Matura z biologii 2023 (formuła 2015), zadanie 7: Wymiana gazowa i gospodarka wodna płazów – odpowiedzi i wyjaśnienie

Płuca płazów są workowate i słabo pofałdowane (mała powierzchnia) oraz wentylowane ruchami dna jamy gębowo-gardzielowej, bez klatki piersiowej – dlatego są mniej efektywne niż pęcherzykowe płuca ssaków z wentylacją klatki piersiowej. Mocznik zwiększa osmolarność płynów ustrojowych, czyniąc je hiperosmotycznymi względem wody i napędzając osmotyczny napływ wody przez skórę.

O czym jest zadanie 7?

Wstęp przypomina, że płazy wymieniają gazy także przez skórę, bo ich płuca są mało wydajne. Podkreśla też, że stężenie mocznika we krwi płazów jest wysokie, a zwierzęta te nie piją wody, lecz wchłaniają ją przez skórę. Zadania proszą o wyjaśnienie obu tych faktów: słabości płuc oraz roli mocznika w pobieraniu wody.

Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 13 · zasady oceniania CKE.

Zadanie 7.1 (0–2 pkt)

Wyjaśnij, dlaczego wymiana gazowa w płucach płazów jest mniej efektywna niż w płucach ssaków. W odpowiedzi uwzględnij dwie różnice między wymienionymi gromadami: jedną w budowie płuc i jedną w mechanizmie ich wentylacji.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Płuca płazów są workowate, słabo pofałdowane i bez pęcherzyków, więc mają mniejszą powierzchnię wymiany niż pęcherzykowe płuca ssaków. Płazy nie mają klatki piersiowej i wentylują płuca ruchami dna jamy gębowo-gardzielowej, co jest mniej wydajne niż zmiany objętości klatki piersiowej u ssaków.

Wymiana gazowa zachodzi na powierzchni, więc słabe pofałdowanie płuc płazów ogranicza dyfuzję tlenu i dwutlenku węgla. Do tego wentylacja „przepychaniem” powietrza przez jamę gębowo-gardzielową dostarcza mniej świeżego powietrza niż rytmiczne rozciąganie klatki piersiowej u ssaków. Oba czynniki razem sprawiają, że płuca płazów są mało wydajne i dlatego dużą rolę przejmuje skóra.

Punktacja: Punkt za podanie różnicy w budowie (workowate/bez pęcherzyków vs pęcherzykowe) oraz osobny punkt za różnicę w wentylacji (brak klatki piersiowej, ruchy dna jamy gębowej vs ruchy klatki piersiowej). Egzaminator nie uzna odpowiedzi o mieszaniu się powietrza wdychanego i wydychanego.

Zadanie 7.2 (0–1 pkt)

Określ, jakie znaczenie w pobieraniu wody przez płazy ma gromadzenie mocznika w ich płynach ustrojowych.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Mocznik zwiększa osmolarność płynów ustrojowych, dzięki czemu są one hiperosmotyczne względem otaczającej wody i woda napływa osmotycznie przez skórę do ciała płaza.

Im wyższe stężenie substancji rozpuszczonych, tym wyższe ciśnienie osmotyczne. Nagromadzony mocznik podnosi osmolarność płynów ustrojowych powyżej poziomu wody w środowisku. Powstaje gradient, który wymusza osmotyczny napływ wody przez przepuszczalną skórę, a to zastępuje płazom picie.

Punktacja: Punkt za wskazanie, że mocznik zapewnia hiperosmotyczność (hipertoniczność) płynów względem środowiska lub umożliwia osmotyczny napływ wody. Nie wystarczy samo stwierdzenie, że mocznik jest wydalany albo że zatrzymuje wodę w organizmie.

Najczęstsze błędy w zadaniu 7

Opisywanie tylko jednej różnicy (np. tylko budowy płuc) i pomijanie mechanizmu wentylacji mimo prośby o dwie różnice.
Twierdzenie, że płazy mają klatkę piersiową lub że oddychają przeponą, albo wyjaśnianie słabości płuc mieszaniem się powietrza.
Odpowiedź o moczniku ograniczona do „zatrzymuje wodę” lub „jest wydalany”, bez wskazania gradientu osmotycznego i napływu wody przez skórę.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2023, poziom rozszerzony (formuła 2015) (w maju 2023). Wstęp CKE opracowała na podstawie: H. Szarski, Historia zwierząt kręgowych, Warszawa 1998.. Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy. Modele 3D: ciało: BodyParts3D © DBCLS (CC BY-SA 2.1 JP), Z-Anatomy / Écorché (CC BY-SA 4.0).