Matura z biologii 2020, zadanie 15: Termoregulacja: reakcje organizmu i hormony tarczycy – odpowiedzi i wyjaśnienie

Przy chłodzie wzrasta metabolizm, a przy gorącu pocenie i ukrwienie skóry, co odpowiednio zwiększa wytwarzanie lub oddawanie ciepła. Utrata ciepła pobudza oś przysadka–tarczyca: TSH nasila wydzielanie hormonów tarczycy, które podnoszą tempo metabolizmu.

O czym jest zadanie 15?

Wstęp pokazuje, że stała temperatura ciała jest utrzymywana przez równowagę wytwarzania i oddawania ciepła. Na wykresie zestawiono zmiany metabolizmu, ukrwienia skóry i pocenia w różnych temperaturach otoczenia. Zadanie sprawdza, jak organizm reaguje na chłód i gorąco oraz jak hormony tarczycy wspierają termogenezę.

Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 15 · zasady oceniania CKE.

Zadanie 15.1 (0–2 pkt)

Korzystając z wykresu, podaj po jednym przykładzie reakcji organizmu człowieka na wymienione poniżej zmiany temperatury otoczenia i określ wpływ tej reakcji na utrzymanie względnie stałej temperatury ciała:
1. zmiana temperatury otoczenia z 20 °C do 10 °C
2. zmiana temperatury otoczenia z 40 °C do 50 °C

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: 1. Przy spadku z 20 °C do 10 °C wzrasta tempo metabolizmu, np. intensywniejsze oddychanie tlenowe, co zwiększa wytwarzanie ciepła i chroni przed wychłodzeniem. 2. Przy wzroście z 40 °C do 50 °C nasila się pocenie i/lub ukrwienie skóry, co zwiększa oddawanie ciepła przez parowanie i promieniowanie, chroniąc przed przegrzaniem.

W chłodzie organizm potrzebuje więcej ciepła, więc podnosi metabolizm; ciepło powstaje w przemianach katabolicznych. W gorącu nie może zatrzymywać ciepła, więc rozszerza naczynia skórne i poci się; parowanie potu odbiera ciepło. W obu przypadkach temperatura ciała pozostaje względnie stała.

Punktacja: 2 p. za dwa poprawne przykłady z wyjaśnieniem, że wzrost metabolizmu daje ciepło, a pocenie/ukrwienie skóry zwiększa oddawanie ciepła; 1 p. za jeden; nie uznaje się odpowiedzi, że temperatura ciała się zmienia ani że energia jest „produkowana”, ani że dreszcze są przyczyną wzrostu metabolizmu.

Zadanie 15.2 (0–1 pkt)

Wyjaśnij, dlaczego podczas utraty dużych ilości ciepła przez organizm obserwuje się wzrost wydzielania zarówno hormonu tyreotropowego (TSH), jak i hormonów tarczycy. W odpowiedzi uwzględnij funkcje tych hormonów.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Utrata ciepła obniża temperaturę krwi, co przez podwzgórze zwiększa wydzielanie TSH. TSH pobudza tarczycę do wydzielania T3/T4, a te hormony zwiększają tempo metabolizmu i oddychania tlenowego, dostarczając więcej ciepła.

TSH jest hormonem przysadki kierującym pracą tarczycy. Hormony tarczycy działają na komórki, podnosząc metabolizm i wytwarzanie ciepła. Dlatego w odpowiedzi na chłód oś podwzgórze–przysadka–tarczyca pracuje intensywniej.

podwzgórze w modelu 3D anotemy · obróć w 3D

Punktacja: 1 p. za wyjaśnienie, że TSH pobudza tarczycę, a hormony tarczycy zwiększają metabolizm i wytwarzanie ciepła; nie wystarczy samo wymienienie hormonów bez zależności przyczynowo-skutkowej.

Najczęstsze błędy w zadaniu 15

Uczniowie piszą, że temperatura ciała wzrasta lub spada, zamiast że pozostaje stała.
Mylą kierunek zależności: twierdzą, że wzrost metabolizmu powoduje dreszcze, a nie odwrotnie.
W 15.2 podają tylko TSH albo tylko hormony tarczycy, bez połączenia ich funkcji z wytwarzaniem ciepła.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2020, poziom rozszerzony (w maju 2020). Wstęp CKE opracowała na podstawie: M. Tafil-Klawe, J. Klawe, Wykłady z fizjologii człowieka, Warszawa 2009.. Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy. Modele 3D: mózg na podstawie „Brain for Blender” (A. M. Winkler, CC BY-SA 3.0).