maturarozszerzona.pl

Ekologia: zależności międzygatunkowe i funkcjonowanie ekosystemów

9 zadań z oficjalnych arkuszy matury rozszerzonej z biologii (2023–2025). Spróbuj rozwiązać samodzielnie, potem odsłoń odpowiedź — przy każdym zadaniu znajdziesz typową pułapkę, na której wykładają się maturzyści.

  1. Matura CKE · maj 2025 · zad. 5 5 pkt zoologia, raki, skorupiaki, gatunek inwazyjny, chityna, bioindykator

    W Polsce występuje kilka gatunków raków, w tym — rak szlachetny i rak pręgowaty. Na poniższych rysunkach przedstawiono raka szlachetnego i raka pręgowatego.

    Rak szlachetny (Astacus astacus) występuje jedynie w rzekach i w jeziorach o czystej, dobrze natlenionej wodzie. Rak szlachetny dojrzewa płciowo w trzecim roku życia. Samica składa od 60 do 200 jaj. Osobniki tego gatunku żyją nawet 20 lat. W pierwszym roku życia kilkukrotnie linieją, a w następnych — coraz rzadziej, maks. raz w roku, z miesiąca częstości. Po pięciu latach linienie zachodzi tylko raz do roku.

    Rak pręgowaty (Faxonius limosus), sprowadzony z Ameryki Północnej do Polski pod koniec XIX wieku, rozprzestrzenił się powszechnie, nawet w silnie zeutrofizowanych i zanieczyszczonych wodach. Osobniki tego gatunku dojrzewają płciowo w drugim roku życia, a samica składa do 400 jaj. Młode osobniki linieją 4-5 razy w roku, a u osobników dorosłych dochodzi do linienia 1-2 razy w roku.

    Na podstawie: J. Mastyński i W. Andrzejewski, Cechy morfometryczne i rozpoznawanie raków występujących w Polsce, Poznań 2001; K.A. Crandall i S. De Grave, An Updated Classification of the Freshwater Crayfishes (Decapoda: Astacidea) of the World, with a Complete Species List, „Journal of Crustacean Biology" 37(5), 2017.

    Zadanie 5.1. (0-1)

    Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące raków są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F — jeśli jest fałszywe.

    1. W budowie ciała raków wyróżnia się dwie tagmy: głowotułów i odwłok. P F
    2. Układ krwionośny raków jest otwarty, a serce leży po brzusznej stronie ciała. P F

    Zadanie 5.2. (0-1)

    Podaj nazwę polisacharydu będącego głównym składnikiem pancerza okrywającego ciało raków.

    Zadanie 5.3. (0-1)

    Wykaż, że w trakcie życia raków musi dochodzić do ich linienia.

    Zadanie 5.4. (0-1)

    Rozstrzygnij, czy obydwa opisane powyżej gatunki raków — rak szlachetny i rak pręgowaty — mogą służyć jako gatunki wskaźnikowe (bioindykatory) czystości wód. Odpowiedź uzasadnij. W uzasadnieniu uwzględnij środowisko życia obydwu gatunków.

    Zadanie 5.5. (0-1)

    Rozstrzygnij, czy przedstawione gatunki raków są klasyfikowane w jednym, czy — w dwóch rodzajach. Odpowiedź uzasadnij.

    Pokaż odpowiedź

    5.1.PF

    • 1: P — raki to skorupiaki dziesięcionogie. Ciało dzieli się na głowotułów (cefalotorax) + odwłok (abdomen). Głowotułów chroniony karapaksem.
    • 2: F — układ krwionośny jest otwarty (poprawnie), ale serce leży na grzbietowej (nie brzusznej) stronie ciała — pod karapaksem, nad jelitem. To typowa cecha bezkręgowców.

    5.2. Polisacharyd budujący pancerz raków: chityna (wielocukier z N-acetyloglukozaminy). Pancerz dodatkowo wzmocniony wapniem (CaCO₃) — stąd jego twardość.

    5.3. Pancerz raków jest chitynowo-wapienny — sztywny, nieelastyczny. Ciało raka rośnie, ale pancerz NIE rośnie wraz z nim (nie potrafi się rozciągać). Aby rak mógł zwiększać rozmiary ciała, musi zrzucić stary pancerz i wytworzyć nowy, większy = linienie (ekdyza). Bez linienia rak byłby uwięziony w pancerzu, który stałby się zbyt ciasny → niemożliwy wzrost.

    5.4. NIE — tylko rak szlachetny może być bioindykatorem czystości wód.

    • Rak szlachetny żyje wyłącznie w czystych, dobrze natlenionych wodach (rzeki górskie, czyste jeziora). Jego obecność świadczy o czystej wodzie → bioindykator.
    • Rak pręgowaty żyje w różnych warunkach, w tym w wodach zanieczyszczonych i niskoeutroficznych (jeziora nizinne, dolne odcinki rzek). Jego obecność NIE świadczy o czystej wodzie → NIE jest bioindykatorem czystości.

    5.5. Dwa różne rodzaje. Pierwszy człon nazwy łacińskiej oznacza rodzaj (genus). Rak szlachetny = Astacus astacus, rak pręgowaty = Faxonius limosus. Astacus ≠ Faxonius → dwa różne rodzaje.

    ⚠ Typowa pułapka: Pułapka 5.1-2 — **położenie serca**. U **kręgowców** serce **brzuszne** (klatka piersiowa). U **bezkręgowców** (raki, owady) — **grzbietowe** (rurkowate, otwarte). Częsta pomyłka. Pułapka 5.2 — pomylenie z **celulozą**. Celuloza budowa ściany **roślinnej**. Chityna budowa pancerza **skorupiaków + owadów + ścian grzybów**. Klucz: chityna = N-acetyloglukozamina, celuloza = glukoza.

    Zobacz pełne rozwiązanie krok po kroku →
  2. Matura CKE · maj 2025 · zad. 6 4 pkt ewolucja, dobór naturalny, gady, zaskroniec, łańcuch pokarmowy

    Na poniższej fotografii przedstawiono zaskrońca zwyczajnego (Natrix natrix) — niejadowitego węża, żywiącego się głównie płazami.

    Na podstawie obserwacji populacji zaskrońca zwyczajnego badacze stwierdzili, że w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat na terenie Puszczy Niepołomickiej doszło do wyraźnego spadku długości ciała tych zwierząt. Nadal obserwuje się pojedyncze duże okazy przekraczające 100 cm, a nawet osiągające 120 cm, jednak średni rozmiar samic wynosi 77,7 cm (spadek o 8,2%), natomiast samców — 55,9 cm (spadek o 16,7%).

    Naukowcy postawili dwie niewykluczające się hipotezy wyjaśniające to zjawisko:

    • Hipoteza 1.: Od lat 60-tych XX wieku populacja płazów (głównego pokarmu zaskrońca zwyczajnego) na badanym terenie wykazuje bardzo silny spadek biomasy i liczebności, spowodowany m.in. osuszaniem terenów, a niedobór pokarmu jest przyczyną ograniczenia wzrostu zaskrońców zwyczajnych.

    • Hipoteza 2.: W analizowanym okresie wzrosła na badanym terenie liczba osób odwiedzających siedliska węży, co skutkuje wzrostem śmiertelności wśród większych osobników, łatwiej zauważanych i intencjonalnie zabijanych przez człowieka.

    Na podstawie: S. Bury i in., Decline in Body Size [...] in the Grass Snake (Natrix natrix, Linnaeus, 1758) [...], „Environmental Science and Pollution Research" 29(6), 2022; www.puszczaniepolomicka.pl; Fotografia: G. Kulescu.

    Zadanie 6.1. (0-1)

    Wykaż związek między osuszaniem terenów a spadkiem liczebności płazów, stanowiących pokarm zaskrońców zwyczajnych.

    Zadanie 6.2. (0-1)

    Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.

    Hipoteza 2. zakłada, że na populację zaskrońca zwyczajnego działa

    A. dobór różnicujący, który polega na eliminowaniu z populacji osobników 1. najdłuższych i najkrótszych.
    B. dobór stabilizujący, 2. najdłuższych.
    C. dobór kierunkowy, 3. o długości zbliżonej do wartości średniej.

    Zadanie 6.3. (0-2)

    Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące zaskrońca zwyczajnego są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F — jeśli jest fałszywe.

    1. Zaskroniec zwyczajny utrzymuje względnie stałą temperaturę ciała, niezależnie od temperatury otoczenia. P F
    2. Podczas rozwoju zarodka zaskrońca zwyczajnego dochodzi do wykształcenia się błon płodowych. P F
    3. Zaskroniec zwyczajny przechodzi rozwój złożony, a rozwój jego postaci larwalnej zachodzi w środowisku wodnym. P F
    Pokaż odpowiedź

    6.1. Łańcuch przyczynowo-skutkowy:

    1. Osuszanie terenów (rolnicze, infrastruktura) → zanik mokradeł, oczek wodnych, bagien.
    2. Płazy wymagają wody do rozrodu (jaja w wodzie, kijanki w wodzie) → osuszanie niszczy siedliska rozrodcze.
    3. Spadek liczebności płazów w Puszczy Niepołomickiej.
    4. Płazy = główny pokarm zaskrońca zwyczajnego.
    5. Mniej pokarmu → niedobór składników → spadek liczebności zaskrońców + mniejsze rozmiary (niedożywione, słabszy wzrost).

    6.2.C2 (dobór kierunkowy, eliminuje najdłuższych).

    • Ludzie zabijają większe zaskrońce (bardziej widoczne, łatwiej zauważalne).
    • Eliminacja jednego skraju rozkładu → dobór kierunkowy (directional selection).
    • Skutek: średnia długość się zmniejsza (mniej długich osobników), co odpowiada obserwowanemu spadkowi z 100→77,7 cm.

    6.3.FPF

    • 1: F — zaskroniec to gad = zwierzę zmiennocieplne (ektotermiczne / heterotermiczne). Temperatura ciała zależy od otoczenia. Stałocieplne (homeotermiczne) są ptaki i ssaki.
    • 2: P — gady to owodniowce (Amniota). W rozwoju zarodka wytwarzają błony płodowe: owodnia, omocznia, kosmówka, pęcherzyk żółtkowy.
    • 3: F — zaskroniec ma rozwój prosty (z jaja na lądzie wykluwa się młody zaskroniec). Rozwój złożony z larwą wodną to cecha płazów (z kijanką).

    ⚠ Typowa pułapka: Pułapka 6.2 — **dobór różnicujący vs kierunkowy**: - **Stabilizujący**: eliminuje skraje, faworyzuje średnie (np. waga noworodków). - **Kierunkowy**: eliminuje jeden skraj, przesuwa średnią (np. melanizm motyli, oporność na antybiotyki). - **Różnicujący (disruptive)**: eliminuje średnie, faworyzuje oba skraje (rzadki — np. specjacja sympatryczna). Tu eliminacja **najdłuższych** = jeden skraj → **kierunkowy**. Pułapka 6.3-1 — gady **zmiennocieplne** (jak ryby, płazy, bezkręgowce). Stałocieplne tylko ptaki i ssaki. Częsta pomyłka. Pułapka 6.3-3 — **rozwój gady vs płazy**. Gady = rozwój prosty (jajo → młode na lądzie). Płazy = rozwój złożony (jajo w wodzie → kijanka → przeobrażenie → dorosły).

    Zobacz pełne rozwiązanie krok po kroku →
  3. Matura CKE · maj 2025 · zad. 7 2 pkt fizjologia, osmoregulacja, ryby słodkowodne, opieka rodzicielska

    Tilapia nilowa (Oreochromis niloticus) to słodkowodna ryba z rodziny pielęgnicowatych.

    Na poniższym schemacie przedstawiono strategię osmoregulacyjną tilapii nilowej. Strzałkami zaznaczono kierunki transportu i oraz :

    • dyfuzja: wpływa do ryby, i wypływają z ryby;
    • transport aktywny: i pobierane przez skrzela;
    • wydalanie przez nerki: duża objętość moczu o niskim stężeniu i .

    Wiele gatunków pielęgnicowatych, w tym — tilapia nilowa, jest określanych mianem pyszczaków, ponieważ samice pobierają ikrę do pyska po zapłodnieniu. Samice tych gatunków noszą w jamie gębowej zapłodnione jaja, a często — także larwy i narybek.

    Na podstawie: C. Błaszak (red.), Zoologia. Szkarłupnie — płazy, t. 3, cz. 1, Warszawa 2015; S. Friedman, Ontogeny of the Osmoregulatory Capacity of Teleosts and the Role of ionocytes, „Frontiers in Marine Science" 7, 2020; Rysunek: Scandinavian Fishing Yearbook.

    Zadanie 7.1. (0-1)

    Wyjaśnij, dlaczego tilapia nilowa musi pobierać jony i ze środowiska zewnętrznego. W odpowiedzi uwzględnij różnice między środowiskiem wewnętrznym ryby a środowiskiem zewnętrznym.

    Zadanie 7.2. (0-1)

    Uzasadnij, że adaptacja w postaci noszenia w jamie gębowej zapłodnionych jaj, larw i narybku przez samice pielęgnicowatych zwiększa szanse na przeżycie potomstwa.

    Pokaż odpowiedź

    7.1. Tilapia żyje w wodzie słodkiej (środowisko zewnętrzne = niskie stężenie jonów, hipotoniczne). Środowisko wewnętrzne ryby (krew, płyny ciała) zawiera znacznie wyższe stężenie Na⁺ i Cl⁻ (hipertoniczne względem otoczenia).

    Skutki różnicy stężeń:

    • Dyfuzja: jony Na⁺ i Cl⁻ wypływają z ryby do wody (zgodnie z gradientem stężeń, "z wyższego do niższego").
    • Wydalanie: nerki produkują duże ilości rozcieńczonego moczu (woda + część jonów).

    Aby utrzymać homeostazę jonową (stałe stężenie soli we krwi), ryba musi kompensować straty Na⁺ i Cl⁻. Robi to przez aktywny transport jonów ze środowiska zewnętrznego przez skrzela (zużywając ATP). Bez tego ryba by się odsoliła i umarła.

    7.2. Noszenie jaj/larw/narybku w jamie gębowej zwiększa przeżywalność z kilku powodów:

    • Ochrona przed drapieżnikami — jaja i larwy w wodzie otwartej są łatwym łupem; w jamie gębowej są fizycznie chronione.
    • Stała kontrola środowiska — temperatura, natlenienie, pH są stabilne. Samica może aktywnie wybierać dobre warunki.
    • Natlenienie — przez skrzela samicy przepływa świeża, natleniona woda opływająca jaja i larwy.
    • Mobilność — matka może uciekać z potomstwem przed zagrożeniem (powodzią, drapieżnikiem, suszą).
    • Brak strat na drapieżnictwo = większy procent jaj rozwija się w narybek.

    ⚠ Typowa pułapka: Pułapka 7.1 — **kierunek dyfuzji**. Ryba słodkowodna jest **HIPERTONICZNA** względem wody. Jony **wypływają** (gradient w dół), woda **wpływa** (osmoza). Transport aktywny **wchodzi** (kompensuje stratę). Częsta pomyłka: odwrotne stwierdzenie kierunku. Pułapka 7.1 — pomylenie z rybami morskimi. **Słodkowodne**: hipertoniczne, pobierają jony, wydalają wodę. **Morskie**: hipotoniczne, piją wodę, wydalają jony. Pułapka 7.2 — wymienienie **tylko jednej** korzyści. CKE chce **uzasadnienia** — czyli przynajmniej dwie konkretne korzyści (ochrona + natlenienie / kontrola środowiska).

    Zobacz pełne rozwiązanie krok po kroku →
  4. Matura CKE · maj 2025 · zad. 17 4 pkt ekologia, adaptacje, kamuflaż, drapieżnictwo, optimum temperaturowe, ryby ektotermiczne

    Płaskogłów ciemnogłowy (Platycephalus fuscus) jest ciepłolubną rybą żyjącą w zatokach, przybrzeżnych jeziorach i estuariach na wschodnim wybrzeżu Australii. Jego ciało jest mocno spłaszczone grzbietobrzusznie. Oczy są osadzone na czubku spłaszczonej głowy. Ryba potrafi zmieniać ubarwienie ciała, przez co dopasowuje się do otoczenia. Ukrywa się w piasku i czeka na ofiarę — poluje na mniejsze ryby oraz krewetki.

    Naukowcy zbadali zależność aktywności tej ryby od temperatury otoczenia w warunkach naturalnych. W tym celu wypuszczono ryby tego gatunku do rzeki Georges, 12 km w głąb od jej ujścia. W rzece mierzono temperaturę wody. Ryby były wyposażone w odpowiednie nadajniki z czujnikami, dzięki którym można było określić przyspieszenie poruszającej się ryby. Dane zbierano przez 18 miesięcy.

    Na fotografii A przedstawiono płaskogłowa ciemnogłowego w jego naturalnym środowisku, a na wykresie B — wyniki opisanego badania. Koła na wykresie B reprezentują surowe wyniki pomiarów, a krzywa jest modelem dopasowanym do tych pomiarów, przedstawiającym zależność między temperaturą wody a przyspieszeniem ryby.

    Wykres B (przyspieszenie [m·s⁻²] vs temperatura wody [°C]): krzywa z maksimum ok. 22°C, zakres 12-28°C, n=58 pomiarów dla 3 osobników.

    Na podstawie: N.L. Payne i in., Temperature Dependence of Fish Performance in the Wild: Links with Species Biogeography and Physiological Thermal Tolerance, „Functional Ecology" 30(6), 2016; Fotografia: R. Ling.

    Zadanie 17.1. (0-1)

    Podaj wartość optimum temperaturowego wody dla aktywności płaskogłowa ciemnogłowego.

    Zadanie 17.2. (0-1)

    Rozstrzygnij, czy podnoszenie się temperatury wody w zbiornikach może stanowić zagrożenie dla płaskogłowa ciemnogłowego. Odpowiedź uzasadnij, odwołując się do przedstawionych wyników badań.

    Zadanie 17.3. (0-1-2)

    Wypisz z tekstu dwie cechy płaskogłowa ciemnogłowego stanowiące adaptację do drapieżnictwa i przedstaw, na czym polega każda z tych adaptacji.

    Pokaż odpowiedź

    17.1. Optimum temperaturowe ≈ 22°C (wartość temperatury, przy której przyspieszenie ryby osiąga maksimum — szczyt krzywej zależności).

    17.2. Rozstrzygnięcie: TAK — podnoszenie temperatury wody może stanowić zagrożenie.

    Uzasadnienie: w temperaturach powyżej optimum (~22°C) przyspieszenie ryby maleje (zgodnie z krzywą badań). Skutki:

    • Niższa zdolność polowania (mniejsze przyspieszenie w ataku → krewetki/ryby uciekają).
    • Mniej efektywne unikanie drapieżników (sama ryba także musi przyspieszać przy ucieczce).
    • Przy wzroście temperatury do np. 28°C (skrajny punkt wykresu) przyspieszenie spada do bardzo niskich wartości → ryba głoduje i staje się ofiarą.

    Konsekwencja: ocieplenie wód estuariów Australii (zmiany klimatu) realnie zagraża populacji płaskogłowa.

    17.3. Dwie cechy adaptacyjne do drapieżnictwa:

    1. Spłaszczone grzbietobrzusznie ciało + spłaszczona głowa.
    Polega na: ryba przylega płasko do dna → niewidoczna z góry przez ofiary (sylwetka znika na tle dna). To adaptacja do polowania z zasadzki (ambush predation) — ryba czeka nieruchomo na ofiarę przepływającą nad nią i atakuje z zaskoczenia.

    2. Zmienne ubarwienie ciała dopasowujące się do otoczenia (piasek, czeska).
    Polega na: ryba kamufluje się kolorystycznie pod podłoże → ofiary nie widzą drapieżnika → mogą podpłynąć blisko → atak z minimalnej odległości (przy słabszym przyspieszeniu wystarczy krótki rzut). To kamuflaż chromatyczny / homochromia.

    (Alternatywne cechy z tekstu: oczy na czubku spłaszczonej głowy → widzi ofiary nadpływające z góry; ukrywanie w piasku → ofiara nie wykrywa zapachu/kształtu.)

    ⚠ Typowa pułapka: Pułapka 17.1 — czytanie wykresu. Optimum = **szczyt** krzywej (maksimum przyspieszenia). Nie środek zakresu temperatur, ale **wartość przy największej wydajności**. Pułapka 17.2 — odpowiedź "nie" bez logiki. Klucz: powyżej optimum krzywa **opada** → ryba traci wydajność → zagrożona. Nie wystarczy "podnoszenie temperatury jest złe" — trzeba **odwołać się do wykresu** i konkretnie wskazać spadek powyżej optimum. Pułapka 17.3 — wymyślanie cech spoza tekstu. Klucz: zadanie mówi "wypisz **z tekstu**". Trzeba użyć cech opisanych: spłaszczone ciało, spłaszczona głowa, oczy na czubku głowy, zmienne ubarwienie, ukrywanie w piasku.

    Zobacz pełne rozwiązanie krok po kroku →
  5. Matura CKE · maj 2024 · zad. 21 3 pkt ekologia, mutualizm, eksperyment kontrolowany, fizjologia roślin, susza, bilans wodny, Ambrosia dumosa

    Zadanie 21.

    Oddziaływania międzygatunkowe u roślin mogą mieć charakter antagonistyczny, np. gdy w suchych środowiskach występuje konkurencja korzeni o wodę, lub nieantagonistyczny – polegający na wzajemnym wspomaganiu wzrostu.

    Aby określić wpływ wzajemnego oddziaływania roślin jednorocznych i krzewów Ambrosia dumosa, przeprowadzono na pustyni następujące poletka doświadczalne:

    • próba A – usunięto rośliny jednoroczne, a pozostawiono krzewy A. dumosa
    • próba B – pozostawiono rośliny jednoroczne oraz krzewy A. dumosa
    • próba C – pozostawiono rośliny jednoroczne, a usunięto krzewy A. dumosa.

    Na ilustracjach w arkuszu CKE przedstawiono próby A, B i C – krzewy A. dumosa z roślinami jednorocznymi lub bez nich, oraz same rośliny jednoroczne na poletku C.

    Rośliny jednoroczne w obecności krzewów charakteryzowały się większym przyrostem biomasy, natomiast przyrost biomasy krzewów w obecności roślin zielnych był ograniczony.

    Na podstawie: C.J. Krebs, Ecology: The Experimental Analysis of Distribution and Abundance, Harlow 2014.

    Zadanie 21.1. (0–2)

    Uzupełnij tabelę – wpisz w puste komórki oznaczenia literowe tych prób, które należy porównać, aby zweryfikować poniższe hipotezy.

    Weryfikowana hipoteza Oznaczenia literowe prób, które należy porównać
    Obecność na tym samym obszarze krzewów A. dumosa skutkuje zwiększeniem przyrostu biomasy roślin jednorocznych.
    Obecność roślin jednorocznych skutkuje ograniczeniem przyrostu biomasy krzewów A. dumosa.

    Zadanie 21.2. (0–1)

    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.

    Pokaż odpowiedź

    21.1.

    # Hipoteza Próby do porównania
    1 Obecność krzewów zwiększa biomasę jednorocznych B i C
    2 Obecność jednorocznych ogranicza biomasę krzewów A i B

    Uzasadnienia:

    1. B i C — obie próby zawierają rośliny jednoroczne, ale różnią się obecnością krzewów: B z krzewami, C bez. Porównanie biomasy jednorocznych między B i C ujawni wpływ krzewów.
    2. A i B — obie próby zawierają krzewy A. dumosa, ale różnią się obecnością jednorocznych: A bez jednorocznych, B z jednorocznymi. Porównanie biomasy krzewów między A i B ujawni wpływ jednorocznych.

    Reguła eksperymentu kontrolowanego: aby ocenić wpływ czynnika X na zmienną Y, porównuje się dwie próby różniące się TYLKO obecnością X.

    21.2. Pozytywny wpływ rzucania cienia w warunkach suszy:

    • Cień obniża temperaturę powietrza i gleby pod krzewem → zmniejsza intensywność parowania wody z gleby + zmniejsza intensywność transpiracji (utraty wody przez liście roślin).
    • Mniejsza transpiracja = mniejsza utrata wody przez rośliny jednoroczne → korzystny bilans wodny (więcej wody dostępnej do procesów życiowych).
    • Wilgotniejsza gleba pod krzewem → łatwiejsze pobieranie wody przez korzenie roślin jednorocznych.
    • Rośliny jednoroczne z lepszym dostępem do wody mogą:
      • Otwierać aparaty szparkowe (CO₂ wchodzi do liścia → fotosynteza).
      • Prowadzić intensywniejszą fotosyntezę → więcej cukrów → większy przyrost biomasy.

    W warunkach suszy bez cienia: rośliny jednoroczne zamykałyby aparaty szparkowe (oszczędność wody), co hamuje fotosyntezę → mniejsza biomasa.

    Bilans wodny: wodę pobraną z gleby przez korzenie minus utracona transpiracją. Cień przesuwa bilans w stronę dodatnią (więcej zatrzymanej wody).

    ⚠ Typowa pułapka: Pułapka 21.1 — porównanie nie tych prób. Klucz: porównujemy próby różniące się **TYLKO jednym czynnikiem**: - Hip. 1 (krzewy → jednoroczne): wspólny element = jednoroczne, różnica = obecność krzewów → B vs C. - Hip. 2 (jednoroczne → krzewy): wspólny element = krzewy, różnica = obecność jednorocznych → A vs B. Pułapka 21.2 — odpowiedź "cień jest dobry". Klucz: konkretny **mechanizm** = obniżenie T → spadek transpiracji → lepszy bilans wodny → rośliny mogą fotosyntetyzować. Pułapka 21.2 — pominięcie aparatów szparkowych. Klucz: w suszy rośliny **zamykają** szparki = przerywają fotosyntezę. Cień pozwala je **otwierać** = fotosynteza trwa = biomasa rośnie.

    Zobacz pełne rozwiązanie krok po kroku →
  6. Matura CKE · maj 2023 · zad. 13 3 pkt biologia molekularna, PCR, polimeraza DNA, startery, deoksyrybonukleotydy, denaturacja

    Na poniższym schemacie przedstawiono przebieg pierwszego cyklu amplifikacji DNA metodą PCR. Uwzględniono tylko dwa z czterech deoksyrybonukleotydów niezbędnych do syntezy DNA.

    Uwaga: deoksyrybonukleotydy oznacza się czteroliterowymi skrótowcami, np. trifosforan deoksyguanozyny – dGTP (ang. deoxyguanosine triphosphate).

    Schemat: dwuniciowy DNA → ETAP 1. rozdzielenie nici DNA → ETAP 2. przyłączenie starterów → ETAP 3. synteza DNA, z udziałem: + polimeraza DNA, + dGTP, + dTTP, + .........., + ..........

    Na podstawie: B. Alberts i in., Podstawy biologii komórki, Warszawa 2016.

    Zadanie 13.1. (0–1)

    Uzupełnij powyższy schemat – wpisz w wyznaczone miejsca (+ ..........) oznaczenia dwóch deoksyrybonukleotydów niezbędnych do syntezy DNA, brakujących na schemacie.

    Zadanie 13.2. (0–1)

    Określ, w jaki sposób przeprowadza się rozdzielenie dwuniciowego DNA podczas pierwszego etapu każdego cyklu PCR.

    Zadanie 13.3. (0–1)

    Wyjaśnij, dlaczego w cyklu PCR etap syntezy DNA musi być poprzedzony przyłączeniem starterów. W odpowiedzi uwzględnij właściwości polimerazy DNA.

    Pokaż odpowiedź

    13.1. Brakujące deoksyrybonukleotydy:

    • dATP (deoksyadenozyno-trifosforan)
    • dCTP (deoksycytydyno-trifosforan)

    Razem z dGTP i dTTP (podane na schemacie) tworzą komplet 4 deoksyrybonukleotydów niezbędnych do syntezy DNA: A, T, G, C.

    Uzasadnienie: nić DNA składa się z 4 zasad (A, T, G, C). Polimeraza DNA dobiera nukleotydy komplementarne do matrycy:

    • A na matrycy → wbudowanie dTTP (komplementarna do A).
    • T na matrycy → wbudowanie dATP.
    • G na matrycy → wbudowanie dCTP.
    • C na matrycy → wbudowanie dGTP.

    Brak choćby jednego z czterech zatrzymałby syntezę (gdy polimeraza dochodzi do miejsca wymagającego brakującego nukleotydu).

    13.2. Rozdzielenie dwuniciowego DNA podczas etapu 1 każdego cyklu PCR zachodzi przez denaturację termiczną (high temperature denaturation):

    • Próbka podgrzana do ~94-95°C przez ~30 sekund.
    • Wysoka temperatura rozrywa wiązania wodorowe między komplementarnymi parami zasad (A-T: 2 wiązania, G-C: 3 wiązania).
    • Wiązania kowalencyjne (fosfodiestrowe szkieletu) pozostają nienaruszone — nici nie rozkładają się, tylko rozdzielają.
    • Powstają 2 jednoniciowe matryce DNA, gotowe do annealingu z starterami.

    13.3. Synteza DNA musi być poprzedzona przyłączeniem starterów, ponieważ:

    Właściwość polimerazy DNA:

    • Polimeraza DNA wymaga wolnego końca 3'-OH (3'-hydroksylowego), do którego może dołączyć kolejny nukleotyd przez wiązanie fosfodiestrowe.
    • Polimeraza NIE rozpoczyna syntezy "od zera" — nie potrafi utworzyć pierwszego wiązania na czystej, jednoniciowej matrycy bez punktu startu.

    Rola startera:

    • Starter = krótki (15-30 nukleotydów) fragment DNA komplementarny do określonego miejsca na matrycy.
    • Po annealingu (przyłączeniu) starter daje wolny koniec 3'-OH na granicy z matrycą jednoniciową.
    • Polimeraza DNA może chwycić ten koniec 3'-OH i kontynuować syntezę → wydłużanie nici komplementarnej do matrycy.

    Wniosek: bez startera polimeraza nie miałaby "punktu zaczepienia" — synteza DNA nie mogłaby się rozpocząć. Startery definiują też specyficzne miejsce amplifikacji (wybierają fragment DNA do powielenia).

    ⚠ Typowa pułapka: Pułapka 13.1 — odpowiedź "ATP" lub "GTP". To są **rybonukleotydy** (RNA), używane w transkrypcji + jako nośnik energii. W PCR (DNA) potrzeba **deoksy**rybonukleotydów: **dATP, dCTP, dGTP, dTTP**. Pułapka 13.2 — odpowiedź "denaturacja przez enzym helikazy". Klucz: w PCR **NIE** używa się helikazy. Rozdzielenie zachodzi **termicznie** (95°C). Helikaza działa w replikacji **in vivo**. Pułapka 13.3 — odpowiedź "polimeraza nie umie się rozprostować". Klucz: precyzyjnie — polimeraza wymaga **wolnego końca 3'-OH** (do tworzenia wiązania fosfodiestrowego). Sama matryca jednoniciowa nie ma "wolnego końca" do tego.

    Zobacz pełne rozwiązanie krok po kroku →
  7. Matura CKE · maj 2023 · zad. 16 3 pkt ekologia, mutualizm, mimikra agresywna, dobór naturalny, wargatek czyściciel, aspidon

    Wargatek czyściciel (Labroides dimidiatus) żywi się pasożytniczymi bezkręgowcami, które przebijają i rozrywają skórę oraz skrzela innych ryb. Wargatek jest dobrze widoczny w toni wodnej dzięki czarnemu pasowi biegnącemu od głowy po ogonie oraz niebieskim plamom na tułowiu i na ogonie. Aby pozbyć się pasożytów, do wargatka czyściciela podpływają ryby z około 50 różnych gatunków. Wśród ryb zbliżających się do wargatka znajdą się także drapieżniki, które go nie atakują, ale pozwalają mu na usunięcie pasożytów.

    Z wargatkiem współwystępuje inna ryba – aspidont (Aspidontus taeniatus) – która jest podobna morfologicznie do wargatka, ale prowadzi odmienny tryb życia. Gdy do aspidonta zbliży się większa ryba, ten szybko atakuje i odgryza jej kawałek płetwy bądź skóry, po czym ucieka do swojej kryjówki. Oba gatunki przedstawiono na poniższych ilustracjach.

    Na podstawie: T. Kaleta, Zachowanie się zwierząt. Zarys problematyki, Warszawa 2014; J. Morrissey i in., Introduction to the Biology of Marine Life, Sudbury 2009.

    Zadanie 16.1. (0–1)

    Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.

    Zależność między wargatkiem czyścicielem a rybą przez niego czyszczoną to:

    A. mutualizm.B. komensalizm.C. drapieżnictwo.D. pasożytnictwo.

    Zadanie 16.2. (0–1)

    Na podstawie przedstawionych informacji określ znaczenie adaptacyjne morfologicznego podobieństwa aspidonta do wargatka czyściciela.

    Zadanie 16.3. (0–1)

    Wyjaśnij, w jaki sposób w toku ewolucji doszło do utrwalenia się wyglądu aspidonta przedstawionego na rysunku. W odpowiedzi uwzględnij mechanizm działania doboru naturalnego.

    Pokaż odpowiedź

    16.1. A — mutualizm.

    Uzasadnienie:

    • Wargatek zyskuje pokarm (pasożyty z innych ryb).
    • Ryba czyszczona zyskuje pozbycie się pasożytów (które jej szkodzą).
    • Oboje korzystają = mutualizm (oba +, +).

    Dlaczego nie inne?:

    • Komensalizm: tylko jeden zyskuje, drugi obojętny. Tu oboje zyskują → mutualizm.
    • Drapieżnictwo: jeden zjada drugiego. Wargatek nie zjada ryby.
    • Pasożytnictwo: jeden żyje kosztem drugiego, szkodząc. Wargatek pomaga rybie.

    16.2. Adaptacyjne znaczenie podobieństwa aspidonta do wargatka czyściciela = mimikra agresywna (peckhammimicry):

    • Aspidon naśladuje wygląd wargatka czyściciela (ciemny pas + niebieskie plamy).
    • Ryby pozwalają aspidonowi się zbliżyć, "myśląc", że to wargatek-czyściciel (który je czyści).
    • Aspidon zamiast czyścić — atakuje i odgryza kawałek płetwy/skóry → uzyskuje pokarm.
    • Bez podobieństwa: ryby uciekałyby przed aspidonem (rozpoznałyby drapieżnika) → trudniejsze zdobycie pokarmu.

    Znaczenie: mimikra umożliwia aspidonowi podchodzenie do ofiar bez wzbudzania alarmu → efektywniejsze drapieżnictwo + większa skuteczność reprodukcji.

    16.3. Mechanizm doboru naturalnego utrwalającego wygląd aspidonta:

    1. Wariancja: w populacji pradawnych aspidontów występowała zmienność wyglądu (różne ubarwienia, kształty ciała) — wynik mutacji + rekombinacji.

    2. Selekcja: osobniki bardziej podobne do wargatka czyściciela łatwiej zbliżały się do innych ryb (ryby je tolerowały). Aspidon-mimik dostawał więcej pokarmu (więcej okazji do ataku).

    3. Większy sukces reprodukcyjny: lepiej odżywione aspidony przeżywały i miały więcej potomstwa → ich allele przekazywane.

    4. Akumulacja: w kolejnych pokoleniach częstość alleli dających podobieństwo do wargatka rosła w populacji.

    5. Utrwalenie: po wielu pokoleniach niemal cała populacja aspidonta wygląda jak wargatek → mimikra agresywna utrwalona jako cecha gatunkowa.

    To klasyczny dobór naturalny Darwina w działaniu — przewaga adaptacyjna prowadzi do kumulacji korzystnych cech.

    ⚠ Typowa pułapka: Pułapka 16.1 — pomylenie mutualizmu z komensalizmem. **Komensalizm** = tylko jeden korzysta. **Mutualizm** = oba korzystają. Wargatek dostaje pokarm, ryba pozbywa się pasożytów = oba +. Pułapka 16.2 — odpowiedź "ochrona przed drapieżnikami". To **klasyczna mimikra obronna** (np. motyl wicekról-monarcha). Tu mamy **mimikrę AGRESYWNĄ** — drapieżnik udaje nieszkodliwego, by **podejść do ofiar**. Pułapka 16.3 — pomylenie z lamarkizmem ("aspidon postanowił wyglądać jak wargatek"). NIE — to **dobór naturalny**: losowa zmienność + selekcja środowiskowa + dziedziczenie cech.

    Zobacz pełne rozwiązanie krok po kroku →
  8. Matura CKE · maj 2023 · zad. 17 5 pkt ochrona przyrody, murawy kserotermiczne, ekosystemy półnaturalne, sukcesja, ochrona czynna

    Rezerwat „Zbocza Płutowskie" utworzono w 1963 roku na prawym zboczu doliny dolnej Wisły. Celem podjętych działań była ochrona muraw kserotermicznych oraz związanych z nimi światło- i ciepłolubnych gatunków roślin. Przed utworzeniem rezerwatu na całej powierzchni obszaru przyszłego rezerwatu zbiorowiska muraw, które były wykorzystywane gospodarczo – koszono trawę i prowadzono wypas bydła. W ciągu 40 lat od utworzenia rezerwatu i od zaprzestania użytkowania gospodarczego zaobserwowano zmiany w składzie roślinności, związane z wkraczaniem gatunków krzewiastych i gatunków azotolubnych.

    W 2000 roku na terenie rezerwatu zaczęto wypasać owce. Obok pozytywnych efektów tego eksperymentu – utrzymanie się w wypasanych miejscach dużych płatów muraw kserotermicznych – zauważono także jego negatywne skutki, m.in. zwiększenie erozji gleby i wyraźny wzrost udziału wilczomlecza sosnki (Euphorbia cyparissias) – gatunku, którego owce nie zjadają ze względu na gorzki smak. Zbyt intensywny wypas, kiedy trawy przez całe sezony wegetacyjne, może po dłuższym czasie być przyczyną także zubożenia gatunkowego muraw i ograniczenia kwitnienia.

    Na podstawie: L. Rutkowski i in., Stan zachowania i przekształcenia szaty roślinnej wybranych rezerwatów doliny dolnej Wisły, w: Wycieczki geobotaniczne. Region Kujawsko-Pomorski, Toruń 2004; rośliny.urzadzaja.pl; źródło fotografii: Wikimedia Commons.

    Zadanie 17.1. (0–2)

    Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące roślinności muraw kserotermicznych znajdujących się w rezerwacie „Zbocza Płutowskie" są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

    # Stwierdzenie P / F
    1. Murawy kserotermiczne w rezerwacie „Zbocza Płutowskie" są ekosystemami, których utrzymanie wymaga działalności człowieka. P / F
    2. Na murawach kserotermicznych w rezerwacie „Zbocza Płutowskie" po zaprzestaniu użytkowania gospodarczego doszło do zmian składu gatunkowego ekosystemu. P / F
    3. Umiarkowane użytkowanie gospodarcze muraw kserotermicznych w rezerwacie „Zbocza Płutowskie" jest działaniem umożliwiającym zachowanie typowego składu gatunkowego muraw kserotermicznych. P / F

    Zadanie 17.2. (0–1)

    Wyjaśnij, dlaczego zaniechanie gospodarczego użytkowania zboczy wpłynęło negatywnie na roślinność muraw kserotermicznych.

    Zadanie 17.3. (0–2)

    Zaznacz dwa przykłady działań z zakresu ochrony czynnej muraw kserotermicznych.

    A. Regularna głęboka orka. B. Wycinka drzew i krzewów. C. Kontrolowany wypas zwierząt. D. Wprowadzenie do rezerwatu roślin uprawnych. E. Nawożenie muraw kserotermicznych związkami azotowymi.

    Pokaż odpowiedź

    17.1.

    # Stwierdzenie Ocena
    1 Murawy są ekosystemami półnaturalnymi, których utrzymanie wymaga działalności człowieka P
    2 Po zaprzestaniu użytkowania doszło do zmian składu gatunkowego P
    3 Umiarkowane użytkowanie umożliwia zachowanie typowego składu gatunkowego P

    Wszystkie 3 stwierdzenia = P (wszystkie prawdziwe).

    Uzasadnienia:

    1. P — murawy kserotermiczne są półnaturalne (powstały dzięki działalności człowieka — wypas, koszenie). Bez ingerencji ulegają sukcesji — zarastają.

    2. P — po zaprzestaniu użytkowania (po 1963) zaobserwowano ekspansję sosny + krzewów → zacienienie + zmiana składu gatunkowego (utrata gatunków światłolubnych).

    3. Pumiarkowany wypas/koszenie powstrzymuje sukcesję → zachowanie muraw + ich gatunków typowych (ostnice, ożanki, sasanki, ksztrzykiewice).

    17.2. Zaniechanie gospodarczego użytkowania zboczy wpłynęło negatywnie na murawy kserotermiczne, ponieważ:

    • Brak wypasu i koszenia → niezjedzone rośliny zaczynają konkurować ze sobą.
    • Sukcesja ekologiczna postępuje: na murawie zaczynają wkraczać gatunki ekspansywne — głównie sosna zwyczajna + krzewy (głóg, tarnina, róża).
    • Sosna + krzewy zacieniały murawy → zmniejszało dostęp światła dla roślin światłolubnych (kserotermicznych).
    • Murawy kserotermiczne to gatunki światłolubne (heliofity) — wymagają pełnego słońca → bez słońca giną.
    • Konkurencja o wodę i składniki gleby między sosną a roślinami muraw → murawy wypierane.
    • Wzbogacenie gleby azotem z opadłych liści sosen → eutrofizacja → preferowanie gatunków nitrofilnych zamiast kserotermicznych.

    Skutek: utrata gatunków typowych dla muraw + zubożenie bioróżnorodności + zanik rezerwatu jako celu ochrony.

    17.3. Przykłady ochrony czynnej muraw kserotermicznych:

    • B. Wycinka drzew i krzewów — usuwanie sosen i krzewów eliminuje zacienienie i konkurencję → murawy odzyskują światło i przestrzeń.
    • C. Kontrolowany wypas zwierząt — zwierzęta zjadają młode pędy drzew + traw, powstrzymując sukcesję. Tradycyjna metoda hodowlana, ekosystem pasterski.

    Dlaczego nie inne?:

    • A. Regularna głęboka orkaniszczyłaby murawy (orka odsłania glebę, niszczy korzenie wieloletnich roślin).
    • D. Wprowadzenie roślin uprawnychinwazja gatunków obcych, niszczy ekosystem naturalny.
    • E. Nawożenie związkami azotowymieutrofizacja, faworyzowanie gatunków konkurencyjnych (azotofilnych), nie kserotermicznych.

    Odpowiedź: B + C.

    ⚠ Typowa pułapka: Pułapka 17.1 — odpowiedź "F" na 1 (myśląc, że "naturalne ekosystemy nie wymagają człowieka"). Klucz: **murawy kserotermiczne** są **półnaturalne** = stworzone przez działalność człowieka. Bez ingerencji ulegają sukcesji. Pułapka 17.2 — odpowiedź "drzewa rosły". Klucz: **mechanizm**: 1. Sukcesja (sosna + krzewy). 2. Zacienienie. 3. Murawy = heliofity → giną w cieniu. Pułapka 17.3 — wybór A (orka). Orka niszczyłaby murawy (odsłania glebę, wyrywa korzenie). Ochrona czynna **nie jest niszczeniem**.

    Zobacz pełne rozwiązanie krok po kroku →
  9. Matura CKE · maj 2023 · zad. 18 2 pkt ekologia, gatunki inwazyjne, norka amerykańska, ochrona przyrody

    Wizon (Neogale vison) to gatunek drapieżnego ssaka z rodziny łasicowatych. Wizon ma naturalny zasięg występowania ograniczony do Stanów Zjednoczonych i Kanady. Dziko żyjąca populacja wizonów w północno-zachodniej Polsce powstała prawdopodobnie od wizonów zbiegłych z miejscowych ferm hodowlanych w latach 80. XX wieku.

    Wizon jest drapieżnikiem. Skład jego diety wykazuje znaczne zróżnicowanie w zależności od obszaru i pory roku – wizon adaptuje się do zmian w dostępności poszczególnych ofiar. W końcu lat 90. ubiegłego wieku na terenie obecnego Parku Narodowego „Ujście Warty" przeprowadzono badania drapieżnictwa wizonów na ptakach wodnych. Okazało się, że na wiosnę i w lecie ptaki stanowiły 45–60% biomasy skonsumowanej przez wizony na terenie zbiornika zalewowego oraz 35–46% na jego obrzeżach. Odnotowano wyraźny spadek sukcesu lęgowego gęsi gęgawy, a najczęstszą przyczyną strat lęgów okazały się wizony.

    Na poniższych mapach przedstawiono odsetek obwodów łowieckich w poszczególnych powiatach północno-zachodniej Polski, w których odnotowano obecność wizona w latach 2003 i 2009.

    Na podstawie: www.rfosigw.gov.pl

    Zadanie 18. (0–2)

    Określ, które z poniższych kryteriów gatunku inwazyjnego spełnia w przypadku wizona w północno-zachodniej Polsce. Zaznacz T, jeśli kryterium jest spełnione, albo N – jeśli nie jest spełnione.

    # Kryterium T / N
    1. Gatunek jest obcego pochodzenia. T / N
    2. Gatunek rozprzestrzenia się na obszarach położonych poza naturalnym zasięgiem swojego występowania. T / N
    3. Gatunek ma negatywny wpływ na rodzimą florę lub faunę. T / N
    Pokaż odpowiedź

    18.1. Kryteria gatunku inwazyjnego — wizon spełnia wszystkie:

    # Kryterium Wizon?
    1 Gatunek jest obcego pochodzenia T
    2 Rozprzestrzenia się poza naturalnym zasięgiem T
    3 Ma negatywny wpływ na rodzimą florę/faunę T

    Uzasadnienia:

    1. T — naturalne pochodzenie wizona = Ameryka Północna (USA + Kanada). W Polsce + Europie = gatunek obcy (sprowadzony do hodowli futerkowej w XX w.).

    2. T — wizon dziko się rozprzestrzenia w Polsce po ucieczce z ferm. Mapy 2003 vs 2009 pokazują rosnący zasięg (kolonizacja kolejnych powiatów). Występuje już w połowie Polski.

    3. T — wizon ma negatywny wpływ na rodzimą faunę:

      • Spadek populacji rodzimej norki europejskiej (Mustela lutreola) — wyparta z większości Europy przez konkurencję.
      • Drapieżnictwo na ptakach wodnych (kaczki, perkozy, mewy) — spadek lęgów.
      • Drapieżnictwo na płazach — kijanki, dorosłe żaby/ropuchy w stawach.
      • Drapieżnictwo na drobnych gryzoniach — szczury wodne, karczowniki, raki.
      • Konkurencja z wydrą o pokarm i siedlisko.

    Wszystkie 3 kryteria spełnione → wizon = gatunek inwazyjny (alien invasive species, IAS).

    Definicja inwazyjna (Unia Europejska, Konwencja o Bioróżnorodności):

    • Obcy (sprowadzony przez człowieka lub przybyły naturalnie z innego kontynentu).
    • Naturalizowany (skutecznie rozmnaża się + rośnie populacja).
    • Inwazyjny (negatywny wpływ ekologiczny lub gospodarczy).

    Wizon spełnia wszystkie trzy → prawnie chroniony przed handlem (Rozporządzenie UE 1143/2014, lista gatunków inwazyjnych unijnego ryzyka).

    ⚠ Typowa pułapka: Pułapka — pomylenie wizona z **norką europejską**. Norka europejska (*Mustela lutreola*) = **rodzima** w Europie, **krytycznie zagrożona** (~95% populacji zniknęło). Wizon = **inwazyjny**, **dziki** w Europie z hodowli amerykańskiej. Pułapka — odpowiedź "tylko 2 z 3 kryteriów". Klucz: wizon spełnia **wszystkie 3** (obcy + rozprzestrzenia się + szkodzi). **Definicja** inwazyjnego = wszystkie 3 razem.

    Zobacz pełne rozwiązanie krok po kroku →

Inne działy — biologia rozszerzona