure) — <strong>przepona</strong> + mięśnie międzyżebrowe rozszerzają klatkę piersiową → podciśnienie w opłucnej → powietrze <strong>zasysane</strong> przez nos/usta. Wymiana płynna i pełna, ~12-20 oddechów/min, kilka litrów/min. Skutek: większe i regularniejsze obroty powietrza w płucach ssaka → efektywniejsze nasycenie krwi O₂.</p>"},{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź</h4>\n<p><strong>Budowa:</strong> Płuca płazów mają prostą, workowatą budowę z gładkimi lub słabo pofałdowanymi ścianami → mała powierzchnia wymiany gazowej. Płuca ssaków mają liczne pęcherzyki płucne (<em>alveoli</em>) → bardzo duża powierzchnia wymiany.</p>\n<p><strong>Wentylacja:</strong> Płazy wentylują płuca mechanizmem tłoczącym (dodatnie ciśnienie - pompowanie gardłem). Ssaki - mechanizmem aspiracyjnym (ujemne ciśnienie - skurcz przepony i mięśni międzyżebrowych).</p>\n<h4>Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku</h4>\n<h5>Różnica 1 - Budowa płuc</h5>\n<p>| Cecha | Płazy | Ssaki |<br>| Typ płuca | workowate (proste saki) | pęcherzykowe |<br>| Ściany | gładkie lub słabo pofałdowane | wyścielone milionami pęcherzyków płucnych |<br>| Powierzchnia wymiany | mała (kilkadziesiąt cm²) | ogromna (człowiek: ~70 m²) |<br>| Stopień unaczynienia | słabe | bardzo bogate |</p>\n<p><strong>Dlaczego to obniża efektywność?</strong> Wymiana gazowa przebiega przez dyfuzję i jej szybkość jest wprost proporcjonalna do powierzchni dyfuzji (prawo Ficka). Im mniejsza powierzchnia, tym mniej \\(\\text{O}_2\\) może przejść do krwi w jednostce czasu.</p>\n<h5>Różnica 2 - Mechanizm wentylacji</h5>\n<p><strong>Płazy - mechanizm tłoczący (buccal pumping, ciśnienie dodatnie):</strong></p>\n<ol><li>Otwierają nozdrza, opuszczają dno jamy gębowej → powietrze wpada do jamy gębowej</li><li>Zamykają nozdrza, unoszą dno jamy gębowej → powietrze jest <strong>wtłaczane</strong> do płuc pod ciśnieniem dodatnim</li><li>Glottis (szpara głośni) zamyka się</li><li>Powietrze wychodzi biernie (sprężystość płuc)</li></ol>\n<p><strong>Problem:</strong> Mechanizm jest mało precyzyjny - powietrze zużyte (bogate w \\(\\ce{CO2}\\)) miesza się z nowym w jamie gębowej → <strong>wentylacja jest niepełna</strong>.</p>\n<p><strong>Ssaki - mechanizm aspiracyjny (ciśnienie ujemne):</strong></p>\n<ol><li>Skurcz przepony + mięśni zewnętrznych międzyżebrowych → rozszerzenie klatki piersiowej → ciśnienie w płucach <strong>spada poniżej atmosferycznego</strong></li><li>Powietrze <strong>wciągane</strong> jest bezpośrednio do płuc (brak mieszania)</li><li>Rozkurcz mięśni → bierne opróżnianie</li></ol>\n<p><strong>Efekt:</strong> Pełna wymiana powietrza z każdym wdechem - wysoki gradient stężeń \\(\\ce{O2}/\\ce{CO2}\\) utrzymany przez cały czas.</p>\n<h4>Sposób 2 - Porównanie przez analogię fizyczną (prawo Ficka + gradient stężeń)</h4>\n<p>Szybkość dyfuzji gazu przez błonę wyraża się wzorem:</p>\n<p>\\[<br>J = D \\cdot A \\cdot \\frac{\\Delta c}{\\Delta x}<br>\\]</p>\n<p>gdzie: \\(A\\) = powierzchnia, \\(\\Delta c\\) = gradient stężeń, \\(\\Delta x\\) = grubość błony.</p>\n<p><strong>Płazy mają problemy z oboma czynnikami:</strong></p>\n<ol><li><strong>\\(A\\) - mała powierzchnia</strong> → workowate płuca bez pęcherzyków → \\(J\\) małe</li><li><strong>\\(\\Delta c\\) - mały gradient stężeń</strong> → mechanizm tłoczący miesza powietrze stare z nowym → stężenie \\(\\ce{O2}\\) w płucach płaza jest niższe niż u ssaka po wdechu → gradient \\(\\Delta c\\) między powietrzem a krwią jest mniejszy → dyfuzja wolniejsza</li></ol>\n<p>Ssaki: duże \\(A\\) (pęcherzyki) + duże \\(\\Delta c\\) (aspiracja = czyste powietrze bez mieszania) → \\(J\\) wielokrotnie wyższe.</p>\n<h4>Sposób 3 - Wnioskowanie ze znanych faktów ewolucyjnych i anatomicznych</h4>\n<p><strong>Argument ewolucyjny (pomocniczo):</strong><br>Płazy są pierwotnymi tetrapodami - płuca powstały jako uwypuklenie przełyku i zachowały prymitywną budowę. Ssaki (przez gadzie przodki) rozwinęły: <em>(a)</em> przeponę (nowy mięsień wentylacyjny), <em>(b)</em> zróżnicowane drzewo oskrzelowe kończące się pęcherzykami.</p>\n<p><strong>Płazy nie mają przepony</strong> → brak aspiracji → pompowanie gardłem = jedyna opcja.</p>\n<p><strong>Wniosek:</strong> Obie różnice (strukturalna i mechaniczna) są ze sobą powiązane - gdyby płaz miał przeponę, mógłby wentylować bardziej efektywnie nawet proste płuca. Ale nie ma ani jednego, ani drugiego.</p>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<p><strong>2 pkt</strong> - za poprawne wyjasnienie uwzgledniajace obie roznice: (budowa pluc) pluca plazow sa workowate / slabo pofaldowane / bez pecherzykow, wiec maja mniejsza powierzchnie niz pecherzykowate pluca ssakow ORAZ (mechanizm wentylacji) zmiany objetosci klatki piersiowej u ssakow zapewniaja bardziej wydajna wentylacje niz u plazow, ktore nie maja klatki piersiowej / wentyluja pluca ruchami dna jamy gebowo-gardzielowej.<br><strong>1 pkt</strong> - za wyjasnienie uwzgledniajace tylko jedna z tych roznic.<br><strong>0 pkt</strong> - za odpowiedz niespelniajaca wymagan na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.</p>\n<p><strong>Uwagi CKE:</strong> Uznaje sie roznice w mechanizmie wentylacji opisana jako tloczenie powietrza u plazow i zasysanie u ssakow. Nie uznaje sie odpowiedzi odnoszacych sie do mieszania sie powietrza wdychanego i wydychanego.</p>\n<h4>Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć</h4>\n<p>W tym zadaniu <strong>nie korzystamy bezpośrednio z karty wzorów</strong> - wystarczy znajomość anatomii porównawczej kręgowców i mechanizmów wentylacji płuc.</p>\n<blockquote>📖 Pomocniczo: prawo Ficka (\\(J = D \\cdot A \\cdot \\Delta c / \\Delta x\\)) nie jest na karcie wzorów biologii CKE, ale stanowi dobre narzędzie do rozumowania. Na egzaminie wystarczy słowne sformułowanie &quot;mniejsza powierzchnia wymiany → wolniejsza dyfuzja&quot;.</blockquote>\n<h4>Typowe pułapki i uwaga</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Najczęstszy błąd - napisanie tylko jednej różnicy (np. tylko budowa) i pominięcie mechanizmu wentylacji → max 1 pkt. Zadanie <strong>wprost prosi o DWA elementy</strong> - czytaj polecenie do końca!</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> &quot;Płuca płazów są mniejsze&quot; to błędna odpowiedź - liczy się <strong>powierzchnia wymiany gazowej</strong> (pofałdowanie, pęcherzyki), nie rozmiar narządu. Małe płuco z wieloma pęcherzykami może być efektywniejsze niż duże płuco workowe.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Nie pisz &quot;płazy oddychają skrzelami&quot; - pytanie dotyczy PŁUC, nie oddychania skrzelowego (larwy) ani skórnego. Nie mieszaj różnych narządów wymiany gazowej.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Mechanizm tłoczący a aspiracyjny - nie mylić: tłoczący = ciśnienie <strong>wzrasta</strong> (pompowanie), aspiracyjny = ciśnienie <strong>spada</strong> (ssanie). Ssaki ssają powietrze przeponą; płazy wpychają powietrze gardłem.</blockquote>"}]}