Národní institut dětí a mládeže Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ÚSTŘEDNÍ KOMISE BIOLOGICKÉ OLYMPIÁDY. 43. ročník KRAJSKÉ KOLO

Národní institut dětí a mládeže Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ÚSTŘEDNÍ KOMISE BIOLOGICKÉ OLYMPIÁDY

BIOLOGICK OLYMPIÁDA BIOLOGICKÁ 2008–2009 43. ročník KRAJSKÉ KOLO kategorie A, B

ZADÁNÍ SOUTĚŽNÍCH ÚKOLŮ

Praha 2008 www.biologickaolympiada.cz

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie A

číslo soutěžícího ....

Testové otázky U každé otázky označte správnou odpověď (mohou být i dvě správné odpovědi).

1. V molekule adenosin-5‘-trifosfátu (ATP) najdeme atomy a) kyslíku b) dusíku c) fluoru d) síry e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

/7

2. Ženská hormonální antikoncepce může obsahovat a) chemikálie zabíjející vajíčka v ženském pohlavním traktu b) progesteron izolovaný z králičích placent c) syntetické analogy progesteronu a estrogenu d) mužské pohlavní hormony e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 3. Hodnota pH krve v lidském těle a) je velmi stálá, vychýlení o pouhých pět desetin od standardní hodnoty je smrtelné b) je u zdravého člověka přibližně 4,5 c) se u zdravého člověka neliší u arteriální (tepenné) a venózní (žilné) krve d) je udržována pomocí pufračních systémů krve e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 4. Glykogen je a) uložen především v plicích, játrech a slezině b) zásobní polysacharid výhradně u živočichů c) stejně jako škrob složen z glukózových jednotek d) v buňkách ukládán a metabolizován nezávisle na hladině inzulinu a glukagonu e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 5. Centrální nervová soustava u člověka a) je tvořena výhradně neurony b) využívá jako neurotransmiter mimo jiné kyselinu mléčnou a askorbovou c) obsahuje celkem asi deset milionů buněk d) se v ontogenezi vyvíjí z mezodermu e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 6. Cukrovka (diabetes mellitus) a) je výlučně dědičná choroba b) postihuje pouze seniory c) se léčí pouze aplikací inzulinu d) léčí se výhradně dietou, kdy pacient nesmí přijímat žádné cukry e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 7. Vegetarián se ztratil v jihoamerickém pralese a má hlad. Co by se mu mohlo podařit najít k snědku, aniž by mu hrozila otrava? a) listy rostliny z čeledi áronovitých ((Araceae) b) plody jehličnanů c) obilky plané rýže d) granátové jablko e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

1

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie A 8. Který zástupce hadů usmrcuje kořist jedem? a) užovka obojková ((Natrix natrix) b) hroznýš královský ((Boa constrictor) c) tajpan velký (Oxyuranus scutellatus) d) zmije obecná (Vipera berus) e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná


/8

9. Fixace vzdušného dusíku heterotrofními mikroorganizmy je děj: a) probíhající např. v zelených řasách (Chlorophyta) b) aerobní, energeticky nenáročný c) aerobní, závislý na enzymu nitrogenáze d) anaerobní, energeticky náročný e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 10. Které dvě dřeviny nepat nepatří ří do stejné čeledi? a) štědřenec (Cytisus alpinus)) a akát ((Robinia pseudacacia) b) habr obecný (Carpinus betulus)) a buk lesní ((Fagus silvatica) c) jasan ztepilý ((Fraxinus excelsior) a oliva evropská (Olea europaea) d) jabloň domácí (Malus domestica) a jeřáb ptačí (Sorbus aucuparia) e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 11. O aglutinogenech (antigenech) nacházejících se na povrchu lidských erytrocytů lze říci, že a) dosud byly objeveny pouze dva typy – A a B b) mohou vyvolávat tvorbu protilátek c) jedním z nejdůležitějších je Rh faktor, přítomný asi u většiny lidské populace d) pokud má jedinec krevní skupinu 0, nemá proti nim v krevní plazmě žádné protilátky e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 12. Chemoreceptory, neboli čidla vnímající podněty chemické povahy, jsou součástí smyslového ústrojí a) čichového b) zrakového c) sluchového d) chuťového e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 13. Telomery nalezneme u a) kvasinky Saccharomyces cerevisiae b) bakterie Escherichia coli c) myši domácí (Mus musculus) d) viru HIV e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 14. Které organizmy, nebo jejich uvedené části, jsou haploidní? a) plodnice hřibu, jarní lodyha přesličky, spermie b) bakterie, pylové zrno smrku, tobolka a štět ploníku c) výtrusy pýchavky, zelená rostlinka ploníku, prokel (prothalium) kapradě d) oddenek kapradě, semenáček smrku, letní lodyha přesličky e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 15. Dříve než byl uskutečněn let člověka na Měsíc a) byla známa dvojšroubovicová struktura DNA b) byl kompletně přečten lidský genom c) byla známa polymerázová řetězová reakce (PCR) d) byl naklonován první savec e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

2

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie A číslo soutěžícího .... 16. Otec má krevní skupinu A, matka má krevní skupinu 0, které z následujících tvrzení je pravdivé? /7 a) dítě může mít jedině krevní skupinu A b) k tomu, abychom mohli jednoznačně určit genotyp dítěte, bychom museli znát genotyp matky c) pokud se narodí dítě s krevní skupinou 0, je jasné, že je otec v daném genu heterozygot d) můžeme vyloučit, že dítě těchto rodičů bude mít krevní skupinu B nebo AB e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 17. Které(á) tvrzení platí o ježkovi západním (Erinaceus europaeus) a východním (E. concolor)? a) západní se pozná např. podle tmavých „brýlí“ kolem očí b) západní žije v nížinách, východní v horách c) na území naší republiky se mohou potkávat d) ježek východní se v ČR vyskytuje hlavně na Šumavě a v Krušných horách e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 18. Při výrobě červeného vína se (kromě vinné révy) v žádném případě neobejdeme bez: a) destilační kolony b) přidání většího množství cukru c) kvasinek d) červeného potravinářského barviva e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 19. Mravenci patří do řádu blanokřídlí (Hymenoptera). Které(á) tvrzení o mravencích platí? a) samečci mají dvě sady chromosomů b) některé skupiny mají žihadlo c) pracují výhradně samičky d) zadní pár křídel mají přeměněný na tzv. kyvadélka (haltery) e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 20. Fauna na ostrovech Velké Sundy (např. Borneo, Celebes, Jáva, Sumatra) je velmi podobná fauně pevninské jihovýchodní Asie. Z jakého důvodu? a) před 500 000 lety byly Velké Sundy součástí kontinentu, ale oddělily se díky pohybu litosférických desek b) přírodní poměry jsou na těchto ostrovech velmi podobné poměrům na pevnině, proto se tu vyvinuly konvergentně stejné druhy organizmů c) v minulosti byly ostrovy několikrát propojeny s pevninou při poklesu hladiny moře d) pevninská fauna se rozšířila na ostrovy až vlivem člověka, hlavně s lodní dopravou e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 21. Enzymy a) jsou biokatalyzátory, které mají převážně anorganický charakter b) umožňují průběh reakcí za mnohem mírnějších podmínek c) nemohou být prozatím průmyslově vyráběny d) výrazně zvyšují reakční rychlosti e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 22. Vyberte správné(á) tvrzení a) Carl Linné ve svém díle Systema naturae kategoricky popřel Darwinovu teorii evoluce b) český lékař Jan Jesenius objevil krevní skupiny c) Charles Darwin se na své plavbě kolem světa dostal i na Galapážské ostrovy, ležící v Indickém oceánu d) Watson a Crick objevili na konci 19. století strukturu DNA e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

3

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie A číslo soutěžícího .... 23. Botanik Filip natrhal své přítelkyni kytici k narozeninám. Protože chtěl být originální, rozhodl se do ní použít jen jednoděložné rostliny. Jaká situace mohla /7 nastat? a) na louce natrhal trávu (lipnici, bojínek apod.) b) vytvořil „jedlou“ kytici z jahodníku, třešní a maliníku c) byl pokutován v Bílých Karpatech při trhání orchidejí d) protože je hrozně líný, šel koupit do květinářství kytici karafiátů e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 24. Které tvrzení o invazních organizmech neplat neplatí? a) v novém prostředí mohly uniknout svým predátorů tor m a parazit torů parazitům, kteří by jinak regulovali jejich počty b) jsou schopny žít i v člověkem narušeném prostředí c) jsou často konkurenčně úspěšnější než původní druhy d) svou přítomností či aktivitou obvykle narušují přirozené biologické vazby v prostředí, do kterého se dostaly e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 25. Zuby žraloků a) mají stejnou stavbu jako jejich šupiny b) obtížně fosilizují c) neobsahují zubovinu (dentin) d) se obměňují celý život e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 26. Sacharidy se lýkem přemisťují ve formě a) ribózy b) galaktózy c) sacharózy d) škrobu e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 27. Horizontální přenos genů je možný a) přenosem DNA prostřednictvím viru b) aktivním přijetím volné DNA z prostředí c) přenesením z mateřské buňky do dceřiné během dělení d) jen v laboratorních podmínkách e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 28. Inkrustace buněčné stěny oxidem křemičitým je známa u a) krásnoočka b) přesliček c) rozsivek d) parožnatek e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 29. Která z následujících skupin rostlin nezahrnuje žádné druhy dosahující výšky 10 metrů? a) palmy (Arecaceae ( ) b) trávy, lipnicovité ((Poaceae) c) bobovité ((Fabaceae) d) kapradiny (Polypodiophyta) e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

4

Procentuální úspěšnost útoků

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie A číslo soutěžícího .... 30. Následující graf ukazuje závislost lovecké úspěšnosti jestřába lesního ((Accipiter gentilis) na velikosti hejna lovené kořisti, holuba hřivnáče (Columba palumbus). /1

1

2–10 11–50 počet holubů v hejnu

> 50

Přečtěte si pozorně následující tvrzení: I. Osamělý holub má ve srovnání s holubem ve velkém hejnu velice malou šanci, že bude jestřábem polapen. II. Jestřáb má mnohem nižší úspěšnost lovu, pokud zaútočí na velké hejno holubů. III. Jestřáb útočí převážně na osamělé holuby. IV. S rostoucí velikostí holubího hejna klesá úspěšnost lovu jestřába. Která z nich jsou správná? a) I a III b) I a IV c) II a III d) II a IV e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

5



Zadání soutěžních úkolů kategorie A 1. Metabolizmus buněk a kyslíkové radikály Časová náročnost: 50 minut

/ 5,5

Podle současných lékařských definic je člověk prohlášen za mrtvého, pokud mu přestane pracovat mozek (lékař nepozoruje žádnou elektrickou aktivitu mozku na EEG). Tento orgán vyžaduje stálé zásobení kyslíkem, proto je nejcitlivější na nedostatečný přísun okysličené krve a odumírá při zástavě krevního oběhu ze všech orgánů nejdříve. Avšak i hodiny poté, co odumřel mozek, můžeme najít v mrtvém těle živé buňky. Jsou to ty buněčné typy, které mají nižší nároky na přísun kyslíku. Buňky potřebují kyslík při efektivní výrobě ATP. V aerobních podmínkách je schopna lidská buňka při zapojení mitochondrií získat z jedné molekuly glukózy 30–32 molekul ATP, v anaerobních podmínkách může použít pouze dráhu anaerobní glykolýzy lokalizovanou v cytoplazmě a získá z jedné molekuly glukózy pouze 2 molekuly ATP. 1. Kolik molů ATP vyrobí buňky, pokud využijí všechnu glukózu (Mr=180 g.mol-1) z roztoku o objemu 500 ml, který vznikl rozpuštěním 9 g glukózy ve vodě? Uveďte dvě hodnoty, jednu pro anaerobní podmínky a druhou pro aerobní podmínky (tam uvažujte poměr 1 glukóza – 32 ATP).

/2 2. Mozek představuje zhruba 2 % hmotnosti lidského těla, přesto produkuje 18 % odpadního tepla. Tato čísla ukazují na vysokou metabolickou aktivitu, především neuronů, v mozku. Jakým procesem je spotřebována většina ATP neuronu? Napoví vám, pokud si vzpomenete, jak je po nervovém vlákně veden vzruch. Odpovězte stručně, ale co nejkonkrétněji.

/1 3. Jinou zajímavou skupinou jsou některé buněčné typy v našem těle, které získávají většinu energie pouze glykolýzou, neboť nemají funkční mitochondrie nebo je vůbec neobsahují. Právě tyto buňky by přežily nejdéle v mrtvém těle. Jsou to například erytrocyty (červené krvinky), zralé spermie, nezralá vajíčka (oocyty), buňky hyalinní chrupavky a astrocyty (gliové buňky zajišťující mimo jiné hematoencefalickou bariéru). Zamyslete se a napište dvě příčiny, proč tomu tak může být, tj. proč různé buňky nemají či nevyužívají mitochondrie a jsou závislé na glykolýze. /2 4. Mitochondrie hrají důležitou roli nejen v buněčném metabolizmu, ale i v apoptóze. Který malý protein se na počátku procesu programované buněčné smrti vylévá z mitochondrií do cytoplazmy, kde tvoří komplex (apoptosom) s proteinem Apaf-1 a aktivují společně kaspázovou kaskádu?

/ 0,5

7

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie A číslo soutěžícího .... 5. O lidských erytrocytech je známo, že vůbec neobsahují mitochondrie. Proto nejsou schopné apoptózy. Musí tedy existovat jiný způsob, jak se staré a poškozené erytrocyty /3 odstraňují z krve. Napište, ve kterém orgánu a jakým mechanizmem jsou rozpoznávány staré a poškozené erytrocyty (testuje se jedna určitá vlastnost erytrocytů).

/1 6. Nyní budete řešit myšlenkový experiment. Získali jste směs dvou typů kvasinkových buněk. Jeden z nich má mutací poškozené mitochondrie, tudíž je nemůže používat k získávání ATP. Druhý typ má naopak kvůli mutaci nefunkční glykolytickou dráhu. Jinak se tyto dva typy buněk vůbec neliší. Jediný jednoduchý způsob, jak od sebe kvasinky oddělit, je kultivace v rozdílných živných médiích. Směs buněk zaočkujete do dvou různých médií, které se liší sloučeninou přidanou jako zdroj energie. Vaším cílem je, aby v médiu vždy vyrostl pouze jeden typ buněk. Musíte v obou případech zvolit správný zdroj energie, který umí využít pouze jedna z kvasinek. Na přiloženém obrázku naleznete všechny potřebné informace ke správnému zodpovězení otázky. V laboratoři máte k dispozici různé chemikálie. Vyberte z nabízených možností jednu správnou. Varianty jsou zapsané formou: sloučenina, na které porostou mutanti s poškozenými mitochondriemi/ sloučenina, na které porostou mutanti s nefunkční glykolýzou. i) ii) iii) iv) v)

kyselina acetylsalicylová/glukóza kyselina pyrohroznová (pyruvát)/kyselina mravenčí glukóza/fruktóza kyselina pyrohroznová (pyruvát)/fruktóza glukóza/kyselina pyrohroznová (pyruvát)

8

/2

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie A číslo soutěžícího .... Je očividné, že aerobní metabolizmus je mnohokrát efektivnější než anaerobní. Má však i svoje nevýhody. Pro aerobní metabolizmus je typický vznik volných kyslíkových / 7,5 radikálů (reactive oxygen species, ROS) v mitochondriích. Jednoduchá představa vzniku radikálu může vypadat tak, že jeden elektron „přeskočí” ze svého přenašeče místo cílové molekuly na molekulu kyslíku za vzniku superoxidu. Ten je poté pomocí detoxifikačních enzymů přeměněn na peroxid vodíku a další produkty. Radikály jsou zodpovědné za rozličné poškození buněk a podle jedné teorie hrají roli při stárnutí buněk, a tím i celého mnohobuněčného organizmu. 7. Kataláza je jedním z nejdůležitějších enzymů, který pomáhá buňkám odstraňovat ROS; urychluje rozklad peroxidu vodíku. V živočišných buňkách se vyskytuje ve speciálních organelách (peroxisomech) v tak vysoké koncentraci, že tvoří krystaly (viditelné na snímcích z elektronového mikroskopu). Doplňte rovnici popisující chemickou reakci katalyzovanou enzymem katalázou. 2 H2O2 → 2 ………+ ………

/1

8. V mikrobiologii se setkáváme s tzv. katalázovým testem. Je to klasický test na přítomnost katalázy u bakterií. Na kolonii bakterií na Petriho misce naneseme kapku H2O2, pokud se z kapky peroxidu uvolňují bubliny, bakterie jsou na katalázu pozitivní. Když po nanesení peroxidu nepozorujeme žádné změny, bakterie jsou na katalázu negativní. Přítomnost katalázy souvisí se způsobem života a typem metabolizmu bakterií. V jakých podmínkách žijí bakterie, které nepotřebují ke svému životu katalázu? Jednoslovná odpověď je zde dostatečná. /1 9. Pokud se podíváme blíže na reakční mechanizmus katalázy, zjistíme, že v jednom okamžiku váže enzym v reakčním centru atom kyslíku. Vy dozajista znáte jiný protein našeho těla, který váže kyslík (obsahují ho naše erytrocyty). Zajímavé je, že oba proteiny vážou kyslík velmi podobným způsobem za pomoci stejné prostetické skupiny (neproteinové molekuly, která je kovalentně vázaná na proteinovou část enzymu). Jak se tato skupina nazývá? Kation kterého kovu obsahuje? /1 10. V našem těle potřebujeme malé množství některých kovů jako součásti enzymů. Ionty přechodných kovů (d prvky) velmi snadno iniciují vznik radikálů, jelikož snadno přijmou nebo odevzdají jeden nebo i jiný lichý počet elektronů. Je jasné, že se v organizmu musí zabránit této nebezpečné reakci. Na jaký typ zásobní nebo transportní molekuly jsou kovy v těle před použitím navázány (rozhodněte, zda je to sacharid, lipid, protein, nukleová kyselina atd.)? Uveďte také jeden konkrétní příklad takové molekuly a iontu, který se na ni váže.

/1 11. Pojmenujte následující reaktivní formy kyslíku. Zakroužkujte molekulu, která plní u obratlovců signální funkci. Její uvolnění způsobuje vasodilataci (rozšíření cév) a účastní se ukládání informací do dlouhodobé paměti. Napovědět vám může, pokud si vzpomenete, jaký lék užívá vaše babička na anginu pectoris, což je zúžení věnčitých tepen v srdci. O2.OH.

HClO NO

/ 2,5

12. Ne vždy jsou volné radikály ke škodě. Stručně popište, jak naše tělo dokáže toxicitu volných radikálů využít ve svůj prospěch. Napovědět vám může fakt, že některé ROS se používají k dezinfekci. /1

9

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie A číslo soutěžícího .... 13. Některé vitamíny fungují v těle jako antioxidační substráty. Vyberte vždy jednu odpověď ze dvou nabízených možností. Správnou odpověď zakroužkujte. Pozor, při /4 zaškrtnutí špatné odpovědi se vám v této otázce body odečítají, nemůžete za ni ale celkově dostat méně než 0 bodů. Jako antioxidační substráty slouží vitamíny B, C, E / A, C, E. Vitamín E (tokoferol) je ve vodě nerozpustn / rozpustn nerozpustný rozpustný, ve zvýšeném množství se nachází například v mandlí mandlíích, ch, ořech ř ách, avokádu / citrusech, rrýž ýži, ýž i, kvasnicích. í Vitamín E ochraňuje proti radikálům cytoskelet / buněčn ěč é membrány. ěčn Vitamín C, chemicky kyselina askorbová, technologicky přísada E300, je látka odvozená od sacharidů sacharid / sterolů. Obsahuje v redukovaném stavu ve své molekule čtyři –OH / –SH –SH skupiny. Jeho antioxidační účinky je možno žžno / není možno ž využít při konzervování potravin. Člověk je spolu s několika primáty žno a morčetem známá výjimka ýýjimka mezi savci, protože není schopen vitamín C v těle syntetizovat, musí ho přijímat v potravě. Schopnost / neschopnost syntetizovat vitamín C v těle je pro celou skupinu savců původní znak. Dlouhodobý nedostatek vitamínu C způsobuje onemocnění pelagru / skorbut. Projevuje se menší pevností cévní stěny, především stěny vlásečnic, a tudíž zvýšenou krvácivostí, dále sníženou pevností vazivového aparátu zubu a s tím spojeným vikláním a vypadáváním zubů. Toto onemocnění nesouvisí s rolí vitamínu nu C jako antioxidantu, ale odhaluje jeho nejd nejdůležitěj ě ší roli v těle. Vitamín C je ěj kofaktorem enzymu, kter který je součástí metabolizmu proteinu kolagenu / myosinu. /4

10



2. Smrt prvoka Časová náročnost: 70 min Před sebou máte kulturu obsahující nálevníka druhu Paramecium caudatum (trepka velká). Přestože se jedná o jednoho z nejznámějších jednobuněčných tvorů, lze si na / něm ukázat spoustu zajímavých strategií a přizpůsobení souvisejících se zabíjením a naopak účinnou obranou před smrtí. Během řešení této úlohy budete kreslit hned dva obrázky, pamatujte a vždy dodržujte náležitosti správné kresby a jejího popisu.

3,5

A. Kontraktilní vakuola 1. a) Kontraktilní (pulzující) vakuoly jsou poměrně důležitou součástí buněk sladkovodních prvoků, neboť zastávají pro jejich život velmi důležitou funkci. Napište, o jakou funkci se jedná.

/ 0,5 1. b) Na podložní žní sklíčko si kápněte malou kapku z hladiny kultury obsahující trepky ((Paramecium caudatum). Kapku přikryjte krycím sklíčkem. Vaším úkolem bude pozorovat, zakreslit a popsat kontraktilní vakuolu (vakuoly) v buňce trepky, popřípadě i další viditelné buněčné struktury. Protože se trepky budou zpočátku rychle pohybovat, nechte preparát v zapnutém mikroskopu několik minut ležet (jejich pohyb časem ustane). Právě v okamžiku, kdy se trepka již nepohybuje, ale zároveň je stále ještě naživu, jsou její buněčné struktury vidět nejlépe. Snažte se neudělat kapku příliš velikou, aby trepky pod krycím sklíčkem neměly příliš prostoru k pohybu, velmi si tím usnadníte pozorování. /3

11

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie A číslo soutěžícího .... 1. c) Než přejdeme dále, je dobré ujasnit si některé základní pojmy. Vysvětlete tedy pojmy hypertonick hypertonické a hypotonick hypotonické prostředí. / 6,5

/2 2. a) Odhadněte, co se stane s kontraktilní vakuolou a celou buňkou trepky, když ke kapce kultury přikápnete kapičku roztoku kuchyňské soli (předpokládejte, že jde o poměrně silný roztok soli). Svou odpověď zdůvodněte. K vyřešení úkolu je potřeba zamyslet se nad ději, které probíhají v buňce, nachází-li se v hypertonickém či hypotonickém prostředí.

/2 2. b) Pokud by trepka počáteční šok přežila, začala by fungovat i vypadat normálně. Napadne vás, jakým způsobem by se v takovém případě s přidáním roztoku soli vyrovnala? Protože jde o poměrně těžkou otázku, stačí nám, když zakroužkujete vhodné možnosti z nabídky: a) snížení koncentrace volných aminokyselin v cytoplazmě b) zvýšení koncentrace určitých ch iont iontů v cytoplazmě c) syntézou zásobního glykogenu, tedy snížením m koncentrace cukr cukrů v cytoplazmě d) nemůže přežít ani malou změnu tonicity prostředí, je přizpůsobena na zcela určitou koncentraci iont iontů v prostředí /1 3. a) Někteří prvoci (včetně nálevníků) jsou schopni v nepříznivých podmínkách vytvořit velmi odolná stádia a tím překonat i jinak smrtelnou souhru vnějších faktorů (například vyschnutí). Jak tato stádia nazýváme?

/ 0,5 3. b) Nálevníci se pohybují díky synchronizovanému pohybu svých brv. Napište, jaký je rozdíl ve struktuře brvy a bičíku.

/1

12

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie A číslo soutěžícího .... 3. c) Prozradíme vám, že trepka ((Paramecium) obývá zejména zónu rozhraní sedimentu a volné vody stojatých nádrží a živí se převážně bakteriemi. Navrhněte, k čemu asi /7 mají některé její druhy ((Paramecium bursaria) ve svých buňkách symbiotické zelené řasy. Pomůže vám, když se zamyslíte nad výslednými produkty fotosyntézy. Jistě najdete dva dobré d vody dů vody. Pokud stále tápete, poradíme vám, že zatímco trepky bez symbiontů se v kultuře koncentrují vždy u hladiny, P. bursaria je za určitých okolností možné ve velkém množství nalézt i u dna zkumavky.

/2 4. a) Připravte si ještě jednu kapku kultury a pod mikroskopem se při malém zvětšení přesvědčte, že v ní plavou trepky. Potom do této kapky přikápněte kapku roztoku Jodisolu (3% lihový roztok jódu prodávaný běžně v lékárnách) a ihned pozorujte (nepřiklápějte krycí sklíčko). Uvidíte, jak trepky okamžitě zemřou a na jejich těle se objeví určité charakteristické útvary zvané vřetenité trichocysty. Své pozorov pozorování zakreslete. V případě potřeby (pokud by se váš objektiv při 200násobném zvětšení dotkl kapky) lze opatrně přiklopit krycí sklíčko. V tomto případě se ale může stát, že trichocysty z povrchu buňky odpadnou.

/2 4. b) K čemu mohou prvokům obdobné struktury asi tak sloužit? Uveďte dvě hlavní možnosti.

/2 B. Telomery Snad každý z vás někdy slyšel o telomerách, málokdo ale ví, že za jejich objevení vděčíme prvokům. Telomery byly totiž poprvé objeveny v roce 1978 u nálevníka druhu Tetrahymena thermophila. 1. a) Čím jsou telomery tvořeny a kde jsou lokalizovány?

/1

13

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie A 1. b) Jakou úlohu mají v buňce?


/3

/1 1. c) Mnohobuněčné organizmy mohou využít telomery i jako počítadlo, které podle jedné ze současných teorií určuje životnost dané buněčné linie. Jakým způsobem to tyto organizmy dělají?

/1 2. Proč bylo snadné objevení telomer právě u nálevníků? Nemusí to být na první pohled zřejmé, proto vám trochu poradíme. Uvědomte si, kde se telomery nacházejí a na čem tedy závisí jejich počet v buňce.

/1

14


3. Dřevokazné houby


/ 6,5

Časová náročnost: 50 min.

Jednou z nejvíce propagovaných biologických pravd je skutečnost, že většina živočichů nedokáže štěpit celulosu. Pokud ji přesto žerou, musí to tedy různí symbionti dělat za ně. Není tedy nijak překvapivé, že hlavním rozkladačem odumřelé rostlinné hmoty nejsou živočichové, ale houby. Recyklací rostlinných pletiv se živí převážná část saprofytických hub včetně mnoha důvěrně známých makromycet (tedy hub s velkými sbíratelnými plodnicemi), jako jsou pečárky, hlívy, penízovky, čirůvky, václavky a další. V této úloze se budeme zabývat zákonitostmi jejich nelehkého života. 1. a) Před sebou máte plátek z kmene mrtvého stromu napadeného dřevokaznými houbami. Zakreslete schematicky řeznou plochu (kolmou k ose kmene) a do nákresu několika slovy popište viditelné změny charakteru dřeva a případné houbové struktury. Označte též neporušené dřevo.

/3 1. b) Kolik druhů hub minimálně v předloženém vzorku dřeva žije? 1. c) Pokud je na dřevě hub víc, liší se nějak jejich potravní nároky?

/ 0,5

/1 1. d) Pokuste se s ohledem na odpověď v bodě 1. c) stručně popsat strategii kolonizace dřeva, kterou využívají předložené dřevokazné houby. Jaké dvě fáze kolonizace byste rozlišili? /2

15

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie A číslo soutěžícího .... 1. e) Dřevomorka domácí (Serpula lacrymans), postrach dřevěných podlah a krovů, má jednu mimořádnou schopnost. Musí sice klíčit na vlhkém dřevě jako slušné dřevokazné /9 houby, poté ale dokáže kolonizovat i dřevo zcela suché (lacrymans = slzivá). Jak na to získává potřebnou vodu?

/1 2. Rostlinná hmota, jako je opadané listí či jehličí, je obvykle tvořena více druhy pletiv a větším počtem různých stavebních látek. Proto není divu, že na jeho úplné rozložení nestačí jeden druh houby, ale vystřídá se jich více v několika sukcesních stadiích. 2. a) Doplňte do tabulky ke každému stadiu sukcese hub na rozkládajícím se listí, jaké látky jsou rozkládány a jaké vlastnosti jsou typické pro houby daného stadia. Používejte možnosti z nabídky pod tabulkou. V jednom políčku může být více položek, ne všechny možnosti musíte použít. stadium

rozkládané látky

vlastnosti hub

1. 2. 3. Rozkládané látky: lignin, celulosa a hemicelulosa, volné cukry a aminokyseliny, škrob Vlastnosti hub: pomalý rů r st, velmi rychlý rů r st, příležitostný parazitizmus, výrazná sekrece enzymů (2x), středně rychlý r st rů

/5

2. b) Podívejte se na vlastnosti přiřazené k houbám a zkuste odvodit, proč asi houba pozdějšího stadia nemůže na substrátu začít růst dřív (i když enzymovou výbavou by to zvládla)? /1 2. c) V rámci každého sukcesního stadia dochází mezi houbami k tvrdému konkurenčnímu boji. Jedním z bojových protředků je tvorba jedovatých sekundárních metabolitů. Ve kterém stadiu dekompozice budou na opadu nejspíše přítomné druhy produkující antibiotika účinná proti parazitickým bakteriím a plísním? /1 2. d) Při rozkladu dřeva by jedno z uvedených stadií chybělo. Které a proč?

/1

16

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie A číslo soutěžícího .... 3. A teď jeden problém z praxe: V roce 2004 došlo k průvalu kanalizace do podzemních chodeb po těžbě pískovce na / 4,5 severním okraji Prahy. Do podzemí díky tomu několik týdnů teklo cca 0,25 l/s fekálií, které zde vytvořily mělké jezírko postupně se plnící sedimentem. V lednu roku 2007 začaly v okolí bývalého jezírka růst plodnice líhy klubčité ((Lyophyllum fumosum). Zpočátku tvořila trsy těžké až 5 kg, během roku 2008 jich však začalo ubývat a začaly se zmenšovat. Štola má stěny tvořené holým pískovcem, dno je pokryté asi 40cm vrstvou vlhkého jílovito-písčitého sedimentu, v hloubce 20 cm je horizont s červeně zbarvenými zbytky výdřevy staré více než 80 let. Tento charakter si chodby zachovávají v celé délce (asi 500 m), líhy však rostou jen na 10 m dlouhém úseku okolo bývalého průvalu kanalizace. Líha klubčitá obvykle roste v trávnících a zahradách na humusu, starých pilinách a podobných substrátech obsahujících mechanicky rozmělněnou nebo i částečně rozloženou celulosu. 3. a) Napište co nejkonkrétněji, který materiál houba nejspíše využila jako výživu (zdroj uhlíku a energie)? Jak se tam dostal? (Odpovědi jako sediment, humus apod. nestačí.) /2 3. b) Jak byste pomocí jednoduchých nástrojů a bez speciálních metod ověřili, že líha na substrátu z předchozí otázky opravdu může růst?

/1 3. c) Líhu na lokalitě občas doprovázela ještě jedna houba. Vyberte z nabízených rodů, který to mohl být: klouzek (Suillus)) – pečárka ((Agaricus) – choroš ((Polyporus) – špička (Marasmius) – václavka ( (Armillaria ) / 0,5 3. d) Houby jsou vyhlášenými nepřáteli důlní výdřevy. Proto se na tyto výztuže používá pouze dřevo jehličnanů, v našich podmínkách zejména borovice či jedle. Která vlastnost činí jehličnaté dřevo vhodnějším? Jak to souvisí s houbami?

/1

17



Poznávání přírodnin Poznej 15 předložených hub a rostlin a napiš jejich název:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________

19

/ 15


Poznej 15 předložených živočichů a napiš jejich název:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.


____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________

20

/ 15


Poznej 10 předložených objektů a napiš odpověď podle zadání:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.


____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________

21

/ 10

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie B


Testové otázky U každé otázky označte správnou odpověď (mohou být i dvě správné odpovědi).

1. Která skupina organizmů není typickou součástí planktonu? a) sinice (Cyanobacteria) b) zelené řasy (Chlorophyta) c) perloočky (Cladocera) d) hlenky (Mycetozoa) e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 2. Pro zástupce čeledi hluchavkovitých ((Lamiaceae) neníí charakteristický/á a) pyskatý květ b) přítomnost vonných látek (silic) c) ochmýřený plod d) čtyřhranná lodyha e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 3. Kvasinkám (Saccharomyces) nevděčíme za výrobu a) vína b) hermelínu c) jogurtu d) kynutého těsta e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 4. Placenta a) je pouze minimálně prokrvená b) je geneticky shodná s buňkami matky c) produkuje hormony udržující těhotenství d) je krátce po porodu plodu vstřebána tělem matky e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 5. Infarkt myokardu (srdečního svalu) a) se může u konkrétního člověka vyskytnout pouze jednou b) není zjistitelný z EKG (elektrokardiogramu) c) je způsoben vmetkem (embolus), který ucpe aortu zúženou aterosklerotickými pláty d) je odumření části srdečního svalu způsobené nedostatečným prokrvením e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 6. Mezi buněčné organely ohraničené vlastní membránou nepatří a) jádro b) hladké endoplazmatické retikulum c) vakuola d) drsné endoplazmatické retikulum e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 7. DNA můžeme v buňce nalézt a) vždy pouze v jádře b) u eukaryotických buněk pouze volně v cytoplazmě c) také v mitochondriích d) u prokaryotických buněk i ve formě samostatné malé kruhové molekuly DNA (plazmidu) e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

1

/7

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie B 8. Červené řasy (Rhodophyta) a) tvoří často křemičité schránky b) mají těžiště výskytu v tropických mořích c) nemají žádná bičíkatá stádia d) mají stejná fotosyntetická barviva jako vyšší rostliny e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná


9. Na území ČR se přirozeně vyskytují a) 1 druh ježka a 1 druh veverky b) 2 druhy ježka a 1 druh veverky c) 1 druh ježka a 2 druhy veverky d) 2 druhy ježka a 2 druhy veverky e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 10. Přenos chemické energie v buňce je zprostředkován molekulami a) allyltetraftalátu (ATF) b) aminotrifosfátu (AMIP) c) adenosintrifosfátu (ATP) d) alanintyrozinfenylu (ATYF) e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 11. Které z následujících tvrzení o buňce není pravdiv pravdivé? a) v chloroplastech se nalézají ribosomy b) buňky bakterií mohou obsahovat kromě nukleoidu i několik menších molekul DNA zvaných plazmidy c) buněčná stěna rostlinných buněk je tvořena především chitinem d) „hlavičky“ fosfolipidových molekul, které tvoří plazmatickou membránu, jsou hydrofilní e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 12. Smrkové monokultury jsou na našem území pěstovány, protože a) jsou to nejstabilnější lesní společenstva b) odpovídají vegetaci, která by zde převažovala bez přítomnosti člověka c) v porovnání s ostatními dřevinami smrk netrpí žádnými chorobami a má výrazně méně škůdců d) v monokulturách se uživí mnohem více druhů organizmů než ve smíšeném lese e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 13. Termín „zelené hnojení“ označuje a) zaorávání např. bobovitých rostlin b) hnojení čistě živočišnými produkty c) hnojení amonným přípravkem, jehož granule mají zelenou barvu d) ponechání úrody beze sklizně e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 14. Které/á z následujících tvrzení neplat neplatíí o fotosyntéze? a) fotosyntéza patří mezi katabolické děje b) ovládá ji skokan zelený ((Rana klepton esculenta) c) u rostlin probíhá v chloroplastech d) je k ní zapotřebí fotosyntetických barviv, např. chlorofylů e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

2

/7

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie B 15. Se kter kterým živočichem se nikde na Zemi nemůžeme setkat? a) s ptákem, který se umí aktivně potápět i létat b) s jedovatým ještěrem c) se světélkující žížalou d) se slepou rybou e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná


/7

16. Losos obecný (Salmo salar) se v minulosti nikdy přirozeně nevyskytoval na jižní Moravě. Proč? a) oblast jižní Moravy je nížinná a lososi jsou vázáni na horské potoky a řeky b) zdejší řeky náleží k úmoří Černého moře, kde lososi nežijí c) vyskytuje se přirozeně pouze v Americe a do některých evropských řek byl jen vysazen d) byl zde vyhuben již pravěkými lovci a nikdy se sem nevrátil e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 17. Kdy byl rozluštěn genetický kód? a) několik let poté, co byla objevena struktura DNA, tj. v 60. letech 20. století b) byl to obrovský triumf moderní vědy, stalo se tak na přelomu 20. a 21. století c) momentálně probíhá projekt na jeho rozluštění, má být hotový v roce 2010 d) úplně rozluštěn nebude nikdy, protože každý organizmus ho má poněkud odlišný od ostatních e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 18. Neexistuje rostlina, která má průduchy a) pouze na spodní straně listu b) pouze na svrchní straně listu c) na svrchní i spodní straně listu zároveň d) na všech listech jedné rostliny e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 19. Náš nejmenší mlž se jmenuje a) bobovka (Colpidium) b) hrachovka ((Pisidium) c) bábovka ((Buchtidium) d) mákovka ((Podura) e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 20. Kofein a) způsobuje zadržování vody v těle b) patří mezi alkaloidy c) se přirozeně vyskytuje v kávovníku (Cofea arabica) nebo čajovníku (Camelia sinensis) d) není návykový e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 21. Které látky obsahuje moč zdravého člověka? a) imunoglobuliny (zabezpečují odstranění patogenů z močových cest) b) vodu (rozpouští se v ní odpadní látky) c) močovinu (je produktem metabolizmu dusíkatých látek) d) krevní destičky (jsou dostatečně malé, aby mohly volně prostupovat z cév do močových cest) e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

3

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie B 22. Liány a) rostou jen ve vlhkých tropických lesích, u nás se s touto životní formou rostlin nemůžeme setkat b) mají velmi křehké stonky, dospělého muže (např. Tarzana) by žádná liána ve skutečnosti neunesla c) jsou ve většině případů parazité, kteří získávají všechny potřebné látky z lýka svého hostitele (tj. stromu, který ovíjejí) d) mohou strom, okolo kterého se ovíjejí, v některých případech i zahubit (například konkurencí o světlo) e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 23. V těle hlemýždě zahradního ((Helix pomatia) nemůžeme najít a) aragonitový šíp, který využívá při páření b) jeho larvy (slimáčky) c) vzdušnice d) obojetnou pohlavní žlázu (ovotestis) e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 24. Šíření vzruchu mezi neurony může být zprostředkováno a) osmoticky b) mechanicky c) chemicky d) opticky e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 25. Rostlinné hormony a) neexistují b) jsou stejné jako živočišné c) nalezneme pouze u geneticky modifikovaných rostlin (GMO) d) ovlivňují např. růst rostlin e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 26. Co mají společného ploník, šťavel a smrk? a) celulosní buněčnou stěnu, obsah chlorofylu a a b b) nároky na pH (rostou jen na půdách s vysokým pH) c) v jejich životním cyklu převažuje sporofyt d) tvar květu a společný biotop e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 27. Partenogeneze je a) forma ektoparazitizmu b) rozmnožování bez účasti samečků c) vývojové stádium korýšů d) schopnost přežít nepříznivé podmínky e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná 28. Stonožky mají a) sto nohou a kruhový příčný řez tělem b) na každém tělním článku dva páry nohou c) vzdušnice d) lovicí aparát s jedovou žlázou e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

4


/7

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie B 29. Vyskytuje se nepohlavní rozmnožování u mnohobuněčných živočichů? a) nevyskytuje b) vyskytuje, například strobilace medúzovců c) vyskytuje, například vznik jednovaječných dvojčat savců d) vyskytuje, například hermafroditizmus kroužkovců e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná


30. Čím se vyznačují semiautonomní organely (např. mitochondrie a chloroplasty)? a) mívají vlastní DNA a ribosomy b) jsou symbiotického původu c) mohou z buňky volně odcházet a zase přicházet d) mívají v buňkách výhradně zásobní funkci e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

5

/2



Zadání soutěžních úkolů kategorie B 1. Kdo to byl?

/7

Časová náročnost: 40 minut

Protože téma letošní biologické olympiády se věnuje smrti, umírání a zabíjení, bude se také tato prakticko-teoretická úloha týkat situací spojených se smrtí. V přírodě je umírání na denním pořádku. Aby jeden organizmus žil, jiný mu musí posloužit za potravu. Následující otázky se budou věnovat dravcům, jejich kořisti a taky těm organizmům, které nakonec po dravcích „uklízejí“. 1. a) Na okraji pole kousek od vesnice jsme našli mrtvého potkana. Byl očividně zabit nějakým predátorem krátce před tím, než jsme sem přišli. V celém okolí byly v půdě otištěny stopy, jež vidíte na obrázku. Jaký druh zvířete s největší pravděpodobností potkana ulovil? Podle čeho poznáme stopu tohoto zvířete?

/2 1. b) V blízkosti jsme také našli ležet trus, který máte na misce 1. Prohlédněte si ho, pokud s ním budete chtít manipulovat, vezměte si ochranné rukavice nebo pinzetu. Mohlo se jednat o trus stejného živočicha, který ulovil potkana? Svou odpověď zdůvodněte.

/2 2. Nyní se budeme věnovat mrchožroutům. Tabulka přiložená k této úloze ukazuje, jak se mění jejich přítomnost na mrtvém těle v průběhu času. Můžete ji použít při řešení následující úlohy. 2. a) Na místo, kde jsme nalezli mrtvého potkana, jsme se po nějaké době ještě dvakrát vrátili. Při našem prvním návratu se zde hojně vyskytovaly organizmy, jež jsou na misce 2. Předpokládáme, že se jednalo o první generaci tohoto živočicha. Před jak dlouhou dobou byla kořist ulovena? /1 2. b) O kterou skupinu živočichů (vyberte z tabulky) a jaké vývojové stádium se jedná?

/2

7

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie B 2. c) Kterými částmi mrtvého těla se tyto organizmy živí?


/9 /1

2. d) Po nějakém čase jsme se na místo vrátili znovu. Zbytky potkana nyní obývali živočichové, kteří jsou na misce 3. Předpokládáme, že se jednalo o první generaci tohoto živočicha. Před jak dlouhou dobou byla kořist ulovena?

/1 2. e) O kterou skupinu živočichů (vyberte z tabulky) se jedná?

/1 2. f) Kterými částmi mrtvého těla se tyto organizmy živí?

/1 2. g) Aby se mohli živit tímto typem potravy, musí umět strávit jistou chemickou látku. Tato látka tvoří velkou část jimi požíraného materiálu a je pro většinu živočichů nestravitelná. O jakou látku se jedná?

/1 3. Situace z předchozí úlohy v přírodě příliš často nenastává. Takto malou mrtvolku by totiž velice brzy sežralo nějaké větší zvíře (liška, pes, krkavci...) nebo by se o ni postarali brouci hrobaříci (rod Nicrophorus). 3. a) Co by hrobaříci s mrtvým potkanem udělali ještě před tím, než by do jeho okolí nakladli svá vajíčka? Z jakého důvodu tuto zvláštní činnost provádějí?

/2 3. b) Aby mohli hrobaříci mrtvolku „zpracovat“, musí ji napřed najít. Který smysl k tomu využívají a kde se na jejich těle nachází jeho smyslové buňky?

/2

8

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie B číslo soutěžícího .... 3. c) U hrobaříků se vyskytuje mateřská péče o potomstvo, což je jinak jev u hmyzu vzácný. Matka (někdy i oba rodiče) pomáhají již vylíhlým larvičkám, a tím zvyšují /4 jejich životaschopnost. Co matka pro své potomky dělá? /1 3. d) Již jsme zmínili, že rodičovská péče o potomstvo je u hmyzu vzácná. Přesto však existuje. Uveďte tři rody hmyzu (kromě hrobaříků), u nichž se také vyskytuje.

/ 1,5 4. Nejen šelmy patří mezi úspěšné lovce. Napište tři živočichy, každého z jiné třídy obratlovců, kteří by teoreticky mohli v našich podmínkách dospělého potkana ulovit. Žádný z vámi uvedených živočichů nesmíí patřit do skupiny šelem (Carnivora)!

/ 1,5

9

Tabulka k úloze 1

1 x

3

x

x

5

x

x

7

x x x

x

9

x x x

x

11

x x x

x

13

x x x

x

15

x x x

x

17

x x x

x

19

x x x

x

x x x

x

Dny 21 23

x x x

x

25

x x x

x

27

x x x x

x

29

Zjednodušená tabulka ukazující sukcesi různých skupin hmyzu žijícího na mrtvých tělech živočichů: (x v buňce tabulky znamená přítomnost na mrtvém těle)

Diptera: Mouchy čeledi Calliphoridae, Muscidae, Sarcophagidae Coleoptera: Drabčíkovití (Staphylinidae) Mršníkovití (Histeridae) Hrobaříkovití (Silphidae) Kožojedovití (Dermestidae) Lepidoptera: Molovití (Tineida T Tineida e)

x x x x

31

x

x x x

33

x

x

35

x

x

37

x

x

39

x

x

41

x

x

43

10

číslo soutěžícího .... Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie B


2. Prvok jako lovec a zabiják


/ 5,5

Časová náročnost: 70 min

Každý alespoň v televizi někdy viděl, jak lev chytá antilopu, žralok lachtana nebo rys srnce. Málokdo si ale dokáže představit nelítostný a zároveň velmi rafinovaný boj o přežití odehrávající se v obyčejné kapce vody z kaluže či ze dna rybníka. Skutečně existuje celá řada jednobuněčných predátorů, kteří jsou v mikrosvětě obávanými zabijáky, proti nimž se kořist musí účinně chránit. Nenechme se mýlit, v každém rybníku, ba dokonce v každé kaluži existuje řada různých mikroprostředí, která obývají určité druhy prvoků, jež jsou k životu a lovu v těchto podmínkách dobře přizpůsobeny. A. Úvodní doplňovačka – rozmanitá prostředí, ve kterých prvoci lovíí svou kořist 1. Množství a rozmanitost prvoků ve vodním sloupci jsou obvykle závislé na množství dostupných organických látek. Oligotrofní jezera proto mají většinou mnohem bohatší ší / chudší (nehodí nehodíc ící se š škrtn ě ) komunitu planktonních prvoků nežli eutrofní jezera či rybníky. Existují ale skupiny prvoků, ěte které získaly schopnost žít a prosperovat i v prostředích s malým množstvím organických látek. Naučily se totiž získávat energii ze slunečního světla. Uveďte název organely, která je při tomto způsobu výživy zcela nepostradatelná. / 1,5 2. Na ponořených površích se naproti tomu vyskytují prvoci přisedlí (vířenka rodu Vorticella) nebo alespoň schopní se po těchto površích pohybovat a pást se na zde přítomných nárostech řas a bakteriálních biofilmech (lezounek rodu Euplotes). V typickém případě se přisedlé druhy živí kolem plovoucí potravou, přičemž používají .................................................... (doplň dopl te) k tvorbě vodního doplň proudu ženoucího kořist přímo do jejich filtračního systému. Přisedlé druhy však můžeme nalézt i ve vodním sloupci, kde mohou být přítomny zejména v/na .......................................................................... ........................................ (doplň dopl te příklad doplň říklad). říklad klad). /2 3. Organizmy žijící na povrchu sedimentu musí být poněkud tolerantnější k nižší koncentraci ....... ............................. (doplň dopl te), zejména pak v eutrofních nebo hlubších nádržích. Jeho koncentrace je doplň výrazně snižována vysokou mikrobiální aktivitou. Je totiž využit bakteriemi při rozkladu organických látek. Pokud se zanoříme až pod samotný povrch sedimentu, vstoupíme do velmi odlišného světa, v němž jsou prvoci nuceni zásadně pozměnit svůj metabolizmus a organelovou výbavu. Nejčastěji u nich bývá redukována či pozměněna organela zvaná ............................................... (napiš napi te název napiš á ázev organely). V evoluci pak už bylo jen otázkou času, kdy linie prvoků obývající sediment využily svých nově nabytých vlastností a pronikly do útrob živočichů. /2

11

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie B číslo soutěžícího .... B. Různé způsoby lovu a zabíjen í í u prvoků íjen 1. Před sebou máte kulturu obsahující trepku velkou ((Paramecium caudatum). Na /6 podložní sklíčko si kápněte malou kapku z hladiny kultury. Pod mikroskopem si na malém zvětšení ověřte přítomnost trepek, nepřiklápějte ještě krycím sklíčkem. Do kapky kultury s trepkami přidejte malou kapku suspenze karmínu ve vodě a teprve potom přiklopte krycí sklíčko. Protože se trepky rychle pohybují, je nutné nechat preparát několik minut ležet v zapnutém mikroskopu. Po čase se trepky přestanou pohybovat a jejich buněčné struktury bude v tomto okamžiku možné velmi dobře pozorovat (na hranici smrti). Zakreslete trepku a pozorované části její buňky, nezapomeňte je popsat a dodržujte i ostatní náležitosti kresby. /4

2. a) Popište, jak u trepky probíhá lov a přijímání potravy (tedy jak se do buňky trepky dostala zrníčka karmínu).

/1 2. b) Jaké organizmy (skupinu organizmů) asi trepka v přírodě nejčastěji loví?

/1

12

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie B číslo soutěžícího .... 3. Uvědomíte-li si, čím se trepka nejčastěji živí a v jaké části kultury se nachází, podaří se vám správně vybrat prostředí, v němž byste ji v přírodě nejčastěji našli: /5 a) dna čistých horských potoků b) vodní sloupec horských jezer c) zóna rozhraní volné vody a sedimentu rybníků d) hluboko v sedimentu rybníků

/1

4. Vraťme se ještě k úloze s přidáváním zrnek karmínu. Co lze z této úlohy také usoudit? a) Zrnka karmínu se do buňky trepky dostala jen prostou difuzí, nic usoudit nelze. b) Trepka opravdu není vybíravý labužník. Nepozná totiž, zda potrava je či není stravitelná. c) Zrnka karmínu jsou přirozenou potravou trepek. /1 d) Zrnka karmínu se v cytoplazmě trepek rychle a samovolně shlukují. 5. Možná jste si všimli, že mrtvé trepky se po smrti začnou na určitých místech těla „nafukovat“. Uveďte důvod (podstatu) tohoto jevu.

/1 6. Přiřaďte čtyři níže popsané strategie lovu a zabíjení kořisti k prvokům vyobrazeným na přiložených obrázcích (viz další stranu). (A) Žije ve vodním sloupci a se svou kořistí přichází do kontaktu víceméně náhodně. Na celém jeho povrchu jsou vytrčeny panožky s lepkavou hmotou, do nichž se kořist zaplete. Osud kořisti je dokonán v okamžiku, kdy na povrch tohoto dravce vyrazí drobná granula, která zde dekondenzují do podoby váčků. Vzniklé váčky spolu splynou a obalí kořist. (B) Má vytvořenu jakousi kotlinu, kterou prochází zpětný bičík s ploutvičkou. Ten žene kořist přímo dovnitř kotliny, kde je následně pohlcena. (C) Některé obrněnky, jež jsou obaleny silnou ochrannou schránkou, se naučily vytvářet vytažitelné útvary, které jim umožňují efektivně útočit a trávit kořist. Tento konkrétní prvok má k dispozici jakýsi potravní límec, který vysune otvorem pro bičíky a jímž obalí svou kořist. Ta je takto během několika minut strávena, aniž by byla vtažena do buňky. (D) Přestože je přisedlý, jde o velmi obávaného zabijáka i poměrně statných druhů prvoků, například právě trepek. Na svém povrchu nese tento predátor jakési rourky, jejichž konce jsou opatřeny tzv. haptocystami. Po kontaktu s kořistí se haptocysty bleskurychle vymrští, zachytí kořist a injikují do ní jed, který ji buďto zabije, nebo alespoň paralyzuje. Haptocysty také zprostředkují splynutí membrán predátora a jeho kořisti. Obsah kořisti je pak rourkami transportován do buňky predátora. Organizmus

Acineta

Protoperidinium

Jakoba

Actinophrys

Strategie

/2

13


14


Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie B číslo soutěžícího .... 7. V předchozí otázce jste se seznámili se způsobem lovu u jednoho rodu obrněnky. Nezapomínejte ale, že celá polovina druhů obrněnek obsahuje organely schopné / 3,5 fotosyntézy. 7. a) Je ironií, že právě fotosyntetické obrněnky mohou být za určitých okolností velmi nebezpečné i pro člověka a způsobují masivní úhyny ryb. V pobřežních vodách moří totiž poměrně často dochází k výraznému přemnožení, jež je doprovázeno dvěma průvodními jevy. Jednak se voda zbarví vlivem obrovského množství přítomných karotenoidů, jednak dojde k nahromadění jedů (toxinů), které produkují některé druhy obrněnek. Jakou barvu bude mít moře, pokud nastane přemnožení těchto obrněnek?

/ 0,5 7. b) V letním období se díky přemnožení určité skupiny organizmů hromadí toxické látky i v našich vodních nádržích. Jak tuto skupinu organizmů nazýváme?

/ 0,5

7. c) Jak nazýváme tento fenomén?

/ 0,5 8. a) Přestože je to na první pohled trochu překvapivé, mezi prvoky existují i druhy schopné „ukusovat“ části tkáně pomocí zvláštních miskovitých útvarů (tento proces nazýváme trogocytóza). K naší smůle jde například o měňavku druhu Naegleria fowleri, která napadá i člověka („okusuje“ lidský mozek). Její patogenní působení je sice vzácné, ale většinou smrtelné. Relativně silné patogenní působení vykazují zejména kmeny, jež jsou izolovány z teplých vod (termální prameny, odpadní vody z elektráren). Jakou výhodu tyto kmeny mají (pokud jde o patogenní působení uvnitř člověka) oproti jiným zástupcům rodu Naegleria, které ve zmiňovaných podmínkách nepřežijí?

/1 8. b) Obvykle se ale měňavky živí prostou fagocytózou. Vytváří přitom na svých buňkách charakteristické a vám jistě dobře známé útvary. Jak se tyto útvary nazývají?

/ 0,5

8. c) Jakou důležitou funkci ještě zastávají?

/ 0,5

15



3. Obrana rostlin Časová náročnost: 60 minut Rostliny při své obraně nemohou použít oblíbenou strategii rychlých nohou (křídel, bičíků, ploutví...), místo toho se u nich vytvořily četné zbraně chemické a pasivní mechanické.

/4

Část A.

1. a) Před sebou máte vzorek semen jabloně. Charakter zásobní látky v semenech můžete orientačně určit pomocí filtračního papíru. Uveďte, jakým způsobem a o jakou látku se jedná. Vysvětlete dále, jak ji odlišíte od vody, která se v semenech také vyskytuje.

/ 1,5 1. b) Pro svoji vysokou energetickou hodnotu, uloženou především ve formě zmíněné v předchozí otázce, musí tato semena čelit nebezpečí .............................., proti němuž jsou vybavena zvláštním obranným mechanizmem. Je založen na dvou látkách přítomných v semenech: glykosidu amygdalinu a enzymu emulzinu. Amygdalin je substrátem pro emulzin, který jej rozkládá na glukózu, benzaldehyd a X. Látka X je dobře známý jed, který blokuje enzymy buněčného dýchání a další důležité metabolické dráhy. Prozradí se typickou vůní hořkých mandlí, stejnou, jako má benzaldehyd. Tento mechanizmus je v rostlinné říši rozšířen nejen v čeledi ......................................., do níž patří jabloň (najdeme jej u střemchy, meruňky, třešně), ale také u eukalyptů a dalších druhů. /1 2. a) Semeno rozřízněte a napište, zda jste zaznamenali aktivitu obranného mechanismu, případně čím se projevila.

/ 0,5 2. b) Nyní semeno rozdrťte ve třecí misce s třemi kapkami vody (případně můžete jedno semeno rozžvýkat v ústech) a opět zaznamenejte pozorování.

/ 0,5 2. c) Nakonec rozetřete jedno semeno po zakápnutí třemi kapkami denaturačního roztoku, který vám po přihlášení poskytne delegát. Svoje pozorování opět zaznamenejte. Varování (a zároveň nápověda): Olovnatá sůl, která tvoří účinnou složku denaturačního roztoku, je jedovatá! Stejně jako ionty jiných těžkých kovů denaturuje proteiny. Použijte rukavice a především dávejte pozor, aby se vám roztok nedostal do úst!

/ 0,5

17

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie B číslo soutěžícího .... 3. Vysvětlete proč v jednotlivých případech úlohy 2 došlo nebo nedošlo ke vzniku látky X. / 8,5 a) b)

/3

c) 4. Co je jedovatá látka X? Proč není sama skladována v rostlinných buňkách, ale vzniká až následně výše popsaným mechanizmem?

/ 1,5 5. Jsou v čeledi, do níž patří pokusný materiál, obvykle takto chráněna pouze semena, nebo celé plody? Zdůvodněte proč s přihlédnutím ke strategii, kterou používají k šíření.

/ 1,5

Část B.

Jiným obranným mechanizmem jsou vybaveny například některé rostliny z čeledi áronovitýtch ( (Araceae ). U nich se uvnitř některých buněk vyskytují specializované útvary nazývané rafidy. Ty jsou tvořeny vápenatou solí jednoduché organické kyseliny. 1. Před vámi je část stonku oblíbené pokojové rostliny mramornatky ((Dieffenbachia), která je mimo své estetické kvality známa také svou jedovatostí. Proto při práci s ní použijte rukavice a vyvarujte se kontaktu s její šťávou. Vymáčkněte ze stonku kapku šťávy na podložní sklíčko a po přikrytí krycím sklíčkem pozorujte vzorek pod mikroskopem. Najděte nápadné útvary s obrannou funkcí a vytvořte náčrtek, u kterého nebude chybět zvětšení a popis. / 2,5

18

Biologická olympiáda 2008–2009, krajské kolo kategorie B 2. Odhadněte, co tvoří tyto útvary: a) škrobová zrna b) krystaly sádrovce c) kofein d) krystaly šťavelanu vápenatého e) zbytnělý cytoskelet


/ 7,5 /1

3. Na základě jejich vzhledu vydedukujte, jakým způsobem plní svou obrannou funkci. /1 4. Zmiňovaná organická kyselina se u rostlin vyskytuje často ve zvýšené koncentraci a propůjčuje tak některým rostlinám kyselou chuť (podle jednoho rodu rostlin dostala také svoje jméno) a mírně toxické vlastnosti. Napište tři takové rody rostoucí na území České republiky.

/ 1,5 5. U rostlin je velmi častým způsobem ochrany tvorba struktur, jež mechanicky znesnadňují jejich konzumaci. Doplňte tabulku s názvem těchto struktur, jejich původem a alespoň jedním druhem, u kterého se s danou strukturou setkáme.

Struktura ostny

Původ

Druh

listy, palisty, listové úkrojky kopřiva dvoudomá kolce /4

19



Poznávání přírodnin Poznej 15 předložených hub a rostlin a napiš jejich název:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________

21

/ 15


Poznej 15 předložených živočichů a napiš jejich název:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.


____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________

22

/ 15


Poznej 10 předložených objektů a napiš odpověď podle zadání:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.


____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________

23

/ 10

BIOLOGICK OLYMPIÁDA 2008–2009 BIOLOGICKÁ 43. ročník

Krajské kolo kategorie A, B Zadání soutěžních úkolů Autoři: kolektiv členů pracovní skupiny pro tvorbu úkolů BiO kategorie A, B pod vedením Libora Mořkovského Redakce: Lukáš Falteisek a Hana Nůsková Vydal: Národní institut dětí a mládeže MŠMT Náklad: 455 Vytiskl: BESTaPRINT s.r.o.; Podbabská 17; 160 00 Praha 6

Národní institut dětí a mládeže Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ÚSTŘEDNÍ KOMISE BIOLOGICKÉ OLYMPIÁDY. 43. ročník KRAJSKÉ KOLO

Recommend Documents