ENERGIA SVETLA
EKOLÓGIA 13/05/2008 – TEST 1A
Country:
SLOVAKIA
Team: ………………………. Čas: 1h 15 min: ……………………………………………
ZÁSADY BEZPEČNOSTI PRÁCE V TERÉNE Je dôleţité, aby sa študenti pri práci správali zodpovedne, aby sa obmedzila moţnosť ohrozenia a nehody. Osobitne treba dať pozor na: dodrţiavanie bezpečnostných inštrukcií zo strany vedúcich a dozoru. Kaţdý, kto nebude dodrţiavať tieto inštrukcie bude vylúčený z experimentálneho priestoru. Zdrţujte sa v skupine s výnimkou priameho nariadenia dozoru. Zhromaţdite sa tam, kde vám dozor určí, aby ste sa zoznámili s osobitnými inštrukciami o moţných rizikách. Kaţdé poranenie alebo nevoľnosť ste povinný hneď ohlásiť. Ochorenie účastníkov v teréne Účastníci sú povinní ohlásiť dozoru akýkoľvek zdravotný problém. Môţe ísť o astmu, ťaţkosti dýchania, srdcový problém, nevoľnosť od ţalúdka, bolesť chrbta alebo kĺbov, cukrovka (diabetes) a pod. Slnečné ţiarenie Väčšinu času strávite na otvorenom slnku, kde nebude tieň. Je dôleţité, aby ste mali na hlave čiapku, ktorú ste dostali, alebo inú pokrývku hlavy. Moţno si obliecť odev na zakrytie pred slnkom, ktorý moţno odloţiť. Treba pouţiť ochranný krém na opaľovanie na časti tela vystavené slnku. Je dôleţité, aby ste pili dosť vody počas dňa, lebo môţe ľahko dôjsť dehydratácii. Odporúča sa piť menšie mnoţstvá a často, nečakajte kým budete smädní. Ak sa niekto nebude cítiť dobre, musí informovať dozor. Uštipnutia ţivočíchmi Aj keď moţno občas vidieť hada v tráve alebo na chodníku, uštipnutia sú veľmi zriedkavé. Ak hada nerušíte, normálne nezaútočia. Dávajte na nich pozor v teréne. V prípade uštipnutia zmijou je potrebné ošetrenie v nemocnici (podanie antiséra). Musíte oznámiť aj kaţdé uštipnutie hmyzom (najmä včelou) alebo pavúkom. Prvá pomoc Osoby, ktoré vedú práce v teréne, sú väčšinou registrovaní ako osoby prvej pomoci. Počas práce v teréne je k dispozícii balíček prvej pomoci.
2
Základná výbava na prácu v teréne (bez týchto pomôcok nemôţno splniť poţadované úlohy) Lupa Tvrdá ceruzka. Rezervná ceruzka Pero s čiernou náplňou Guma na gumovanie Pravítko Strúhadlo na ceruzky Podloţka (doska) na písanie Vaša kalkulačka
3
POLOŢKA
BODOVÉ HODNOTENIE
Úlohy 1/2/3/4 spolu
15
Experiment 1
1
Experiment 2
8
Experiment 3
5
Experiment 4
21
4
ÚLOHA 1 Energia sa nachádza v rôznych formách: teplo, svetlo, chemická energia, mechanická energia, elektrická energia … Rastliny vyuţívajú energiu na fotosyntézu, ktorá sa vyuţíva na vytváranie organických molekúl. Nakreslite prepojenie čiarou medzi látkou vľavo a jej úlohou vo fotosyntéze vpravo. Jedno spojenie je na ukáţku nakreslené. Nakreslite iba jedno spojenie pre kaţdý box. látka
úloha
Kyslík
Vytvára sa pri fotosyntéze
Oxid uhličitý
Ukladá sa vo forme škrobu
Chlorofyl
Nachádza sa v chloroplastoch, absorbuje energiu svetla
Glukóza
Priama surovina pre fotosyntézu
Horčík
Potrebný na tvorbu chlorofylu
(2 body)
5
ÚLOHA 2 Nakreslený diagram znázorňuje zjednodušený cyklus uhlíka. Všetok ţivot je zaloţený na uhlíku. Proteíny, uhľovodíky a ďalšie molekuly podstatné pre ţivot obsahujú uhlík, preto ţivé organizmy musia mať uhlík k dispozícii. Uhlík cirkuluje (obieha) medzi abiotickou (neţivou) a biotickou (ţivou) zloţkou prostredia:
Atmosférický oxid uhličitý
Rastliny Potrava Fosílne palivá Ţivočíchy
Smrť a rozklad
(a) Kaţdý rámik označený písmenom predstavuje nejaký proces. Do tabuľky zapíšte ku kaţdému uvedenému procesu príslušné písmeno (alebo viac písmen) .
NÁZOV PROCESU
PÍSMENO
dýchanie (respirácia) spaľovanie fotosyntéza
(2 body)
6
(b) Pozrite sa na vaše políčko (1 m2) a nájdite objekty, ktoré môţu aktívne viazať uhlík zo svojho okolia. Zakrúţkujte písmeno alebo viac písmen u správnych odpovedí.
A
rastliny
B
slimáky (s ulitami; keď sú ţivé)
C
minerály
D
organické látky v pôde (2 body)
7
ÚLOHA 3 (a) Pasúci sa cicavci zohrávajú dôleţitú úlohu v kolobehu ţivín na trávnatých plochách.
Ich výkaly sú bohaté na organické zloţky obsahujúce dusík. Tieto zloţky sa menia na nitráty. Väčšina rastlín získava dusík vo forme anorganických nitrátov z pôdy. Uvedený diagram ukazuje časť dusíkového cyklu. Napíšte chemické vzorce kaţdej látky alebo iónov, ktoré sú súčasťou cyklu. (4 body)
A ....................... Atmosférický plynný dusík
B .......................
C .......................
D .......................
Amoniak
Dusitan (anión)
Dusičnan (anión)
8
ÚLOHA 4 Skupina študentov chcela vytvoriť pyramídu z čerstvej biomasy pre svoje políčko. Postupovali nasledovne: • Na ohraničenie políčka pouţili jemnú sieťovinu. Všetky rastliny vo vnútri ohraničenia pokosili a zváţili. Všetkých ţivočíchov na políčku pozbierali a identifikovali. Rozdelili ich na bylinoţravcov a mäsoţravcov a odváţili ich hmotnosť. •
Výsledky (biomasa organizmov) sú uvedené v tabuľke.
(a) Pouţite údaje z tabuľky a zostrojte pyramídový graf biomasy na políčku a zakreslite ho do štvorčekového papiera na strane 11 Organizmy
Hmotnosť čerstvej biomasy / g
Zelené rastliny
2260
bylinoţravé ţivočíchy
240
Mäsoţravé ţivočíchy
40
(2 body) (b)
Vypočítajte v percentách rozdiel hmotnosti čerstvej biomasy zelených rastlín a biomasy bylinoţravcov (v percentách hmotnosti rastlín). Ukáţte postup výpočtu.
Výsledok ..................................
(2 body)
9
(c) Zakrúţkujte správnu odpoveď, ktorá vysvetľuje, prečo sa iba malá časť energie svetla dopadajúceho na zelené rastliny podieľa na tvorbe biomasy. I svetlo je čiastočne odrazené a čiastočne prechádza II energia svetla je čiastočne premenená na teplo III chlorofyl nevyuţíva niektoré vlnové dĺţky svetla pri fotosyntéze IV biochemická účinnosť premeny energie je menšia ako 100%
A
iba I a II je správne
B
iba II, III a IV je správne
C
iba I, III a IV je správne
D
I, II, III a IV je správne (1 bod)
10
11
EXPERIMENT 1 Určte rastlinnú skupinu, do ktorej patrí rastlina Convolvulus oleifolius (pozrite fotografiu a rastlinu nájdenú na políčku) s pomocou obrázkov dole a na ďalšej strane. Rozlišovací kľúč sa vzťahuje na rody zahrnuté v knihe Tsingis T.K. et al.: “Trees and shrubs in Cyprus”. Zakrúţkujte správnu skupinu 1.
Listy sú zloţené ►2 Listy sú jednoduché ► 3
2.
Listy sú protistojné ►Skupina A Listy sú striedavé, špirálovito alebo striedavo usporiadané ►Skupina B
3.
Listy sú protistojné ►4 Listy sú striedavé, špirálovito alebo striedavo usporiadané ►5
4.
Listy s viditeľnou laminou*(čepeľou), celistvou alebo lalokovitou ► Skupina C Listy ihlicovitého tvaru, pichľavé alebo šupinovité ► Skupina D
5.
Listy s viditeľnou laminou* (čepeľou), celistvou alebo lalokovitou ► Skupina E Listy ihlicovitého tvaru, pichľavé alebo šupinovité ► Skupina F *Lamina (čepeľ): čepeľ listu, ktorá zvyčajne obsahuje chlorofyl (1 bod) Lístok Stredné rebro listu
Jednoduchý list
Axilárny púčik
Zloţený list
12
Striedavé
Protistojné
Jednoduchý
Zložený
Striedavé
Protistojné
13
EXPERIMENT 2 (a) Nakreslite na nasledujúci čistý hárok papiera kvet Cistus creticus (zväčšenú pribliţne 10-krát) a znázornite zreteľne reprodukčné orgány (jasné čiary, priame čiary, ţiadne tieňovanie): A. Blizna B. Čnelka C. vaječník D. prašník E. tyčinka F. korunné lupienky (petálne lupienky) Dozor vám ukáţe rastlinu v rozkvete, ktorú budete kresliť. Pozrite si, či ste písmenami označili časti vašej kresby – v opačnom prípade sa vám odpočítajú 3 body !!! Pomôcky Zväčšovacie sklo (lupa) Ceruzka Pravítko (5 bodov) (b) Vyberte tri znaky, ktoré ukazujú, ţe kvet Convolvulus oleifolius bol opeľovaný hmyzom. Zakrúţkujte kaţdú správnu odpoveď A. Veľké korunné lupienky B. Malé korunné lupienky C. Ovisajúce tyčinky D. malé tyčinky E. Prítomnosť veľkého mnoţstva peľu F. Prítomnosť malého mnoţstva peľu (Presence of small numbers of pollen) (3 body)
14
EXPERIMENT 3 Prečítajte si nasledujúci text o adaptácii Convolvulus oleifolius na ţivot v suchom prostredí a na čiarkované miesta doplňte najvhodnejšie písmeno podľa zoznamu dole. Rastliny ţijúce v biotope s nedostatkom vody majú často …………. na povrchu listov, aby zníţili straty vody vytvorením vrstvy nehybného vzduchu okolo listov. Tento efekt sa dosiahne aj skrútením alebo zavinutím listov tak, aby povrch nesúci väčšinu ………….., z ktorých sa voda odparuje, bol vo vnútri. Listy môţu mať tieţ hrubú voskovú …………… , aby sa zníţilo odparovanie. Ďalšie prispôsobenie listov je v tom, ţe majú ………………. tým, ţe majú úzke priame listy namiesto širokých listov. Rastliny takto adaptované sú známe ako ………. .
A.
Prieduchy
B.
Kutikula
C.
Veľká plocha povrchu
D.
Suchomilná rastlina (Xerofyt)
E.
Vodná rastlina (Hydrofyt)
F.
Malá plocha povrchu
G.
Rastlina mierneho pásma (Mezofyt)
H.
Chĺpky
I.
Bunky
J.
Proteín (5 bodov)
15
EXPERIMENT 4 Úvod ATHALASSA PARK, NICOSIA Tymián je pôvodná rastlina na Cypre, veľmi rozšírená na skalnatých stráňach, narušených oblastiach a zriedkavo na pieskových dunách, v krovitých oblastiach a lesoch. Rastie na všetkých typoch pôd, pretoţe je to nenáročná rastlina a zabraňuje erózii pôdy. Tymián je známy od antických čias ako dobrý zdroj nektáru pre včely a pre jeho aromatické a medicínske vlastnosti. “Tymián je zdrojom potravy pre včely” (Aristoteles Historia animalium). Pastieri ho tieţ vyuţívali ako palivo na výrobu miestneho kozieho syra. Taký dopyt po tymiáne spôsobil, ţe existovala trieda obchodníkov označovaná “throumpopoulides” (predavači tymiánu). VISALIA, California: David Bradshaw dostal počas svojho ţivota ako včelár nespočetné mnoţstvo ţihadiel, ale zaţil šok svojej kariéry, keď minulý mesiac otvoril svoje úle a zistil, ţe polovica z jeho 100 miliónov včiel chýba. V 24 štátoch celej Ameriky zaţili včelári podobný šok, keďţe sa ich včely nevysvetiteľne stratili v alarmujúcom mnoţstve, ohrozujúc nielen ich ţivobytie, ale aj produkciu mnoţstva plodín, zahŕňajúc kalifornské mandle, jednu z najviac ziskových plodín tejto oblasti. Náhle záhadné zmiznutia zvýrazňujú kritickú súvislosť, ţe včely hrajú úlohu v dlhom reťazci, ktorý prináša ovocie a zeleninu do supermarketov a na stoly v celej krajine. Včelári bojovali s regionálnymi krízami uţ predtým, ale toto je prvá celoštátna pohroma v USA. V záhade hodnej Agathy Christie včely odlietajú kvôli hľadaniu peľu a nektáru a jednoducho sa nikdy nevrátia do svojich kolónií. A nikto nevie prečo. Vedci tvrdia, ţe včely pravdepodobne zomierajú na poliach, moţno kvôli vyčerpaniu alebo jednoducho dezorientované a moţno sa stanú obeťami zimy. V snahe nájsť odpovede na tento sydróm, rozhodli sa nazvať ho “choroba kolapsu kolónií”. Pestovatelia sa očividne obávajú, či bude komerčný včelársky priemysel uspokojiť rastúce poţiadavky na včely, aby opelili desiatky plodín, od mandlí cez avocado po kiwi. Štúdia Univerzity v Cornelli spočítala, ţe včely v Spojených štátoch amerických ročne opelia rastliny a plodiny v hodnote viac ako 14 billiónov dolárov, väčšinou ovocie, zeleninu a orechy. “Kaţdý tretí hlt, ktorý konzumujeme v našom jedle je závislý na včelách, ktoré musia túto potravu opeli”, tvrdí Zac Browning, viceprezident americkej včelárskej federácie. Pestovatelia sa to pokúšali robiť bez včiel. V inulých desaťročiach vyuţili všetko, aby rozptýlili peľ medzi rastliny. Nedávno sa vedci pokúšali vyvinúť “samoopeľovacie” stromy mandlí, ktoré by vyţadovali menej včiel. Jedna spoločnosť dokonca skúša skomercializovať špeciálny druh včely, ktorá nemá ţihadlo a pracuje pri niţších teplotách ako včela medonosná.
16
Za posledné dve desaťročia sa počet úlov, v súčasntosti odhadovaný na 2.4 milióna, klesol o štvrtinu a počet včelárov o polovicu. “Je menej včelárov, menej včel, ale viac plodín na opelenie”, tvrdí Browning. “Výnosnosť včelárstva klesá kvôli stratám včiel, výdavkom spôsobeným ochorením včiel a vyšším nákladom na vybavenie na pestovanie včiel.” Asi 15 ustarostených včelárov sa tento mesiac zišlo na Floride s vedcami, aby vymysleli ako sa vysporiadať s narastajúcimi stratami včiel. Výskumníci zbierajú vzorky a skúmajú mnoţstvo teórií pre toto ochorenie (colony collapse disorder), vrátane vírusov, húb, slabej výţivy včiel a elektromagnetického vlnenia z mobilných telefónov. Tieţ študujú skupinu pesticídov, ktoré boli zakázané v niektorých európskych krajinách vrátane Francúzska, aby zistili, či nejako ovplyvňujú vrodenú schopnosť včiel nájsť cestu domov. Moţno je to spôsobené len tým, ţe včely sú vystresované. Podľa Alexeja Barrionueva (upravený článok) Publikovaný 27. februára 2007 v Herald Tribune International Cyperský amatérsky včelár mal posledné tri roky úle so včelami vo svojej záhrade, ale nebol schopný zvýšiť ich počet. Tento rok bolo na Cypre veľmi málo daţďových zráţok, čo vedie k rozširovaniu púšte. Včelie úle netvorili roje a dva úle zahynuli. Vplyv človeka na prostredie bol kritický a zdá sa, ţe včely a rastliny sa potrebujú adaptovať v ekosystéme, ktorý bol človekom zmenený. Athalassa Park je výsledkom zalesňovania (zámernej výsadby v oblasti, ktorá v minulosti nebola lesným územím). Včelári vyvinuli teóriu, ktorá tvrdí “Mnoţstvo tymiánu a tymiánu príbuzných rastlín v Parku Athalassa klesá v dôsledku vplyvu ľudí. Výseldkom toho je pokles populácií včiel v dôsledku nedostatku potravy.” Moţno je to spôsobené len tým, ţe rastliny Thymus capitatus sú vystresované. Váš tím má naplánovať výskum, aby bol schopný stanoviť hustotu dvoch rastlín (Convolvulus oleifolius a Thymus capitatus), ktoré sa nachádzajú v ekosystéme “ATHALASSA PARK” (obrázok str. 19), ktorý sa bude sledovať nasledujúcich päť rokov. “Políčková technika” jednoducho znamená, ţe musíte zaznamenať všetko, čo je na políčku, ako veľa je tam toho a kde sa to nachádza v oblasti, ktorú vyšetrujete. Techniky, metódy, ktoré pouţijete veľmi závisia od oblasti, ktorú vyšetrujete a na povahe (type) organizmov, ktoré sa tam nachádzajú. (a) Pozrite si tvrdenia a doplňte do nich zodpovedajúce pojmy (A) populácia alebo (B) spoločenstvo Skupina jedincov daného druhu je…………………………………. Všetky organizmy v biotope sa označujú ako ……………………………. (C) mnoţstvo alebo (D) hustota Veľkosť populácie zodpovedá ……………. jedincov v populácii. ……………. populácie zodpovedá mnoţstvu jedincov na danú oblasť alebo objem. 17
(2 body)
18
(b) VYZNAČTE SEDEM RÍMSKYCH ČíSLIC , KTORÉ NAJLEPŠIE VYJADRUJÚ METÓDY (vhodné na takýto výskum) Zakrúţkujte kaţdú správnu odpoveď. Systematický zber z rovnomerne rozdelených kvadrátov
I.
Náhodný výber oblasti zberu vyuţívajúci náhodne stanovené súradnice
II.
Preskúmať všetky abiotické faktory: teplota/ intenzita svetla/ relatívna vlhkosť/ rýchlosť vetra/ pH/ povaha častíc/ ţiviny/humus
III.
Preskúmať oblasť v rovnakom čase dňa/ ročného obdobia / nasledujúcich piatich
IV. rokov V.
Preskúmaťvhodne veľkú oblasť s rozlohou 100 m2
VI.
Vyuţiť štandardné políčko – kvadát s rozlohou 1 m2
VII.
Vyuţiť štandardné políčko – kvadát s rozlohou 10 m2 Štandardizácia metódy zberu, t.j. štandardný zber hmyzu
VIII.
Vhodná, označená metóda zberu, t.j. pasce na myši / sieťky na hmyz / pasce na zver
IX.
Citlivá metóda zabraňujúca úteku
X. XI. XII.
Metóda na identifikáciu druhov,t.j. pouţitie kľúča Minimalizácia poškodenia biotopu. (7 bodov) 2
(c) Ak oblasť, ktorú pozorujeme, má 100m , koľko vzoriek/kvadrátov v oblasti s 100 m2 by váš tím vyšetroval? Zakrúţkujte správnu odpoveď. 1 10 50 (1 bod)
19
(d) S vyuţitím vášho políčka (kvadrátu) doplňte tabuľku, ktorú ste dostali.
Políčko(kvadrát)
Convolvulus deserti
Thymus capitatus
/číslo
/počet
/počet
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Súčet všetkých rastlín z kaţdého druhu Vypočítaná priemerná hustota (5 bodov) 20
(d) Obmedzenia vášho experimentu. Určite, či tvrdenie/ obmedzenie je správne alebo nesprávne Ťaţko kontrolovať všetky abiotické faktory SPRÁVNE alebo NESPRÁVNE Nie všetky rastliny sú zarátané/ ťaţko ich identifikovať SPRÁVNE alebo NESPRÁVNE Vybraná oblasť nemusí reprezentovať hustotu rastlín SPRÁVNE alebo NESPRÁVNE Nebolo urobené ţiadne opakovanie
SPRÁVNE alebo NESPRÁVNE
Môţe tam byť sezónna distribúcia
SPRÁVNE alebo NESPRÁVNE (5 bodov)
21
Veľmi beţný pôvodný druh na Cypre rastúci na skalnatých stráňach a v lesoch. Ţľazy na koncoch ochlpenia tejto rastliny obsahujú medicínsku a aromatickú ţivicovú látku “ladanum”. Počas jari pastieri viedli kozy k týmto kríkom, pretoţe ladanum sa prichytil na koţušinu a brady zvierat. Keď potom ostrihali kozy a uvarili koţušinu, získali cennú látku (substanciu). Ladanum bolo vyváţané do Egypta a pouţívané pri výrobe parfémov a mydiel.
22
