Materiał źródłowy do zadania
Foka Weddella (Leptonychotes weddellii), zwana też weddelką, ma w porównaniu z człowiekiem proporcjonalnie mniejsze płuca oraz dwukrotnie większą niż człowiek objętość krwi w przeliczeniu na kilogram masy ciała. Duże stężenie mioglobiny w mięśniach oraz zmniejszone zużycie tlenu i energii podczas nurkowania pozwalają jej na długotrwałe przebywanie pod wodą. Przed nurkowaniem wykonuje ona przeważnie wydech i nie zanurza się z pełnymi płucami. Podczas zanurzania się jej płuca zmniejszają swą objętość, a na dużych głębokościach – zapadają się. Weddelka ma również nieproporcjonalnie dużą śledzionę, w której magazynowana jest utlenowana krew.
U fok i innych ssaków nurkujących w początkowej fazie zanurzania uaktywniają się fizjologiczne mechanizmy nazywane odruchem nurkowania: akcja serca ulega spowolnieniu, a tempo metabolizmu spada o około 20%.
Na wykresie przedstawiono zmiany dopływu krwi do głównych narządów weddelki podczas nurkowania.
Dopływ krwi do głównych narządów u weddelki
Na podstawie: K. Schmidt-Nielsen, Fizjologia zwierząt Adaptacja do środowiska, Warszawa 2008;
Biologia, pod red. N.A. Campbella, Poznań 2016.
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
Wraz ze wzrostem głębokości zanurzenia weddelki (wzrasta / maleje) ciśnienie zewnętrzne,
co jest przyczyną zapadania się jej płuc. Zmniejszenie pojemności płuc
(zmniejsza / zwiększa) siłę wyporu działającą na ciało weddelki, co ułatwia nurkowanie.
Gdy weddelka rozpoczyna nurkowanie, przepływ krwi przez poszczególne narządy
(zmienia się / pozostaje niezmieniony), a magazynowanie tlenu w mięśniach jest możliwe
dzięki obecności w nich białka (mioglobiny / hemoglobiny).
Wcześniej zapisana notatka
Podpowiedź
Opracowanie redakcyjne
Podpowiedź 1
Przeanalizuj osobno skutki wzrostu ciśnienia i zmiany objętości gazu. Mniejsza objętość wypieranej wody oznacza mniejszą siłę wyporu.
Podpowiedź 2
Porównanie przepływów pokazuje ich redystrybucję. Przy ostatniej luce przypomnij sobie, które białko wiąże tlen wewnątrz mięśnia, a które w krwi.
Podpowiedź 3
Zaznacz wzrost ciśnienia, mniejszy wypór, zmieniony przepływ i mioglobinę. Nie zastępuj mięśniowej mioglobiny hemoglobiną tylko dlatego, że obie wiążą tlen.
Odpowiedź
Odpowiedź przykładowa / klucz CKE
Wraz ze wzrostem głębokości zanurzenia weddelki (wzrasta / maleje) ciśnienie zewnętrzne, co jest przyczyną zapadania się jej płuc. Zmniejszenie pojemności płuc (zmniejsza / zwiększa) siłę wyporu działającą na ciało weddelki, co ułatwia nurkowanie.
Gdy weddelka rozpoczyna nurkowanie, przepływ krwi przez poszczególne narządy (zmienia się / pozostaje niezmieniony), a magazynowanie tlenu w mięśniach jest możliwe dzięki obecności w nich białka (mioglobiny / hemoglobiny).
Zasady oceniania
2 pkt – za podkreślenie czterech poprawnych określeń. 1 pkt – za podkreślenie trzech poprawnych określeń. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Wyjaśnienie
Opracowanie redakcyjne
Wybory to wzrasta, zmniejsza, zmienia się i mioglobiny. Z głębokością rośnie ciśnienie hydrostatyczne, ściskając gaz w płucach i ograniczając objętość ciała, co zmniejsza wypór. Odruch nurkowania redystrybuuje przepływ krwi między narządami, zachowując istotne zaopatrzenie mózgu. Tlen w komórkach mięśni wiąże mioglobina, podczas gdy hemoglobina jest przede wszystkim jego transporterem w erytrocytach. Cztery wybory dotyczą różnych mechanizmów i wymagają oddzielenia fizyki gazu, krążenia oraz funkcji białek.
Sprawdź kompletność rozwiązania
2 pkt – za podkreślenie czterech poprawnych określeń. 1 pkt – za podkreślenie trzech poprawnych określeń. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Wymagania podstawy programowej
Luka 1
W podstawie programowej
Fizyczne warunki nurkowania i magazynowanie tlenu w mioglobinie. Zakres części: Luka 1.
- PR:XI.2.3.b — wykazuje związek lokalizacji (wewnętrzna i zewnętrzna) i budowy powierzchni wymiany gazowej ze środowiskiem życia,
- PR:OG.III.2 — odczytuje, analizuje, interpretuje i przetwarza informacje tekstowe, graficzne, liczbowe;
Luka 2
W podstawie programowej
Fizyczne warunki nurkowania i magazynowanie tlenu w mioglobinie. Zakres części: Luka 2.
- PR:OG.III.2 — odczytuje, analizuje, interpretuje i przetwarza informacje tekstowe, graficzne, liczbowe;
Luka 3
W podstawie programowej
Fizyczne warunki nurkowania i magazynowanie tlenu w mioglobinie. Zakres części: Luka 3.
- PR:OG.III.2 — odczytuje, analizuje, interpretuje i przetwarza informacje tekstowe, graficzne, liczbowe;
Luka 4
W podstawie programowej
Fizyczne warunki nurkowania i magazynowanie tlenu w mioglobinie. Zakres części: Luka 4.
- PR:I.2.2 — przedstawia budowę białek (uwzględniając wiązania peptydowe); rozróżnia białka proste i złożone; opisuje strukturę I-, II-, III- i IV-rzędową białek; przedstawia wpływ czynników fizycznych i chemicznych na białko (zjawisko koagulacji i denaturacji); określa biologiczne znaczenie białek (albuminy, globuliny, histony, kolagen, keratyna, hemoglobina, mioglobina); przeprowadza obserwacje wpływu wybranych czynników fizycznych i chemicznych na białko;
Przypisanie redakcyjne do podstawy BIO-PP2024.
Informacje i źródła zadania
ID zadania: BIO-2022-CZERWIEC-F2015-Z8-2
Organizator: CKE
Działy: Funkcjonowanie zwierząt | Chemizm życia
Organizmy: człowiek | zwierzęta
Zagadnienia: Wymiana gazowa i krążenie