{"id":"biologia-2024-maj-matura-rozszerzona/zad/23.2","paper_id":"biologia-2024-maj-matura-rozszerzona","number":"23.2","points":1,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2024,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Wyjaśnij, w jaki sposób rzucanie cienia przez krzewy *A. dumosa* wpływa pozytywnie na przyrost biomasy roślin jednorocznych w warunkach suszy. W odpowiedzi uwzględnij bilans wodny roślin.","answer":null,"answer_text":null,"solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nCień rzucany przez krzewy *A. dumosa* obniża temperaturę powietrza i gleby, co zmniejsza transpirację roślin jednorocznych. Dzięki temu ich bilans wodny jest dodatni - tracą mniej wody niż pobierają - szparki pozostają otwarte, co umożliwia pobieranie \\(\\text{CO}_2\\) i prowadzenie fotosyntezy, a w efekcie przyrost biomasy.\n\n## Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku\n\n**Łańcuch przyczynowo-skutkowy:**\n\n1. **Cień → mniejsze nasłonecznienie** - krzew *A. dumosa* pochłania i odbija promieniowanie słoneczne, redukując energię docierającą do roślin jednorocznych rosnących pod nim.\n2. **Mniejsze nasłonecznienie → niższa temperatura** - powietrza i powierzchni gleby, a więc i tkanek roślinnych.\n3. **Niższa temperatura → mniejsza transpiracja** - gradient stężeń pary wodnej między wnętrzem liścia a atmosferą maleje; siła napędowa ucieczki wody przez szparki jest mniejsza. Dodatkowo zmniejsza się parowanie wody z gleby (mniejsza dostępność wody w glebie pod roślinami = większy problem w pełnym słońcu).\n4. **Mniejsza transpiracja → korzystny bilans wodny** - roślina traci mniej wody niż pobiera korzeniami. Bilans: \\(\\text{pobieranie} > \\text{tracenie}\\) → turgor komórek zostaje zachowany.\n5. **Zachowany turgor → szparki otwarte** - komórki szparkowe utrzymują ciśnienie turgoru (\\(\\Psi_P > 0\\)), szparki pozostają uchylone.\n6. **Szparki otwarte → pobieranie \\(\\ce{CO2}\\)** - dyfuzja \\(\\ce{CO2}\\) do mezofilu jest możliwa; fotosynteza przebiega wydajnie.\n7. **Intensywna fotosynteza → przyrost biomasy** - produkty fotosyntezy (\\(\\ce{C6H12O6}\\) i pochodne) są substratami do budowy nowych komórek i tkanek.\n\n> **Wniosek:** Cień działa jako bufor termiczny → chroni bilans wodny → umożliwia otwieranie szparek → warunkuje fotosyntezę → daje przyrost biomasy.\n\n## Sposób 2 - Przez potencjał wody i fizjologię szparek\n\nUżywamy pojęcia potencjału wody z karty wzorów CKE:\n\n\\[\\Psi_W = \\Psi_S + \\Psi_P\\]\n\ngdzie:\n- \\(\\Psi_S\\) - składnik osmotyczny (ujemny)\n- \\(\\Psi_P\\) - ciśnienie turgoru (dodatnie w nawodnionych komórkach)\n\n**W warunkach suszy, pełne słońce:**\n- Wysoka transpiracja → roślina traci więcej wody niż pobiera\n- \\(\\Psi_W\\) spada (staje się bardziej ujemny) → komórki tracą turgor (\\(\\Psi_P\\) maleje)\n- Komórki szparkowe wiotczeją → **szparki się zamykają**\n- Brak \\(\\ce{CO2}\\) wewnątrz liścia → fotosynteza spada do minimum\n- **Brak przyrostu biomasy**\n\n**W cieniu krzewu *A. dumosa*:**\n- Mniejsza transpiracja → bilans wodny lepszy → \\(\\Psi_P\\) utrzymuje się na wyższym poziomie\n- Komórki szparkowe zachowują turgor → **szparki pozostają otwarte**\n- \\(\\ce{CO2}\\) wnika swobodnie → fotosynteza przebiega normalnie\n- **Przyrost biomasy możliwy mimo suszy**\n\n## Orientacyjny schemat punktowania (odtworzony przez AI - NIE oficjalny klucz CKE)\n\n> 📋 **Orientacyjny schemat punktowania (nieoficjalny, odtworzony przez AI) (zadanie 23.2, max 1 pkt):**\n>\n> - **1 pkt** - uczeń wyjaśnia, że cień obniża temperaturę / redukuje nasłonecznienie, co zmniejsza transpirację roślin jednorocznych, dzięki czemu ich bilans wodny jest korzystniejszy (tracą mniej wody / zachowują większą ilość wody), a szparki pozostają otwarte umożliwiając fotosyntezę / przyrost biomasy\n> - **0 pkt** - odpowiedź niepełna (brak powiązania z bilansem wodnym / brak mechanizmu prowadzącego do przyrostu biomasy) lub błędna\n\n> ✅ **Akceptowane warianty:** sformułowania o „mniejszej utracie wody przez transpirację\", „zachowanym turgory / potencjale wody\", „otwartych szparkach umożliwiających pobieranie CO₂\" - każde z wyraźnym związkiem z bilansem wodnym i przyrostem biomasy\n\n> ❌ **Nie uznaje się:** samego stwierdzenia „cień zatrzymuje wodę w glebie\" bez powiązania z transpiracyjną utratą wody przez roślinę; odpowiedzi bez nawiązania do bilansu wodnego (wymaganie treści zadania)\n\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć\n\n> 📖 **Karta wzorów CKE str. 4 - Potencjał wody:**\n>\n> \\(\\Psi_W = \\Psi_S + \\Psi_P\\)\n>\n> Użyliśmy w Sposobie 2 - pokazuje, że przy zachowanym turgoru (\\(\\Psi_P > 0\\)) komórki szparkowe mogą utrzymywać otwarte szparki. Obniżenie transpiracji = ochrona \\(\\Psi_P\\) = ochrona bilansu wodnego.\n\n## Częste błędne odpowiedzi\n\n| Błędna odpowiedź | Dlaczego jest niewystarczająca |\n| „Cień zatrzymuje wodę w glebie, więc rośliny mają więcej wody do pobrania\" | Nie wspomina o zmniejszonej transpiracji przez roślinę - klucz wymaga bilansu wodnego po stronie rośliny, nie tylko podaży w glebie |\n| „Cień chroni przed przegrzaniem, więc rośliny lepiej rosną\" | Zbyt ogólne - brak mechanizmu: transpiracja → szparki → \\(\\ce{CO2}\\) → fotosynteza → biomasa |\n| „Rośliny mają więcej wody, więc fotosynteza zachodzi szybciej\" | Brak związku przyczynowego: trzeba wyjaśnić PRZEZ CO - otwarte szparki jako ogniwo pośrednie |\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zadanie wymaga WYJAŚNIENIA łańcucha: cień → transpiracja → bilans wodny → szparki → fotosynteza → biomasa. Pominięcie choćby jednego ogniwa (najczęściej „szparki\") skutkuje 0 pkt.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić „bilansu wodnego gleby\" z „bilansem wodnym rośliny\" - klucz pyta o roślinę (pobieranie vs. tracenie wody przez transpirację).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie pisać, że cień „zwiększa wilgotność gleby\" jako mechanizm główny - to skutek uboczny; sedno to **zmniejszona transpiracja przez liście**, nie zwiększona podaż z gleby.","image":null,"solution_image":null,"topics":null,"page_from":null,"source":"maturazai","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturazai","text_source":"maturazai","source_label":"Biologia · Matura · maj 2024 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Wyjaśnij, w jaki sposób rzucanie cienia przez krzewy <em>A. dumosa</em> wpływa pozytywnie na przyrost biomasy roślin jednorocznych w warunkach suszy. W odpowiedzi uwzględnij bilans wodny roślin.</p>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź</h4>\n<p>Cień rzucany przez krzewy <em>A. dumosa</em> obniża temperaturę powietrza i gleby, co zmniejsza transpirację roślin jednorocznych. Dzięki temu ich bilans wodny jest dodatni - tracą mniej wody niż pobierają - szparki pozostają otwarte, co umożliwia pobieranie \\(\\text{CO}_2\\) i prowadzenie fotosyntezy, a w efekcie przyrost biomasy.</p>\n<h4>Sposób 1 - Mechanizm biologiczny krok po kroku</h4>\n<p><strong>Łańcuch przyczynowo-skutkowy:</strong></p>\n<ol><li><strong>Cień → mniejsze nasłonecznienie</strong> - krzew <em>A. dumosa</em> pochłania i odbija promieniowanie słoneczne, redukując energię docierającą do roślin jednorocznych rosnących pod nim.</li><li><strong>Mniejsze nasłonecznienie → niższa temperatura</strong> - powietrza i powierzchni gleby, a więc i tkanek roślinnych.</li><li><strong>Niższa temperatura → mniejsza transpiracja</strong> - gradient stężeń pary wodnej między wnętrzem liścia a atmosferą maleje; siła napędowa ucieczki wody przez szparki jest mniejsza. Dodatkowo zmniejsza się parowanie wody z gleby (mniejsza dostępność wody w glebie pod roślinami = większy problem w pełnym słońcu).</li><li><strong>Mniejsza transpiracja → korzystny bilans wodny</strong> - roślina traci mniej wody niż pobiera korzeniami. Bilans: \\(\\text{pobieranie} &gt; \\text{tracenie}\\) → turgor komórek zostaje zachowany.</li><li><strong>Zachowany turgor → szparki otwarte</strong> - komórki szparkowe utrzymują ciśnienie turgoru (\\(\\Psi_P &gt; 0\\)), szparki pozostają uchylone.</li><li><strong>Szparki otwarte → pobieranie \\(\\ce{CO2}\\)</strong> - dyfuzja \\(\\ce{CO2}\\) do mezofilu jest możliwa; fotosynteza przebiega wydajnie.</li><li><strong>Intensywna fotosynteza → przyrost biomasy</strong> - produkty fotosyntezy (\\(\\ce{C6H12O6}\\) i pochodne) są substratami do budowy nowych komórek i tkanek.</li></ol>\n<blockquote><strong>Wniosek:</strong> Cień działa jako bufor termiczny → chroni bilans wodny → umożliwia otwieranie szparek → warunkuje fotosyntezę → daje przyrost biomasy.</blockquote>\n<h4>Sposób 2 - Przez potencjał wody i fizjologię szparek</h4>\n<p>Używamy pojęcia potencjału wody z karty wzorów CKE:</p>\n<p>\\[\\Psi_W = \\Psi_S + \\Psi_P\\]</p>\n<p>gdzie:</p>\n<ul><li>\\(\\Psi_S\\) - składnik osmotyczny (ujemny)</li><li>\\(\\Psi_P\\) - ciśnienie turgoru (dodatnie w nawodnionych komórkach)</li></ul>\n<p><strong>W warunkach suszy, pełne słońce:</strong></p>\n<ul><li>Wysoka transpiracja → roślina traci więcej wody niż pobiera</li><li>\\(\\Psi_W\\) spada (staje się bardziej ujemny) → komórki tracą turgor (\\(\\Psi_P\\) maleje)</li><li>Komórki szparkowe wiotczeją → <strong>szparki się zamykają</strong></li><li>Brak \\(\\ce{CO2}\\) wewnątrz liścia → fotosynteza spada do minimum</li><li><strong>Brak przyrostu biomasy</strong></li></ul>\n<p><strong>W cieniu krzewu <em>A. dumosa</em>:</strong></p>\n<ul><li>Mniejsza transpiracja → bilans wodny lepszy → \\(\\Psi_P\\) utrzymuje się na wyższym poziomie</li><li>Komórki szparkowe zachowują turgor → <strong>szparki pozostają otwarte</strong></li><li>\\(\\ce{CO2}\\) wnika swobodnie → fotosynteza przebiega normalnie</li><li><strong>Przyrost biomasy możliwy mimo suszy</strong></li></ul>\n<h4>Orientacyjny schemat punktowania (odtworzony przez AI - NIE oficjalny klucz CKE)</h4>\n<blockquote>📋 <strong>Orientacyjny schemat punktowania (nieoficjalny, odtworzony przez AI) (zadanie 23.2, max 1 pkt):</strong><br><br>- <strong>1 pkt</strong> - uczeń wyjaśnia, że cień obniża temperaturę / redukuje nasłonecznienie, co zmniejsza transpirację roślin jednorocznych, dzięki czemu ich bilans wodny jest korzystniejszy (tracą mniej wody / zachowują większą ilość wody), a szparki pozostają otwarte umożliwiając fotosyntezę / przyrost biomasy<br>- <strong>0 pkt</strong> - odpowiedź niepełna (brak powiązania z bilansem wodnym / brak mechanizmu prowadzącego do przyrostu biomasy) lub błędna</blockquote>\n<blockquote>✅ <strong>Akceptowane warianty:</strong> sformułowania o „mniejszej utracie wody przez transpirację&quot;, „zachowanym turgory / potencjale wody&quot;, „otwartych szparkach umożliwiających pobieranie CO₂&quot; - każde z wyraźnym związkiem z bilansem wodnym i przyrostem biomasy</blockquote>\n<blockquote>❌ <strong>Nie uznaje się:</strong> samego stwierdzenia „cień zatrzymuje wodę w glebie&quot; bez powiązania z transpiracyjną utratą wody przez roślinę; odpowiedzi bez nawiązania do bilansu wodnego (wymaganie treści zadania)</blockquote>\n<h4>Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć</h4>\n<blockquote>📖 <strong>Karta wzorów CKE str. 4 - Potencjał wody:</strong><br><br>\\(\\Psi_W = \\Psi_S + \\Psi_P\\)<br><br>Użyliśmy w Sposobie 2 - pokazuje, że przy zachowanym turgoru (\\(\\Psi_P &gt; 0\\)) komórki szparkowe mogą utrzymywać otwarte szparki. Obniżenie transpiracji = ochrona \\(\\Psi_P\\) = ochrona bilansu wodnego.</blockquote>\n<h4>Częste błędne odpowiedzi</h4>\n<p>| Błędna odpowiedź | Dlaczego jest niewystarczająca |<br>| „Cień zatrzymuje wodę w glebie, więc rośliny mają więcej wody do pobrania&quot; | Nie wspomina o zmniejszonej transpiracji przez roślinę - klucz wymaga bilansu wodnego po stronie rośliny, nie tylko podaży w glebie |<br>| „Cień chroni przed przegrzaniem, więc rośliny lepiej rosną&quot; | Zbyt ogólne - brak mechanizmu: transpiracja → szparki → \\(\\ce{CO2}\\) → fotosynteza → biomasa |<br>| „Rośliny mają więcej wody, więc fotosynteza zachodzi szybciej&quot; | Brak związku przyczynowego: trzeba wyjaśnić PRZEZ CO - otwarte szparki jako ogniwo pośrednie |</p>\n<h4>Typowe pułapki i uwagi</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Zadanie wymaga WYJAŚNIENIA łańcucha: cień → transpiracja → bilans wodny → szparki → fotosynteza → biomasa. Pominięcie choćby jednego ogniwa (najczęściej „szparki&quot;) skutkuje 0 pkt.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Nie mylić „bilansu wodnego gleby&quot; z „bilansem wodnym rośliny&quot; - klucz pyta o roślinę (pobieranie vs. tracenie wody przez transpirację).</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Nie pisać, że cień „zwiększa wilgotność gleby&quot; jako mechanizm główny - to skutek uboczny; sedno to <strong>zmniejszona transpiracja przez liście</strong>, nie zwiększona podaż z gleby.</blockquote>"}]}