{"id":"biologia-2026-maj-matura-rozszerzona/zad/11","paper_id":"biologia-2026-maj-matura-rozszerzona","number":"11","points":2,"ptype":"open","subject":"biologia","category":"matura","year":2026,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 11.\nPowstawanie potencjału czynnościowego jest regulowane przez zmianę przepuszczalności\nbłony neuronu dla jonów Na+ i K+. Na wykresie przedstawiono mechanizm tego procesu.\nNa podstawie: D.D. Chiras, Human Biology, Burlington 2019.","answer":null,"answer_text":null,"solution":"Odpowiedź: **11.1. AD** - **A — wzrostu.** Bodziec przekraczający wartość progową powoduje otwarcie **bramkowanych napięciem kanałów sodowych**, co gwałtownie zwiększa przepuszczalność błony dla $\\text{Na}^+$. - **D — depolaryzacji.** Jony $\\text{Na}^+$ napływają **do wnętrza** komórki (zgodnie z gradientem stężeń i ładunku), więc wnętrze staje się **mniej ujemne**, a potencjał rośnie z −70 mV do ok. **+30 mV**. To właśnie **depolaryzacja**. **11.2. PP** 1. **P** — kanały potasowe otwierają się **z opóźnieniem** względem sodowych. Wnętrze komórki jest wtedy naładowane dodatnio, a stężenie $\\text{K}^+$ jest wewnątrz wysokie — jony potasu **wypływają** więc na zewnątrz, przywracając ujemny potencjał (**repolaryzacja**). 2. **P** — z wykresu wynika, że krzywa przepuszczalności dla $\\text{K}^+$ opada **wolniej** i utrzymuje się **dłużej** niż krzywa dla $\\text{Na}^+$. Kanały sodowe zamykają się (inaktywują) szybko, potasowe pozostają otwarte także po osiągnięciu potencjału spoczynkowego — dlatego pojawia się przejściowa **hiperpolaryzacja**.\n\nTreść zadania (CKE)\n\nEtapy potencjału czynnościowego\n\nEtap | Co się dzieje | Kanały | Potencjał\nspoczynek | pompa $\\text{Na}^+/\\text{K}^+$ utrzymuje gradienty | zamknięte | −70 mV\nbodziec progowy | częściowa depolaryzacja | otwierają się pierwsze kanały $\\text{Na}^+$ | ok. −55 mV\ndepolaryzacja | napływ $\\text{Na}^+$ do komórki | $\\text{Na}^+$ otwarte | rośnie do +30 mV\nrepolaryzacja | wypływ $\\text{K}^+$ z komórki | $\\text{Na}^+$ inaktywowane, $\\text{K}^+$ otwarte | spada\nhiperpolaryzacja | nadmierny wypływ $\\text{K}^+$ | $\\text{K}^+$ nadal otwarte | poniżej −70 mV\npowrót | pompa odbudowuje gradienty | wszystkie zamknięte | −70 mV\n\nRozmieszczenie jonów po obu stronach błony\n\nJon | Wewnątrz komórki | Na zewnątrz | Kierunek przepływu przez otwarty kanał\n$\\text{Na}^+$ | niskie | wysokie | do wnętrza\n$\\text{K}^+$ | wysokie | niskie | na zewnątrz\n$\\text{Cl}^-$ | niskie | wysokie | do wnętrza\naniony organiczne | wysokie | niskie | nie przechodzą\n\nGradienty utrzymuje pompa sodowo-potasowa: na każde zużyte ATP wypompowuje 3 $\\text{Na}^+$ na zewnątrz i wpompowuje 2 $\\text{K}^+$ do środka — co dodatkowo pogłębia ujemny ładunek wnętrza.\n\nTrzy rodzaje zmian potencjału\n\nZjawisko | Kierunek zmiany | Jon | Efekt\ndepolaryzacja | wzrost potencjału | napływ $\\text{Na}^+$ (lub $\\text{Ca}^{2+}$) | pobudzenie\nrepolaryzacja | powrót do −70 mV | wypływ $\\text{K}^+$ | koniec impulsu\nhiperpolaryzacja | spadek poniżej −70 mV | wypływ $\\text{K}^+$ lub napływ $\\text{Cl}^-$ | zahamowanie\n\nPrawo „wszystko albo nic\"\n\nBodziec | Reakcja\npodprogowy | brak potencjału czynnościowego\nprogowy | pełny potencjał czynnościowy\nnadprogowy | taki sam potencjał czynnościowy\n\nSiła bodźca nie wpływa na amplitudę impulsu, tylko na jego częstotliwość — mocniejszy bodziec wywołuje więcej impulsów na sekundę.\n\nOkres refrakcji\n\nRodzaj | Co się dzieje | Znaczenie\nbezwzględna | kanały $\\text{Na}^+$ inaktywowane — żaden bodziec nie wywoła impulsu | zapewnia jednokierunkowość przewodzenia\nwzględna | trwa hiperpolaryzacja — potrzebny silniejszy bodziec | ogranicza maksymalną częstotliwość impulsów\n\nSzybkość przewodzenia\n\nCzynnik | Wpływ\nosłonka mielinowa | przewodzenie skokowe (saltatoryczne) między przewężeniami Ranviera — nawet 120 m/s\nbrak mieliny | przewodzenie ciągłe — ok. 0,5–2 m/s\nśrednica aksonu | im grubszy, tym szybciej\ntemperatura | wyższa przyśpiesza\n\nDemielinizacja (np. w stwardnieniu rozsianym) drastycznie spowalnia przewodzenie — stąd objawy neurologiczne tej choroby.\n\nPunktacja CKE\n\n- 11.1. 1 pkt — AD.\n- 11.2. 1 pkt — PP.\n- Razem: 2 pkt.\n\nTypowy błąd: **Nie myl depolaryzacji z hiperpolaryzacją.** - **depolaryzacja** — potencjał **rośnie** (wnętrze mniej ujemne, a potem dodatnie); powoduje ją napływ $\\text{Na}^+$, - **repolaryzacja** — powrót do wartości spoczynkowej; powoduje ją wypływ $\\text{K}^+$, - **hiperpolaryzacja** — potencjał **spada poniżej** spoczynkowego (bardziej ujemny) z powodu przedłużonego wypływu $\\text{K}^+$. **Kierunek ruchu jonów wynika z gradientu, nie z ładunku.** $\\text{Na}^+$ ma wysokie stężenie **na zewnątrz** → wpływa do środka. $\\text{K}^+$ ma wysokie stężenie **wewnątrz** → wypływa na zewnątrz. Oba ruchy są bierne, przez kanały jonowe. **Pompa sodowo-potasowa nie tworzy potencjału czynnościowego.** Odbudowuje ona gradienty jonowe **kosztem ATP**, ale samo powstawanie impulsu opiera się na **biernym** ruchu jonów przez kanały bramkowane napięciem. **Kanały sodowe mają dwie bramki.** Bramka aktywacyjna otwiera się szybko, **bramka inaktywacyjna** zamyka kanał po ok. 1 ms — to ona odpowiada za **okres refrakcji** i za to, że impuls biegnie tylko w jedną stronę. **Uważaj na odczyt wykresu.** Wysokość krzywej mówi o **przepuszczalności**, nie o stężeniu jonów. Szczyt przepuszczalności dla $\\text{Na}^+$ przypada wcześniej niż szczyt dla $\\text{K}^+$ — to podstawa odpowiedzi w 11.2.","image":"img/biologia-2026-maj-matura-rozszerzona/zad-11.webp","solution_image":null,"topics":"potencjal czynnosciowy, depolaryzacja, kanaly sodowe i potasowe, neuron, hiperpolaryzacja","page_from":15,"source":"maturaonline","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Biologia · Matura · maj 2026 (rozszerzona)","subject_label":"Biologia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 11.<br>Powstawanie potencjału czynnościowego jest regulowane przez zmianę przepuszczalności<br>błony neuronu dla jonów Na+ i K+. Na wykresie przedstawiono mechanizm tego procesu.<br>Na podstawie: D.D. Chiras, Human Biology, Burlington 2019.</p>","solutions":[{"source":"maturaonline","label":"matura-online.pl","kind":"text","html":"<p>Odpowiedź: <strong>11.1. AD</strong> - <strong>A — wzrostu.</strong> Bodziec przekraczający wartość progową powoduje otwarcie <strong>bramkowanych napięciem kanałów sodowych</strong>, co gwałtownie zwiększa przepuszczalność błony dla $\\text{Na}^+$. - <strong>D — depolaryzacji.</strong> Jony $\\text{Na}^+$ napływają <strong>do wnętrza</strong> komórki (zgodnie z gradientem stężeń i ładunku), więc wnętrze staje się <strong>mniej ujemne</strong>, a potencjał rośnie z −70 mV do ok. <strong>+30 mV</strong>. To właśnie <strong>depolaryzacja</strong>. <strong>11.2. PP</strong> 1. <strong>P</strong> — kanały potasowe otwierają się <strong>z opóźnieniem</strong> względem sodowych. Wnętrze komórki jest wtedy naładowane dodatnio, a stężenie $\\text{K}^+$ jest wewnątrz wysokie — jony potasu <strong>wypływają</strong> więc na zewnątrz, przywracając ujemny potencjał (<strong>repolaryzacja</strong>). 2. <strong>P</strong> — z wykresu wynika, że krzywa przepuszczalności dla $\\text{K}^+$ opada <strong>wolniej</strong> i utrzymuje się <strong>dłużej</strong> niż krzywa dla $\\text{Na}^+$. Kanały sodowe zamykają się (inaktywują) szybko, potasowe pozostają otwarte także po osiągnięciu potencjału spoczynkowego — dlatego pojawia się przejściowa <strong>hiperpolaryzacja</strong>.</p>\n<p>Treść zadania (CKE)</p>\n<p>Etapy potencjału czynnościowego</p>\n<p>Etap | Co się dzieje | Kanały | Potencjał<br>spoczynek | pompa $\\text{Na}^+/\\text{K}^+$ utrzymuje gradienty | zamknięte | −70 mV<br>bodziec progowy | częściowa depolaryzacja | otwierają się pierwsze kanały $\\text{Na}^+$ | ok. −55 mV<br>depolaryzacja | napływ $\\text{Na}^+$ do komórki | $\\text{Na}^+$ otwarte | rośnie do +30 mV<br>repolaryzacja | wypływ $\\text{K}^+$ z komórki | $\\text{Na}^+$ inaktywowane, $\\text{K}^+$ otwarte | spada<br>hiperpolaryzacja | nadmierny wypływ $\\text{K}^+$ | $\\text{K}^+$ nadal otwarte | poniżej −70 mV<br>powrót | pompa odbudowuje gradienty | wszystkie zamknięte | −70 mV</p>\n<p>Rozmieszczenie jonów po obu stronach błony</p>\n<p>Jon | Wewnątrz komórki | Na zewnątrz | Kierunek przepływu przez otwarty kanał<br>$\\text{Na}^+$ | niskie | wysokie | do wnętrza<br>$\\text{K}^+$ | wysokie | niskie | na zewnątrz<br>$\\text{Cl}^-$ | niskie | wysokie | do wnętrza<br>aniony organiczne | wysokie | niskie | nie przechodzą</p>\n<p>Gradienty utrzymuje pompa sodowo-potasowa: na każde zużyte ATP wypompowuje 3 $\\text{Na}^+$ na zewnątrz i wpompowuje 2 $\\text{K}^+$ do środka — co dodatkowo pogłębia ujemny ładunek wnętrza.</p>\n<p>Trzy rodzaje zmian potencjału</p>\n<p>Zjawisko | Kierunek zmiany | Jon | Efekt<br>depolaryzacja | wzrost potencjału | napływ $\\text{Na}^+$ (lub $\\text{Ca}^{2+}$) | pobudzenie<br>repolaryzacja | powrót do −70 mV | wypływ $\\text{K}^+$ | koniec impulsu<br>hiperpolaryzacja | spadek poniżej −70 mV | wypływ $\\text{K}^+$ lub napływ $\\text{Cl}^-$ | zahamowanie</p>\n<p>Prawo „wszystko albo nic&quot;</p>\n<p>Bodziec | Reakcja<br>podprogowy | brak potencjału czynnościowego<br>progowy | pełny potencjał czynnościowy<br>nadprogowy | taki sam potencjał czynnościowy</p>\n<p>Siła bodźca nie wpływa na amplitudę impulsu, tylko na jego częstotliwość — mocniejszy bodziec wywołuje więcej impulsów na sekundę.</p>\n<p>Okres refrakcji</p>\n<p>Rodzaj | Co się dzieje | Znaczenie<br>bezwzględna | kanały $\\text{Na}^+$ inaktywowane — żaden bodziec nie wywoła impulsu | zapewnia jednokierunkowość przewodzenia<br>względna | trwa hiperpolaryzacja — potrzebny silniejszy bodziec | ogranicza maksymalną częstotliwość impulsów</p>\n<p>Szybkość przewodzenia</p>\n<p>Czynnik | Wpływ<br>osłonka mielinowa | przewodzenie skokowe (saltatoryczne) między przewężeniami Ranviera — nawet 120 m/s<br>brak mieliny | przewodzenie ciągłe — ok. 0,5–2 m/s<br>średnica aksonu | im grubszy, tym szybciej<br>temperatura | wyższa przyśpiesza</p>\n<p>Demielinizacja (np. w stwardnieniu rozsianym) drastycznie spowalnia przewodzenie — stąd objawy neurologiczne tej choroby.</p>\n<p>Punktacja CKE</p>\n<ul><li>11.1. 1 pkt — AD.</li><li>11.2. 1 pkt — PP.</li><li>Razem: 2 pkt.</li></ul>\n<p>Typowy błąd: <strong>Nie myl depolaryzacji z hiperpolaryzacją.</strong> - <strong>depolaryzacja</strong> — potencjał <strong>rośnie</strong> (wnętrze mniej ujemne, a potem dodatnie); powoduje ją napływ $\\text{Na}^+$, - <strong>repolaryzacja</strong> — powrót do wartości spoczynkowej; powoduje ją wypływ $\\text{K}^+$, - <strong>hiperpolaryzacja</strong> — potencjał <strong>spada poniżej</strong> spoczynkowego (bardziej ujemny) z powodu przedłużonego wypływu $\\text{K}^+$. <strong>Kierunek ruchu jonów wynika z gradientu, nie z ładunku.</strong> $\\text{Na}^+$ ma wysokie stężenie <strong>na zewnątrz</strong> → wpływa do środka. $\\text{K}^+$ ma wysokie stężenie <strong>wewnątrz</strong> → wypływa na zewnątrz. Oba ruchy są bierne, przez kanały jonowe. <strong>Pompa sodowo-potasowa nie tworzy potencjału czynnościowego.</strong> Odbudowuje ona gradienty jonowe <strong>kosztem ATP</strong>, ale samo powstawanie impulsu opiera się na <strong>biernym</strong> ruchu jonów przez kanały bramkowane napięciem. <strong>Kanały sodowe mają dwie bramki.</strong> Bramka aktywacyjna otwiera się szybko, <strong>bramka inaktywacyjna</strong> zamyka kanał po ok. 1 ms — to ona odpowiada za <strong>okres refrakcji</strong> i za to, że impuls biegnie tylko w jedną stronę. <strong>Uważaj na odczyt wykresu.</strong> Wysokość krzywej mówi o <strong>przepuszczalności</strong>, nie o stężeniu jonów. Szczyt przepuszczalności dla $\\text{Na}^+$ przypada wcześniej niż szczyt dla $\\text{K}^+$ — to podstawa odpowiedzi w 11.2.</p>"}]}