Biologická olympiáda

Transkript

1 Česká zemědělská univerzita v Praze Ústřední komise Biologické olympiády Biologická olympiáda 45. ročník školní rok VSTUPNÍ ÚKOLY kategorie C a D Romana Anděrová, Petr Šíma Praha 2010

2 Vstupní úkoly pro žáky kategorie C a D, kteří postupují do okresního kola. Žáci, kteří postupují do okresního kola, si z následujících úkolů vyberou jeden a zpracují ho formou laboratorního protokolu. Žáci si mohou volit i vlastní téma, které souvisí s tématem daného ročníku BiO. Při zpracování musí dodržet formální náležitosti. Okresní komise jej zhodnotí maximálně počtem 10 bodů. Laboratorní úkol musí obsahovat: Titulní stranu (jméno žáka, adresa školy, třída, školní rok, soutěžní kategorie, název úkolu). Na dalších listech: sledovaný cíl úkolu, pomůcky, stručný popis postupu práce a vypracování podle zadání. Nesmí chybět stručný závěr. Úkol je možné doplnit nákresy a fotografiemi. Výsledky je možné zpracovat do tabulek a grafů. Všechny případné přílohy musí být označené jménem žáka a adresou školy. Žáci odevzdají zpracovaný úkol vždy v písemné podobě (s očíslovanými stránkami), jeho doplňkem může být elektronická verze ve formátech PowerPoint nebo MS Word. 1

3 Úkol č. 1: Výpar vody listy Na povrchu listů jsou umístěné průduchy, kterými z rostliny odchází vodní pára. Množství odpařené vody závisí jednak na druhu rostliny, jednak na celkové ploše listů. Úkoly: 1. Srovnej 10 druhů našich dřevin, jak se liší plochou listových čepelí a jak se liší množstvím vody, které ztratí odparem z povrchu listů. 2. Vypočítej množství odpařené vody na jednotku plochy listu pro každý druh dřeviny. 3. Porovnej nároky zkoumaných dřevin na množství vody, které vyžadují a srovnej to s přirozeným prostředím, kde se vyskytují. Pomůcky: větvičky 5 10 dřevin (např. vrba, topol, tis, borovice, javor, dub, buk, habr, bez, ptačí zob, jilm, jasan nebo jiné), dlouhé cca 30 cm s několika plně vyvinutými listy v horní polovině (tedy odstřihněte vrchol větvičky s listy teprve se rozvíjejícími a ve spodní třetině odstraňte listy úplně), čtvrtky, nůžky, digitální laboratorní váhy, odměrné válce o objemu 50 ml, stolní olej, voda. 1. Větvičky dřevin upravených tak, jak je uvedeno v pomůckách a jak je vidět na obrázku, dej do odměrných válců a válce dolij vodou na objem 50 ml. Na hladinu vody poté do každého válce nalij asi 0,5 cm vysokou vrstvu oleje. 2. Rostliny vystav na slunné místo a průběžně pozoruj. Po dobu 2 dnů sleduj po 3 hodinách, jaký objem vody ve válcích ubývá, hodnoty si zaznamenávej. V nočních hodinách měření provádět nemusíš! 3. Po skončení experimentu z větviček otrhej listy a spočítej jejich celkovou plochu. Nejlépe tak, že využiješ trojčlenku. Zvaž na laboratorních vahách čtvrtku papíru. Spočítej plochu této čtvrtky (obsah obdélníku). Poté na čtvrtku obkresli všechny listy, listy vystříhej a zjisti jejich hmotnost. U jehličnanů vystříhej tvarově a délkou podobné proužky v počtu odpovídajícím počtu jehlic. 2

4 m 1 (hmotnost celé čtvrtky).. S 1 (plocha, obsah čtvrtky) m 2 (hmotnost vystříhaných listů). S 2 (neznámá celková plocha listů) 4. Do tabulky zanes pro každou dřevinu celkový odpar vody (v mililitrech, odečteš na odměrném válci, převeď objem na hmotnost, jestliže víš, že hustota vody je 1 g/cm 3 ), celkovou plochu listů a poměr m/s, tedy poměr odpařené vody na celkovou plochu. Závěr: Která z uvedených dřevin má celkově největší listovou plochu? Která rostlina měla největší odpar vody? Která rostlina měla největší odpar vody na jednotku plochy? Jaké závěry z experimentů pro rostliny vyvodíš? V literatuře najdi, jak se jednotlivé druhy stromů liší prostředím, v kterém rostou. 3

5 Úkol č. 2: Ochrana plodů před vysycháním Na povrchu plodů je vytvořena vrstva, která chrání plod mimo jiné před ztrátami vody. Tato vrstva je tvořena pokožkou, kutikulou s voskovou vrstvou, popřípadě korkovou vrstvičkou nebo krycími chlupy (trichomy). Poznámka: Při manipulaci s plody používej jednorázové rukavice a roušku. Úkoly: 1. Sledováním ztrát vody vysycháním zjisti význam pokožky a kutikuly na povrchu plodů. 2. Graficky znázorni časovou závislost ztráty vody pro různě upravené plody a různá prostředí. Pomůcky: 10 kusů plodů jednoho druhu ovoce, škrabka, zavařovací sklenice, 10 misek či talířků, saponát (Jar), rostlinný olej, váhy 1. Obstarej si 10 víceméně stejných plodů například jabloně, rajčete, hrušně apod. Ať plody vybraného druhu jsou ve víceméně stejném stavu, ať nejsou otlačené, nahnilé. 2. Plody rozděl na 2 pětice. V každé pětici vždy jeden plod nechej v původním stavu. Druhý důkladně omyj vlažnou vodou a saponátem. Třetí oloupej. Čtvrtý ulož do uzavřené zavařovací sklenice. A pátý plod potři po celém povrchu rostlinným olejem. Plody zvaž (čtvrtý bez sklenice), hmotnost si zapiš a postav na misky nebo talířky. Jednu pětici plodů umísti na slunné teplé místo (např. za okno), druhou pětici na chladné tmavé místo (sklep, komora, dolní přihrádka lednice). 3. Po dobu 14 dnů plody vždy po 12 hodinách zvaž, hodnoty pro každý plod pečlivě zapisuj. 4. Na milimetrový papír nebo v programu Microsoft Excel pro každý plod vytvoř graf závislosti úbytku hmotnosti na čase. Závěr: U kterých plodů se během pozorování nejvíc snížila hmotnost? Vysvětli. U kterých plodů a proč se projevily plísně nebo bakteriální hniloba? Navrhněte podmínky, v kterých je nejlepší ovoce uchovávat, aby vydrželo dlouho čerstvé. 4

6 Úkol č. 3: Vadnutí bylin Každá rostlina je přizpůsobena prostředí, v kterém přirozeně roste. Druhy suchomilné jsou nejvíc přizpůsobené suchému prostředí tvarem listů, silou kutikuly, krycími trichomy a dalšími mechanismy, které omezují ztráty vody odpařováním. Úkoly: 1. Na 10 rostlinách různých bylin z různých životních podmínek sleduj průběh vadnutí. 2. Průběh vadnutí vysvětli na základě srovnání velikosti listové plochy a dalších mechanismů, které vedou k omezování odparu vody. Pomůcky: 10 jedinců různých druhů bylin, šňůra na prádlo, 10 kolíčků na prádlo, laboratorní váhy 1. Nasbírej 10 jedinců bylin, pokud možno i s podzemním orgánem (kořeny, oddenek, hlíza). Vybírej jedince z různých prostředí (od vody, z lesa, z louky, z výslunné stráně, ze skalky), s různými tvary a plochou listů, zařaď i druhy s dužnatými listy (netřesk, rozchodník). 2. Každou rostlinu omyj vodou od půdy, osuš a zvaž na laboratorních vahách. Rostliny urči do rodu nebo druhu pomocí obrazových atlasů rostlin. 3. Opatrně obkresli na čtvrtku listy, popř. květy každé byliny. Zvaž na laboratorních vahách čtvrtku. Spočítej plochu této čtvrtky (obsah obdélníku). Poté listy vystříhej a zjisti jejich hmotnost. Z následující přímé úměry vypočteš celkovou plochu rostliny, kudy se odpařuje voda. m 1 (hmotnost celé čtvrtky).s 1 (plocha, obsah čtvrtky) m 2 (hmotnost vystříhaných listů)..s 2 (neznámá celková plocha listů) 4. Vždy 2x denně (ráno, odpoledne) znovu rostliny zvaž a hodnoty zapisuj. 5. Na milimetrový papír nebo v programu Microsoft Excel pro každou bylinu vytvoř graf závislosti úbytku hmotnosti na čase. Závěr: U kterých rostlin se během pozorování nejvíc snížila hmotnost? Vysvětli na základě toho, z jakého pocházejí prostředí a jaká mají přizpůsobení omezující odpar vody. U každé rostliny tato přizpůsobení důkladně popiš. V případě, že rostlina žádná zjevná opatření pro snížení ztrát vody nemá, vysvětli, proč je pravděpodobně nepotřebuje. 5

7 Úkol č. 4: Pozorování pohybu hlemýždě zahradního Hlemýžď zahradní patří mezi měkkýše, do skupiny plžů. Plži se pohybují pomocí svalnaté nohy, v jejíž pokožce jsou žlázy, které vylučují sliz. Ten pak usnadňuje suchozemským plžům lezení. Hlemýždě pro pokus můžeme sbírat po dešti ve stinných zahradách a v sadech na stromech a na zdech a na okrajích listnatých lesů. Po provedených pozorováních vypouštíme hlemýždě zpět na místo, ze kterého jsme ho odnesli. Poznámka: Dráhu hlemýždě můžeš zakreslit a přiložit k protokolu. Pomůcky: hlemýžď, skleněná deska, lupa, hodinky, jemný smirkový papír Úkol: Změř rychlost hlemýždě pohybujícího se po skleněné desce a po smirkovém papíře. 1. Polož hlemýždě na skleněnou desku a změř čas, který potřebuje k tomu, aby ji přelezl. Měř jen skutečnou dobu pohybu, pokud se hlemýžď zastaví, přeruš měření. 2. Podle slizové stopy, kterou hlemýžď na skle zanechal, změř délku trasy, kterou urazil. Nejlépe to půjde s provázkem, který položíš přesně na stopu a pak změříš. 3. Vypočítej rychlost pohybu hlemýždě podle vzorce v=s/t (v je rychlost, s je dráha v metrech, t je čas v sekundách). Spočítej, jakou vzdálenost by hlemýžď urazil touto rychlostí za hodinu. 4. Zopakuj pozorování a měření na smirkovém papíře (použij jen hodně jemný, příliš hrubý papír by mohl hlemýždě poškodit) stejně širokém, jako bylo sklo. Závěr: Srovnej dobu, kterou hlemýžď potřeboval k překonání stejné vzdálenosti na různém povrchu. Zjištěné rozdíly zdůvodni. 6

8 Úkol č. 5: Péče o tělní pokryv savců Všechna zvířata nějakým způsobem pečují o svůj tělní pokryv. Zvláště tak složitý útvar jako je srst, vyžaduje velkou péči, a proto se u savců vyvinula celá složitá řada projevů, které zabezpečují dobrou kondici tělního pokryvu. Úkoly: 1. U zvoleného druhu savce zjisti, jak často během sledované části dne pečuje o tělní pokryv, případně jak je tato péče v průběhu dne rozdělena. 2. Vyber z vyjmenovaných způsobů péče o tělní pokryv ty, které zjistíš u sledovaného jedince, a podrobně je popiš: péče pomocí končetin, hlavy, zubů, jazyka, drbání se o předměty, válení se, otřepávání se, koupání, vzájemná péče o tělní pokryv. 3. Popiš a dokumentuj schematickými náčrtky nebo fotografiemi, jak jsou čištěny různé jednotlivé části těla. 1. Zvol si takový druh savce, kterého můžeš často a pravidelně pozorovat (pes, kočka, králík, morče, potkan, myš, křeček apod.). Snaž se pozorováním pokrýt rovnoměrně co největší část dne (např. od 6 do 22 hodin). Pozorování můžeš provádět v kratších časových úsecích (i 1až 2hodinových), ale tak, abys každou část dne sledoval vybrané zvíře vícekrát. 2. Při pozorování si veď podrobné protokoly s udáním času, při zjišťování časových úseků je možno využít stopky. Závěr: V celkovém shrnutí uveď, kolik způsobů péče o tělní povrch zvíře využívalo, který převládal a kolik času z celkové aktivity zabrala tato činnost. Výsledky můžeš zpracovat do podoby tabulky nebo grafu. Doplňkový úkol: Srovnej péči o tělní pokryv u dvou druhů savců, pokud možno zástupců různých čeledí nebo řádů. Např. pes kočka, myš křeček apod. 7

9 Úkol č. 6: Šupiny ryb Šupiny ryb, s nimiž se běžně setkáš, jsou většinou dvojího typu cykloidní a ktenoidní. Každá šupina má typický tvar podle toho, na jaké části těla roste. Na šupinách lze také pozorovat světlé a tmavé prstence přírůstkové zóny, které vypovídají o stáří ryby. Úkoly: 1. Shromáždi sbírku šupin několika druhů ryb. 2. Pozoruj šupiny pod mikroskopem a popiš jejich stavbu. 3. Srovnej šupiny různých druhů. 4. Vytvoř ze šupin trvalé suché preparáty Pomůcky: šupiny ryb, miska s vodou, podložní a krycí sklo, pinzeta, mikroskop, fólie pro zpětný projektor, izolepa, nůžky 1. Shromáždi šupiny několika druhů ryb. Zapiš, z které části těla šupiny pocházejí, případně pořiď jednoduchý nákres. Šupiny uchovávej v misce s vodou, aby nevysychaly. 2. Každou šupinu nejprve zakresli. Pak z ní připrav dočasný preparát a pozoruj pod mikroskopem. Opět zakresli. 3. Spočítej přírůstkové zóny, podle kterých můžeš odhadnout stáří ryby. 4. Šupiny nyní usuš (podobně jako rostliny v herbáři tedy mezi listy savého papíru, zatížené). 5. Z každé šupiny vytvoř samostatný suchý preparát. Vlož ji mezi dva čtverečky kancelářské fólie, pevně přitiskni a okraje slep izolepou. Preparáty označ čísly. Závěr Vytvoř tabulku, ve které uvedeš druh ryby, umístění šupiny, typ šupiny, nákres celkový i mikroskopický včetně popisu, přibližné stáří ryby. 8

10 Úkol č. 7: Pozorování chlupů savců Chlupy savců jsou jedinečné pro každý druh a navíc se liší v rámci druhu i tím, z jakého jedince a z jaké části těla pocházejí. V zásadě lze rozlišit pesíky, podsadu (tvořenou často vlníky a osiníky), hmatové chlupy a specializované či přeměněné chlupy (bodliny, štětiny apod.). Chlupy lze určovat podle barvy, síly, tvaru průřezu a šupinek na povrchu. Úkol: Shromáždi vzorky chlupů, pozoruj je a srovnej. Pomůcky: vzorky chlupů, jednorázové rukavice, podložní a krycí skla, pinzeta, nůžky, lupa, mikroskop, destilovaná voda nebo glycerol, kapátko, bílý papír, sáčky nebo krabičky na vzorky. Upozornění: Vzorky shromažďuj jen ze savců, kteří jsou zdraví. Nikdy neodebírej chlupy ze zvířat uhynulých na silnici nebo v přírodě. 1. Shromáždi vzorky chlupů alespoň 3 druhů savců např. psa, kočky, křečka, morčete, králíka apod. Chlupy nevytrhávej, ale opatrně odstřihni malý chomáček co nejblíže u kůže. Každému savci odeber jeden vzorek ze hřbetu a jeden z břicha (pokud to bude možné). Každý vzorek ulož do samostatné obálky nebo krabičky a očísluj nebo popiš. 2. Zpracovávej jednotlivé vzorky vždy podle následujícího postupu. 3. Vyber jeden pesík (dlouhý barevný chlup), polož ho na bílý papír a pozoruj lupou. Udělej nákres toho, co vidíš, a popiš ho. Nezapomeň si poznamenat zvětšení. 4. Přenes chlup na podložní sklo, zakápni malou kapkou destilované vody nebo glycerolu a přiklop krycím sklem. 5. Pozoruj pod mikroskopem. Zakresli, co vidíš, a obrázek popiš. Uveď zvětšení. 6. Prohlédni si chlupy z podsady (hustá vrstva kratších, méně barevných a jemných chlupů těsně u kůže). Pravděpodobně objevíš dva různé typy chlupů vlníky a osiníky. Postup z bodu 3 5 zopakuj s každým z nich. 9

11 Závěry: Srovnej nákresy a z pozorování vyvoď závěry. - Jak se lišily pesíky od podsady? - Jak se lišily vlníky od osiníků? - Zda a jak se lišily pesíky jednotlivých druhů savců. - Zda a jak se lišily chlupy z podsady u jednotlivých druhů. - Měli všichni sledovaní savci všechny tři druhy chlupů? Pokud ne, tak které chyběly? - Zda a jak se lišily chlupy ze hřbetu a z břicha. - K čemu slouží pesíky a k čemu podsada? 10