Kleksa

Matura 2027 · biologia, poziom rozszerzony

Ewolucja: dobór naturalny, dryf genetyczny, specjacja i filogeneza

Podstawa programowa wymaga, żebyś wyjaśniał mechanizm doboru naturalnego i jego rodzaje, odróżniał go od dryfu genetycznego, obliczał częstości alleli z równania Hardy’ego–Weinberga, opisywał specjację i odczytywał pokrewieństwo z drzewa filogenetycznego. Tak przygotujesz się do tej części matury z biologii na poziomie rozszerzonym.

Na maturze 2023–2026: w każdej z 4 sesji, zadań: 10.

W skrócie

najważniejsze w kilku zdaniach
  • Surowcem ewolucji jest zmienność genetyczna: mutacje, rekombinacja w mejozie i losowe łączenie gamet.
  • Dobór naturalny faworyzuje osobniki, które lepiej przeżywają i częściej się rozmnażają; jest stabilizujący, kierunkowy albo różnicujący.
  • Dryf genetyczny to losowa zmiana częstości alleli, wyraźna w małych populacjach; nie tworzy przystosowań.
  • Prawo Hardy’ego–Weinberga opisuje populację bez zmian częstości alleli: p² + 2pq + q² = 1.
  • Nowe gatunki powstają w specjacji allopatrycznej albo sympatrycznej, gdy pule genowe przestają się łączyć.
  • Z drzewa filogenetycznego odczytujesz pokrewieństwo, patrząc na rozwidlenia, czyli wspólnych przodków linii.

Egzamin maturalny z biologii na poziomie rozszerzonym trwa 180 minut; za cały arkusz można uzyskać 60 punktów. Zadania są pogrupowane w wiązki wokół wspólnego materiału — tekstu, tabeli, wykresu, schematu lub opisu doświadczenia. Zadania zamknięte (wielokrotnego wyboru, prawda–fałsz, na dobieranie) dają około 30 % punktów, zadania otwarte (z luką, krótkiej odpowiedzi) — około 70 %. Zadania sprawdzają wymagania podstawy programowej z 2024 r.

Zmienność i dobór naturalny

Dobór naturalny działa tylko na to, co już istnieje, dlatego wszystko zaczyna się od zmienności. Nowe allele powstają w mutacjach, a ich kombinacje – w crossing-over, w losowym rozchodzeniu się chromosomów w mejozie i w przypadkowym łączeniu gamet przy zapłodnieniu. Zmienność dziedziczna jest więc warunkiem ewolucji, a zmiana wywołana samym środowiskiem, na przykład opalenizna, nie przechodzi na potomstwo.

Mechanizm doboru ma trzy kroki. Osobniki populacji różnią się cechami, część z tych różnic jest dziedziczna, a środowisko sprawia, że jedne osobniki przeżywają i rozmnażają się lepiej niż inne. Ich allele stają się w następnym pokoleniu częstsze. Tak populacja zyskuje cechy adaptacyjne, czyli przystosowania. Zwróć uwagę, że dobór nie planuje niczego: ocenia gotowe różnice i działa na populację, a nie na pojedynczy organizm.

Rodzaj doboruKogo faworyzujeSkutek dla rozkładu cechy
stabilizującyosobniki o wartości zbliżonej do średniejrozkład się zwęża, średnia się nie przesuwa
kierunkowyosobniki z jednego krańca zakresuśrednia przesuwa się w jedną stronę
różnicującyosobniki z obu krańców zakresupowstają dwa szczyty rozkładu

Dryf genetyczny i inne przyczyny zmian częstości alleli

Częstość alleli w populacji zmieniają cztery procesy: mutacje, przepływ genów (migracje), dobór naturalny i dryf genetyczny. Dryf to przypadkowe zmiany częstości alleli, niezależne od tego, czy dany allel jest korzystny. Jego skutki są tym większe, im mniejsza populacja, bo w niewielkiej grupie zwykły zbieg okoliczności może usunąć rzadki allel albo utrwalić go u wszystkich osobników.

Dwa typowe warunki dryfu to efekt wąskiego gardła i efekt założyciela. W pierwszym przypadku populację gwałtownie zmniejsza zdarzenie niezwiązane z cechami osobników, na przykład klęska żywiołowa, a przeżywa losowa próbka alleli. W drugim kilka osobników zakłada nową populację i niesie tylko część puli genowej populacji macierzystej. Nie myl dryfu z doborem: dryf nie prowadzi do lepszego dopasowania do środowiska, a dobór tak.

Prawo Hardy’ego–Weinberga

Prawo Hardy’ego–Weinberga mówi, że w populacji spełniającej pięć założeń częstości alleli i genotypów nie zmieniają się z pokolenia na pokolenie. Założenia są takie: populacja jest bardzo duża, kojarzenie jest losowe, nie ma mutacji, nie ma migracji i nie działa dobór. Gdy któreś z nich zostaje złamane, częstości alleli się zmieniają, a to jest ewolucja.

Dla jednej pary alleli oznacz częstość allelu dominującego A przez p, a recesywnego a przez q; wtedy p + q = 1. Częstości genotypów to p² dla AA, 2pq dla Aa i q² dla aa, a ich suma wynosi 1. Przykład: jeśli osobniki aa stanowią 1 % populacji, to q² = 0,01, więc q = 0,1 i p = 0,9. Heterozygoty Aa mają częstość 2pq = 2 · 0,9 · 0,1 = 0,18, czyli 18 %. Zawsze zaczynaj od genotypu recesywnego, bo tylko jego częstość odczytasz wprost z fenotypu.

0,250,50,7510,250,50,7510częstość allelu A (p)częstość genotypup²2pqq²

Gatunek i specjacja

Gatunek w ujęciu genetycznym to izolowana pula genowa: osobniki jednego gatunku wymieniają geny, a między gatunkami dopływ genów jest zablokowany izolacją rozrodczą. Specjacja, czyli powstawanie gatunków, zaczyna się wtedy, gdy dwie części populacji przestają się krzyżować. Wtedy dobór i dryf działają na nie osobno, a ich pule genowe się rozchodzą.

Radiacja adaptacyjna to szybkie powstanie wielu gatunków z jednego przodka, które zajmują różne nisze, na przykład na świeżo zasiedlonej wyspie. Dwa pojęcia z drzew filogenetycznych odróżniaj starannie: dywergencja to rozchodzenie się cech organizmów pokrewnych, a konwergencja to niezależne wykształcenie podobnych cech u organizmów odległych, które żyją w podobnych warunkach. Narządy podobne wskutek konwergencji są analogiczne, a odziedziczone po wspólnym przodku – homologiczne.

CechaSpecjacja allopatrycznaSpecjacja sympatryczna
Obszarpopulacje oddziela bariera geograficznapopulacje zajmują ten sam obszar
Początek izolacjirozdzielenie przestrzenneizolacja rozrodcza bez bariery, np. poliploidyzacja u roślin
Dalszy przebiegczęści populacji ewoluują niezależniepula genowa dzieli się mimo wspólnego miejsca życia

Drzewo filogenetyczne i klasyfikacja

Drzewo filogenetyczne przedstawia pokrewieństwo na podstawie wspólnych przodków. Rozwidlenie oznacza ostatniego wspólnego przodka dwóch linii, a o bliskości decyduje czas życia wspólnego przodka, a nie podobieństwo wyglądu organizmów. Na schemacie P i Q rozchodzą się najpóźniej, więc są ze sobą bliżej spokrewnione niż którekolwiek z nich z R. Układ gałęzi przy węzłach można obracać bez zmiany znaczenia, liczy się tylko kolejność rozwidleń.

Grupa monofiletyczna to przodek razem z całym jego potomstwem, bez wyjątków. Grupa parafiletyczna zawiera przodka, lecz nie wszystkich potomków, a polifiletyczna łączy organizmy bez ich ostatniego wspólnego przodka. Klasyfikacja ma odzwierciedlać filogenezę, dlatego współczesna systematyka dąży do grup monofiletycznych. Rangi taksonomiczne porządkujesz hierarchicznie: u zwierząt gatunek, rodzaj, rodzina, rząd, gromada, typ, królestwo; u roślin w miejscu gromady i typu stoją klasa i gromada. Najwyższą rangą jest domena.

SRPQostatni wspólny przodek P i Q

Skąd wiadomo, że ewolucja zachodzi

Wiedzę o przebiegu ewolucji dają skamieniałości, które pokazują dawne formy życia i kolejność ich pojawiania się w warstwach skalnych. Anatomia porównawcza wskazuje narządy homologiczne, zbudowane według jednego planu mimo różnych funkcji, oraz narządy szczątkowe. Embriologia porównuje rozwój zarodków, a biogeografia – rozmieszczenie gatunków na kontynentach i wyspach. Najwięcej danych o pokrewieństwie dostarcza dziś porównanie sekwencji DNA i białek: im mniej różnic, tym później rozdzieliły się linie.

Pojęcia

dobór naturalny
Proces, w którym osobniki o cechach lepiej dostosowanych do środowiska częściej przeżywają i rozmnażają się, przez co ich allele stają się w populacji częstsze.
dryf genetyczny
Losowa zmiana częstości alleli w populacji, silniejsza w małych populacjach i niezwiązana z korzyścią, jaką daje dany allel.
efekt założyciela
Dryf wynikający z założenia nowej populacji przez kilka osobników, które niosą tylko część puli genowej populacji macierzystej.
pula genowa
Ogół alleli wszystkich osobników populacji lub gatunku; gatunek jest izolowaną pulą genową.
specjacja allopatryczna
Powstawanie gatunków z populacji rozdzielonych barierą geograficzną, które ewoluują niezależnie.
specjacja sympatryczna
Powstawanie gatunków w obrębie tego samego obszaru, gdy izolacja rozrodcza pojawia się bez bariery geograficznej.
radiacja adaptacyjna
Szybkie powstanie wielu gatunków z jednego przodka, które zajmują różne nisze ekologiczne.
konwergencja
Niezależne wykształcenie podobnych cech przez organizmy niespokrewnione blisko, żyjące w podobnych warunkach.
grupa monofiletyczna
Grupa złożona z jednego przodka i całego jego potomstwa, bez pominięć.

Zadanie z matury

źródło: CKE
Prawdziwe zadanie z arkusza CKE, słowo w słowo, z materiałem źródłowym. Rozwiąż je, zanim zajrzysz do wyjaśnienia.
Zadanie z arkusza CKEmatura

Matura 2024, biologia (poziom rozszerzony), zadanie 10.1

Zadanie 10.

W czasie ewolucji powstają nowe cechy zwiększające możliwości adaptacyjne organizmów. Poniżej przedstawiono drzewo filogenetyczne kręgowców, a literą X oznaczono pojawienie się w ich historii ewolucyjnej pewnej nowej cechy.

Na podstawie: N.A. Campbell, Biologia, Poznań 2014.

Zadanie 10.1. (0–1)

Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych. Na drzewie filogenetycznym literą X oznaczono wykształcenie
ryby dwudysznepłazyssakijaszczurki i wężekrokodylestrusiejastrzębie i pozostałe ptakiX

Źródło: CKE, egzamin maturalny 2024, biologia, poziom rozszerzony (arkusz MBIP-⁠R0-⁠100-⁠2405), zadanie 10.1. Rozwiązanie — według zasad oceniania CKE. · Arkusz na stronie CKE

Zadanie z arkusza CKEmatura

Matura 2023, biologia (poziom rozszerzony), zadanie 16.3

Zadanie 16.

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 do ogona 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 znajdują 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.
CKE

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 16.3. (0–1 pkt)

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

Źródło: CKE, egzamin maturalny 2023, biologia, poziom rozszerzony (arkusz MBIP-⁠R0-⁠100-⁠2305), zadanie 16.3. Rozwiązanie — według zasad oceniania CKE. · Arkusz na stronie CKE

Sprawdź się

sprawdzisz od razu
Zaznacz lub wpisz odpowiedź i sprawdź ją od razu: pod zadaniem zobaczysz wyjaśnienie. Jak ocenia CKE: za zadanie zamknięte — 1 albo 2 punkty, tylko za całkowicie poprawną odpowiedź; za zadanie otwarte — od 1 do 3 punktów według zasad oceniania opracowanych do tego zadania. Odpowiedź nieprecyzyjna albo kilka odpowiedzi, z których jedna jest błędna, nie daje punktu.
matura

Zadanie 20.

Czaszki dwóch kopalnych zwierząt – z rodzaju Thylacosmilus i z rodzaju Smilodon – wykazują w budowie pewne podobieństwa. Występują u nich długie kły z piłkowanymi krawędziami, zwane zębami szablastymi. Paleontologowie przypuszczają, że te zwierzęta były dużymi drapieżnikami, a zęby szablaste pomagały im zabijać swoje ofiary. Na poniższym drzewie filogenetycznym przedstawiono relacje pokrewieństwa między rodzajami Thylacosmilus i Smilodon a wybranymi współczesnymi ssakami. Uwaga: Na schemacie nie zachowano proporcji w wielkości zwierząt ani ich czaszek.
University of California Museum of Paleontology, Understanding Evolution (evolution.berkeley.edu)

Na podstawie: University of California Museum of Paleontology, Understanding Evolution (evolution.berkeley.edu).

Zadanie 20.2. (0–1)

Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących Thylacosmilus i Smilodon. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
Thylacosmilus jest bliżej spokrewniony ze Smilodon niż z kangurami, należącymi do torbaczy.
Smilodon jest bliżej spokrewniony ze słoniem niż z człowiekiem.

Zadanie 20.2 z arkusza CKE MBIP-⁠R0-⁠100-⁠2605 (matura z biologii, poziom rozszerzony, 2026) – objaśnienie Kleksy

zadanie Kleksy

Zadanie 1. (0–1)

Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych. W populacji spełniającej założenia prawa Hardy’ego–Weinberga osobniki o genotypie aa stanowią 9 %, zatem heterozygoty Aa stanowią

Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.

zadanie Kleksy

Zadanie 2. (0–1)

Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń dotyczących dryfu genetycznego. Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
Na wyspę dotarło pięć jaszczurek, wśród których dwie niosły rzadki w populacji macierzystej allel. W populacji wyspowej ten allel może stać się częsty, nawet jeśli nie daje żadnej korzyści.
Jeśli allel rozprzestrzenił się w populacji w wyniku dryfu genetycznego, to musi zwiększać przeżywalność swoich nosicieli.

Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.

zadanie Kleksy

Zadanie 3. (0–1)

Dokończ zdanie. Wybierz odpowiedź A albo B oraz odpowiedź 1. albo 2.
W populacji ptaków żywiących się nasionami osobniki o małych dziobach sprawnie zjadają miękkie nasiona, a osobniki o dużych dziobach – twarde. Ptaki o dziobach średniej wielkości słabo radzą sobie z jednymi i drugimi, więc rzadziej przeżywają. Na populację działa dobór a jego skutkiem będzie

Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.

Więcej zadań: rozwiąż za darmo cały arkusz CKE z maja 2026 roku

Częste pomyłki

tu najłatwiej stracić punkt
  • Nie myl dryfu genetycznego z doborem naturalnym. Dryf jest przypadkowy i nie poprawia dopasowania, a dobór zawsze sprzyja cechom, które zwiększają sukces rozrodczy w danym środowisku.
  • Nie myl konwergencji z dywergencją. Podobne cechy odległych organizmów w podobnym środowisku to konwergencja, a rozchodzenie się cech organizmów pokrewnych to dywergencja.
  • Nie myl częstości allelu z częstością genotypu w równaniu Hardy’ego–Weinberga. Wartość q² to osobniki aa, a q to częstość samego allelu a; dopiero pierwiastek z q² daje q.
  • Nie myl podobieństwa z pokrewieństwem. O pokrewieństwie na drzewie decyduje najbliższy wspólny przodek, a organizmy podobne z wyglądu mogą należeć do odległych linii.

Zapamiętaj

  • Zmienność dziedziczna jest surowcem ewolucji; dobór ocenia ją w populacji, nie u pojedynczego osobnika.
  • Dobór: stabilizujący zwęża rozkład, kierunkowy go przesuwa, różnicujący tworzy dwa szczyty.
  • p + q = 1; p² + 2pq + q² = 1; zaczynaj od q² genotypu recesywnego.
  • Specjacja allopatryczna – bariera geograficzna; sympatryczna – wspólny obszar.
  • Grupa monofiletyczna to przodek i wszyscy jego potomkowie.

Pytania i odpowiedzi

  1. 1.Czym różni się dobór naturalny od dryfu genetycznego?+
    Odp.:Dobór działa na różnice dziedziczne, które wpływają na przeżycie i rozród, więc zmienia częstości alleli w kierunku lepszego przystosowania. Dryf to losowa zmiana częstości alleli niezależna od ich wartości dla organizmu; jest wyraźna w małych populacjach, a przystosowań nie tworzy. Obie siły mogą działać razem, ale tylko dobór nadaje ewolucji kierunek.
  2. 2.Jak wyjaśnić powstanie przystosowania, żeby nie popełnić błędu?+
    Odp.:Opisz kolejność: w populacji istniała dziedziczna zmienność cechy, osobniki z korzystniejszym wariantem częściej przeżywały i rozmnażały się, a ich allele stawały się częstsze w następnych pokoleniach. Nie pisz, że organizmy zmieniały się, bo „potrzebowały” cechy, ani że nabyta cecha przechodzi na potomstwo. Mechanizm musi dotyczyć populacji i wielu pokoleń.
  3. 3.Jak obliczyć częstość heterozygot z równania Hardy’ego–Weinberga?+
    Odp.:Odczytaj częstość fenotypu recesywnego, bo to jest q². Wyciągnij pierwiastek, aby otrzymać q, odejmij go od 1, aby znaleźć p, a potem oblicz 2pq. Jeśli osobniki recesywne stanowią 1 %, to q = 0,1, p = 0,9 i heterozygoty to 18 %. Równanie stosuje się tylko do populacji, w których założenia prawa są spełnione.
  4. 4.Kiedy zachodzi specjacja allopatryczna, a kiedy sympatryczna?+
    Odp.:Specjacja allopatryczna wymaga bariery geograficznej, na przykład pasma górskiego lub morza, która rozdziela populacje i pozwala im ewoluować niezależnie. Specjacja sympatryczna zachodzi na wspólnym obszarze, gdy pojawia się izolacja rozrodcza bez bariery; u roślin często powstaje przez poliploidyzację, która od razu tworzy osobniki niezdolne do krzyżowania z formą wyjściową.
  5. 5.Jak odróżnić grupę monofiletyczną od parafiletycznej na drzewie?+
    Odp.:Zaznacz wspólnego przodka grupy, czyli rozwidlenie, od którego odchodzą wszystkie jej gałęzie. Jeśli wśród potomków tego przodka są wszystkie linie, grupa jest monofiletyczna. Gdy niektóre z nich pominięto, na przykład wyłączono jedną gałąź, grupa jest parafiletyczna. Polifiletyczna łączy organizmy z różnych linii bez ich wspólnego przodka w obrębie grupy.

Zobacz też

Wszystkie tematy matury z biologii

Źródła

Serwis nie jest związany z Centralną Komisją Egzaminacyjną. Zadania oznaczone „CKE” pochodzą z arkuszy CKE; objaśnienia do nich i pozostałe zadania na stronie napisaliśmy sami.

Strona sprawdzona 29 października 2026.

Zadanie ostatnie.

Rozwiąż za darmo cały arkusz CKE z matury z biologii (poziom rozszerzony) z maja 2026 roku – 180 minut, jak na egzaminie. Po oddaniu zobaczysz wynik i to, w którym dziale tracisz punkty.