Biologia — zadanie 8

Matura 2023 · czerwiec · Formuła 2023 · poziom rozszerzony

3 podzadania

Informacja do podzadań

Susłogon arktyczny (Urocitellus parryii) to gatunek gryzonia występującego na Alasce, w północnej Kanadzie oraz na Syberii.

Zbadano wpływ temperatury środowiska na następujące parametry susłogona arktycznego podczas hibernacji:

całkowite tempo przemiany materii (wyrażone ilością zużytego tlenu w przeliczeniu na jednostkę masy ciała)
wewnętrzną temperaturę ciała
współczynnik oddechowy.

Stan hibernacji u susłogona ma charakter przystosowawczy, który zwiększa jego tolerancję wobec niesprzyjających warunków środowiskowych. Wartość współczynnika oddechowego pozwala określić, jakie substancje są głównym źródłem energii dla danego organizmu.

Współczynnik oddechowy wynosi:

dla cukrów prostych 1
dla białek ok. 0,8
dla tłuszczów nasyconych ok. 0,7.

Badaniom poddano osiem zwierząt: cztery samce i cztery samice, wszystkie pochodzące z tej samej populacji żyjącej na Alasce. Przed przejściem w stan hibernacji zwierzęta były żywione paszą dla gryzoni z dodatkiem marchwi oraz nasion kukurydzy.

Na wykresie przedstawiono średnie arytmetyczne otrzymanych wyników.

Na podstawie: C.L. Buck, B.M. Barnes, Effects of Ambient Temperature on Metabolic Rate, Respiratory Quotient, and Torpor in an Arctic Hibernator, „American Journal of Physiology – Regulatory, Integrative and Comparative Physiology” 279(1), 2000.

Wykres zależności całkowitego tempa przemiany materii, wewnętrznej temperatury ciała i współczynnika oddechowego od temperatury otoczenia; zawiera legendę, osie, jednostki i punkty pomiarowe.

Zadanie 8.1

2 pkt

Metodyka badań biologicznych

Susłogon arktyczny (Urocitellus parryii) to gatunek gryzonia występującego na Alasce, w północnej Kanadzie oraz na Syberii.

Zbadano wpływ temperatury środowiska na następujące parametry susłogona arktycznego podczas hibernacji:

całkowite tempo przemiany materii (wyrażone ilością zużytego tlenu w przeliczeniu na jednostkę masy ciała)
wewnętrzną temperaturę ciała
współczynnik oddechowy.

Współczynnik oddechowy wynosi:

dla cukrów prostych 1
dla białek ok. 0,8
dla tłuszczów nasyconych ok. 0,7.

Na wykresie przedstawiono średnie arytmetyczne otrzymanych wyników.

Wypisz z powyższego opisu przeprowadzonych badań po jednym przykładzie zmiennej niezależnej, zmiennej zależnej i zmiennej kontrolowanej.

Zmienna niezależna:

Zmienna zależna:

Zmienna kontrolowana:

Wykres zależności całkowitego tempa przemiany materii, wewnętrznej temperatury ciała i współczynnika oddechowego susłogonów arktycznych od temperatury otoczenia, wraz z legendą, osiami i jednostkami.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Zmienna niezależna: temperatura otoczenia

Zmienna zależna: całkowite tempo przemiany materii / wewnętrzna temperatura / współczynnik oddechowy

Zmienna kontrolowana: pochodzenie zwierząt (z jednej populacji) / sposób karmienia przed zapadnięciem w stan hibernacji.

2 pkt – za poprawne podanie po jednym przykładzie zmiennej niezależnej, zależnej i kontrolowanej.

1 pkt – za poprawne podanie po jednym przykładzie zmiennej niezależnej i zależnej.

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Zadanie 8.2

1 pkt

Ogólne zasady metabolizmu

Susłogon arktyczny (Urocitellus parryii) to gatunek gryzonia występującego na Alasce, w północnej Kanadzie oraz na Syberii.

Zbadano wpływ temperatury środowiska na następujące parametry susłogona arktycznego podczas hibernacji:

całkowite tempo przemiany materii (wyrażone ilością zużytego tlenu w przeliczeniu na jednostkę masy ciała)
wewnętrzną temperaturę ciała
współczynnik oddechowy.

Współczynnik oddechowy wynosi:

dla cukrów prostych 1
dla białek ok. 0,8
dla tłuszczów nasyconych ok. 0,7.

Na wykresie przedstawiono średnie arytmetyczne otrzymanych wyników.

Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące przedstawionych wyników badań są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

1.	W temperaturach otoczenia poniżej 0 °C – im niższa jest temperatura otoczenia, tym niższe jest tempo metabolizmu badanych zwierząt.	P	F
2.	Wraz ze wzrostem temperatury otoczenia z 0 °C do 12 °C wzrastają zarówno wewnętrzna temperatura ciała, jak i całkowite tempo metabolizmu badanych zwierząt.	P	F

Wykres zależności całkowitego tempa przemiany materii, wewnętrznej temperatury ciała i współczynnika oddechowego od temperatury otoczenia, wraz z legendą, osiami i jednostkami.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Rozwiązanie

1. – F, 2. – F.

1 pkt – za poprawną ocenę dwóch stwierdzeń.

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Zadanie 8.3

1 pkt

Ogólne zasady metabolizmu

Susłogon arktyczny (Urocitellus parryii) to gatunek gryzonia występującego na Alasce, w północnej Kanadzie oraz na Syberii.

Zbadano wpływ temperatury środowiska na następujące parametry susłogona arktycznego podczas hibernacji:

całkowite tempo przemiany materii (wyrażone ilością zużytego tlenu w przeliczeniu na jednostkę masy ciała)
wewnętrzną temperaturę ciała
współczynnik oddechowy.

Współczynnik oddechowy wynosi:

dla cukrów prostych 1
dla białek ok. 0,8
dla tłuszczów nasyconych ok. 0,7.

Na wykresie przedstawiono średnie arytmetyczne otrzymanych wyników.

Na podstawie przedstawionych wyników badań określ, czy podczas trwania hibernacji jedynym substratem energetycznym susłogonów arktycznych są tłuszcze. Odpowiedź uzasadnij.

Wykres zależności całkowitego tempa przemiany materii, wewnętrznej temperatury ciała i współczynnika oddechowego od temperatury otoczenia podczas hibernacji susłogona arktycznego; zachowano legendę, wszystkie osie, jednostki, skale i oznaczenia serii.

Pokaż odpowiedźUkryj odpowiedź

Przykładowe rozwiązania

Tłuszcze nie stanowiły jedynego substratu energetycznego susłogonów podczas trwania stanu hibernacji, ponieważ współczynnik oddechowy bliski 0,7 – a więc typowy dla spalania tłuszczów – występował tylko wtedy, gdy temperatura otoczenia była w zakresie 4–8 °C.
Tłuszcze nie stanowiły jedynego substratu energetycznego, ponieważ gdy temperatura otoczenia wynosiła poniżej 4 °C / powyżej 8 °C, współczynnik oddechowy był znacznie wyższy niż 0,7, co wskazuje na wykorzystanie również innych niż tłuszcze substratów energetycznych.
Tłuszcze nie stanowiły jedynego substratu energetycznego, ponieważ gdy hibernacja odbywała się w temperaturze otoczenia −8 °C lub 12 °C, współczynnik oddechowy wynosił około 0,8, co wskazuje na wykorzystanie białek jako substratów energetycznych.
Nie, ponieważ w zależności od temperatury otoczenia (w niskich, gdy susłogon hibernuje) współczynnik oddechowy zwierzęcia się zmienia, a gdyby jedynym substratem energetycznym były tłuszcze, to byłby stały, a jego wartość wynosiłaby około 0,7.

1 pkt – za poprawne stwierdzenie, że nie przez cały czas trwania stanu hibernacji substratem energetycznym są tłuszcze, wraz z poprawnym uzasadnieniem odnoszącym się do wyników pomiaru współczynnika oddechowego w zależności od temperatury.

0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.