BIOLOGICKÁ OLYMPIÁDA - gymkvary

Národní institut dětí a mládeže Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy

ÚSTŘEDNÍ KOMISE BIOLOGICKÉ OLYMPIÁDY

BIOLOGICKÁ BIOLOGICKÁ BIOLOGICK OLYMPIÁDA2008–2009

43. ročník

KRAJSKÉ KOLO

kategorie A, B

ZADÁNÍ SOUTĚŽNÍCH ÚKOLŮ

Praha 2008www.biologickaolympiada.cz

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

1

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

1. V molekule adenosin-5‘-trifosfátu (ATP) najdeme atomy1. V molekule adenosin-5‘-trifosfátu (ATP) najdeme atomy1. Va) kyslíkub) dusíkuc) fluorud) sírye) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

2. Ženská hormonální antikoncepce může obsahovata) chemikálie zabíjející vajíčka v ženském pohlavním traktub) progesteron izolovaný z králičích placentc) syntetické analogy progesteronu a estrogenud) mužské pohlavní hormonye) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

3. Hodnota pH krve v lidském tělea) je velmi stálá, vychýlení o pouhých pět desetin od standardní hodnoty je smrtelnéb) je u zdravého člověka přibližně 4,5c) se u zdravého člověka neliší u arteriální (tepenné) a venózní (žilné) krved) je udržována pomocí pufračních systémů krvee) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

4. Glykogen jea) uložen především v plicích, játrech a sleziněb) zásobní polysacharid výhradně u živočichůc) stejně jako škrob složen z glukózových jednotekd) v buňkách ukládán a metabolizován nezávisle na hladině inzulinu a glukagonue) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

5. Centrální nervová soustava u člověkaa) je tvořena výhradně neuronyb) využívá jako neurotransmiter mimo jiné kyselinu mléčnou a askorbovou c) obsahuje celkem asi deset milionů buněkd) se v ontogenezi vyvíjí z mezodermue) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

6. Cukrovka (diabetes mellitus)a) je výlučně dědičná chorobab) postihuje pouze senioryc) se léčí pouze aplikací inzulinud) léčí se výhradně dietou, kdy pacient nesmí přijímat žádné cukrye) 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 (Araceaea) listy rostliny z čeledi áronovitých (Araceaea) listy rostliny z čeledi áronovitých ( )b) plody jehličnanůc) obilky plané rýžed) granátové jablkoe) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

/ 7


2

8. Který zástupce hadů usmrcuje kořist jedem?a) užovka obojková (Natrix natrixa) užovka obojková (Natrix natrixa) užovka obojková ( ) b) hroznýš královský (Boa constrictorb) hroznýš královský (Boa constrictorb) hroznýš královský ( ) c) tajpan velký (Oxyuranus scutellatus) d) zmije obecná (Vipera berus) e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

9. Fixace vzdušného dusíku heterotrofními mikroorganizmy je děj:a) probíhající např. v zelených řasách (Chlorophyta)b) aerobní, energeticky nenáročnýc) aerobní, závislý na enzymu nitrogenázed) anaerobní, energeticky náročnýe) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

10. Které dvě dřeviny nepatnepatří do stejné čeledi?ří do stejné čeledi?řía) štědřenec (Cytisus alpinus) a akát (Robinia pseudacacia) a akát (Robinia pseudacacia) a akát ( )b) habr obecný (Carpinus betulus) a buk lesní (Fagus silvatica) a buk lesní (Fagus silvatica) a buk lesní ( )c) jasan ztepilý (Fraxinus excelsiorc) jasan ztepilý (Fraxinus excelsiorc) jasan ztepilý ( ) 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, žea) dosud byly objeveny pouze dva typy – A a Bb) mohou vyvolávat tvorbu protilátekc) jedním z nejdůležitějších je Rh faktor, přítomný asi u většiny lidské populaced) pokud má jedinec krevní skupinu 0, nemá proti nim v krevní plazmě žádné protilátkye) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

12. Chemoreceptory, neboli čidla vnímající podněty chemické povahy, jsou součástí smyslového ústrojía) čichovéhob) zrakovéhoc) sluchovéhod) chuťovéhoe) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

13. Telomery nalezneme ua) kvasinky Saccharomyces cerevisiaeb) bakterie Escherichia colic) 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, spermieb) bakterie, pylové zrno smrku, tobolka a štět ploníkuc) výtrusy pýchavky, zelená rostlinka ploníku, prokel (prothalium) kapraděd) oddenek kapradě, semenáček smrku, letní lodyha přesličkye) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

15. Dříve než byl uskutečněn let člověka na Měsíca) byla známa dvojšroubovicová struktura DNAb) byl kompletně přečten lidský genomc) byla známa polymerázová řetězová reakce (PCR)d) byl naklonován první savece) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

/ 8


3

16. Otec má krevní skupinu A, matka má krevní skupinu 0, které z následujících tvrzení je pravdivé?a) dítě může mít jedině krevní skupinu Ab) k tomu, abychom mohli jednoznačně určit genotyp dítěte, bychom museli znát genotyp matkyc) pokud se narodí dítě s krevní skupinou 0, je jasné, že je otec v daném genu heterozygotd) můžeme vyloučit, že dítě těchto rodičů bude mít krevní skupinu B nebo ABe) 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 očíb) západní žije v nížinách, východní v horáchc) na území naší republiky se mohou potkávatd) ježek východní se v ČR vyskytuje hlavně na Šumavě a v Krušných horáche) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

18. Při výrobě červeného vína se (kromě vinné révy) v žádném případě neobejdeme bez:a) destilační kolonyb) přidání většího množství cukruc) kvasinekd) červeného potravinářského barvivae) 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 chromosomůb) některé skupiny mají žihadloc) pracují výhradně samičkyd) 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 desekb) přírodní poměry jsou na těchto ostrovech velmi podobné poměrům na pevnině, proto se tu vyvinuly konvergentně stejné druhy organizmůc) v minulosti byly ostrovy několikrát propojeny s pevninou při poklesu hladiny mořed) pevninská fauna se rozšířila na ostrovy až vlivem člověka, hlavně s lodní dopravoue) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

21. Enzymya) jsou biokatalyzátory, které mají převážně anorganický charakterb) 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) tvrzenía) Carl Linné ve svém díle Systema naturae kategoricky popřel Darwinovu teorii evoluceb) český lékař Jan Jesenius objevil krevní skupinyc) Charles Darwin se na své plavbě kolem světa dostal i na Galapážské ostrovy, ležící v Indickém oceánud) Watson a Crick objevili na konci 19. století strukturu DNAe) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

/ 7


4

23. Botanik Filip natrhal své přítelkyni kytici k narozeninám. Protože chtěl být originální, rozhodl se do ní použít jen jednoděložné rostliny. Jaká situace mohla nastat?a) na louce natrhal trávu (lipnici, bojínek apod.)b) vytvořil „jedlou“ kytici z jahodníku, třešní a maliníkuc) byl pokutován v Bílých Karpatech při trhání orchidejíd) protože je hrozně líný, šel koupit do květinářství kytici karafiátůe) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

24. Které tvrzení o invazních organizmech neplatneplatí?a) v novém prostředí mohly uniknout svým predátorůtorůtor m a parazitům a parazitům a parazit m, kteří by jinak regulovali jejich počtyb) jsou schopny žít i v člověkem narušeném prostředíc) jsou často konkurenčně úspěšnější než původní druhyd) svou přítomností či aktivitou obvykle narušují přirozené biologické vazby v prostředí, do kterého se dostalye) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

25. Zuby žralokůa) mají stejnou stavbu jako jejich šupinyb) obtížně fosilizujíc) neobsahují zubovinu (dentin)d) se obměňují celý živote) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

26. Sacharidy se lýkem přemisťují ve forměa) ribózyb) galaktózyc) sacharózyd) škrobue) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

27. Horizontální přenos genů je možnýa) přenosem DNA prostřednictvím virub) aktivním přijetím volné DNA z prostředí c) přenesením z mateřské buňky do dceřiné během dělení d) jen v laboratorních podmínkáche) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

28. Inkrustace buněčné stěny oxidem křemičitým je známa ua) krásnoočkab) přesličekc) rozsivekd) parožnateke) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

29. Která z následujících skupin rostlin nezahrnuje žádné druhy dosahující výšky 10 metrů?a) palmy (Arecaceae (Arecaceae ( )b) trávy, lipnicovité (Poaceaeb) trávy, lipnicovité (Poaceaeb) trávy, lipnicovité ( )c) bobovité (Fabaceaebobovité (Fabaceaebobovité ( )d) kapradiny (Polypodiophyta)e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

/ 7


5

30. Následující graf ukazuje závislost lovecké úspěšnosti jestřába lesního (Accipiter Následující graf ukazuje závislost lovecké úspěšnosti jestřába lesního (Accipiter Následující graf ukazuje závislost lovecké úspěšnosti jestřába lesního (gentilis) na velikosti hejna lovené kořisti, holuba hřivnáče (Columba palumbus).

počet holubů v hejnu

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 IIIb) I a IVc) II a IIId) II a IVe) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

/ 1

PPrroocc

eennttuu

áállnníí

úússppp

ěěššnnoo

ssttúútt

ookkůů

1 2–10 11–50 > 50


7

Zadání soutěžních úkolů kategorie A

1. Metabolizmus buněk a kyslíkové radikályČasová náročnost: 50 minut

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. 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.

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.

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?

/ 5,5

/ 2

/ 1

/ 2

/ 0,5


8

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 odstraňují z krve. Napište, ve kterém orgánu a jakým mechanizmem jsou rozpoznávány staré a poškozené erytrocyty (testuje se jedna určitá vlastnost erytrocytů).

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) kyselina acetylsalicylová/glukózaii) kyselina pyrohroznová (pyruvát)/kyselina mravenčíiii) glukóza/fruktózaiv) kyselina pyrohroznová (pyruvát)/fruktózav) glukóza/kyselina pyrohroznová (pyruvát)

/ 3

/ 1

/ 2


9

Je očividné, že aerobní metabolizmus je mnohokrát efektivnější než anaerobní. Má však i svoje nevýhody. Pro aerobní metabolizmus je typický vznik volných kyslíkových 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 ………+ ………

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.

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?

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.

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.- HClO

OH. NO

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.

/ 7,5

/ 1

/ 1

/ 1

/ 1

/ 2,5

/ 1


10

13. Některé vitamíny fungují v těle jako antioxidační substráty. Vyberte vždy jednu odpověď ze dvou nabízených možností. Správnou odpověď zakroužkujte. Pozor, při 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 nerozpustný nerozpustný nerozpustn / rozpustný/ rozpustný/ rozpustn , ve zvýšeném množství se nachází například v mandlímandlímandl ch, oích, oí řechřechř ách, avokádu / citrusech, rýž/ citrusech, rýž/ citrusech, r i, kvasnicýži, kvasnicýž ích. ích. í Vitamín E ochraňuje proti radikálům cytoskelet / buněčněčněč é membrány. Vitamín C, chemicky kyselina askorbová, technologicky přísada E300, je látka odvozená od sacharidů sacharidů sacharid/ sterolů. Obsahuje v redukovaném stavu ve své molekule čtyři –OH / –SH–SH– skupiny. Jeho antioxidaSH skupiny. Jeho antioxidaSH ční účinky je možno / nenžno / nenž í možnožnož využít při konzervování potravin. Člověk je spolu s několika primáty a morčetem známá výjimka mezi savci, protoýjimka mezi savci, protoý že není schopen vitamín C v těle syntetizovat, musí ho přijímat v potravě. Schopnost / neschopnost syntetizovat vitamSchopnost / neschopnost syntetizovat vitamSchopnost / neschopnost ín 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 C jako antioxidantu, ale odhaluje jeho nejdůnu C jako antioxidantu, ale odhaluje jeho nejdůnu C jako antioxidantu, ale odhaluje jeho nejd ležitějějě ší roli v těle. Vitamín C je kofaktorem enzymu, který kofaktorem enzymu, který kofaktorem enzymu, kter je součástí metabolizmu proteinu kolagenu / myosinu.

/ 4

/ 4


11

2. Smrt prvokaČasová náročnost: 70 minPřed 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.

A. Kontraktilní vakuola1. 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.

1. b) Na podložní sklíčko si kápněte malou kapku z hladiny kultury obsahující trepky (Paramecium žní sklíčko si kápněte malou kapku z hladiny kultury obsahující trepky (Paramecium žní sklíčko si kápněte malou kapku z hladiny kultury obsahující trepky (caudatum). Kapku přikryjte krycím sklíčkem. Vaším úkolem bude pozorovat, zakreslit a popsatpozorovat, zakreslit a popsatkontraktilní 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.

/ 3,5

/ 0,5

/ 3


12

1. c) Než přejdeme dále, je dobré ujasnit si některé základní pojmy. Vysvětlete tedy pojmy hypertonickhypertonické a hypotonickhypotonické prostředí.

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. 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 iontů ch iontů ch iont v cytoplazmě

c) syntézou zásobního glykogenu, tedy snížením koncentrace cukrů m koncentrace cukrů m koncentrace cukr v cytoplazmě

d) nemůže přežít ani malou změnu tonicity prostředí, je přizpůsobena na zcela určitou koncentraci iontů koncentraci iontů koncentraci iont v prostředí

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?

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

/ 6,5

/ 2

/ 2

/ 1

/ 0,5

/ 1


13

3. c) Prozradíme vám, že trepka (Paramecium Prozradíme vám, že trepka (Paramecium Prozradíme vám, že trepka ( ) obývá zejména zónu rozhraní sedimentu a volné vody stojatých nádrží a živí se převážně bakteriemi. Navrhněte, k čemu asi mají některé její druhy (Paramecium bursariamají některé její druhy (Paramecium bursariamají některé její druhy ( ) ve svých buňkách symbiotické zelené řasy. Pomůže vám, když se zamyslíte nad výslednými produkty fotosyntézy. Jistě najdete dva dobré důdůd vodyvody. 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.

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 pozorovpozorování 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.

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

B. TelomerySnad 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?

/ 7

/ 2

/ 2

/ 2

/ 1


14

1. b) Jakou úlohu mají v buňce?

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?

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.

/ 3

/ 1

/ 1

/ 1


15

3. Dřevokazné houbyČasová 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.

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?

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?

/ 3

/ 6,5

/ 0,5

/ 1

/ 2


16

1. e) Dřevomorka domácí (Serpula lacrymans), postrach dřevěných podlah a krovů, má jednu mimořádnou schopnost. Musí sice klíčit na vlhkém dřevě jako slušné dřevokazné houby, poté ale dokáže kolonizovat i dřevo zcela suché (lacrymans = slzivá). Jak na to získává potřebnou vodu?

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 hub1.

2.

3.

Rozkládané látky: lignin, celulosa a hemicelulosa, volné cukry a aminokyseliny, škrobVlastnosti hub: pomalý růrůr st, velmi rychlý růrůr st, příležitostný parazitizmus, výrazná sekrece enzymů (2x), středně rychlý růrůr st

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)?

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?

2. d) Při rozkladu dřeva by jedno z uvedených stadií chybělo. Které a proč?

/ 9

/ 1

/ 5

/ 1

/ 1

/ 1


17

3. A teď jeden problém z praxe:V roce 2004 došlo k průvalu kanalizace do podzemních chodeb po těžbě pískovce na 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 fumosumbývalého jezírka růst plodnice líhy klubčité (Lyophyllum fumosumbývalého jezírka růst plodnice líhy klubčité ( ). 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.)

3. b) Jak byste pomocí jednoduchých nástrojů a bez speciálních metod ověřili, že líha na substrátu z předchozí otázky opravdu může růst?

3. c) Líhu na lokalitě občas doprovázela ještě jedna houba. Vyberte z nabízených rodů, který to mohl být:

klouzek (Suillus) – pečárka (Agaricus) – pečárka (Agaricus) – pečárka ( ) – choroš (Polyporus) – choroš (Polyporus) – choroš ( ) – špička (Marasmius) – václavka (Armillaria(Armillaria( )

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?

/ 4,5

/ 1

/ 2

/ 0,5

/ 1


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. ____________________________

/ 15


20

Poznej 15 předložených živočichů a napiš jejich název:

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

/ 15


21

Poznej 10 předložených objektů a napiš odpověď podle zadání:

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

/ 10

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

1

Testové otázkyU 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 (Lamiaceae2. Pro zástupce čeledi hluchavkovitých (Lamiaceae2. Pro zástupce čeledi hluchavkovitých ( ) není charakteristický/áí charakteristický/áía) pyskatý květb) přítomnost vonných látek (silic)c) ochmýřený plodd) čtyřhranná lodyhae) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

3. Kvasinkám (Saccharomyces) nevděčíme za výrobua) vínab) hermelínuc) jogurtud) kynutého těstae) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

4. Placentaa) je pouze minimálně prokrvenáb) je geneticky shodná s buňkami matkyc) produkuje hormony udržující těhotenstvíd) je krátce po porodu plodu vstřebána tělem matkye) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

5. Infarkt myokardu (srdečního svalu)a) se může u konkrétního člověka vyskytnout pouze jednoub) není zjistitelný z EKG (elektrokardiogramu)c) je způsoben vmetkem (embolus), který ucpe aortu zúženou aterosklerotickými plátyd) je odumření části srdečního svalu způsobené nedostatečným prokrvením e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

6. Mezi buněčné organely ohraničené vlastní membránou nepatřínepatřía) jádrob) hladké endoplazmatické retikulumc) vakuolad) drsné endoplazmatické retikulume) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

7. DNA můžeme v buňce nalézta) vždy pouze v jádřeb) u eukaryotických buněk pouze volně v cytoplazměc) také v mitochondriíchd) u prokaryotických buněk i ve formě samostatné malé kruhové molekuly DNA (plazmidu)e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

/ 7


2

8. Červené řasy (Rhodophyta)a) tvoří často křemičité schránkyb) mají těžiště výskytu v tropických moříchc) nemají žádná bičíkatá stádiad) mají stejná fotosyntetická barviva jako vyšší rostlinye) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

9. Na území ČR se přirozeně vyskytujía) 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 molekulamia) 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 pravdivpravdivé?a) v chloroplastech se nalézají ribosomyb) buňky bakterií mohou obsahovat kromě nukleoidu i několik menších molekul DNA zvaných plazmidyc) buněčná stěna rostlinných buněk je tvořena především chitinemd) „hlavičky“ fosfolipidových molekul, které tvoří plazmatickou membránu, jsou hydrofilníe) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

12. Smrkové monokultury jsou na našem území pěstovány, protožea) jsou to nejstabilnější lesní společenstvab) odpovídají vegetaci, která by zde převažovala bez přítomnosti člověkac) v porovnání s ostatními dřevinami smrk netrpí žádnými chorobami a má výrazně méně škůdcůd) v monokulturách se uživí mnohem více druhů organizmů než ve smíšeném lesee) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

13. Termín „zelené hnojení“ označujea) zaorávání např. bobovitých rostlin b) hnojení čistě živočišnými produktyc) hnojení amonným přípravkem, jehož granule mají zelenou barvud) ponechání úrody beze sklizněe) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

14. Které/á z následujících tvrzení neplatneplatí o fotosyntéze?í o fotosyntéze?ía) fotosyntéza patří mezi katabolické dějeb) ovládá ji skokan zelený (Rana b) ovládá ji skokan zelený (Rana b) ovládá ji skokan zelený ( klepton esculenta)c) u rostlin probíhá v chloroplastechd) je k ní zapotřebí fotosyntetických barviv, např. chlorofylůe) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

/ 7


3

15. Se kterým živočichem se nikde na Zemi 15. Se kterým živočichem se nikde na Zemi 15. Se kter nemůžeme setkat?a) s ptákem, který se umí aktivně potápět i létatb) s jedovatým ještěremc) se světélkující žížaloud) se slepou ryboue) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

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 řekyb) zdejší řeky náleží k úmoří Černého moře, kde lososi nežijíc) vyskytuje se přirozeně pouze v Americe a do některých evropských řek byl jen vysazend) byl zde vyhuben již pravěkými lovci a nikdy se sem nevrátile) 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. stoletíb) byl to obrovský triumf moderní vědy, stalo se tak na přelomu 20. a 21. stoletíc) momentálně probíhá projekt na jeho rozluštění, má být hotový v roce 2010d) úplně rozluštěn nebude nikdy, protože každý organizmus ho má poněkud odlišný od ostatníche) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

18. Neexistuje Neexistuje rostlina, která má průduchy a) pouze na spodní straně listub) pouze na svrchní straně listuc) na svrchní i spodní straně listu zároveňd) na všech listech jedné rostlinye) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

19. Náš nejmenší mlž se jmenujea) bobovka (Colpidium)b) hrachovka (Pisidiumb) hrachovka (Pisidiumb) hrachovka ( )c) bábovka (Buchtidiumc) bábovka (Buchtidiumc) bábovka ( )d) mákovka (Podurad) mákovka (Podurad) mákovka ( )e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

20. Kofeina) způsobuje zadržování vody v těleb) patří mezi alkaloidyc) se přirozeně vyskytuje v kávovníku (Cofea arabica) nebo čajovníku (Camelia sinensis)d) není návykovýe) 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

/ 7


4

22. Liánya) rostou jen ve vlhkých tropických lesích, u nás se s touto životní formou rostlin nemůžeme setkatb) mají velmi křehké stonky, dospělého muže (např. Tarzana) by žádná liána ve skutečnosti neuneslac) 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 pomatia23. V těle hlemýždě zahradního (Helix pomatia23. V těle hlemýždě zahradního ( ) nemůžeme najíta) aragonitový šíp, který využívá při pářeníb) jeho larvy (slimáčky)c) vzdušniced) obojetnou pohlavní žlázu (ovotestis)e) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

24. Šíření vzruchu mezi neurony může být zprostředkovánoa) osmotickyb) mechanickyc) chemickyd) optickye) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

25. Rostlinné hormonya) neexistujíb) jsou stejné jako živočišnéc) nalezneme pouze u geneticky modifikovaných rostlin (GMO)d) ovlivňují např. růst rostline) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

26. Co mají společného ploník, šťavel a smrk?a) celulosní buněčnou stěnu, obsah chlorofylu a a bb) nároky na pH (rostou jen na půdách s vysokým pH)c) v jejich životním cyklu převažuje sporofytd) tvar květu a společný biotope) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

27. Partenogeneze jea) forma ektoparazitizmub) rozmnožování bez účasti samečkůc) vývojové stádium korýšůd) schopnost přežít nepříznivé podmínkye) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

28. Stonožky majía) sto nohou a kruhový příčný řez tělemb) na každém tělním článku dva páry nohouc) vzdušniced) lovicí aparát s jedovou žlázoue) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

/ 7


5

29. Vyskytuje se nepohlavní rozmnožování u mnohobuněčných živočichů?a) nevyskytujeb) vyskytuje, například strobilace medúzovcůc) vyskytuje, například vznik jednovaječných dvojčat savcůd) vyskytuje, například hermafroditizmus kroužkovcůe) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

30. Čím se vyznačují semiautonomní organely (např. mitochondrie a chloroplasty)?a) mívají vlastní DNA a ribosomyb) jsou symbiotického původuc) mohou z buňky volně odcházet a zase přicházetd) mívají v buňkách výhradně zásobní funkcie) žádná z výše uvedených odpovědí není správná

/ 2


7

Zadání soutěžních úkolů kategorie B

1. Kdo to byl?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?

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. 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?

2. b) O kterou skupinu živočichů (vyberte z tabulky) a jaké vývojové stádium se jedná?

/ 7

/ 2

/ 2

/ 1

/ 2


8

2. c) Kterými částmi mrtvého těla se tyto organizmy živí?

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?

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

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

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?

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?

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?

/ 9

/ 1

/ 1

/ 1

/ 1

/ 1

/ 2

/ 2


9

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 jejich životaschopnost. Co matka pro své potomky dělá?

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.

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 nesmí patřit do skupiny šelem (Carnivora)!í patřit do skupiny šelem (Carnivora)!í

/ 4

/ 1

/ 1,5

/ 1,5


10

Tabu

lka k úloze 1

Zjednodušená tabulka ukazující sukcesi různých skupin hmyzu žijícího na m

rtvých tělech živočichů:(x v buňce tabulky znam

ená přítomnost na m

rtvém těle)

Dny

13

57

911

1315

1719

2123

2527

2931

3335

3739

4143

Diptera:

Mouchy čeledi C

alliphoridae, Muscidae, S

arcophagidaex

xx

xx

xx

xx

xx

xx

x

Coleoptera:

Drabčíkovití (S

taphylinidae)x

xx

xx

xx

xx

xx

xM

ršníkovití (Histeridae)

xx

xx

xx

xx

xx

xx

xH

robaříkovití (Silphidae)

xx

xx

xx

xx

xx

xx

xx

xK

ožojedovití (Derm

estidae)x

xx

xx

xx

x

Lepidoptera:M

olovití (TineidaTineidaT

e)x

xx

xx

x


11

2. Prvok jako lovec a zabijákČasová 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 loví svou koí svou koí řist1. Množství a rozmanitost prvoků ve vodním sloupci jsou obvykle závislé na množství dostupných organických látek. Oligotrofní jezera proto mají většinou mnohem bohatší / chudší / chudší ší (ší (ší nehodínehodínehod cící í seškrtnškrtnš ěteěteě ) komunitu planktonních prvoků nežli eutrofní jezera či rybníky. Existují ale skupiny prvoků, 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.

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 .................................................... (doplňdoplňdopl te) k tvorbě vodního proudu ženoucího kořist přímo do jejich filtračního systému. Přisedlé druhy však můžeme nalézt i ve vodním sloupci, kde mohou být přítomny zejména v/na .................................................................................................................. (doplňdoplňdopl te příkladříkladří ). klad). klad

3. Organizmy žijící na povrchu sedimentu musí být poněkud tolerantnější k nižší koncentraci .................................... (doplňdoplňdopl te), zejména pak v eutrofních nebo hlubších nádržích. Jeho koncentrace je 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 ............................................... (napišnapišnapi te název ázev áorganely). V evoluci pak už bylo jen otázkou času, kdy linie prvoků obývající sediment využily svých nově nabytých vlastností a pronikly do útrob živočichů.

/ 5,5

/ 1,5

/ 2

/ 2


12

B. Různé způsoby lovu a zabíjeníjení í u prvoků1. Před sebou máte kulturu obsahující trepku velkou (Paramecium caudatum Před sebou máte kulturu obsahující trepku velkou (Paramecium caudatum Před sebou máte kulturu obsahující trepku velkou ( ). Na 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.

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

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

/ 6

/ 4

/ 1

/ 1


13

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:

a) dna čistých horských potokůb) vodní sloupec horských jezerc) zóna rozhraní volné vody a sedimentu rybníkůd) hluboko v sedimentu rybníků

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.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.

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

/ 5

/ 1

/ 1

/ 1

/ 2


14


15

7. V předchozí otázce jste se seznámili se způsobem lovu u jednoho rodu obrněnky. Nezapomínejte ale, že celá polovina druhů obrněnek obsahuje organely schopné 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?

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

7. c) Jak nazýváme tento fenomén?

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?

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?

8. c) Jakou důležitou funkci ještě zastávají?

/ 3,5

/ 0,5

/ 0,5

/ 0,5

/ 1

/ 0,5

/ 0,5


17

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

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. 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.

2. a) Semeno rozřízněte a napište, zda jste zaznamenali aktivitu obranného mechanismu, případně čím se projevila.

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

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!

/ 1,5

/ 4

/ 1

/ 0,5

/ 0,5

/ 0,5


18

3. Vysvětlete proč v jednotlivých případech úlohy 2 došlo nebo nedošlo ke vzniku látky X.

a)

b)

c)

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

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.

Část B.Jiným obranným mechanizmem jsou vybaveny například některé rostliny z čeledi áronovitýtch (Araceae(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 Před vámi je část stonku oblíbené pokojové rostliny mramornatky (Dieffenbachia Před vámi je část stonku oblíbené pokojové rostliny mramornatky ( ), 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.

/ 3

/ 1,5

/ 1,5

/ 2,5

/ 8,5


19

2. Odhadněte, co tvoří tyto útvary:a) škrobová zrnab) krystaly sádrovcec) kofeind) krystaly šťavelanu vápenatéhoe) zbytnělý cytoskelet

3. Na základě jejich vzhledu vydedukujte, jakým způsobem plní svou obrannou funkci.

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.

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 Původ Druhostny

listy, palisty, listové úkrojky

kopřiva dvoudomá

kolce

/ 7,5

/ 1

/ 1

/ 1,5

/ 4


21

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. ____________________________

/ 15


22

Poznej 15 předložených živočichů a napiš jejich název:

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

/ 15


23

Poznej 10 předložených objektů a napiš odpověď podle zadání:

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

/ 10

BIOLOGICKÁ BIOLOGICKÁ BIOLOGICK OLYMPIÁDA 2008–200943. ročník

Krajské kolo kategorie A, B

Zadání soutěžních úkolů

Autoři: kolektiv členů pracovní skupiny pro tvorbu úkolů BiO kategorie A, Bpod vedením Libora Mořkovského

Redakce: Lukáš Falteisek a Hana NůskováVydal: Národní institut dětí a mládeže MŠMTNáklad: 455Vytiskl: BESTaPRINT s.r.o.; Podbabská 17; 160 00 Praha 6

Documents

BIOLOGICKÁ OLYMPIÁDA - gymkvary