Kategória A - krajské kolo

Transkript

1 Číslo súťažiaceho: Dátum: BIOLOGICKÁ OLYMPIÁDA 43. ročník Kategória A - krajské kolo Praktická časť laboratórne úlohy: Úloha 1 Milí súťažiaci, v tejto časti súťaže budete riešiť dve praktické (laboratórne) úlohy - jednu úlohu z fyziológie živočíchov, druhú z genetiky. Na vyriešenie úlohy z fyziológie živočíchov máte 90 minút a z genetiky máte 90 minút. Najskôr si pozorne prečítajte, čo máte robiť, aby ste si vedeli správne zadeliť čas a rozhodnúť sa, ako budete pri riešení postupovať. Všetky pomôcky máte pripravené na stole. V prípade nejasností sa opýtajte asistenta. Ak Vám nestačí miesto, ktoré je na úlohy určené, použite miesto na konci tejto časti. Prajeme Vám veľa úspechov! Slovenská komisia Biologickej olympiády 1

2 FYZIOLÓGIA ŽIVOČÍCHOV Téma: Termoregulácia Úvod: Život živočíchov je možný len v istých teplotných rozmedziach. Termoregulácia zvieratám pomáha udržať teplotu tela v optimálnom rozsahu pre daný živočíšny druh. Udržanie teploty tela v optimálnom rozsahu je veľmi dôležité, pretože veľa fyziologických a biochemických procesov je silno ovplyvňovaných teplotou. Napr. zvýšenie teploty o 10 C zvyšuje rýchlosť enzymaticky katalyzovaných reakcií dva až tri krát. 1. úloha: Čo sa stane s enzýmom, ak sa teplota tela príliš zvýši? (cca nad 45 C) Enzýmy sú (cukornej, bielkovinovej, lipidovej) povahy a preto pri vysokých teplotách nastáva, čím enzýmy (zvyšujú, strácajú, nemenia) svoju funkciu. Živočíchy si teplotu tela udržiavajú dvojakým spôsobom. Jedna skupina živočíchov si udržiava teplotu pomocou tepla vyprodukovaného pri metabolických procesoch. Tieto živočíchy radíme do skupiny endotermných živočíchov. Do druhej skupiny patria živočíchy, ktoré majú nedostatočný metabolizmus na to, aby vyprodukovali dostatok metabolického tepla na zahriatie a preto musia prijímať teplo z okolitého prostredia. Ich teplota tela je teda závislá od teploty vonkajšieho prostredia. Takéto živočíchy radíme do skupiny ektotermných živočíchov. 2. úloha: Priraďte krivku grafu (a, b) k endotermnej alebo ektotermnej skupine živočíchov. Endotermné živočíchy: krivka Ektotermné živočíchy: krivka 2

3 3. úloha: Zisťovanie ektotermnosti a endotermnosti živočíchov. K dispozícii máte 3 väčšie kadičky a 3 menšie kadičky. Do každej väčšej kadičky nalejete rovnaké množstvo vody, ktorá má teplotu okolitého prostredia (t = 21 C). Do prvej menšej kadičky umiestnite živočícha X, do druhej živočícha Y s rovnakou hmotnosťou ako má živočích X. Oba živočíchy boli pred pokusom držané pri izbovej teplote. Tretiu menšiu kadičku necháte prázdnu - táto bude kontrolná. Menšie kadičky vložíte do väčších kadičiek. Všetky tri sústavy kadičiek prikryjete vrchnákmi. Predpokladáme, že zvieratá po celý čas pokusu nevyvíjajú pohybovú aktivitu. Celý pokus máte znázornený na obrázku 1. Obr. 1 Výsledok pokusu bol takýto: V sústave A ste po dvoch hodinách namerali teplotu vody 24 C, v sústave B teplotu 21 C a v sústave C tiež 21 C. A. Na základe nasledujúceho pokusu určite, ktorého živočícha radíme do skupiny endotermných a ktorého do skupiny ektotermných živočíchov. Živočícha X radíme do skupiny živočíchov. Svoj úsudok vysvetlite: Živočícha Y radíme do skupiny živočíchov. Svoj úsudok vysvetlite: 3

4 B. Prečo je v úlohe uvedené, že predpokladáme, že zvieratá sa nehýbu? a. pri pohybe sa živočíchy ochladzujú, a môžu tak ochladiť okolitú vodu, čo by mohlo skresliť výsledky pokusu a zmazať tak rozdiely medzi endotermným a ektotermným živočíchom b. pri pohybe ektotermných aj endotermných živočíchov produkuje teplo, ktoré by mohlo zahriať okolitú vodu, čím by sa pri pokuse mohol zmazať rozdiel medzi endotermným a ektotermným živočíchom c. pri pohybe ektotermných živočíchov, ale nie pri pohybe endotermných živočíchov (prehriali by sa) je produkované teplo, ktoré by mohlo zahriať okolitú vodu, čím by sa mohol zmazať rozdiel medzi endotermným a ektotermným živočíchom d. ektotermné ani endotermné živočíchy pri pohybe teplo neprodukujú, tento fakt je v úlohe nepodstatný Správna odpoveď: (napíšte písmeno-písmená) C. Dá sa pri tejto úlohe určiť, či bol v pokuse použitý heterotermný živočích? (pre vysvetlenie heterotermie pozri 4. úlohu) ÁNO NIE (správnu odpoveď zakrúžkujte) Vysvetlite: 4. úloha: Ďalšou skupinou živočíchov sú heterotermné organizmy. Sú to živočíchy, ktoré sa pri normálnych teplotných podmienok správajú ako endotermné živočíchy, v nepriaznivých podmienkach upadajú do stavu nazývaného hibernácia. Niektoré zvieratá, hoci sa to nemusí zdať, neupadajú do hibernácie, ale ukladajú sa na zimný odpočinok. Ktoré z nasledujúcich zvierat nepatrí / nepatria medzi pravých hibernantov, ale sa ukladajú na zimný odpočinok? (Ako odpoveď napíšte príslušné písmeno na vyhradené miesto) a. jazvec b. netopier c. líška d. medveď e. svišť f. kamzík Správna odpoveď: (napíšte písmeno-písmená) Dôležitú úlohu pri prenose tepla v organizme má krv, preto jedným z termoregulačných mechanizmov je vazokonstrikcia ciev v chlade sa cievy zužujú, v teple sa naopak rozširujú nastáva vazodilatácia. 4

5 B. Heterotermné živočíchy majú typické tkanivo, ktoré uvoľňuje teplo priamo bez väzby na ATP, ide o tzv. netriaškovú termogenézu (tvorbu tepla). Toto tkanivo obaľuje životne dôležité orgány a je uložené aj medzi lopatkami. U človeka sa nachádza u novorodencov. Ako nazývame toto tkanivo? 5. úloha: A. Vysvetlite prečo pitie alkoholu uľahčuje podchladenie organizmu (s ohľadom na cievy a subjektívny pocit tepla a súdnosť človeka po požití alkoholu) B. Ktorý orgán človeka je najteplejší? C. Ľudské telo nemá na každom mieste rovnakú teplotu, ale má istý teplotný gradient. 1. rektálna teplota 2. teplota na koncoch prstov ruky 3. teplota v ústach pod jazykom 4. auxiliárna teplota (teplota pod pazuchou) 5. srdce Aké je správne poradie, týchto miest, ak by sme ich zaradili od najvyššej teploty po najnižšiu? Orgán (napíšte číslo) Najvyššia teplota Najnižšia teplota D. Centrum riadenia teploty sa nachádza v časti mozgu, ktorá patrí medzi vývojovo staršie časti. Teplota je riadená na základe tzv. negatívnej spätnej väzby. Okrem riadenia teploty tela sa tento orgán podieľa na regulácii mnohých útrobných funkcií, riadenia pocitu hladu a smädu a na riadení biologických rytmov. Tento orgán máte znázornený na obrázku. Napíšte názov tohoto orgánu. 5

6 Ako by sa dalo určiť, že práve tento orgán zodpovedá za riadenie telesnej teploty? Navrhnite pokus. 6. úloha: Gupky (pávie očká) patria medzi ryby, ktoré radíme medzi ektotermné organizmy. Prudké ochladenie ich organizmu vyvolá tzv. chladovú strnulosť. Rybka sa obráti na bok alebo sa prevráti bruškom hore, prestane plávať. Po vložení do vody s optimálnou teplotou sa rybke po krátkom čase obnovia životné funkcie a začne normálne plávať. Vašou úlohou teraz bude pozrieť si dve videá, kde je zaznamenaný spomínaný pokus s dvoma gupkami. Rybky boli prenesené z vody s teplotou 23 C do vody s teplotou 11 C a potom opäť do vody s teplotou 23 C. Vašou úlohou je zistiť: A. ktorá z rýb upadla do chladovej strnulosti? (na prvom videu je ryba 1, na druhom videu ryba 2) správnu odpoveď zakrúžkujte ryba 1 ryba 2 B. čas za ktorý upadla do chladovej strnulosti bol sekúnd. C. čas za ktorý sa z chladovej strnulosti prebrala bol sekúnd D. Popíšte správanie, ktorým sa ryba bránila upadnutiu do chladovej strnulosti (maximálne 1 veta). 7. úloha: Nielen individuálne žijúce živočíchy si potrebujú udržiavať optimálnu teplotu, ale aj spoločensky žijúci hmyz. Termity majú v termitiskách celý systém chodbičiek, ktoré v termitisku pomáhajú udržať optimálnu teplotu. Viete akým spôsobom si udržiavajú optimálnu teplotu v úli včely medonosné? A. Pred prehriatím sa včely v úli chránia: a. na letáči úľa včely tancujú v tvare osmičiek, čím víria vzduch b. vo vnútri úľa včely tancujú v tvare osmičiek, čím víria vzduch c. včely na letáči zdvihnú zadoček a intenzívne mávajú krídlami, čím vyháňajú z úľa teplý vzduch d. včely nosia do úľa vodu, ktorá svojím odparovaním ochladzuje povrch plástov Správna odpoveď: (napíšte príslušné písmeno-písmená) 6

7 B. Včely medonosné zimujú nasledovným spôsobom: a. včely v úli zimujú v chumáči, v strede ktorého je matka, a pohybom svalstva vytvárajú teplo b. zo včelstva prežíva len matka, ktorá sa pred zimou chráni zalezením do úkrytu c. včelár, ktorý chce aby mu včely prežili, musí včelstvám pravidelne prikurovať d. viac včelstiev má tendenciu dať sa dokopy a vytvoriť chumáč, z matiek prežije len tá najsilnejšia Správna odpoveď: (napíšte príslušné písmeno-písmená) Poznámky: 7