70
Institut Galileo Galilei Preguntes ecologia PAU Biologia. Respostes Institut Galileo Galilei 1 Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1) La toxoplasmosi és una infecció causada pel protozou Toxoplasma gondii. Normalment és una malaltia molt lleu i asimptomàtica en humans, però pot causar malformacions greus en el fetus o, fins i tot, la seva mort, si una mare s’infecta durant l’embaràs. Micrografia de Toxoplasma gondii Font: http://www.pathology.washington.edu/about/education/gallery/infections/ 1) A l’inici de l’embaràs, es fan anàlisis per a determinar la presència de IgG i IgM contra els antígens de Toxoplasma a la sang de les dones. [1 punt] a) Les IgG i les IgM són immunoglobulines. Quin tipus de biomolècules són i quina funció biològica fan? Les IgG i les IgM són proteïnes o complexos proteics. [0,25 punts] La seva funció biològica és unir-se específicament als antígens. [0,25 punts] NOTA PELS CORRECTORS 1: Tot i que no es demanen dades concretes sobre l’estructura de cada tipus d’anticós, si algun alumne/a n’afegeix, evidentment, es comptaran com a correctes. Concretament les IgG són d’estructura simple i sempre són les més abundants, mentre que les IgM estan formades per 5 subunitats i són especialment abundants a les respostes immunitàries primàries. NOTA PELS CORRECTORS 2: Si algun alumne/a diu que les IgG i les IgM són anticossos també s’acceptarà com a resposta correcte. b) Si el resultat d’aquesta prova és negatiu, es donen consells detallats a la dona embarassada perquè eviti possibles contagis de Toxoplasma. Si és positiu, en canvi, no cal que faci res perquè es té la certeza que està immunitzada. Expliqueu raonadament si seria possible que una persona que hagués estat infectada per un altre microorganisme (però no per Toxoplasma) donés positiu en aquesta prova. Resposta model: No és possible que una persona que no hagi estat infectada per Toxoplasma doni positiu en les anàlisis de la presència d’IgG i IgM (o anticossos) contra antígens d’aquest microorganisme ja que els anticossos són específics per aquestes substàncies de Toxoplasma. [0,5 punts] NOTA PELS CORRECTORS: Es descomptaran (0,1 punts) si els alumnes no contextualitzen la resposta. 2) Toxoplasma gondii té un cicle biològic complex, ja que el seu reservori (és a dir, els organismes on es reprodueix sense causar-los danys) són els gats i altres felins. Té també diversos hostes intermedis, com es mostra en l’esquema següent: [1 punt]

Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei Preguntes ecologia PAU Biologia. Respostes

Institut Galileo Galilei 1

Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)  La toxoplasmosi és una infecció causada pel protozou Toxoplasma gondii. Normalment és una malaltia molt lleu i asimptomàtica en humans, però pot causar malformacions greus en el fetus o, fins i tot, la seva mort, si una mare s’infecta durant l’embaràs.

 Micrografia de Toxoplasma gondii

Font: http://www.pathology.washington.edu/about/education/gallery/infections/ 1) A l’inici de l’embaràs, es fan anàlisis per a determinar la presència de IgG i IgM contra els antígens de Toxoplasma a la sang de les dones. [1 punt] a) Les IgG i les IgM són immunoglobulines. Quin tipus de biomolècules són i quina funció biològica fan? Les IgG i les IgM són proteïnes o complexos proteics. [0,25 punts] La seva funció biològica és unir-se específicament als antígens. [0,25 punts] NOTA PELS CORRECTORS 1: Tot i que no es demanen dades concretes sobre l’estructura de cada tipus d’anticós, si algun alumne/a n’afegeix, evidentment, es comptaran com a correctes. Concretament les IgG són d’estructura simple i sempre són les més abundants, mentre que les IgM estan formades per 5 subunitats i són especialment abundants a les respostes immunitàries primàries. NOTA PELS CORRECTORS 2: Si algun alumne/a diu que les IgG i les IgM són anticossos també s’acceptarà com a resposta correcte. b) Si el resultat d’aquesta prova és negatiu, es donen consells detallats a la dona embarassada perquè eviti possibles contagis de Toxoplasma. Si és positiu, en canvi, no cal que faci res perquè es té la certeza que està immunitzada. Expliqueu raonadament si seria possible que una persona que hagués estat infectada per un altre microorganisme (però no per Toxoplasma) donés positiu en aquesta prova. Resposta model: No és possible que una persona que no hagi estat infectada per Toxoplasma doni positiu en les anàlisis de la presència d’IgG i IgM (o anticossos) contra antígens d’aquest microorganisme ja que els anticossos són específics per aquestes substàncies de Toxoplasma. [0,5 punts] NOTA PELS CORRECTORS: Es descomptaran (0,1 punts) si els alumnes no contextualitzen la resposta. 2) Toxoplasma gondii té un cicle biològic complex, ja que el seu reservori (és a dir, els organismes on es reprodueix sense causar-los danys) són els gats i altres felins. Té també diversos hostes intermedis, com es mostra en l’esquema següent: [1 punt]

Page 2: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 2

Font: Adaptació feta a partir de la pàgina web

http://www.nature.com/nri/journal/v14/n2/box/nri3598_BX1.html. Fa uns quants anys l’investigador txec Jaroslav Flegr va observar que els ratolins infectats per aquest protozou canvien de comportament: deixen de tenir por dels gats i fins i tot se senten atrets pels llocs freqüentats per aquests animals, fet que facilita que els felins els capturin i se’ls mengin. A partir d’aquestes dades, completeu la taula següent. Esmenteu i justifiqueu les relacions ecològiques interespecífiques que s’estableixen entre les parelles d’espècies indicades.

Espècies Tipus de relació interespecífica

Justificació de perquè es tracta d’aquest tipus de relació interespecífica

Gat – Ratolí Depredació [0,2 punts]

Perquè els gats maten als ratolins i se’ls mengen. [0,3 punts]

Humà – Toxoplasma Parasitisme [0,2 punts]

Perquè Toxoplasma es nodreix dels humans perjudicant-los. [0,3 punts]

Puntuació total: (1 punt) repartit com s’indica. NOTA PELS CORRECTORS: Si algun alumne/a respon que la relació entre humans i toxoplasma és l’inquilinisme perquè molt sovint és asimptomàtica, també s’acceptarà com a resposta correcte.

Page 3: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 3

3) Després de la sorprenent descoberta que Toxoplasma indueix els ratolins a tenir comportaments temeraris, J. Flegr va pensar que aquest paràsit potser també alterava d’alguna manera el comportament dels humans. Per fer el seu estudi, va analitzar si les persones que han patit la infecció per Toxoplasma tenien més accidents de trànsit a causa de conductes arriscades. a) Completeu la taula següent en relació amb aquesta recerca:

Hipòtesi de l’investigador RESPOSTES MODEL: - Potser hi haurà més persones que han patit la infecció per Toxoplasma entre les que han tingut accidents de trànsit que entre les que no n’han tingut. - Potser la infecció per Toxoplasma altera el comportament dels humans fent-los menys sensibles al perill. - Potser la infecció per Toxoplasma altera el comportament dels humans fent que reaccionin més lentament davant un perill. [0,2  punts]  NOTA   PELS   CORRECTORS:   S’acceptarà   com   a   vàlida   qualsevol  hipòtesi  coherent  amb  aquest  estudi   i   formulada  de   forma  correcte  (en  condicional).  Tres variables que l’investigador va haver de controlar perquè les dades de les dues poblacions fossin comparables - L’edat dels individus. - Les seves condicions de vida (viatjar en cotxe el mateix nombre de vegades per unitat de temps). - El context socioeconòmic on viuen - El nombre d’individus de cada grup. - Altres factors que augmenten la probabilitat de patir un accident: consum d’alcohol o altres drogues. - Etc. [0,1 punts per cada variable correcte] (0,3 punts màxim) NOTA PELS CORRECTORS: S’acceptarà com a vàlida qualsevol variable que pugui influir en aquest estudi i que calgui controlar per no distorsionar els resultats obtinguts. TOTAL subpregunta a): [0,5 punts]

b) El gràfic de la dreta mostra les dades obtingudes per Flegr en finalitzar aquest estudi. Elaboreu una conclusió a la qual podria haver arribat l’investigador a partir d’aquestes dades.

     

Page 4: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 4

Resposta model: La infecció per Toxoplasma augmenta la probabilitat de patir un accident de trànsit [0,2 punts], ja que s’observa una clara diferència en el % d’individus amb anticossos contra Toxoplasma entre les dues poblacions (no accidentats i accidentats). [0,3 punts]. NOTA 1: Es poden acceptar com a vàlides altres conclusions coherents basades en aquestes dades. NOTA 2: En aquesta pregunta valorem la interpretació del gràfic i hem mantingut l’estructura del que hi havia l’article científic original però simplificant-lo. Som conscients que les variables estan disposades al revés de com s’indica a les recomanacions del disseny experimental però atès que no afecta al que es demana als alumnes i és com es trobava en l’article original, hem decidit mantenir-ho així. TOTAL subpregunta b): [0,5 punts]

Sèrie 1, Pregunta 3A. setembre ´16. Tutankamon(1) El 1922 l’egiptòleg britànic Howard Carter va descobrir la tomba del faraó Tutankhamon. En el decurs dels anys següents, diversos membres del seu equip van morir de manera inesperada, fet que va generar moltes especulacions sobre una suposada maledicció. L’estudi detallat d’aquestes morts va desvelar que algunes van ser fortuïtes, mentre que d’altres es podien atribuir a un microorganisme, Histoplasma capsulatum, que prolifera en els excrements dels ratpenats que es refugien a les tombes.

Màscara del sarcòfag de Tutankamon.

Ratpenat en una tomba de l’Antic Egipte.

Histoplasma capsulatum, un llevat que creix i es nodreix dels excrements dels rat-penats.

1) Histoplasma capsulatum és un fong que pot infectar l’epiteli pulmonar de les persones i que es nodreix de les seves biomolècules. Aquest procés causa una malaltia anomenada histoplasmosi, que pot ser mortal. [1 punt] a) En el cas que es desenvolupi la malaltia, quin tipus de relació ecològica interespecífica s’estableix entre aquest fong i les persones afectades? Justifiqueu la resposta.   Es tracta de parasitisme, ja que el fong en surt beneficiat i l’humà resulta perjudicat (és l’hoste) per l’acció del fong (té la malaltia, malgrat normalment no causi la seva mort). Puntuació total de la subpregunta: [0,5 punts]

Page 5: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 5

b) Molts fongs es nodreixen de restes de matèria orgànica, com és el cas d’Histoplasma capsulatum quan prolifera en els excrements dels ratpenats. A quin nivell tròfic pertanyen els fongs que es nodreixen d’aquesta manera? Quin paper tenen en els ecosistemes? Resposta model: Els fongs que es nodreixen de restes de matèria orgànica pertanyen al nivell tròfic dels descomponedors (0,1 punts). El paper d’aquests organismes en els ecosistemes és la transformació de la matèria orgànica morta en substàncies inorgàniques que poden posteriorment ser usades pels productors, i tanquen el cicle de la matèria (0,4 punts). Puntuació total de la subpregunta: [0,5 punts] NOTA PELS CORRECTORS: Si algun alumne/a diu que els fongs que proliferen sobre els excrements són copròfags i els classifica com a consumidors justificant-ho de manera adequada es considerarà també com a resposta correcte.

2) Quan les espores d’Histoplasma capsulatum germinen en el teixit pulmonar d’una persona, es produeix un procés inflamatori agut que origina els primers símptomes de la infecció. En aquest procés intervenen diversos components ceŀlulars i biomolècules. Completeu la taula següent amb les informacions corresponents en relació amb aquest procés inflamatori:

Procés  inflamatori  Components cel·lulars i biomolècules que intervenen en el procés

Acció o accions que efectuen en el procés

   Neutròfils o monòcits / macròfag [0,2 punts]

Cèŀlules que surten dels capiŀlars sanguinis gràcies a l’increment de la seva permeabilitat per l’acció de la histamina. Un cop en els teixits, fagociten agents infecciosos.

   Sistema  del  complement      

- Unir-se inespecíficament a la superfície de l’agent infecciós. - Unir-se als mastòcits activant-los. - Lisi de l’agent infecciós. - Unir-se a l’agent infecciós per promoure la seva fagocitosi (opsonització) - Actuar com a molècules que atreuen leucocits (quimiotaxi). NOTA PELS CORRECTORS: Només cal que indiquin una d’aquestes accions. [0,3 punts]

 Eosinòfils  [0,2 punts]

Cèl·lules que alliberen histaminasa, que inhibeix el procés inflamatori.

 Mastòcits   Alliberen histamina, molècula que augmenta la permeabilitat dels capil·lars. [0,3 punts]

Puntuació total: (1 punt)

Page 6: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 6

3) La histoplasmosi es tracta administrant dos fàrmacs, l’amfotericina B i l’itraconazole, els quals actúen inhibint la síntesi de dues biomolècules dels fongs: — l’ergosterol, que és un lípid de la membrana semblant al colesterol; — la glicoproteïna P, que és una biomolècula de la membrana que actua com una bomba que expulsa substàncies alienes que han entrat a la cèŀlula. Identifiqueu, entre les biomolècules següents, l’ergosterol i un fragment glicídic (o glucídic) de la glicoproteïna P. Justifiqueu la tria. [1 punt]

 Biomolècula  A  

 Biomolècula  B  

   Biomolècula  C  

 Biomolècula  D  

        Biomolècula

corresponent Justificació

Ergosterol

Biomolècula D [0,2 punts]

Té una estructura formada per 4 anells alifàtics units a alguns radicals, la qual és molt semblant a la del colesterol. NOTA PELS CORRECTORS: Aquesta estructura bàsica s’anomena ciclopentàperhidrofenantrè, nom que evidentment no cal que esmentin, però que si ho fan es valorarà positivament. [0,3 punts]

Fragment glucídic de la glucoproteina P

Biomolècula A [0,2 punts]

És un grup de molècules d’estructura hexagonal que responen a la fórmula general dels glícids (CH2O) i que estan unides per enllaços O-glicídics. [0,3 punts]

Puntuació total: (1 punt)

Page 7: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 7

Sèrie 5, Pregunta 3A. Juny’ 16i. Escurçons A mitjan any 2014 un diari de Catalunya va publicar una notícia amb el titular següent:

1- La notícia esmentava que els anys 2011 i 2012 hi va haver un sol cas anual d’infant afectat per la picada d’un escurçó, mentre que el 2013 n’hi va haver cinc. Arran de la publicació d’aquestes dades, una emissora de ràdio va entrevistar una biòloga que treballa en un parc natural on es van produir algunes de les picades. L’especialista va afirmar: «Cal evitar tocar cap espècie de serp per a prevenir les picades, però la presència d’escurçons, que s’alimenten principalment de ratolins de camp i d’altres petits mamífers, és indicativa del bon estat de l’ecosistema on viuen. No cal preocupar-se per aquest increment de casos perquè en pot haver augmentat la població, però no proliferaran de manera incontrolada.» Aplicant els vostres coneixements d’ecologia, completeu la taula següent:

Nivell tròfic al que pertanyen els escurçons Els escurçons són consumidors secundaris. NOTA PELS CORRECTORS: També es considerarà una resposta correcta dir que els escurçons són consumidors terciaris. [0,2 punts] En cas que respongui només consumidors o depredadors se’ls atorgaran [0,1 punts] .

Justifiqueu perquè la presència d’escurçons és indicatiu d’un bon estat de l’ecosistema

Per mantenir una població estable d’escurçons, cal que aquests tinguin prou preses (micromamífers), els quals poden sobreviure si la vegetació està en bon estat i els permet alimentar-se. Igualment la presència d’escurçons pot afavorir la presencia de superdepredadors que se’ls mengin (com és el cas de l’àliga marcenca) NOTA PELS CORRECTORS: Qualsevol s’aquestes dues justificacions serà suficient per atorgar la puntuació màxima, així com altres redactats coherents que expressin idees semblants o relacionades (en termes energètics, per exemple). [0,4 punts]. En cas que algun alumne/a només faci referència a justificacions més generals com, per exemple, “perquè això vol dir que l’ecosistema està poc alterat”, “perquè això és indicatiu de poca intervenció humana sobre aquest ecosistema”, es puntuarà només amb 0,1 punts.

Page 8: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 8

Justifiqueu perquè els d’escurçons no proliferaran incontroladament Els escurçons no poden proliferar incontroladament perquè el nombre de preses és limitat. Quan hi hagi massa escurçons no hi haurà prou aliment per a tots i només el més hàbils en la captura de preses podran sobreviure. A partir d’aquest moment la seva població es mantindrà més o menys estable.[0,4 punts] 2- Un altre diari va publicar aquesta mateixa notícia. En el text es podia llegir la frase següent: «Els escurçons han desenvolupat el verí per a capturar les seves preses.» Sabem que els avantpassats dels escurçons eren serps sense verí, però aquesta frase es pot interpretar des d’un punt de vista evolutiu de manera errònia. Redacteu un text que expliqui, en termes neodarwinistes, l’adquisició del verí per part dels escurçons. Resposta model: Algun avantpassat dels actuals escurçons va patir una o més mutacions que es van produir per atzar i li va permetre tenir verí. Aquest fet va suposar un avantatge davant de la selecció natural perquè aquest individu podia capturar més fàcilment les seves preses i també defensar-se millor. La seva supervivència li va permetre transmetre aquest nou caràcter a la descendència. Amb el pas del temps aquest caràcter es va estendre a tota la població. [1 punts]: 0,2 punts per cadascun dels conceptes indicats en negreta que estigui ben utilitzat en el text. 3- En els casos més greus de picades d’escurçó, s’administra una injecció de sèrum antiofídic. Aquest sèrum conté anticossos que s’han obtingut injectant petites quantitats de verí d’aquesta serp a un cavall. [1 punt]

a) Aplicant els vostres coneixements d’immunologia, responeu a les preguntes següents:

Quin tipus de biomolècules són els anticossos? Són proteïnes. [0,1 punts] NOTA PELS CORRECTORS: També s’acceptarà immunoglobulines com a resposta correcta. Quin tipus d’immunització comporta la injecció d’aquest sèrum? — Activa / Passiva — Natural / Artificial [0,4 punts], repartits a 0,2 punts per cada resposta

Page 9: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 9

b) Creieu que el sèrum antiofídic que s’utilitza per a tractar una picada d’escurçó podria servir per a salvar la vida d’un cuidador del zoològic a qui ha picat una cobra? Justifiqueu la resposta. Resposta model: No serveix ja que els anticossos tenen una gran especificitat. Si el verí de la cobra està format per antígens diferents, el sèrum usat per les picades d’escurçó no pot servir per tractar les picades d’aquesta serp. NOTA PELS CORRECTORS: També s’acceptarà com a resposta correcte si algun alumne/a afirma que sí que serviria sempre i quan justifiqui que el verí de l’escurçó i el de la cobra són idèntics, o bé que respongui que la seva utilitat depèn de l’existència d’aquesta gran semblança.

Sèrie 3, Pregunta 1. Juny ’16. Barcelona

Barcelona, tot i tractar-se d’un espai urbà dens, forma un ecosistema on conviuen diverses espècies.  

   

   

1) L’esquema següent mostra la xarxa tròfica que formen algunes de les espècies de la fauna urbana barcelonina.  Els gràfics següents mostren els canvis, al llarg dels darrers anys, en el nombre d’individus de les poblacions de dues de les espècies presents en aquesta xarxa tròfica. [1 punt]  

 

   Canvis en la població de coloms.  

Canvis en la població de cotorres.  

a) Observeu els dos gràfics i expliqueu la tendència de les poblacions de

Page 10: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 10

coloms i de cotorres aquests últims anys.  Resposta model:  La població de coloms tendeix a disminuir (0,2 punts), mentre que la de cotorres augmenta de manera  ràpida (0,2 punts), exponencial (0,1 punts).  [0,5 punts] repartits pels conceptes segons s’indica a la resposta model.  NOTA 1: Si només diuen “exponencial” en el cas de les cotorres, sense especificar que és un augment   molt ràpid, igualment els (0,3 punts) corresponents a aquesta part, atès que ja ho du implícit.  NOTA 2: Si només diuen que la població de cotorres “augmenta”, llavors (0,1) per a la segona part de  la resposta model.  b) L’Ajuntament de Barcelona ha impulsat diverses campanyes per a reduir el nombre de coloms, ja que   han esdevingut una plaga. A banda d’aquestes campanyes, creieu que els canvis en la població de cotorres  poden haver influït en la reducció del nombre de coloms? Justifiqueu la resposta fent referència a la relació  ecològica que hi ha entre aquestes dues espècies.  Puntuació: [0,5 punts]  0,25 punts per anomenar la relació ecològica: COMPETÈNCIA  0,25 punts per justificar-la dient qualsevol d’aquestes idees:  • Depenen dels mateixos recursos tròfics (o aliment)  • Ocupen el mateix nínxol ecològic  Nota: Si expliquen la idea de “competència” però no l’anomenen explícitament, llavors només (0,15 punts)  per al primer concepte de la resposta model.  2. L’any 1999 es va reintroduir el falcó   pelegrí (Falco peregrinus) a la ciutat de  Barcelona. Aquest ocell rapinyaire té  un fort comportament territorial i cada  parella defensa un territori d’uns 3 km2.  

 a) Tenint en compte que l’àrea urbana de Barcelona té una superfície de 79 km2, calculeu el nombre  màxim de falcons que pot albergar la ciutat.  79 km2 / 3 km2 cada territori = 26,33 territoris per als falcons (0,25 punts)  26 territoris x 2 falcons per territori = 52 falcons. (0,25 punts)  [0,5 punts] repartits segons s’indica a la resposta model  NOTA 0: També és vàlid el càlcul per factors de conversió:  Si es fa per factors de conversió 79 km2 x 2 falcons/3 km2 = 52,6 falcons  NOTA 1: Si només es dóna el resultat final sense els càlculs, llavors [0,2 punts]. Si el plantejament és   correcte però hi ha errors de càlcul en les operacions, llavors [0,3 punts].  NOTA 2: El càlcul té decimals. Segons com ho hagin arrodonit, el valor por ser lleugerament diferent,   però sempre al voltant dels 52-54 falcons (o 26-27 parelles de falcons). Els valors dins aquest interval  són igualment vàlids.  b) En termes ecològics, per què hi ha tanta desproporció entre la quantitat de falcons i  la de coloms?  Resposta model  Perquè els falcons són consumidors secundaris i els coloms són del nivell tròfic inferior (consumidors   primaris). Habitualment, la quantitat d’energia que els organismes d’un nivell tròfic cedeixen als del nivel   superior a partir dels

Page 11: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 11

individus que són capturats es troba al voltant de només el 10% del total de què   disposa el nivell tròfic inferior (regla del 10%). Això determina que la quantitat de falcons (depredadors)  que pot sustentar una població de coloms (preses) és molt menor.  [0,5 punts]  NOTA 1: Si els examinands responen de forma coherent en termes poblacionals (nombre d’individus de cada espècie),  però sense fer referència a la transferència d’energia entre nivells tròfics, s’atorgaran només [0,2 punts].  NOTA 2: No cal que esmentin explícitament el 10%, però cal que quedi clar que només una part de l’energia passa  d’un nivell al següent.  3) A partir de l’observació de la xarxa tròfica anterior, un alumne de segon de batxillerat afirma: «A l’ecosistema urbà,   part de la producció primària és importada d’altres ecosistemes.» [1 punt]  a) Què és la producció primària?  Resposta model  La producció primària és la quantitat de matèria orgànica (o de compostos orgànics) produïda pels organismes autòtrofs   (fotosintetitzadors i quimiosintetitzadors).  O bé  Quantitat d’energia fixada o captada pels productors (o emprada pels productors per fer biomassa).  0,5 punts]  Nota: No cal que específicament esmentin els termes “fotosintetitzadors” i “quimiosintetitzadors”.  b) És certa l’afirmació que va fer aquest alumne? Justifiqueu la resposta.  Resposta model  És certa, ja que la part corresponent a les restes d’aliments o al menjar posat expressament com a aliment per a algunes   de les espècies de l’ecosistema urbà és produïda directament a partir de plantes que es conreen en zones agrícoles fora  del centre urbà, o bé s’elabora a partir de matèries primeres que tenen aquesta mateixa procedència.  NOTA 1: Si algun examinand afirma que no és certa l’afirmació perquè el menjar aportat pels humans no es pot considerar  en sentit estricte producció primària, s’acceptarà també com a resposta vàlida.  NOTA 2: Si només diuen “Sí, es certa”, però no ho justifiquen, llavors (0 punts).  [0,5 punts]  seran:

Sèrie 5, Pregunta 4B. setembre’15. Ctenòfor

L’any 2009 un grup de biòlegs del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) va detectar per primera vegada al litoral català una espècie de ctenòfor (Mnemiopsis leidyi) procedent de les costes atlàntiques americanes. Aquesta espècie invasora s’ha establert a la badia del port dels Alfacs, principal zona de producció de musclos (Mytilus galloprovincialis) de Catalunya.

Page 12: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 12

1) Mnemiopsis leidyi és un animal carnívor que s’alimenta de crustacis petits i larves de peixos que formen part del zooplàncton, que és el mateix aliment que consumeixen els musclos. Com s’anomena la relació ecològica que s’estableix entre els musclos i aquests ctenòfors? I entre els ctenòfors i les larves de peixos? Justifiqueu les resposta.

Relació ecològica entre els musclos i els ctenòfors: Competència [0,2 punts] Justificació: Perquè consumeixen el mateix aliment, i la competència és la relació tròfica interespecífica entre individus que tenen el mateix tipus de nutrició (organismes d’un mateix nivell tròfic [0,3 punts] Relació ecològica entre els ctenòfors i les larves de peixos: Depredació [0,2 punts] Justificació: Perquè els ctenòfors mengen larves de peixos, i la depredació és la relació tròfica en què una espècie (ctenòfor) persegueix i captura una altra espècie, la presa (larves de peixos), de la qual s’alimenta, la primera en surt beneficiada i l’altra perjudicada [0,3 punts] Total = [1 punt] 2) Les zones temperades dels ecosistemes marins presenten variacions estacionals pel que fa a la diversitat d’espècies i a la biomassa. L’ecosistema marí d’aquestes zones està format, entre altres organismes, per diverses espècies d’algues microscòpiques que formen el fitoplàncton, el qual serveix d’aliment al zooplàncton. Moltes espècies de peixos s’alimenten de zooplàncton. En aquest ecosistema, en l’interval d’un mes, es produeix la variació de biomassa de peixos següent: [1punt]

Biomassa (g.m-2) Dia 1 Dia 30

5,4 6,3 a) A partir de les dades anteriors, calculeu la producció de peixos en g · m–2 · dia–1 i digueu de quin tipus de producció es tracta (primària o secundària). Justifiqueu la resposta. Producció de peixos

(6,3-5,4)/30= 0,03 g.m-2.dia-1 També donarem com a vàlida la resposta: (6,3-5,4)/30= 0,03 g / m2 dia [0,2 punts]

Tipus de producció producció secundària [0,1 punt]

Justificació

Es tracta de producció secundària atès que aquesta és la producció dels consumidors i descomponedors. Els peixos pertanyen al nivell dels consumidors [0,2 punts]

Page 13: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 13

b) La producció primària i secundària d’aquest ecosistema marí és de 1620 t · km–2 · any–1 i 103 t · km–2 · any–1, respectivament. Expliqueu per què la producció primària d’un ecosistema és superior a la producció secundària. Resposta model: La producció primària correspon a la producció del nivell tròfic que sustenta l’ecosistema, és a dir, els productors (el fitoplàncton). De tota la producció d’aquest nivell una bona part és utilitzada per realitzar les activitats vitals, la resta està disponible per al següent nivell (zooplàncton) per la qual cosa tindrà una producció inferior al nivell anterior i així successivament (Regla del 10%: l'energia que passa d'un nivell a l'altre és aproximadament el 10% de l'acumulada en ell ) [0,5 punts] Atenció: Cal estar amatent a què el raonament sigui correcte. Si només diuen que “es compleix la regla del 10%” o alguna cosa semblant però sense cap justificació, llavors només (0,2 punts)

Sèrie 2, Pregunta 3A. Juny’15.Purins

Els purins són els residus líquids procedents del bestiar criat en granges. Aquests residus estan formats bàsicament per la barreja de l’orina i la femta dels animals. Els purins són utilitzats com a adob als camps de conreu pel seu contingut en nitrogen, fòsfor i potassi, necessaris per a les plantes.

1) La major part del nitrogen que conté el purí és nitrogen inorgànic (NH4+), el qual pot ser assimilat per les plantes. En canvi, el nitrogen orgànic no pot ser utilitzat per les plantes; abans cal que sigui mineralitzat. Aquest procés de transformació de nitrogen orgànic en inorgànic (NH4+) el duen a terme alguns microorganismes que viuen al sòl. a) A quin nivell tròfic pertanyen aquests microorganismes? Expliqueu quina importància tenen en el cicle de la matèria. Resposta model: (0,5 punts) repartits segons: Pertanyen al nivell dels descomponedors (0,2 punts) Tanquen el cicle de la matèria (0,2 punt), transformen el nitrogen orgànic o matèria orgànica procedent del purí en nitrogen inorgànic o matèria inorgànica (0,1 punt). NOTA 1: no demanem que diguin quins organismes formen part del nivell dels descomponedors, però si algun examinand els anomena (bacteris i fongs) la resposta també és vàlida. NOTA 2: organismes “transformadors” no és correcte. b) El nitrogen inorgànic que hi ha en forma amoniacal (NH4+) al sòl és utilitzat com a substrat per a obtenir energia pels bacteris Nitrosomonas europaea i Nitrosolobus multiformis. Quina relació ecològica s’estableix entre aquestes dues espècies pel que fa al nitrogen? Expliqueu-la. Resposta model: (0,5 punts) repartits segons: Competència o ocupen el mateix nínxol ecològic (0,2 punts).

Page 14: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 14

És una relació entre individus que utilitzen un mateix recurs, en aquest cas nitrogen amoniacal (NH4+) (0,3 punts) 2) L’Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Agrària de la Universitat de Lleida fa deu anys que duu a terme un estudi sobre els purins a la comarca del Segrià. Una part d’aquest estudi investiga la dosi de purí més adient en la producció de panís o blat de moro (Zea mays). Les característiques del sòl on es conrea el panís, la composició dels purins, el tipus de maquinària amb què s’apliquen els purins i la varietat de panís utilitzada són alguns dels factors que es controlen en cada experiment. Digueu quin problema s’investiga i quina és la variable independent i quina la dependent. [1 punt]

Problema que s’investiga Resposta model: (0,4 punts) Amb quina dosi de purins s’obté més producció de panís? O bé Quina quantitat de purins s’ha d’aplicar per obtenir més rendiment de panís? Nota: no cal que hi hagi interrogant, però el sentit de la frase ha de ser interrogatiu (mai afirmatiu ni negatiu) Variable independent Resposta model: (0,3 punts) Dosi de purins O bé Quantitat de purins que s’ha d’aplicar Variable dependent Resposta model: (0,3 punts) Producció de panís O bé Rendiment del conreu de panís

3) La composició dels purins varia en funció del tipus d’explotació ramadera, de l’edat i la dieta del bestiar i, fins i tot, de l’època de l’any. L’anàlisi química de 308 mostres de purins procedents de porcs ha donat el resultat següent:

Contingut de nutrients de purí porcí Espècie química Mitjana Mínim Màxim

Nitrogen total (kg.m-3) 4,17 0,6 9,8 Nitrogen amoniacal NH4

+

(kg.m-3) 2,92 0,4 7,2

P2O5 (kg.m-3) 2,45 0,08 13,57 K2O (kg.m-3) 3,08 0,25 9,81 Un camp on es cultiva panís i que forma part de l’experiment necessita 15 kg de nitrogen total per hectàrea. Calculeu la dosi de purí (m3 · ha–1) que cal aplicar en aquest camp si el purí utilitzat procedeix d’una mostra amb el valor mínim de nitrogen total. Expliqueu raonadament la importància de fer l’anàlisi química del purí abans d’aplicar-lo al camp de conreu en aquest experiment.

Càlcul de la dosi de purí: 15 kg/ha1 x 1 m3/0,6 kg = 25 m3. ha-1 (0,5 punts, dels quals 0,3 punts pel plantejament correcte i 0,2 punts pel valor

Page 15: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 15

final correcte. Malgrat les unitats cal expressar-les com m3. ha-1 , també donarem per bo m3 / ha . Això sí, és imprescindible pels 0,2 punts del resultat final que hi hagi les unitats especificades de forma explícita) Importància de l’anàlisi del purí abans d’aplicar-lo al camp: Resposta model: (0,5 punts) •Cal fer l’anàlisi química del purí ja que, a causa de la variabilitat del contingut de nutrients dels purins, per satisfer la demanda de nutrients d’aquest cultiu de panís (15 kg de nitrogen per ha) caldrà aplicar una dosi de purí més gran o més petita, i això pot evitar per exemple que les plantes conreades tinguin dèficit o excés de nitrogen. També es pot raonar en base al càlcul de la dosi de purí que caldria aplicar en cada cas:  Dosi de purí (mostra valor mínim): 15 kg/ha1 x 1 m3/0,6 kg = 25 m3. ha-1 Dosi de purí (mostra valor màxim): 15 kg/ha1 x 1 m3/9,8 kg = 1,5 m3. ha-1 Dosi de purí (mitjana): 15 kg/ha1 x 1 m3/4,17 kg = 3,6 m3. ha-1 PUNTUACIÓ: 0,5 punts repartits de la següent manera:  0,2 punt per explicar que cada cultiu necessita una determinada quantitat de nitrogen, o que el panís necessita una quantitat determinada  0,2 punts per explicar que la dosi de purí a aplicar varia en funció del contingut del purí  0,1 punt per contextualitzar  Nota pels correctors: Si algun examinand inclou en la resposta el control de les variables que poden influir en el resultat d’un experiment, també s’acceptarà com a vàlida.

Sèrie 5, Pregunta 3B. Setembre’14. Vespa asiática Diversos diaris han publicat notícies relacionades amb l’aparició d’una espècie de vespa invasora.

La vespa asiàtica assetja els ruscos

Les batudes no aconsegueixen destruir el primer focus de Vespa velutina a Catalunya, detectat a la Vall d’en Bas. Adaptació feta a partir d’un text publicat a LA VANGUARDIA (21/09/2013)

1) Els apicultors de les comarques gironines estan preocupats perquè s’han trobat exemplars de vespa asiática (Vespa velutina). Aquesta vespa mata les abelles de la mel (Apis mellifera) per alimentar a les larves . [1punt] a) Quin tipus de relació ecològica es dóna entre la vespa asiàtica i l’abella de la mel? Justifiqueu la resposta.  (0,5 punts) repartits segons:  - Es una relació (interespecífica) de depredació (0,2 punts pel nom de la relació).

Page 16: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 16

- La vespa (depredadora) s’alimenta de l’abella de la mel (presa). (0,3 punts per la justificació) b) Els apicultors estan intentant localitzar i eliminar els ruscos de les vespes

asiàtiques, perquè la proliferació d’aquesta espècie podria fer minvar molt la producció de mel. La desaparició de les abelles autòctones podria causar altres problemes molt més greus en el cicle vital de les plantes. Quin tipus de relació interespecífica es dóna entre algunes plantes i les abelles de la mel? Si les vespes asiàtiques proliferen, quins efectes podrien causar a llarg termini en algunes plantes?

Total subapartat b)= (0,5punts) Relació entre les abelles i les plantes: Mutualisme (0,2 punts)

Abella de la mel alimentant-se del nèctar de la flor i recoberta de grans de pol·len.

Efectes a llarg termini que causaria la proliferació de la vespa asiàtica sobre algunes plantes autòctones: Resposta model: Les vespes asiàtiques farien minvar el número d’abelles, hi hauria menys pol·linització i les plantes no es podrien reproduir. Amb el temps, algunes plantes que no tinguessin altres estratègies podrien desaparèixer al no poder ser fecundades i no poder donar lloc a nous individus. (0,3 punts)

2) La composició química de la mel varia en funció de la vegetació que hi ha al voltant dels ruscos, però la mitjana  correspon a un 18% d’aigua, un 80% de glícids (glúcids) i un 2% d’altres productes (àcids orgànics, aminoàcids,  proteïnes, enzims, sals minerals, vitamines i pol·len). Tipus de glícids   %  

fructosa   38,2  

glucosa   31,3  

maltosa   7,1  

sacarosa   1,3  

altres   ...  

Completeu el quadre següent amb els noms dels glícids que formen la mel i les característiques que hi falten. [1punt]

Page 17: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 17

Nom del glícid

Tipus de glícid: mono/disacàrid

Descripció química

Reacció amb Fehling o Benedict: positiu/negatiu

On la podem trobar?

Glucosa monosacàrid aldohexosa positiu Forma part de molts disacàrids (maltosa...) i polisacàrids ( midó, glicogen...)

Fructosa monosacàrid cetohexosa. positiu La trobem a les fruites i forma part de la sacarosa

Sacarosa disacàrid Formada per una molècula de glucosa i una de fructosa unides per un enllaç α(1→2)

negatiu La podem trobar formant part d’alguns vegetals com a substància de reserva.

Maltosa disacàrid Formada per dues molècules de glucosa unides per un enllaç α (1→4)

positiu La trobem a moltes llavors i la podem obtenir per hidròlisi del midó.

PUNTUACIÓ: de la puntuació màxima (1 punt), es descomptarà 0,1 punts per cada casella errònia o en blanc, fins a 0 punts (mai valors negatius). 3) La mel es pot adulterar afegint-hi midó. Dissenyeu un experiment de laboratori per a indagar si la mel de tres pots (A, B i C), corresponents a diferents marques, ha estat adulterada o no amb midó. Escriviu-ne el disseny, les variables que cal controlar i la interpretació dels resultats. [1punt]

Disseny de l’experiment: Resposta model: Agafem una mateixa quantitat de mel de cada pot i la posem als tubs d’assaig (o vidres de rellotge). Els diluïm tots amb la mateixa quantitat d’aigua destil·lada (no cal que ho diguin que és destil·lada). A un tub només hi posem aigua (és el tub control) Tirem unes gotes de Lugol a cada tub. Repetirem l’experiment diverses vegades (rèpliques) Puntuació (0,6 punts), repartits segons: (0,2 punts) si fa el control

Page 18: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 18

(0,2 punts) si fa rèpliques (0,2 punts) punts per fer un bon disseny i usar Lugol. Variables que cal controlar: Cal que totes les mels estiguin a la mateixa temperatura, que n’agafem la mateixa quantitat, fem la mateixa dilució ,... (0,2 punts si esmenten un mínim de tres variables) Interpretació dels resultats: Resposta model: Si canvia de color respecte el tub d’assaig que conté l’aigua (control) vol dir que conté midó, i si queda del mateix color que el control vol dir que no en conté. En aquest cas, si queda d’un color blau fosc, negre, lila, vol dir que a la mel hi ha midó mentre que si queda color groguenc no en conté. (0,2 punts) Nota: En cas de que no diguin el color: 0,1 punts

Sèrie 4 Pregunta 4A. Juny’14i. Userda

El nitrogen molecular de l’atmosfera és molt abundant, però no pot ser usat com a font de nitrogen per la majoria d’éssers vius. Els vegetals solen obtenir el nitrogen dels nitrats del sòl.

1. Les plantes lleguminoses, com la userda, la pesolera i la mongetera, tenen uns bacteris a les arrels que els proporcionen compostos nitrogenats. Aquests bacteris, del gènere Rhizobium, són capaços de captar el nitrogen atmosfèric. Gràcies a l’enzim nitrogenasa el transformen en compostos nitrogenats que poden ser aprofitats pels vegetals. Els bacteris, en canvi, obtenen glúcids de les plantes lleguminoses. [1 punt] a. Quin tipus de relació ecològica s’ha establert entre aquests dos grups d’organismes? Justifiqueu la resposta. Simbiosi perquè és una relació interespecífica en la que els dos organismes en surten beneficiats i no poden sobreviure per separat. Sense aquesta relació no poden dur a terme aquesta cooperació. (També s’admetrà si diuen mutualisme ja que no poden saber si és o no és obligatòria aquesta relació). DETALL DE LA PUNTUACIÓ: 0,2 pel nom i 0,3 per la justificació TOTAL subpregunta a)= 0,5 punts

Page 19: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 19

b. El conjunt de gens que codifiquen la nitrogenasa, que s’anomenen gens nif, es troben en un plasmidi que poden tenir els bacteris Rhyzobium. Aquests plasmidis es poden transferir d’un bacteri a un altre mitjançant un procés de conjugació; de manera que un individu que no tenia gens nif pot adquirir-los. Anomeneu la biomolècula que forma els plasmidis i expliqueu el mecanisme de conjugació. Biomolècula que forma dels plasmidis: DNA o ADN Nota: Malgrat la pregunta és en singular (Biomolècula), també s’admetran respostes com nucleòtids de DNA o desoxiribonucleòtids (0,2 punts) Explicació del mecanisme de conjugació: El bacteri (donant) que conté el plasmidi amb els gens nif a través de ponts (pili o pèls sexuals) transmet el plasmidi (que prèviament s’haurà duplicat) a un altre bacteri (receptor). Aquesta transmissió d’informació és independent a la reproducció bacteriana. (0,3 punts) TOTAL subpregunta b)= 0,5 punts 2- L’ús excessiu o inadequat de fertilitzants (purins o adobs químics) als camps de conreu pot arribar a contaminar els aqüífers, ja que pot arribar a provocar que l’aigua tingui una elevada concentració de nitrats. Una manera d’evitar l’ús de fertilitzants seria que les plantes conreades poguessin captar directament el nitrogen de l’atmosfera. Si suposem que hi ha un únic gen necessari de la nitrogenasa per fixar el nitrogen atmosfèric, expliqueu el procés que cal seguir per generar plantes transgèniques capaces de fixar el nitrogen atmosfèric. Cal que utilitzeu els termes següents: DNA recombinant - enzims de restricció – vector - selecció (o seleccionar) Passos clau a valorar: - Localitzar i aïllar el gen de la nitrogenasa (o nif) mitjançant enzims de restricció - Inserir la còpia del gen a un vector (poden dir un plasmidi), és el DNA recombinant (si parlen de DNA recombinant quan s’insereix el DNA del vegetal, no ho penalitzarem) - Transferir el vector amb el gen de la nitrogensa (o nif) a les cèl·lules vegetals (No cal que ho diguin els alumnes: transformant Agrobacterium amb el plasmidi, el bacteri es posa en contacte amb les cèl·lules vegetals i aquest bacteri és qui introdueix el plasmidi en les cèl·lules vegetals) - Seleccionar les cèl·lules que han incorporat el gen (aquesta explicació es pot concretar més i podrien explicar que aquesta selecció es pot fer amb antibiòtic si prèviament al plasmidi se li ha incorporat el gen de resistència a l’antibiòtic) . - Divisió cel·lular i creixement. Les cèl·lules quan es divideixin donaran lloc a una nova planta que ja tindrà el gen nif inserit al genoma de totes les cèl·lules. DETALL DE LA PUNTUACIÓ 0,2 punts per cada terme ben emprat i 0,2 per la coherència en l’explicació i la contextualització

Page 20: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 20

Sèrie 4, Pregunta 1. Juny’14i. Saltamartrins L’any 2010, l’Organització de les Nacions Unides per a l’Alimentació i l’Agricultura (FAO) va iniciar un programa per a la promoció del consum d’insectes comestibles com a alternativa al consum de carn. 1) La taula següent mostra la informació nutricional de la carn de vedella i d’una espècie d’insecte comestible.

Aliment Contingut en 100 g

Carn de vedella

Glícids (o glúcids): 0,2 g Lípids: 6,28 g Proteïnes: 18,61 g

Saltamartins

Glícids (o glúcids): 3,9 g Lípids: 6,1 g Proteïnes: 20,6 g

a) Representeu amb un gràfic de barres la informació nutricional dels dos aliments de la taula anterior. Continguts

(g)

[0,2 punts] per l’eix que representa el contingut (nom del paràmetre i unitats) [0,1 punts] per l’eix que representa el tipus d’aliment [0,2 punts] per les barres (valors adequats i diferenciables) TOTAL subapartat a) = 0,5 punts NOTA PELS CORRECTORS: S’admeten com a vàlids qualsevol dels dos gràfics que es mostren.

Page 21: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 21

També s’admetrà com a correcte el format de gràfic amb les barres horitzontals, tot i que la forma més correcta de representar-ho és qualsevol de les dues que mostrem b) Tenint en compte que 1 g de lípids aporta 9 Kcal i que tant 1 g de glícids com 1 g de proteïnes aporten 4 Kcal cadascun, calculeu i compareu l’aportació energètica de 100 g de vedella amb la de 100 g de saltamartins. Després argumenteu si és encertada o no, des del punt de vista energètic, la proposta dels experts de la FAO d’utilitzar insectes comestibles com a alternativa al consum de carn. Càlcul de l’aportació energètica de tots dos aliments

Aportació energètica de 100 g de vedella: (6,28 · 9) + (0,2 · 4) + (18,61 · 4) = 131,76 Kcal Aportació energètica de 100 g de saltamartins: (6,1 · 9) + (3,9 · 4) + (20,6 · 4) = 152,9 Kcal [0,2 punts] resposta del tot correcta. Si els càlculs estan ben plantejats però els resultats són incorrectes o només un dels càlculs està realitzat correctament, llavors [0,1 punts].

Argumentació de l’encert o el desencert, des del punt de vista energètic, de la proposta de la FAO

L’aportació energètica dels saltamartins és gairebé la mateixa que la de la carn de vedella. Per tant, es pot considerar encertada la proposta dels experts de la FAO. [0,3 punts] NOTA 1: Si algun alumne s’equivoca en el càlcul de l’apartat anterior i l’aportació energètica surt molt diferent en un cas i en l’altre, però en aquesta part d ela pregunta ho argumenta de forma correcta en base als seus resultats, llavors es puntuarà amb 0,2 punts. NOTA 2: Si duen que la proposta no és encertada perquè hi ha una mica de diferència, però ho argumenten correctament, llavors també es puntuarà amb 0,2. El motiu és que, ara que es parla tant de les dietes i el sobrepès, potser alguns considerin que un increment de 20 Kcal cada 100 g impliqui una major proporció d’obesitat. L’important és veure que l’argumentació es fa de forma consistent.

TOTAL subapartat b) = 0,5 punts 2) L’exosquelet dels insectes està constituït principalment per una biomolècula anomenada quitina. [1 punt] a) A quin grup de biomolècules pertany la quitina? Hidrats de carboni, glícids, glúcids o sucres (qualsevol d’aquests noms és considera igualment correcte en aquest context) [0,4 punts] per la subpregunta a) NOTA: També s’acceptarà com a resposta vàlida polisacàrids.

Page 22: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 22

b) La digestió de la quitina requereix un enzim anomenat quitinasa. Les cèl·lules intestinals dels humans produeixen quitinasa, fins i tot les d’aquells individus que mai no han consumit insectes. Expliqueu en termes neodarwinistes l’origen d’aquest enzim i la seva persistència en les cèl·lules intestinals dels humans actuals. [0,6 punts] NOTA: Com que es tracta d’una resposta oberta, s’acceptaran com a vàlides diverses possibles respostes, així com d’altres explicacions correctes des del punt de vista neodarwinista. Detallen a continuació alguns exemples com a model: - Algun individu de la població dels avantpassats humans va patir una mutació a l’atzar que li va permetre produir quitinasa. Això li va comportar un avantatge selectiu ja que podia consumir aliments que contenen quitina (fongs, insectes, altres invertebrats). La seva millor nutrició li va facilitar la supervivència i una major taxa reproductiva. Així, va transmetre aquest caràcter a la descendència i, poc a poc, el nombre d’individus capaços de produir quitinasa es va anar incrementant a la població humana. - El gen de la quitinasa procedeix d’espècies antecessores dels primats (potser dels primers mamífers o bé dels rèptils mamiferoides, o dels propis rèptils). En qualsevol cas, algun individu de la població d’aquesta espècie va patir una mutació a l’atzar que li va permetre produir quitinasa. Això li va comportar un avantatge selectiu ja que podia consumir aliments que contenen quitina (fongs, insectes, altres invertebrats). La seva millor nutrició li va facilitar la supervivència i una major taxa reproductiva. Així, va transmetre aquest caràcter a la descendència i, poc a poc, el nombre d’individus capaços de produir quitinasa es va anar incrementant a la població. Posteriorment aquest gen es va transmetre al llarg del llinatge evolutiu de moltes espècies i, entre elles, els humans. - La majoria de poblacions humanes consumeixen fongs, i aquests també contenen quitina. Això és possible gràcies a que algun individu de la població dels avantpassats humans va patir una mutació a l’atzar que li va permetre produir quitinasa. Això li va comportar un avantatge selectiu ja que podia consumir fongs. La seva millor nutrició li va facilitar la supervivència i una major taxa reproductiva. Així, va transmetre aquest caràcter a la descendència i, poc a poc, el nombre d’individus capaços de produir quitinasa es va anar incrementant a la població humana. Quan posteriorment s’incorporen els insectes a la dieta, els individus ja posseeixen l’enzim que permet digerir el seu exoesquelet. - Els nostres avantpassats consumien insectes. Això és possible gràcies a que algun individu de la població dels avantpassats humans va patir una mutació a l’atzar que li va permetre produir quitinasa. Això li va comportar un avantatge selectiu ja que podia consumir insectes. La seva millor nutrició li va facilitar la supervivència i una major taxa reproductiva. Així, va transmetre aquest caràcter a la descendència i, poc a poc, el nombre d’individus capaços de produir quitinasa es va anar incrementant a la població humana. Tot i que actualment nombroses poblacions humanes no consumeixen insectes, la

Page 23: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 23

producció de quitinasa no comporta un desavantatge selectiu destacable i, per això, s’ha mantingut. NOTA COMPLEMENTÀRIA SOBRE LES PAUTES: En aquestes respostes suposem que una única mutació origina un nou enzim amb una funció digestiva. Aquest fet, en realitat, és poc probable ja que habitualment aquesta aparició requeriria de més mutacions que modifiquin enzims que ja tenien alguna funció digestiva. 3) Sovint els insectes proliferen fins a esdevenir plagues. A partir de la informació de la xarxa tròfica d’un bosc, formuleu dues hipòtesis que puguin explicar l’aparició d’una plaga d’insectes. Cal que cada hipòtesi es basi en canvis en el nombre d’individus de nivells tròfics diferents. Justifiqueu les dues hipòtesis. [1 punt]

Les respostes més lògiques són les 4 que es detallen a continuació: [0,5 punts per cada hipòtesi correcta] NOTA PELS CORRECTORS: S’admetrà qualsevol d’aquestes 4 respostes com a vàlida, així com d’altres que siguin coherents i ben justificades.

Hipòtesi 1: Reducció de la població d’ocells insectívors i/o de rèptils Justificació: La reducció de la població d’ocells insectívors i/o de rèptils pot provocar l’aparició d’una plaga d’insectes, ja que al reduir-se la depredació les seves poblacions augmentaran. Hipòtesi 2: Reducció de la població d’ocells granívors i/o de rosegadors S’admeten dues possibles justificacions: Justificació: La reducció de la població d’ocells granívors i/o de rosegadors pot provocar l’aparició d’una plaga d’insectes, ja que al reduir-se la competència pels recursos alimentaris les seves poblacions augmentaran. Justificació: La reducció de la població d’ocells granívors i/o de rosegadors pot provocar l’aparició d’una plaga d’insectes, ja que al reduir-se el nombre d’aquests les àligues tindran com a únic recurs tròfic els rèptils i/o ocells insectívors, que al disminuir en nombre faran que les poblacions d’insectes augmentin Hipòtesi 3: Augment de la vegetació (herbes, arbres, matolls) Justificació: L’augment de la vegetació (herbes, arbres, matolls) pot provocar l’aparició d’una plaga d’insectes, ja que en augmentar els recursos alimentaris les seves poblacions augmentaran. Hipòtesi 4: Augment de la població d’àligues Justificació: L’augment de la població d’àligues pot provocar l’aparició d’una plaga d’insectes, ja que al reduir el nombre d’ocells insectívors i/o rèptils les seves poblacions augmentara.

Page 24: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 24

Sèrie 3, Pregunta 3B. Juny’13i. Lèmurs Un diari va publicar la notícia següent.

“Segons un estudi que publica la revista Nature, els boscos primaris, encara sense explotar pels humans, són escassos, i els desapareguts són irrecuperables, atesa la presència d’espècies vegetals foranes. A més, en la majoria de boscos la colonització humana n’ha reduït la diversitat biològica”.

1) Un estudiant de batxillerat, que just després de llegir aquesta notícia va de vacances a Madagascar, observa que: - als boscos primaris, la major part d’espècies vegetals son endèmiques, i hi viuen unes espècies determinades de lèmurs; - als boscos secundaris, en canvi, la majoria d’espècies vegetals són importades, i les espècies de lèmurs que hi viuen són unes altres. [1 punt] a) Per què les comunitats vegetals condicionen les espècies animals que viuen en una zona determinada? Expliqueu raonadament la resposta utilitzant termes ecològics. Ho han de relacionar amb les xarxes tròfiques. Els vegetals, com a productors, condicionen les espècies concretes de consumidors primaris de l’ecosistema, atès que se n’alimenten. [0,5 punts] b) Què indica la diversitat d’un ecosistema? Si un ecosistema redueix la seva extensió, com es preveu que variï la seva diversitat? Resposta model: La diversitat d’un ecosistema mesura la riquesa d’espècies que conté, a partir de la proporció relativa d’espècies diferents que tingui. [0,25 punts] Si un ecosistema veu reduïda la seva extensió, es redueix també la seva diversitat. [0,25 punts] Total subpregunta b), [0,5 punts]

Page 25: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 25

2) Un dels parcs naturals que visita és el d’Isalo. Allà observa com un lèmur de cua anellada (Lemur catta) va traient pacientment les puces d’un altre membre del seu grup familiar, un hàbit social higiènic que manifesten totes les espècies de primats. Una persona d’un altre grup de turistes que es vol fer l’entesa comenta: “Mireu, un lèmur que està traient els petits depredadors de sobre d’un altre lèmur” Penseu que té raó? Justifiqueu la resposta. [1 punt]

Resposta model: No, perquè la relació que s’estableix entre les puces i els lèmurs no és de depredació, sinó de parasitisme, atès que les puces perjudiquen als lèmurs però no els maten ni se’ls mengen. (0,1 punts) per dir que NO (0,2 punts) per dir parasitisme (0,5 punts) per justificar-ho (0,2 punts) per redactar-ho en el context de la pregunta 3) En un llibre sobre els lèmurs de Madagascar llegeix el text següent: “Abans de l’arribada dels primers humans a Madagascar, al segle V, pràcticament tota la costa est estaba ocupada per una franja contínua de bosc plujós. Ara, a causa de la tala de boscos per fer camps de conreu, a la costa est es troben zones boscoses disperses separades entre elles per grans extensions de camps de conreu, principalment d’arròs, que impedeixen la mobilitat dels lèmurs d’una zona boscosa a una altra.”

Unes pàgines més endavant, en el mateix llibre, observa un mapa on s’indica la distribució de dues espècies de lèmur molt emparentades, Lepilemur jamesorum i Lepilemur hollandorum. [1 punt]

a) Aquestes dues espècies s’han generat a partir d’una espècie ancestral l’hàbitat de la qual era tota la franja boscosa de l’est de Madagascar. Quin tipus

Page 26: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 26

d’especiació les pot haver generat? Expliqueu en què consisteix aquest mecanisme d’especiació, justificant per què les dues poblacions han anat divergint. Tipus d’especiació: Especiació al·lopàtrica. (Malgrat “al·lopàtrica” és la forma reconeguda pel Termcat, també s’acceptarà “al·lopàtrida”, perquè alguns llibres fan servir aquesta forma). [0,2 punts] pel nom. Explicació model: S’ha produït un aïllament geogràfic entre dues poblacions de l’espècie ancestral que impossibilita l’intercanvi –el flux– de gens entre elles. O, dit d’una altra manera, el conjunt de gens compartits pels individus d’una espècie s’ha separat en dues -o més- poblacions. Llavors cada población té unes condicions ambientals diferents (i s’especifica en el mapa pel tipus de bosc on viuen, primari o secundari), de manera que per a cada una hi ha una pressió selectiva diferent, que actua sobre els al·lels que ja hi havia en la població original o bé sobre les mutacions noves que de forma atzarosa es vagin produint. Això fa que les dues poblacions vagin evolucionant de manera diferent fins que ja no es puguin encreuar entre elles, moment en que s’hauran convertit en espècies diferents [0,4 punts] per l’explicació i justificació. Total pregunta a), [0,6 punts] b) Quan l'estudiant torna al seu institut ho explica als companys. Un d’ells fa el comentari següent: “És clar, com que l’ambient on viuen aquestes dues poblacions de lèmurs és lleugerament diferent, els ha induït mutacions diferents perquè s’hi puguin adaptar” Penseu que té raó? Justifiqueu la resposta. No té raó, atès que les mutacions són preadaptatives, no pas dirigides a adaptar-se a alguna situación concreta. [0,4 punts] per al subapartat b)

Sèrie 5, Pregunta 2. Juny’13. Vibrio Es freqüent cultivar bacteris en una placa de Petri distribuint-los amb una nansa de   sembra sobre la superfície d’un medi sòlid perquè formin colònies separades. Darrerament,   amb intencions artístiques, s’ha provat de sembrar bacteris bioluminescents utilitzant la  nansa com a pinzell, de manera que es veuen lletres o dibuixos fluorescents fets de colònies  de bacteris.  1. La placa de Petri de la fotografia ha estat sembrada amb Vibrio fischeri, un bacteri bioluminescent. [1 punt]  a) La imatge següent correspon a un exemplar de Vibrio fischeri. Calculeu a quants augments s’ha fet la imatge (103 nm = 1 µm). Quina és la llargada del bacteri, en micres o micròmetres, sense tenir en compte els flagels? NOTA PRÈVIA: si els alumnes no disposaven de regla, les respostes a aquesta pregunta poden ser imprecises.

Page 27: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 27

Atenció a les pautes, que obren suficientment els criteris per no perjudicar cap alumne per aquest motiu.

Augments:

107nm / 500 nm = 20.000 augments ( o 2·104 augments) (0,2 punts) Nota 1: s’admetrà qualsevol valor entre 15.000 I 25.000 augments (o 1,5·104 a 2,5·104). Atès que la pregunta no demana de forma explícita que es mostrin els càlculs, donarem per vàlid que posin només el resultat. Si mostren els càlculs, i són correctes, però el resultat final no (p.q. s’han equivocat en les operacions), llavors (0,1 punts) Nota 2: els augments van sense unitat. Si posen unitat (per exemple, µm), llavors (0 punts) Nota 3: Si no es calcula però s’explica de forma correcta com es faria, llavors (0,2 punts)

Llargada del citoplasma en micres:

aproximadament 1,5 µm (0,3 punts) Nota: s’admetrà qualsevol valor entre 1 i 1,8 µm

b) Els cefalòpodes de l’espècie Euprymna scolopes allotgen aquests bacteris al seu mantell. Aquests   cefalòpodes subministren aminoàcids i glícids als bacteris, i la llum emesa pels bacteris serveix al  cefalòpode per a camuflar-se. Quin tipus de relació ecològica s’estableix entre Vibrio fischeri i Euprymna  scolopes? Justifiqueu la resposta.  S’admet qualsevol de les dues: Simbiosi o mutualisme. El cefalòpode dóna als bacteris sucres i aminoàcids per la seva nutrició i els bacteris donen al cefalòpode llum per camuflar-se. Si està un dels dos noms de la relació (0,3 punts) Per l’explicació contextualitzada: (0,2 punts) Nota: Si algun alumne posa més d’una relació ecològica i totes són correctes, comptarem només com a una. Ara bé, si en posen més d’una i una d’elles és incorrecte, llavors descomptarem unes dècimes de la puntuació total, per reflectir aquest desconeixement. En aquest cas, la puntuació màxima d’aquest subapartat serà de només [0,3 punts]

Page 28: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 28

2) L’any 2008 els doctors Chalfie, Shimomura i Tsien van guanyar el premi Nobel de Quimica pel descobriment de la GFP (Green fluorescent protein), una proteïna bioluminescent verda extreta de la medusa Aequorea victoria. Actualment, la GFP i altres proteïnes fluorescents que emeten colors diferents son àmpliament utilitzades com a marcadors en estudis moleculars. La placa de Petri següent ha estat sembrada amb bacteris modificats genèticament amb el gen que codifica la GFP. La taula seguent mostra, de manera

desordenada, els diferents passos que es van seguir fins a l’obtenció d’aquests bacteris modificats geneticament amb GFP. Ordeneu els diferents passos i completeu els espais en blanc de les frases.

nº d’ordre Descripció

3 Seleccionar els bacteris que han incorporat el gen per la GFP senzillament observant quins emeten llum.

2 Col·locar el gen de la GFP en un vector com per exemple plasmidi, fag/bacteriòfag, còsmid (qualsevol d’aquestes la donarem per vàlida) per poder-lo introduir en els bacteris.

4 Sembrar amb la nansa de sembra fent dibuixos a la placa de Petri.

1

Tallar amb enzims de restricció el DNA d’Aequorea victoria per aïllar el gen de la GFP. També s’acceptarà com a correcte si diuen “endonucleasa de restricció” o simplement “endonucleasa” (malgrat en aquest darrer cas no sigui del tot precís). Si diuen només “enzims”, llavors (0 punts) perquè és massa genèric

Per cada número d'ordre correcte: (0,2 punts) Nota: Si hi ha un número equivocat però la seqüència dels altres és correcta es consideraran els altres bé (0,8 punts màxim) Per dir “enzims de restricció”: (0,1 punts) Per dir el nom d’un dels vectors indicats: (0,1 punts) Total: [1 punt] Sèrie 1, Pregunta 3B. Juny’12i. Pinsans Durant uns quants anys, els científics Peter i Rosemary Grant van estudiar la población d’una espècie de pinsà (Geospiza fortis) de les Galápagos que habita en uns petits illots anomenats Daphne. Aquests ocells s’alimenten de llavors de diverses espècies de plantes.

Page 29: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 29

1. Durant els anys 1976 i 1977, es va produir una forta sequera a l’arxipèlag de les Galápagos. [1 punt] a) Observeu les dues gràfiques següents i redacteu un text en què expliqueu quina correlació s’observa entre les dades representades.

Resposta model: Hi ha una clara correlació entre l’abundància de llavors i el nombre d’individus de la població (0,1 punt). A mesura que la disponibilitat de llavors es redueix també ho fa la població de pinsans (0,2 punts). Un cop la sequera acaba i comença a augmentar la quantitat de llavors també ho fa el nombre de pinsans (0,2 punts). Total: [0,5 punts] ATENCIÓ: és molt possible que aquests tres ítems surtin barrejats; es considerarà igualment vàlid. L’important és que surtin aquests conceptes. b) A quin nivell tròfic pertanyen els pinsans? El fet de pertànyer a aquest nivell tròfic, té a veure amb la correlació observada en l’apartat anterior? Justifiqueu les respostes. Els pinsans són consumidors primaris ja que s’alimenten de llavors que produeixen els vegetals (0,2 punts). Pertànyer a aquest nivell tròfic implica una dependència directa dels recursos vegetals, fet que explica que els canvis en ambdós paràmetres (abundància de llavors i nombre de pinsans) siguin pràcticament simultanis (0,3 punts) Total subapartat b) = 0, 5 punts. A mesura que la sequera avançava, aquests científics van poder observar que les llavors més petites eren les primeres d’escassejar. Al llarg dels gairebé dos anys que va durar la sequera, van poder constatar que el gruix mitjà del bec dels pinsans supervivents havia augmentat de 9,4 mm a 10,1mm

Page 30: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 30

En un article de divulgació sobre aquesta recerca podem llegir la frase següent: «Peter i Rosemary Grant no van fer res més que ser testimonis amb els seus propis ulls de la teoria de l’evolució.» Expliqueu quina relació hi ha entre les observacions dels Grant i l’afirmació de la frase. [1 punt]

NOTA: En aquesta pregunta, la resposta correcta que més probablement cal esperar és en termes neodarwinistes tal com mostra el primer paràgraf. De tota manera, tractant-se de pinsans de les illes Galàpagos és possible que hi hagi alumnes que responguin fent referència als postulats de Darwin, com és el cas del segon paràgraf. Tant un tipus de resposta com l’altra s’acceptaran com a correctes. Resposta model: La població de pinsans de l’illot Daphne era diversa com a resultat de les mutacions preadaptatives i del procés de recombinació genètica. El procés de selecció natural afavoreix als individus amb caràcters més adequats a les condicions regnants. En aquest cas, la manca de llavors petites a causa de la sequera, afavoreix als pinsans amb becs més grans, ja que els permetien alimentar-se de les llavors més grans. D’aquesta manera, la majoria d’individus de bec petit morien abans de reproduir-se i, en canvi, els pinsans amb un bec més gran es reproduïen amb més facilitat per estar millor nodrits, transmetent a la seva descendència aquest caràcter. Així, els pinsans de la generació següent tenien el bec una mica més gran que els de les generacions anteriors tal com van poder constatar els Grant. Darwin basava la seva teoria en la lluita per la supervivència dels éssers vius. En aquest cas, davant de la sequera i l’escassetat de llavors que provoca, els pinsans competeixen entre ells per l’aliment. Darwin afirmava que, en el context de la lluita per la supervivència, el procés de selecció natural afavoria als individus amb caràcters més adequats a les condicions regnants. En aquest cas, la manca de llavors petites afavoreix als pinsans amb becs més grans que els permetien alimentar-se de les llavors més grans. Finalment, Darwin afirmava que els caràcters dels individus supervivents es transmetien a la descendència. En aquest cas, la majoria d’individus de bec petit morien abans de reproduir-se i, en canvi, els pinsans amb un bec més gran es reproduïen amb més facilitat per estar millor nodrits. Així, els pinsans de la generació següent tenien el bec una mica més gran que els de les generacions anteriors tal com van poder constatar els Grant. 3. A l’arxipèlag de les Galápagos viuen actualment catorze espècies diferents de pinsans, distribuïdes per diverses illes. Charles Darwin va deduir que les diferents espècies de pinsans d’aquestes illes s’havien originat a partir

Page 31: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 31

d’individus d’una única espècie que habita les regions continentals d’Àmerica del Sud. Com s’anomena aquest procés? Quines en són les causes? [1 punt]

Resposta model: Aquest procés s’anomena radiació adaptativa o evolució divergent o especiació (0,3 punts). Es produeix quan un conjunt d’individus d’una determinada espècie colonitzen un territori divers i formen poblacions aïllades en diferents zones. Amb el pas del temps i fruit de l’acció de la deriva genètica, si la población inicial és petita i, especialment, de la selecció natural que actua de forma diferent en cada cas, les dues poblacions acaben sent tan diferents que ja no es poden encreuar entre elles. En aquell moment, s’originen espècies diferents. (0,7 punts)

Sèrie 3, Pregunta 4B. Juny’12. Mamut

Al maig de 2007, uns pastors siberians van trobar, en una zona sorrenca prop del riu Yuribei, un cadàver congelat força complet d’una cria de mamut.

1) Fa 400.000 anys, en lloc de la tundra actual, el paisatge dominant de la zona era una praderia seca. La vegetació estava formada per plantes herbàcies de fulles amples i petits arbustos esteparis que proporcionaven aliment a mamuts i rinoceronts llanuts, i també a bisons i castors gegants. Aquests animals eren caçats per felins de dents de sabre, hienes de les cavernes i óssos de cara curta. [1 punt] a) Dividiu la taula següent en les files que calgui per a situar el nivell tròfic i el nom de les espècies esmentades en el text anterior. Ordeneu les dades de la taula segons el nivell tròfic de cada espècie.

Nivell tròfic   Espècies  Productors   Plantes herbàcies de

fulles amples, arbustos esteparis  

Consumidors primaris  També s’acceptarà:  herbívors  Però no s'acceptarà "consumidors" sense res més.  

mamuts llanuts, bisons gegants, rinoceronts llanuts i castors gegants  

Consumidors secundaris  També s’acceptarà:  carnívors  Però no s'acceptarà "consumidors" sense res més.  

tigres de dents de sabre, hienes de les cavernes i ossos de cara curta  

PUNTUACIÓ:  

Page 32: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 32

[0,1 punt] per cada casella correctament emplenada.  TOTAL subapartat a) = [0,6 punts]  b) Pertanyen aquests organismes a tots els nivells tròfics imprescindibles per al funcionament integral d’un ecosistema? Justifiqueu la resposta. Falta el nivell tròfic dels descomponedors. Aquests organismes són imprescindibles en un ecosistema   ja que són els que transformen la matèria orgànica en inorgànica i, d’aquesta manera, aporten materia   inorgànica als productors tancant, així, el cicle de la matèria.    També s’accepta com a correcte: descomponedors i transformadors    [0,4 punts] per la subpregunta b), repartits segons:   (0,2 punts) per dir descomponedors   (0,2 punts) pel raonament   2) Fa 12.000 anys, es van extingir la major part de les espècies esmentades anteriorment. En aquella època, hi va haver un canvi climàtic important i va arribar a la zona una població d’humans amb hàbits caçadors. Tenint en compte tots aquests fets, contesteu, en termes de relacions tròfiques, les preguntes següents. Justifiqueu les respostes. a) Com pot haver influït el canvi climàtic en l’extinció d’aquests mamífers?  El canvi climàtic va alterar la vegetació de la zona, que no estava adaptada a les noves condicions climàtiques.  Si els productors van minvar, els consumidors primaris no disposaven d’aliment, amb la qual cosa la mortaldat   d’aquest nivell tròfic va augmentar. Aquest augment va repercutir negativament en l’alimentació dels consumidors  secundaris.  [0,5 punts] per la subpregunta a)  Altra possible resposta (no apareix res que faci referència a les relacions tròfiques): Les espècies no estaven   adaptades a les noves condicions climàtiques LLAVORS, només [0,1 punts] b) Com hi pot haver influït l’arribada dels humans caçadors? A aquestes raons s’ha d’afegir la disminució en el nombre dels herbívors i/o carnívors a causa de la pressió de la  caça per part de la població humana.  

Sèrie 3, Pregunta 1. Juny’12. Barrinador

El blat de moro o panís (Zea mays) és un cerealque es pot veure afectat per la plaga dels barrinadors. Hi ha dues espècies d’insectes barrinadors: Sesamia nonagrioides i Ostrinia nubilalis, els individus de les quals, durant la fase larvària, viuen a l’interior de la tija del blat de moro, on construeixen galeries per arribar a les fulles de les quals s’alimenten.

Page 33: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 33

1) Quina relació ecològica s’estableix entre els barrinadors i el panís? I entre les dues espècies de barrinadors? Justifiqueu la resposta. [1punt]

Relació ecològica entre barrinadors i panís: Parasitisme [0,25 punts] Justificació: Resposta model: és una relació interespecífica en la que una espècie (paràsit) obté l’aliment d’una altra (hoste) a la qual perjudica. En aquest cas, el barrinador és el paràsit i el panís l’hoste [0,25 punts] ATENCIÓ: si es diu “depredació”, llavors [0 punts] si diuen senzillament “explotació”, llavors es pot puntuar amb [0,3 punts] en funció de la justificació posterior (atès que la depredació també és una forma d’explotació; per tant, a la justificació ha de quedar clar que es refereixen a parasitisme) Si no es contextualitza (el barrinador és el paràsit i el panís l’hoste), llavors només [0,15 punts] Relació ecològica entre les dues espècies de barrinadors: Competència [0,25 punts] Justificació: Resposta model: Perquè és la relació ecològica interespecífica entre individus que competeixen per un mateix recurs (alimentari en aquest cas) O bé Per què comparteixen el mateix nínxol ecològic [0,25 punts] (0,25 punts cada resposta) = TOTAL 1 punt 2) Actualment es comercialitzen plantes de blat de moro transgèniques que són resistents als barrinadors. Una alumna de batxillerat vol comprobar experimentalment aquesta resistència als barrinadors. Per fer-ho, compra llavors de dues varietats de blat de moro: una és transgènica, resistent a aquests insectes, i l’altra no és transgènica. Sembra les llavors en un terreny en què hi ha barrinadors. Un cop han crescut les plantes, compta quantes presenten barrinadors i quantes no en presenten, de les que s’han originat a partir de llavors tant transgèniques com no transgèniques. Completeu la taula següent detallant diversos aspectes de la recerca.

Page 34: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 34

Problema que investiga [0,2 punts]

El blat de moro transgènic està protegit davant dels barrinadors? O bé Influeix la varietat de blat de moro (transgènic- no transgènic) en la resistència als barrinadors? També s’acceptaran altres preguntes o frases interrogatives similars ATENCIÓ: Si posen la frase com una afirmació, llavors [0 punts] En frases raonablement però no completament interrogatives com: "comprovar si el blat de moro transgènic és resistent als barrinadors", llavors es pot puntuar com a [0,1 punts]

Variable independent [0,2 punts]

Varietat de blat de moro: transgènic i no transgènic O bé Les plantes del blat de moro o bé les plantes transgèniques

Variable dependent [0,2 punts]

Nombre de barrinadors en el blat de moro. També es pot acceptar la resposta de: Presència o absència de barrinadors. No s’hauria d’acceptar respostes del tipus: “Barrinadors”, sense res més

Hipòtesi [0,2 punts]

El blat de moro transgènic no es veurà afectat pels barrinadors O bé Potser el blat de moro transgènic no es veurà afectat pels barrinadors O bé Els barrinadors no poden viure en el blat de moro transgènic O bé Potser els barrinadors no poden viure en el blat de moro transgènic O bé Potser els barrinadors només afectaran al blat de moro no transgènic ATENCIÓ: en ser una hipòtesi, cal que sigui una afirmació, que pot contenir un potser, però no cal que el tingui. En tot cas, si és una pregunta, llavors [0 punts]

Per què compra llavors de plantes no transgèniques? [0,2 punts]

Són el control de l’experiment O bé Són el grup control

(0,2 punts cada resposta) = TOTAL 1 punt

Page 35: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 35

3) Divuit setmanes després d’haver sembrat les llavors de blat de moro, vint de transgèniques i vint de no transgèniques, aquesta alumna recoŀlecta les quaranta plantes i n’observa les tiges: totes les plantes no transgèniques tenen barrinadors, mentre que cap de les transgèniques no en té. A més, durant el desenvolupament de les plantes n’ha anotat l’alçària cada dues setmanes. La taula següent recull els resultats obtinguts referents a l’alçària mitjana de les plantes transgèniques i no transgèniques cada dues setmanes. [1punt]

Temps (setmana)

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Alçada mitjana (cm)

Panís transgènic

22

46

110

185

205

215

215

215

215

Panís no transgènic

20

42

100

170

185

195

195

195

195

a) Representeu les dades d’aquesta taula en un gràfica. Gràfica model:

[0,5 punts] per a la subpregunta a), repartits segons: · Per l’eix d’abcises, per la variable (temps) i les unitats (setmanes) correctes: (0,1 punt) · Per l’eix d’ordenades per la variable (alçada) i les unitats (cm) correctes: (0,1 punt) · Pels gràfics: (0,3 punts) si són líneals (com en el model) ATENCIÓ: en ser variables contínues, la gràfica que s’hi adiu és la lineal. Tanmateix, també donarem una mica de puntuació si fan un diagrama de barres, malgrat seria propi de variables discretes. - Si el diagrama és de barres, llavors (0,15 punts) per la gràfica (més el que correspongui pels eixos segons s’indica més amunt) b) A partir d’aquestes dades, proposeu una explicació possible per a les diferències observades entre el blat de moro transgènic i el no transgènic. Explicació model:

Page 36: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 36

La principal diferència és l’alçada final: les transgèniques són més altes que les no transgèniques. Aquesta diferència pot ser a causa dels barrinadors presents a les no transgèniques, atès que aquests barrinadors s’alimenten de la planta i danyen les seves estructures. Per tant aquestes plantes no podran disposar la mateixa quantitat de matèria per crèixer que una planta transgènica i en conseqüència tindran una mida inferior Altres respostes similars que igualment donem per vàlides: - Blat de moro transgènic com no té barrinadors, pot destinar la seva producció en construir noves estructures i no en renovar el que ha destruït el barrinador en les plantes no transgèniques - Els barrinadors dificulten el transport per la tija de la planta ATENCIÓ: També s’acceptaran altres explicacions que siguin compatibles amb l’enunciat. A l’explicació ha de sortir més o menys explícitament la presencia de barrinadors a les no transgèniques, i el dany que fan, per justificar que creixin menys

Sèrie 2, Pregunta 1. Setembre’11. Llacuna La xarxa tròfica següent mostra les principals relacions alimentàries que es donen en una llacuna europea

1. Completeu la taula següent, indicant els nivells tròfics presents en la xarxa i els noms dels organismes de cada nivell. [1 punt]

Nivell tròfic Organismes

Productors Fitoplàncton, algues. Consumidors primaris Zooplàncton, mol·luscs, carpa, cranc de riu. Consumidors secundaris Gambúsia. Consumidors terciaris Bernat pescaire. Puntuació: [0,25 punts] per cada nivell tròfic amb els organismes corresponents. ATENCIÓ: També es considerarà correcte si es classifica el bernat pescaire com a consumidor secundari.

Page 37: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 37

2. Suposeu que una epidèmia elimina la població de crancs de riu de la llacuna. [1 punt] a) Com espereu que variï, a curt termini, la població d’algues de la llacuna? I la de bernats pescaires? Justifiqueu la resposta. Total apartat a): [0,5 punts], repartits segons les indicacions següents: RESPOSTA MODEL: A curt termini, la població d’algues augmentarà [0,1 punt], ja que hem eliminat una de les espècies que les utilitzava com a aliment [0,15 punts]. A curt termini, la població de bernats pescaires disminuirà [0,1 punt], ja que tindrà menys preses a la seva disposició[0,15 punts]. ATENCIÓ: A llarg termini les coses seran diferents, perquè les carpes tindran més algues, per la quals cosa la població de carpes podrà augmentar, la d'algues tornar a disminuir i la de bernats tornar a augmentar, ja que tindran més carpes per menjar. Per aquest motiu fem èmfasi amb la l'expressió "a curt termini"a l'enunciat. b) A llarg termini no és possible saber si la població de carpes augmentarà o disminuirà com a conseqüència d’aquesta epidèmia. Expliqueu per què. Total apartat b): [0,5 punts] RESPOSTA MODEL: Sobre les carpes actuen tres influències de diferents efectes: - En primer lloc, l’augment de la població d’algues farà que tinguin més aliment i per tant faria augmentar la població de carpes. - En segon lloc, la disminució de bernats pescaires farà que hi hagi menys depredadors que capturin carpes i per tant això faria augmentar la població de carpes. - En tercer lloc, el fet que els bernats pescaires només puguin consumir carpes faria disminuir la població de carpes. ATENCIÓ: N’hi ha prou amb que els alumnes expliquin dues d’aquestes influències, una de les que faria augmentar la població de carpes i la que la faria disminuir. Puntuació: [0,25 punts] per cada influència suficientment raonada. 3. Com s'anomenen els organismes que tanquen el cicle de la matèria en qualsevol ecosistema? A quins regnes pertanyen? [1 punt] - Els organismes que tanquen el cicle de la matèria són els descomponedors. [0,5 punts] - Els descomponedors són els bacteris, regne Monera, i els fongs, regne Fongs. [0,5 punts], repartits [0,25 punts] per cadascun dels dos regnes. ATENCIÓ: Encara que no sigui necessari, és possible que alguns alumnes parlin dels detritívors, dels copròfags i dels necròfags (regne Animal). Parlar d’aquests organismes no es penalitzarà, ja que és correcte, i es valorarà positivament [0,5 punts] si no s’anomenen els bacteris, els fongs o els dos, PERÒ EN CAP CAS LA PUNTUACIÓ MÀXIMA PODRÀ superar [1 punt]

Page 38: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 38

Sèrie 4, Pregunta 4A. juny’11i. Microbiota intestinal

La microbiota intestinal és formada per microorganismes, la major part bacteris, que viuen a l’intestí. Es calcula que en l’ésser humà la microbiota intestinal és formada per unes quatrecentes espècies diferents de bacteris: alguns tenen efectes beneficiosos per a la salut i d’altres són considerats patògens, ja que en unes condicions determinades poden causar danys a l’organisme.

1) La composició de la microbiota intestinal varia al llarg de l’intestí, de manera que trobem bacteris d’espècies diferents en cada tram. Això és degut, entre altres causes, a les variacions de pH i de concentració d’oxigen. En el tram comprès entre l’intestí prim, el còlon i el recte, el pH augmenta i la quantitat d’oxigen disminueix progressivament. [1 punt] a) A quin lloc esperem trobar més proporció de bacteris aeròbics: a l’intestí prim, al còlon o al recte? Justifiqueu la resposta. Resposta model: A l’intestí prim, per què el contingut d’oxigen és prou alt. Els bacteris aerobis depenen de l’oxigen per dur a terme el seu metabolisme energètic (respiració aeròbia). Cal que relacionin aerobi amb l’oxigen. [0,5 punts totals], repartits segons: - [0,1 punt] per respondre a l’intestí prim - [0,4 punts] per la justificació b) La microbiota intestinal del còlon desenvolupa una gran activitat metabòlica, ja que duu a terme la fermentació d’alguns glícids procedents dels aliments que arriben al còlon sense haver estat digerits. Expliqueu el tipus metabòlic a què pertanyen aquests bacteris tenint en compte la procedència del carboni i la de l’energia. El requeriment de carboni i energia es fa a partir d’un mateix substrat, en aquest cas els glúcids procedents de l’aliment. [0,5 punts totals], repartits segons:

Tipus metabòlic Quimioheteròtrofs [0,1 punt]

Procedència del carboni

Matèria orgànica: els glúcids procedents dels aliments proporcionen el C necessari per formar les molècules orgàniques d’aquests bacteris [0,2 punts]

Procedència de l’energia

L’energia prové de l’oxidació incompleta de matèria orgànica: els glúcids procedents dels aliments proporcionen també l’energia necessària per satisfer el requeriment energètic d’aquests bacteris [0,2 punts]

Page 39: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 39

2) Una de les funcions de la microbiota intestinal és protegir-nos dels bacteris patògens que podem ingerir amb els aliments. [1 punt] a) Expliqueu, en termes ecològics, de quina manera impedeixen els bacteris de la microbiota intestinal la proliferació d’aquests bacteris patògens. [0,5 punts totals] Resposta model: El control de la proliferació dels bacteris patògens pot ser per un mecanisme de COMPETÈNCIA dels bacteris de la microbiota intestinal per l’espai que ocupen i els nutrients que consumeixen, actuen com una barrera que impedeix la proliferació dels patògens. Un altre mecanisme pot ser la síntesi de SUBSTÀNCIES amb acció ANTIBIÒTICA, aquestes substàncies que provoquen la mort d’algunes espècies bacterianes o bé impideixen el seu creixement. (En el primer cas parlem d’activitat bactericida i en el segon bacteriostàtica, això però no cal que ho diguin) També es consideraran correctes respostes que relacionin les condicions del medi (pH, presència de determinades substàncies...) amb l’activitat dels bacteris de la microbiota intestinal la qual cosa provoca la mort o bé impedeix la proliferació d’altres espècies bacterianes. [0,5 punts per explicar un d’aquests mecanismes] b) Un dels bacteris de la microbiota intestinal és Escherichia coli, del qual es coneixen més de cent soques o varietats diferents. Algunes soques són inofensives; en canvi, d’altres són patògens per a l’ésser humà, perquè produeixen toxines que provoquen danys a l’organisme. Expliqueu UN procés que tingui com a conseqüència la formació d’una nova soca bacteriana. [0,5 punts totals] Resposta model: Les mutacions i els mecanismes de parasexualitat bacteriana (conjugació, transformació i transducció) poden donar lloc a individus amb noves característiques que constitueixen noves soques Cal que relacionin soca bacteriana amb l’adquisició de noves característiques genètiques que determinen que aquests bacteris presentin unes característiques biològiques diferents de la resta d’individus de l’espècie - MUTACIÓ: Canvi a l’atzar de la informació genètica del bacteri (exemple: canvi en la seqüència de nucleòtids del DNA) Mecanismes de parasexualitat: adquisició d’informació genètica procedent d’altres bacteris: - CONJUGACIÓ: un bacteri transmet DNA a un altre bacteri per exemple a través dels pèls sexuals - TRANSFORMACIÓ: un bacteri introdueix al seu l’interior DNA lliure que hi ha al medi - TRANSDUCCIÓ: un bacteri introdueix al seu l’interior DNA a través d’un virus (o d'un bacteriòfag) [0,25 punts] per relacionar nova soca bacteriana amb noves

característiques [0,25 punts] per explicar UN dels processos següents: mutació, conjugació,

transformació, transducció

Page 40: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 40

Sèrie 1, Pregunta 4A. juny’11. Ecosistema marí Una notícia publicada el setembre de 2010 al diari La Vanguardia recull la següent informació sobre un ecosistema marí: 1) El fitoplàncton del nivell 1 és constituït per algues microscòpiques que viuen en suspensió a l’aigua. a) Quina importància té el fitoplàncton en els ecosistemes marins? Justifiqueu la resposta.

Nivell 4.Consumidors terciaris Exemples: tonyina, tauró

Nivell 3. Consumidors secundaris Exemples: besuc, calamar, orada

Nivell 2. Consumidors primaris Exemples: sardina, anxova, musclo

Nivell 1. Productors Exemples: algues, fitoplàncton, cianobacteris

Consumir 1 kg de tonyina equival a.....consumir 10 kg d’orades la qual cosa equival a......consumir 100 kg de sardines, la qual cosa equival a.......consumir 1000 kg d’algues.

Resposta model (qualsevol de les dues respostes model següents és igualment vàlida): El fitoplàncton - constitueix el primer nivell tròfic de la xarxa alimentària dels ecosistemes marins, que sustenta tota la piràmide tròfica. - realitza la part principal de la producció primària en els ecosistemes marins ja que aquests organismes, fotoautòtrofs (fan la fotosíntesi), capten l’energia solar i la transformen en energia química dels enllaços de les

Page 41: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 41

molècules orgàniques que elaboren a partir de molècules inorgàniques (CO2, sals minerals) [0,5 punts] per al subapartat a) És possible que també esmentin la producció d’oxigen, però si només diuen això [0,1 punts] b) Els nitrats i els fosfats són alguns dels nutrients que necessita el fitoplàncton. Bona part d’aquests nutrients procedeixen de restes d’éssers vius. Com s’anomenen els organismes que fan possible que el fitoplàncton disposi d’aquests nutrients? Expliqueu la funció d’aquests organismes en el cicle de la matèria. Resposta model: Els descomponedors (bacteris i fongs), que tanquen el cicle de la matèria, atès que transformen la matèria orgànica en matèria inorgànica (o nutrients inorgànics) apta per ser utilitzada novament pels productors (o pel fitoplàncton). [0,5 punts] totals per al subapartat b), repartits segons: - [0,2 punts] per parlar de descomponedors. ATENCIÓ: només [ 0,1 punt] si no es fa esment explícit del nom descomponedors, però es parla de bacteris i fongs - [0,3 punts] per l’explicació 2) A l’hora d’analitzar un ecosistema, hi tenen un paper cabdal la transferència de matèria i energia i les relacions entre els organismes que en formen part. a) Llegiu la frase següent: «En termes ecològics, consumir 1kg de tonyina equival a consumir 100 kg de sardines». Expliqueu-ne el significat, des del punt de vista de la transferència de matèria i energia, utilitzant els termes següents: respiració, biomassa, producció neta i producció bruta. Resposta model: Significa que per augmentar 1 kg la biomassa de tonyina calen 100 kg de sardines. A cada nivell de la cadena alimentària (tròfica) es produeix una pèrdua de matèria (biomassa no utilitzada o no assimilada o que es perd en processos vitals, com descamacions, pèrdua d’escates, etc.) i d’energia (respiració). De l’aliment assimilat (producció bruta) només una part (aproximadament un 10%) es destina a l’elaboració de la seva matèria (producció neta) que queda a disposició del següent nivell tròfic. [0,5 punts] totals per al subapartat a), repartits segons: - [0,1 punts] per cada terme usat correctament: respiració, biomassa, producció neta, producció bruta. Això dóna màxim [0,4 punts] - [ 0,1 punts] per la contextualització i la coherència global del text ATENCIÓ: si només donen la fórmula que relaciona producció neta amb producció bruta i respiració, llavors [o,1 punt], atès que es demana una “explicació”. b) Els organismes d’aquest ecosistema marí estableixen entre ells diferents tipus de relacions. Quina relació interespecífica és la més habitual entre organismes d’un mateix nivell tròfic? Expliqueu en què consisteix aquesta relació interespecífica.

Page 42: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 42

Resposta model: La COMPETÈNCIA és la relació interespecífica més habitual entre individus que tenen el mateix tipus de nutrició (organismes d’un mateix nivell tròfic): és la relació entre individus d’espècies diferents que utilitzen un mateix recurs, per exemple la competència pel mateix aliment, pel territori, per la llum (Ex. competència entre tonyines i taurons per l’aliment). No es demana que els alumnes posin cap exemple explícitament, però si ho fan es valorarà. ATENCIÓ: NO són CORRECTES respostes que contemplin relacions que s’estableixen habitualment entre espècies que pertanyen a diferents nivells tròfics com per exemple: o DEPREDACIÓ relació tròfica en què una espècie persegueix i captura una altra espècie, la presa, de la qual s’alimenta, la primera en surt beneficiada i l’altra perjudicada, per exemple les tonyines (consumidors de tercer ordre) i les orades (consumidors de segon ordre) o COMENSALISME relació en què una espècie aprofita les sobres de menjar d’una altra espècie, la primera en surt beneficiada i la segona és indiferent a la relació, per exemple les rèmores (necròfags) que aprofiten les sobres de menjar dels taurons (consumidors de tercer ordre) o MUTUALISME relació en què les dues espècies obtenen un benefici mutu, com per exemple: Els peixos netejadors (necròfags) de menjar de la boca d’altres peixos (consumidors de segon o tercer ordre) [0,5 punts] totals per al subapartat b), repartits segons: - [0,1 punts] pel nom de la relació interespecífica - [0,4 punts] per l’explicació, inclòs l’exemple, si en posen, però si no en posen no es restarà puntuació atès que no es demana explícitament a la pregunta. ATENCIÓ: En cas que només posin un exemple, sempre i quan sigui correcte, es puntuarà com a màxim amb 0,2 punts

Sèrie 5, Pregunta 1. Setembre’04. La bassa verda Uns estudiants fan una recerca sobre una bassa d’aigua que ha aparegut fa unes setmanes en un gran sot d’una pedrera abandonada. Han estudiat mostres de l’aigua i han observat que abunda una alga unicel·lular.

1. (1 punt) La biomassa de l’alga representa 0,2 g /m2 (pes sec). Sabent que la població sencera es renova per terme mig cada 5 dies (l’alga es reprodueix ràpidament), trobeu quina seria la producció neta anual. El problema es basa en conèixer i saber aplicar el concepte de producció i taxa de renovació a partir de les dades: 365 dies any/ 5 dies = 73 vegades es renova la població en un any. Aleshores 73 · 0,2 g /m2 = 14,6 g/m2/any. 2. (1 punt) A la bassa se está produint un procés de successió primària. Expliqueu en què consisteix i predieu quins canvis esdevindran en la composició de la comunitat d’aquest ecosistema aquàtic.

Page 43: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 43

La successió primària consisteix en el procés natural de repoblament i colonització d’una zona on inicialment no hi havia vida (una illa originada per un volcà, per exemple). Primer l’espai és colonitzat per espècies oportunistes, en el cas de la bassa poden ser algues unicel·lulars (fitoplàncton). La comunitat inicialment és poc diversa amb només unes quantes poblacions. Després arriben altre espècies, en el cas de la bassa petits animals i protozous (zooplàncton). D’aquesta manera unes poblacions “preparen el terreny” i faciliten que arribin altres. La comunitat que s’estableix és prou diversa perquè s’estableixen altres organismes: plantes aquàtiques, larves d’insectes, amfibis, etc. 3. (1 punt) Hem de trobar quina és la concentració salina (clorur sòdic) en què l’alga es reprodueix millor. Per això disposem de diversos aquaris amb diferents concentracions salines (1 g clorur sòdic/litre; 5 g clorur sòdic/l; 25 g clorur sòdic/l). a) Plantejeu en forma de pregunta el problema a investigar. La pregunta podria ser: Quina és la concentració salina a la que l’alga es reprodueix millor? O també Com afecta la salinitat a la reproducció de l’alga? b) Formuleu una hipòtesi coherent i feu una proposta d’experiment (recordeu d’assenyalar quina és la variable dependent i la independent i com realitzaríeu el control de l’experiment). Qualsevol hipòtesi seria acceptable, però cal que estigui formulada amb coherència amb la pregunta que s’ha fet: Potser les algues es reprodueixen millor quan la salinitat és baixa o potser la salinitat elevada afecta negativament la reproducció de l’alga. Proposta d’experiment: disposaríem de tres aquaris en diferent salinitat, que és la variable independent (1 g clorur sòdic/l; 5 g clorur sòdic/l; 25 g clorur sòdic/l). Per controlar l’experiment fixaríem les altres condicions (temperatura, llum, etc). Posaríem a cada aquari la mateixa quantitat d’algues (per exemple un volum determinat d’aigua de la bassa). Després d’un temps observaríem si hi ha canvis en l’abundància de la població d’algues a cada aquari (variable dependent).

Sèrie 5, Pregunta 1. Setembre’03. Escarabat de la farina Observeu el gràfic següent. En ell es representa el creixement d'una població d'escarabat de la farina en un magatzem de farina (de la que s'alimenta). 1. Descriviu què succeeix en els primers cent dies. I més enllà del dia 200? Justifiqueu la forma de la corba. - En els primers 100 dies: Inicialment, com la població comença de 0 és lògic que el ritme inicial de creixement, tot i ser molt ràpid, no quedi reflectit tant ràpidament en el nombre d'individus. Aquest ritme inicial serà tant ràpid com ho permeti el potencial reproductor de la població, ja que disposen d'espai i abundant menjar.

Page 44: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 44

- Més enllà del dia 200: El medi, en aquest cas la farina del molí, representa un recurs tròfic limitat i pot donar-se competència intraespecífica per l'aliment, o fins i tot per l'espai. També poden considerar-se altres respostes com la variació de factors ambientals com ara la temperatura que faci alentir el ritme de creixement, en produir-se tants naixements com morts. La corba de creixement té la forma (sigmoidal) típica d'una població que creix en un medi amb recursos limitats. Después de la fase inicial, l’increment és exponencial perquè el nombre de naixements supera al de morts i, per tant, s’incrementa la població reproductora, fins a que la disponibilitat de recursos sigui limitant. 2.Suposem que cap el dia 150 introduim una població de 20 individus d'un insecte depredador de l'escarabat de la farina. La taula reflecteix l'evolució de la població d'escarabats (presa) després de la introducció del depredador

Temps (dies) 150 175 200 225 250 275 300

Població d’escarabats (individus)

320 250 180 150 180 240 330

a) Amb les dades de la taula, completeu el gràfic corresponent a la presa. b) Dibuixeu l'evolució probable del gràfic del depredador i justifiqueu-ho breument.

S'observa que la corba de la presa (escarabat de la farina) i del depredador (altre insecte) agafen formes semblants, però la del depredador porta un cert endarreriment. La interpretació que es pot donar d'aquest fet és que quan la població de la presa augmenta, això ve seguit d'un augment de la població del depredador, que podrà alimentar-se amb més fàcilment i es reproduirà més. Aquest augment però incrementarà la pressió sobre la població de la presa que disminuirà.

Page 45: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 45

3. Depredador i presa mantenen una relació interespecífica entre ells, però d'aquestes relacions n'hi ha de més tipus. Expliqueu-ne dues més, posant-hi un exemple de cada una. L'alumnat podrà respondre dues de les següents: - Competència: demanda d'un mateix recurs. Per exemple, les plantes per la llum solar - Parasitisme/ Explotació: un individu (paràsit) viu a expenses d'un altre (hoste) al que perjudica. Exemples: puces i gossos, el cucut i altres ocells - Comensalisme: un organisme (comensal) s'alimenta de l'aliment sobrant o secrecions, descamacions, etc. d'un altre (hoste) sense perjudicar-lo ni afavorir-lo. Exemple: insectes que viuen en els nius d'ocells. - Mutualisme: associació entre dos individuos per a beneficiar-se mutuament, però que podrien viure independentment. Exemple: l’esplugabous s'alimenta dels paràsits dels bòvids. - Simbiosi: associació molt estreta entre dos individuos per a beneficiar-se mutuament, però que no podrien viure independentment. Exemple: alga i fong dels líquens.

Sèrie 5, Pregunta 3B. Juny’03i. Nitrogen Per estudiar el creixement de dues espècies de plantes en sòls amb nitrogen, es van cultivar alguns exemplars de cada espècie en parcel·les amb diferents quantitats de nitrogen al sòl. Al cap d’una setmana es va mesurar la biomassa de les plantes de cada parcel·la. Els resultats es troben a la taula següent:

Quantitat de nitrogen al sòl (mg N / Kg de sòl)

Biomassa mitjana de les plantes de l’espècie 1 (g)

Biomassa mitjana de les plantes de l’espècie 2 (g)

1 0,05 0,2

5 0,25 0,5

10 0,5 1,2

30 1,2 2,5

100 1,25 4,0

200 1,3 5,0

1) (1 punt) a) Construiu en un sol gràfic les corbes de creixement de les dues espècies de plantes.

Page 46: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 46

b) Identifiqueu les variables independent i dependent de l’experiment. Variable dependent: Biomassa mitjana plantes. (0,1 punt) Variable independent: Quantitat de Nitrogen al sòl. (0,1 punt)

2) El nitrogen és un factor limitant de la producció. Què és un factor limitant? Per què el nitrogen és un factor limitant? Un factor limitant és un element que, tot i ser fonamental per a la vida, es presenta en una concentració variable en el medi, on fins i tot pot escassejar. Aquest fet impedeix el creixement il·limitat dels organismes que en depenen, i per tant limita la seva producció. Pel cas dels productors primaris, són exemples de factors limitants el fòsfor i el nitrogen. El Nitrogen és un dels factors limitants més importants dels ecosistemes perquè és un dels bioelements essencials de la matèria viva (un dels quatre macrocomponents que representen aproximadament el 99 % de la massa de la majoria de les cèl·lules), però que a la natura es troba generalment en menys proporció que als ésser vius i de vegades en formes difícils d’utilitzar.

Sèrie 5, Pregunta 4A. Juny’03i. La llúdria La llúdria marina (mamífer carnívor) era molt abundant a les costes nordamericanes. Els colons europeus, però, la caçaven i a finals del segle XIX l'havien fet desaparèixer de molts indrets. En aquests llocs van proliferar les preses principals de les llúdries: les garotes (eriçons marins) i mol·luscs, que s'alimenten d'algues marines. Aquestes algues també eren l'aliment de crustacis i peixos, dels que s'alimentava la foca comú i l'àguila calba. 1) A partir de la informació del text elaboreu una xarxa tròfica amb els éssers vius esmentats, indicant el nivell tròfic al que corresponen. p: productors cp: consumidor primari o herbívor cs: consumidor secundari o carnívor

Page 47: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 47

2) a) Com creieu que afecta la desaparició de la llúdria a la població d'àguila calba? Raoneu-ho. Al desaparèixer la llúdria la població de mol·luscs i la de garotes augmenta i això fa disminuir la d'algues. Com aquestes són l'aliment dels peixos (també d'alguns crustacis) la població d'àguiles pot veure's afectada negativament. b) Si fem el supòsit que a la comunitat no hi hagués ni àguiles ni llúdries, expliqueu si la següent és vàlida o no: “per a què la producció neta de la població de foques sigui de 10 kg faria falta una producció neta aproximada de 1000 kg d’algues (per al mateix període de temps i superfície)”. L’afirmació és correcta. Cada nivell tròfic només pot aprofitar aproximadament el 10% de la producció del nivell tròfic inferior (és a dir la producció neta), ja que la resta són el conjunt de despeses energètiques que es fan servir per a les activitats vitals. En el cas d’aquest ecosistema, la població de foques ocupa dos nivells tròfics per sobre de les algues, per tant els herbívors (peixos i crustacis) podrien produir un 10% de 1000 kg d’algues (per una període de temps i superfície determinades), és a dir 100 kg, i la població de foques un 10% de 100 kg, és a dir 10 kg (per al mateix període de temps i superfície).

Sèrie 3, Pregunta 2a.Juny’03. La bòtia Entre els organismes que trobem als aquaris domèstics hi ha plantes i diversos animals. Abunden les Lymnaea ovata petits cargols herbívors que sovint proliferen de manera que poden posar en perill les plantes de l'aquari. Com a solució poden introduir-se exemplars d'una espècie del peix carnívor Botia macracanthus que s'alimenta del molusc Lymnaea. 1) (1 punt) La taula correspon als canvis observats en la població del cargol Lymnaea en un aquari durant tres setmanes:

Població (individus) 38 56 76 98 87 73 60 51 43 35 26

Temps (dies) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Representeu les dades en un gràfic. Raoneu els canvis que es produeixen en els primers 6 dies i assenyaleu clarament al gràfic quin dia probablement es va introduir una parella de peixos Botia a l'aquari. Cal elaborar el gràfic amb l'escala adequada als valors i el nom de les variables i les unitats. El mol·lusc prolifera durant els primers dies, de forma que la població creix a un ritme considerable degut a la reproducció i disponibilitat d'aliment. Probablement la introducció del peix carnívor es realitza entre el 6è i el 7è dia, degut a la davallada en el nombre de cargols, la qual cosa cal assenyalar clarament al gràfic (per exemple amb una fletxa).

Page 48: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 48

2) (1 punt)En un altre aquari també amb abundants cargols, però amb una aigua amb un pH més àcid i una temperatura més baixa del primer aquari, es van introduir dos peixos Botia per regular la població de cargols, però a les poques hores els dos peixos van morir. Quines variables poden relacionar-se amb la mort dels peixos? Formuleu dues hipòtesis sobre la seva mort. Cal considerar la temperatura i el pH com a variables que poden influir en la mort dels peixos. Dues hipòtesis plausibles podrien ser: - Potser els peixos han mort per trobar-se en una temperatura massa baixa que no es compatible amb la seva vida. - Potser els peixos han mort per trobar-se en un pH massa baix que no es compatible amb la seva vida. S’acceptaran altres hipòtesis indirectes, com ara: Potser el pH i/o la temperatura més baixos han fet que els caragols morin, la qual cosa ha fet que les bòties es quedin sense aliment i també morin. 3) (1 punt) Suposeu que disposeu de més peixos Botia i de diferents aquaris dels que es pot canviar les condicions ambientals. Planifiqueu breument un experiment per contrastar una de les hipòtesis que heu donat. Considerarem, per exemple, la hipòtesi de la temperatura. La planificació d'un possible experiment seria: - Disposarem de diversos aquaris a temperatures diferents - (S'acceptarà una resposta qualitativa -freda, temperada, calenta- tot i que es valorarà positivament que l'alumnat fixi un rang de temperatures i doni una resposta quantitativa, com per exemple 10, 20, 30ºC) mesurada convenientment amb termòmetres. - Cal fixar les altres variables: l'aigua hauria de tenir el mateix origen, el mateix pH, la mateixa exposició a la llum, etc. - Introduirem diversos peixos als diferents aquaris - Observarem els canvis. - Si els peixos modifiquen la seva activitat d’una manera important en alguns dels aquaris, probablement serà perquè la temperatura és la variable que afecta la seva supervivència. - Es valorarà positivament que s’indiqui la necessitat de realitzar cada experiment sobre diversos peixos simultàniament (a cada aquari). - Convé, a més, realitzar tot l’experiment en diverses ocasions.

Page 49: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 49

Sèrie 1, Pregunta 3B. Setembre’02. Ecosistema marí En l'ecosistema de l'esquema (modificat de la "Història dels Països Catalans") està representada una cadena tròfica marina. 1) (1 punt)

a) Indiqueu quin nivell tròfic correspon a cada un dels grups d'organismes que es representen en aquesta cadena.

GRUP D'ORGANISMES NIVELL TRÒFIC fitoplàncton productors zooplàncton consumidors primaris nècton consumidors secundaris humans (pesca) consumidors terciaris bacteris descomponedors

b) Indiqueu la importància dels bacteris en el cicle de la matèria. (0.5 punts) Els bacteris fan possible que la matèria orgànica passi a inorgànica i, per tant, aconsegueixen tancar el cicle de la matèria, en fer que els éssers vius fotosintètics puguin captar aquesta matèria inorgànica (elements minerals), que d'altra manera es perdrien en no poder ser captats o assimilats. 2) Aquesta gràfica representa la piràmide de biomassa d'aquest ecosistema. Indiqueu a la mateixa, les xifres de biomassa que corresponguin a cada nivell. Expliqueu com és possible la sostenibilitat d'aquest ecosistema.

��� nècton 0.7 g C/m2 zooplàncton 5g C/m2 fitoplàncton 1g C/m2 Aquest ecosistema és sostenible perquè tot i que el fitoplàncton té una biomassa inferior que el nivell superior que s'alimenta d'ell (zooplàncton), aquest fet té lloc en un moment puntual. L'elevada capacitat de reproducció (pot dividir-se cada 24-48 hores) del fitoplàncton provoca una taxa de renovació molt ràpida, com es pot comprovar en fixar-se en l'elevada xifra de la producció (70 g C/m2.any), que dóna idea de la biomassa disponible per unitat de temps, que pot ser utilitzada pel nivell tròfic superior.

Page 50: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 50

Sèrie 1, Pregunta 2A. Setembre’02. Terraris Disposem de diversos terraris idèntics amb les corresponents instal·lacions que ens permeten controlar la temperatura i la humitat ambientals, i les condicions de llum al seu interior. Podem modificar aquests factors per assolir els valors que s’indiquen a continuació: - temperatura ambiental : 40 ºC, 35 ºC, 30 ºC, - humitat ambiental : molt humit, humit, sec. - condicions de llum : intensa, atenuada, foscor. Volem estudiar la influència que tenen les condicions de llum sobre l’activitat d’una mostra de llangardaixos al llarg d’una setmana. L’activitat es mesurarà a través del recompte dels moviments dels animals. 1)(1 punt) a) Formuleu en forma de pregunta el problema que es vol investigar. Poden acceptar-se: - Hi ha relació entre les condicions de llum i l’activitat dels llangardaixos ?, o - Com influeix la llum sobre l’activitat dels llangardaixos ? També podría acceptar-se qualsevol altra pregunta en la qual es relacionin d’alguna manera les dues variables de la recerca (condicions de llum i activitat dels llangardaixos) b) Identifiqueu les variables independent i dependent. - variable independent: condicions de llum - variable dependent: activitat dels llangardaixos (o moviment dels llangardaixos) 2) Dissenyeu un experiment per tal de poder donar resposta al problema que es planteja en aquesta recerca. Poden acceptar-se diversos dissenys. En tot cas haurien de respondre al següent esquema bàsic. a). Escollir com a mínim 3 terraris que es sotmetran a condicions de llum diferents (intensa, atenuada, foscor). També serà correcte que l’alumne proposi un nombre de terraris múltiple de 3. b). Fixar la temperatura i la humitat ambiental dels terraris en uns valors a determinar. Tot i que possiblement seria més pertinent fixar els valors intermitjos per a la temperatura i la humitat, n´hi haurà prou que siguin Els mateixos en tots els casos i mentre duri l’experiment. c). Introduir diversos llangardaixos en cada terrari. d). En uns intervals de temps a determinar (cada dia, dos cops al dia, etc...) mesurar l’activitat dels animals a través del recompte dels moviments. Anotar les observacions. e). Finalitzat el període d’una setmana donar per acabat l’experiment. Estudiar les dades per tal de veure en quines condicions de llum (intensa, atenuada, foscor) és produeix una major o menor activitat.

Page 51: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 51

f). Elaborar les conclusions de l’experiment i fer-ne una justificació. 3) Els llargandaixos, com la resta de rèptils, són animals poiquiloterms. a) Quin és el significat d’aquest concepte ? Els organismes poiquiloterms són aquells que la temperatura interna del seu cos experimenta variacions segons la temperatura del medi on es troben, b) Altres animals presenten una adaptació diferent en relació a la regulació de la temperatura. Descriviu aquesta altra adaptació i indiqui quins grups d’animals la presenten. Els organismes homeoterms tenen una temperatura interna més o menys constant, independent de les variacions que pugui experimentar la temperatura del medi exterior. Les aus i els mamífers són animals homeoterms.

Sèrie 2, Pregunta 2B. Juny’02i. Retrocés del bosc "Investigadors del Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals (CREAF) han elaborat un model del funcionament del bosc mediterrani que permet preveure algunes situacions futures. L'augment progressiu del CO2 a l'atmosfera i de la temperatura, provocarà un augment de l'activitat metabòlica i la transpiració dels vegetals, la qual cosa tindrà com a conseqüència majors despeses d'aigua per part dels arbres. El balanç final preveu que les reserves hídriques del sòl poden arribar a disminuir un 25 % en els propers 50 anys a l'àrea mediterrània. En algunes zones les arbredes poden ser substituïdes progressivament per formacions arbustives (menys consumidores d'aigua) i alguns arbres seran substituïts per altres menys exigents pel que fa als requeriments d'aigua. Així per exemple, és d'esperar que els roures perdin terreny envers les alzines". (Adaptat de "El País", octubre de 2001)

1) Hi ha relació entre l'augment progressiu del CO2 atmosfèric i l'augment de temperatura? Expliqueu quin paper juguen els boscos i la vegetació del planeta en aquest procés.

El CO2 és un gas hivernacle. La seva presència a l'atmosfera afavoreix la retenció de calor (radiacions infraroges), disminuint-se el seu retorn a l'espai i contribuint a l'escalfament progressiu i global del planeta. Els boscos i les masses forestals, degut a l'activitat fotosintètica de les plantes, fixen CO2 atmosfèric en forma de matèria orgànica, per tant la seva activitat continuada contribueix a la disminució del CO2 atmosfèric i a la conseqüent reducció de l'efecte hivernacle. 2) En una part del text que heu llegit està present el concepte de successió ecològica. Subratlleu aquesta part del text i expliqueu el significat que té en aquest cas. Coneixeu algun altre exemple de successió en un bosc? Expliqueu-lo. La part subratllada ha de correspondre a aquest text, no cal que sigui tot: En algunes zones les arbredes poden ser substituïdes progressivament per formacions arbustives (menys consumidores d'aigua) i alguns arbres seran

Page 52: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 52

substituïts per altres menys exigents pel que fa als requeriments d'aigua, així per exemple, és d'esperar que els roures perdin terreny envers les alzines. Un exemple de successió podria ser la regeneració natural de la comunitat vegetal després d'un incendi o d'una tala (qualsevol resposta on s'apliqui amb coherència la idea de successió en un bosc seria correcta). 3) Us han encarregat una recerca sobre la influència de la temperatura en el creixement d'una determinada espècie de planta. La hipòtesi que es formula és que potser una major temperatura afavoreix el creixement d'aquesta espècie. Dissenyeu un experiment per tal de contrastar la hipòtesi. Indiqueu quines seran les variables dependent i independent. Expliqueu per què farà falta controlar altres variables (llum, humitat...). En primer lloc hauríem de disposar de diversos exemplars de la mateixa espècie. Faríem créixer diferents individus en condicions de temperatura diferents (per ex. fred, càlid, temperat), mantenint constant les condicions de rec (aigua), de llum, d'humitat ambiental, fertilitzants. Mesuraríem el creixement o el pes dels diferents individus al llarg del temps. La variable independent és la temperatura, mentre que la dependent és el creixement (longitud o pes de la planta).Per assegurar que investiguem la influència de la temperatura caldria fixar (controlar) d'igual manera per totes les plantes les altres variables esmentades (llum, humitat, aigua, fertilitzant, etc).

Sèrie 3, Pregunta 3B. juny’02. Ecoxarxa 1) Amb les dades de la taula següent dibuixeu la xarxa tròfica d'un ecosistema marí. Indiqueu a quin nivell tròfic pertany cada grup d'organismes.

Grups d'organismes Aliments

Fitoplàncton --------------- Algues --------------- Zooplàncton Fitoplàncton Bivalves Fitoplàncton, zooplàncton i algues Peixos Fitoplàncton i zooplàncton Sèpies Peixos i bivalves Crancs Anèl·lids marins Anèl·lids marins Algues Gavines Crancs i peixos

Page 53: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 53

2) (1 punt)

a) La producció primària dels oceans, 250 g de C/m2/any, és aproximadament 3 vegades menor que la dels continents 750 g de C/m2/any. Expliqueu a què pot ser deguda aquesta diferència. Els oceans en relació a la producció es comporten com els deserts, és a dir tenen una producció molt baixa. La raó que explica aquesta diferència és que els productors (fitoplàncton) necessiten llum i nutrients; la llum és abundant a la zonafòtica i es va extingint amb la profunditat, els nutrients, en canvi, són escassos a la zona superficial de l'oceà (on hi ha més llum) i sedimenten al fons (on no hi ha llum i per tant no pot haver-hi fotosíntesi) b) Els afloraments són àrees marines on es produeix l'ascens d'aigües profundes molt riques en nutrients minerals (fósfor, nitrogen…). Relacioneu aquest fet amb l'elevada producció primària d'aquestes zones. En les zones d'aflorament (Costes del Perú, Namíbia, Angola...), aigües profundes riques en nutrients (nitrats, fosfats..) afloren a la superfície i llavors es donen les condicions adequades per a una gran producció, deu o més vegades més elevada que la mitjana dels oceans ja que el fitoplàncton necessita per al seu creixement aquests nutrients que als oceans solen ser limitants. És per això que aquestes zones tenen una gran riquesa pesquera, i constitueixen grans caladors de pesca.

Sèrie 4, Pregunta 3B. Setembre’01. Producció A la taula es proporcionen dades sobre una parcel·la d'un prat alpí i una d'un bosc tropical.

Producció primària bruta

Despeses de respiració Biomassa Nombre d'espècies

Prat alpí 4 g C m-2 dia-1 2 g C m-2 dia-1 2 Kg C m-2 17

Bosc Tropical 6,5 g C m-2 dia-1 6 g C m-2 dia-1 6 Kg C m-2 115

1) (1 punt) Calculeu les produccions primàries netes d'ambdós ecosistemes. Quina part serà disponible per al següent nivell tròfic (herbívors) en cada cas?

La producció neta s'obté restant la respiració de la producció bruta, per tant: Prat alpí: PN = 4 g C m-2 dia-1 - 2 g C m-2 dia-1 = 2 g C m-2 dia-1 Bosc Tropical: PN = 6,5 g C m-2 dia-1 - 6 g C m-2 dia-1 = 0,5 g C m-2 dia-1 En ambdós casos la producció primària neta és la fracció potencialment disponible per al següent nivell tròfic (els herbívors). 2. (1 punt) Al llarg de la successió ecològica els ecosistemes augmenten el seu grau de maduresa. Quines són les característiques que indiquen la maduresa d'un ecosistema? N'hi hauria prou que l'alumnat indiqui clarament un parell de les següents característiques:

Page 54: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 54

les despeses de respiració tendeixen a igualar-se a producció bruta, de manera que la producció neta és relativament baixa. La biomassa es manté més o menys constant. la comunitat augmenta la seva diversitat (augmenta el nombre d'espècies). s'adquireix un grau d'organització i complexitat més alt, apareixen nous nínxols ecològics.

Sèrie 4, Pregunta 3A. Setembre’01. Darwin Un instrument extraordiàriament sensible demostra que un dels àtoms de carboni de l’últim sospir de Charles Darwin és al vostre fetge, formant part d’una molècula de glicogen. 1) (1 punt) Descriviu quin camí ha seguit aquest àtom de carboni des de Darwin fins al vostre cos. Responeu en forma d'esquema tot assenyalant els organismes i els principals processos biològics que ha travessat l'àtom de carboni durant el seu camí. L'àtom de carboni del que parlem va ser exhalat per Darwin, per la qual cosa deguè ser el carboni d’una molècula de CO2. Desprès de passar un cert (llarg) temps a l’atmosfera, la molècula de CO2 deguè entrar en una cèl·lula vegetal, on va quedar "fixada" a travès de la fotosíntesi, i va formar part d’una molècula de sucre. La persona que respon la pregunta podria haver menjat la fulla de la planta (per exemple en una amanida) i per tant haver ingerit la molècula de sucre. Després d’entrar al torrent circulatori, el sucre podria haver estat captat per el fetge que l’hauria utilitzat per sintetitzar la molècula de glicogen. Evidentment són possibles moltes altres rutes, com ara: A) El CO2 el podria haver fixat una alga microscòpica marina i haver passat a un peix. B) La planta podria haver estat ingerida per un herbívor, el qual podria haver estar ingerit per un carnívor, etc. fins el seu consum per qui respon. 2) (1 punt) Creieu que les següents afirmacions són correctes? Expliqueu les vostres respostes. a) Les plantes superiors només fotosintetitzen de dia i només respiren de nit. Falsa: És cert que les plantes fotosintetitzen només de dia: a la fase lumínica de la fotosíntesi l'energia de la llum es converteix en energia química en forma d'NADPH i ATP i a la fase fosca o independent de la llum, aquesta energia s'utilitza per a reduir el carboni i sintetitzar glucids senzills. Però és fals que només respirin de nit: tant de nit com de dia oxiden glucosa i altres sucres per obtenir àcid pirúvic que oxiden fins a CO2 i H2O al cicle de Krebs, la cadena respiratòria i la fosforilació oxidativa tot obtenint energia en forma d'ATP i NADH. b) Les cèl·lules animals tenen mitocondris però les vegetals no en tenen, sino que tenen cloroplasts Falsa: Les cèl·lules vegetals tenen cloroplasts però també tenen mitocondris (respiren!) c) En una cèl·lula eucariont animal en absència d'oxigen l'únic procès mitjançant el qual pot obtenir-se energia metabòlica és una fermentació.

Page 55: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 55

Certa: en absència d'oxigen la fosforilació oxidativa està inhibida, i això impossibilita el funcionament del cicle de Krebs i, per tant, també també de les vies catabòliques que desemboquen en el cicle de Krebs (oxidació de la glucosa, betaoxidació, etc.). En aquestes condicions, doncs, la fermentació és l'únic recurs per obtenir energia metabòlica.

Sèrie 2, Pregunta 3A. Juny’01. Bosc mediterrani En el seu treball de recerca una estudiant de batxillerat està investigant l’ecologia d’un bosc mediterrani. A la tardor ha recollit mostres de la virosta (restes vegetals, sobretot fulles, que s’acumulen als primers centímetres del sòl) del vessant orientat al sud (solana) i del vessant orientat al nord (obaga). Les taules mostren les dades:

biomassa

(g m-2pes fresc)

biomassa (g m-2pes fresc)

Localitat 1 (solana)

1360 Localitat 4 (obaga) 1580

Localitat 2 (solana)

1120 Localitat 5 (obaga) 1720

Localitat 3 (solana)

1270 Localitat 6 (obaga) 1830

1) L’estudiant va trobar que la virosta contenia un 40% d’aigua per terme mig. A partir de les dades trobeu la quantitat de biomassa mitjana en pes sec de la solana i de la obaga. Expresseu-ho en tones per hectàrea (1 ha = 10.000 m2 )

(1360 + 1120 + 1270)/3 = 1250 g m-2pes fresc 1250 g m-2pes fresc · 0,60 = 750 g m-2pes sec 750 g m-2pes sec · 1 kg/1000 g · 1 t/1000 kg · 10000 m2 / 1 ha = 7,5 t ha-1 (1580 + 1720 + 1830)/3 = 1710 g m-2pes fresc 1710 g m-2pes fresc · 0,60 = 1026 g m-2pes sec 1026 g m-2pes sec · 1 kg/1000 g · 1 t/1000 kg · 10000 m2 / 1 ha = 10,26 t ha-1 2) (1 punt) a) Esmenteu quins organismes són especialment abundants en aquests primers centímetres del sòl i justifiqueu la seva importància per a l’ecosistema. Al sòl són especialment abundants els microorganismes descomponedors, fongs i bacteris, però també habiten nombrosos petits animals (insectes, anèlids, àcars) que participen en el procés de fragmentació i descomposició de les restes orgàniques. Tots aquests organismes són molt importants perquè permeten el reciclatge dels nutrients (cicle de matèria), de manera que aquests podran tornar a ser utilitzats pels productors primaris.

Page 56: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 56

b) Als boscos mediterranis, generalment, a les obagues (més ombrívoles) hi ha més arbres caducifolis que a les solanes (més assolellades). Justifiqueu aquesta afirmació a partir dels resultats de la taula. Com els resultats de la taula corresponen a la tardor, és coherent que a les obagues s'acumuli més virosta (10,6 t·ha-1) ja que predomina una comunitat amb més arbres caducifolis que els cauen més les les fulles. Contràriament, a la tardor a la solana, és d'esperar que si predominen els perennifolis s'acumuli menys virosta (7,5 t·ha-1), tal com reflecteix la taula.

Sèrie 2, Pregunta 1. Setembre’00i. Flux d’energia Observeu la següent figura, que mostra el flux d'energia en un ecosistema terrestre (energia expressada en kcal.m-2.dia) 1) Compareu els valors de la producció primària neta amb els de la producció secundària neta. Justifiqueu les diferències. La pregunta pretèn valorar els coneixements de l'alumnat sobre ecologia tròfica. Les qüestions estan centrades en les pèrdues energètiques a llarg dels diferents nivells tròfics, la necessària limitació d'aquests als ecosistemes i finalment el paper dels descomponedors a l'ecosistema. 1) L'alumnat ha d'observar i comentar que al llarg dels diferents nivells tròfics d'un ecosistema es produeixen pèrdues d'energia per respiració i també pèrdues en forma de biomassa no assimilada o no utilitzada. Aquestes pèrdues es produeixen sempre en qualsevol ecosistema i determinen que hagi una important diferència entre els valors de producció neta primària i els de secundària. L'alumnat ha de reconèixer que aquesta diferència entre un i altre nivell és d'un 10%. Segons la regla del 10% l'energia que passa d'un nivell tròfic a un altre és aproximadament un 10% de l'energia acumulada en ell. Cal valorar positivament el fet que algun alumne/a calculi que 4 (producció secundària neta) és el 10% de 40 (producció primària neta) 2) Justifiqueu, amb l'ajut de la informació de l'esquema, el fet que el nombre de nivells tròfics de qualsevol ecosistema sigui limitat. 2) L'alumnat ha de fer referència al fet que les importants pèrdues que es produeix en el trànsit d'energia d'un nivell a un altre en forma de processos respiratoris, matèria no utilitzada i matèria no assimilada, impedeixen que hi hagi un número il·limitat de nivells tròfics, donat que s'arriba a una

Page 57: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 57

situació en què l'energia emmagatzemada en forma de producció neta no és suficient per mantenir individus de nivells tròfics superiors. 3) Comenteu quin camí seguirà a l'ecosistema la biomassa vegetal i la matèria continguda als excrements dels herbívors. Quins oganismes hi participen? L'alumnat ha de raonar que aquesta matèria orgànica serà transformada en diversos compostos inorgànics per l'acció dels organismes descomponedors (principalment bacteris i fongs) de forma que podran ser aprofitats pels productors i retornar a les xarxes tròfiques. (Es valorarà positivament el fet que l'alumne/a parli d'organismes copròfags, necròfags, detritívors, però no serà exigible) Cal que l'alumnat remarqui la important funció que desenvolupen aquests organismes a l'ecosistema.

Sèrie 6, Pregunta 4B. Setembre’00. La franja equatorial La franja equatorial es caracteritza per una constància en les seves condicions climàtiques. Al llarg de tot l'any la temperatura i la humitat són elevades i això fa possible el desenvolupament de les selves. En latituds mitjanes, amb climes temperats on el cicle estacional és molt important, predominen els boscos temperats. 1) a) Tenint en compte que el reciclatge de nutrients es deu fonamentalment a l'activitat dels microorganismes descomponedors, raoneu on serà més ràpid el reciclatge, a la selva tropical o al bosc temperat. L'exerci fa referència a l’efecte de factors abiòtics i a l'acció dels decomponedors sobre la dinàmica del cicle de matèria i l'acumulació de biomassa als ecosistemes. També fa referència a l’efecte que pot tenir la desaparició de les selves sobre l'increment de l'efecte hivernacle. a) La temperatura i la pluviositat són més altes a la selva, per la qual cosa l’acció dels descomponedors serà més elevada, i conseqüentment el reciclatge serà més ràpid en aquest ecosistema que no pas a un bosc temperat. b) En cadascun del casos (selva o bosc temperat) justifiqueu si els nutrients es trobaran, majoritàriament, al sòl o als arbres. b) Justament perquè el reciclatge és més ràpid, a la selva tropical la major part dels nutrients es troben a la biomassa vegetal (sobretot als arbres), essent així el sòl molt pobre. Als boscos temperats, amb un reciclatge més lent, s’acumularan més nutrients als sòls que no pas a l’estrat arbori. ���2) Expliqueu si la desaparició de grans masses forestals pot tenir alguna repercussió en el clima a escala global. ���2) La desaparició de la biomassa vegetal comportarà una disminució de l’activitat fotosintètica que pot tenir com a conseqüència un augment de la concentració de diòxid de carboni. A més, la matèria orgànica de les masses forestals es converteix, en ser cremada o descomposta, directament en CO2. ��� Es pot relacionar aquest augment de la concentració de CO2 amb la intensificació de l’efecte hivernacle i un possible augment global de la temperatura del planeta.

Page 58: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 58

Sèrie 6, Pregunta 2A . Setembre’00. Punt blanc Determinats peixos d'aquari d'aigua dolça sovint pateixen l'anomenada malaltia del punt blanc, caracteritzada per la presència de petites taques blanques a les escates i les aletes. Una anàlisi microscòpica de les taques evidencia la presència d'un protozou paràsit. Submergint durant uns minuts els peixos en aigua amb una concentració salina superior a la de l'aquari els paràsits desapareixen en la major part dels casos. 1) Quin fenomen fa possible que el paràsit desaparegui? Expliqueu les transformacions que experimenta l'organisme paràsit. L'exercici és una situació problema en la que cal aplicar el concepte d'osmosi. Conté una taula amb dades experimentals a partir de la qual s'ha d'elaborar un gràfic i interpretar els resultats. També avalua l'aplicació del concepte de tolerància d'un organisme per a una determinada variable ambiental. 1) Las desaparició del paràsit és possible gràcies al fenomen de l'osmosi. Al submergir l'animal (i el paràsit extern) en un medi més concentrat, hipertònic respecte al medi intracel·lular del paràsit, aquest pateix un fenomen d'exosmosi (els protozous perden aigua), morint el protozous i curant-se la malaltia. ��� 2) La taula següent mostra els resultats d'un experiment fet amb peixos d'aigua dolça d'una mateixa espècie que patien la malaltia del punt blanc i eren submergits durant un minut en solucions salines a diverses concentracions. ���

Concentració salina (g ·l-1) 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0

Nombre de paràsits en un peix

150 150 150 150 140 100 45 10 8 5 0 0

NOTA IMPORTANT: Quan es submergien els peixos a una concentració superior a 20 g ·l-1 la major part d'ells morien. Feu un gràfic dels resultats i raoneu a quina concentració és més eficaç el tractament. ��� ���

Per als peixos la màxima eficàcia dels tractament es dóna aproximadament entre els 17.5 i els 20 g.l-1 de concentració de clorurs. A una concentració més

Page 59: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 59

alta els peixos moren i si la concentració és més baixa els paràsits no estan afectats. ��� 3) La mort dels peixos durant l'experiment és un exemple que evidencia que cada espècie té el seus propis marges de tolerància per a una determinada variable ambiental. Expliqueu què vol dir això i il·lustreu-ho amb un altre exemple. Per damunt o per sota de determinats valors d'una variable ambiental (llum, temperatura, humitat, salinitat, pH…), hi ha espècies que no sobreviuen (o viuen amb menys eficàcia). Aquests marges o rangs de tolerància són propis dels organismes d'una espècie i determinen la seva distribució. Poden explicar-se multitud d'exemples: - pH i determinats organismes aquàtics; - la temperatura i les aus migratòries; - la llum i el desenvolupament de determinades espècies del sotabosc; - la humitat i els fongs; - peixos d'aigua marina en aigües més dolces, etc.

Sèrie 1, Pregunta 2B. Juny’00. Aquari S'ha fet créixer una població d'un organisme (A) en un aquari, al qual se li anava subministrant aliment. Les variacions al llarg del temps de la població s'indiquen al gràfic. A la 9a setmana s'ha introduït un nou organisme (B) a l'aquari.

1) Expliqueu el creixement que ha experimentat la població de l'organisme A durant les nou primeres setmanes. Es tracta d'una situació problema a partir de dades experimentals mostrades en un gràfic. S'avalua la interpretació de gràfics i el maneig de conceptes en relació a la dinàmica de poblacions en relació als recursos i les relacions depredador-presa. 1) A partir del gràfic s'observa que durant les 4 primeres setmanes hi ha un creixement exponencial de la població. Aquest creixement sobtat es deu a que els recursos eren abundants i la taxa de reproducció alta. Arribat un punt (a la 4ª setmana, prop dels 400 individus), però, el creixement de la població s'atura i pateix lleus davallades i augments entre la 5ª i 9ª setmana i s'estabilitza el voltant dels 400 individus.

Page 60: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 60

2) Raoneu quina és la relació interespecífica més probable entre l'organisme A i l’organisme B i comenteu els canvis en els nombres d'individus de cada població al llarg del temps. La introducció de la població B, a la 9ª setmana, suposa una davallada progressiva en la població A, simultània a un augment de la població B. A partir de les dades s'aprecia aquesta dinàmica cíclica, pròpia de la relació presa-depredador amb un cert desfasament entre els màxims i mínims de les dues poblacions. 3) Posem pel cas que a partir de la 5a setmana s'hagués deixat de subministrar aliment. Dibuixeu un nou gràfic que representi les variacions del nombre d'individus de la població A durant les 8 primeres setmanes.

En el nou gràfic s'hauria de representar una línia descendent, a partir de la 5a setmana, que representés una davallada important del nombre d'individus, fins i tot arribant a la desaparició de la població a l'aquari, com a resultat de l'esgotament de recursos. Un possible gràfic seria:

Sèrie 2, Pregunta 2B. Setembre’99i. Xarxa tròfica El diagrama mostra algunes relacions tròfiques en un estany d'aigua dolça (les fletxes indiquen la direcció del flux d'energia).

Es tracta d'una situació problema a partir d'una xarxa tròfica simplificada d'un ecosistema aquàtic. Amb la situació pretén avaluar-se la capacitat per identificar els diferents nivells tròfics, del maneig del concepte població, així com aspectes relacionats amb el flux d'energia i de matèria.

Page 61: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 61

a) L'aplicació d'un insecticida provoca la disminució dràstica de les poblacions d'insectes. Digueu, segons la xarxa, en quins nivells tròfics es troben les poblacions d'insectes de l'estany i expliqueu de quina manera l'aplicació de l'insecticida pot afectar la població de colobres aquàtiques. (1 punt) a) Les poblacions d'insectes representades a la xarxa són els escarabats i les larves de mosquit. Segons la xarxa les larves de mosquit són consumidors primaris (herbívors) i els escarabats són consumidors secundaris (carnívors). Les colobres aquàtiques s'alimenten de gambúsies i de granotes (adults i larves), i ambdues poblacions s'alimenten, en part, d'insectes. Per tant és d'esperar que es redueixin les poblacions de gambúsies i granotes, en disposar de menys aliment, i per tant també es redueixi la població de colobres. Aquí també es podria respondre que l'insecticida es va acumulant successivament a cada nivell tròfic, i per tant els nivells tròfics superiors (consumidors terciaris i quaternaris) la concetració d'insecticida a l'organisme podria arribar a ser important. b) Les larves de mosquit també s'alimenten de bacteris i de matèria orgànica en partícules molt petites que hi ha a l'aigua. Justifiqueu la importància de la població de larves de mosquit en el cicle de la matèria. (1 punt) La matèria orgànica en petites partícules resulta de la descomposició o dels excrements dels organismes. La major part dels bacteris són organismes descomponedors. Per tant, el paper de les larves de mosquit es prou important en el reciclat de la matèria ja que s'alimenten de bacteris i ingereixen matèria orgànica fragmentada, i les larves segons el diagrama són menjades per les granotes i les gambúsies, que són preses alhora d'altres organismes de l'ecosistema. c) Només una petita fracció de l'energia transformada per les algues verdes és incorporada pels teixits del lluç. Raoneu perquè. De cada nivell tròfic només la producció neta podrà ser aprofitada per al nivell tròfic següent (només aproximadament el 10% de cada nivell podrà ser aprofitat per al següent nivell tròfic). Els llucis ocupen els graons més alts de les cadenes d'alimentació de la xarxa, dos o tres nivells tròfics per damunt de les algues, per tant només una fracció molt petita de la producció (energia) de les algues serà incorporada als seus teixits.

Sèrie 5, Pregunta 3A. Setembre’99. Oxigen a la basa A la taula es donen els valors d'oxigen dissolt (mil·ligrams d'oxigen per litre d'aigua) mesurats al migdia, a diferents fondàries d'una bassa amb abundància de plàncton.

Fondària (m) Oxigen dissolt (mg L-1) 0,1 9,2 0,5 8,1 1 5,3 2 2,9 3 1,0 4 0,1

Page 62: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 62

a) Representeu les dades en un gràfic. Expliqueu el procés biològic que predomina al migdia en el primer mig metre de la bassa i digueu quins organismes el realitzen. (1 punt) L'exercici té com a propòsit avaluar la construcció de gràfics a partir de taules així com la seva interpretació i el maneig de diversos conceptes biològics com la fotosíntesi (realitzada pel fitoplàncton), respiració i el metabolisme aneròbic que poden realitzar alguns bacteris. a) Qualsevol d'aquestes representacions serà correcta Al migdia al primer mig metre de la bassa predomina la fotosíntesi (la fase llumínica). En aquesta bassa, on hi ha molt plàncton (com es diu a l'enunciat del problema), seran els organismes del fitoplàncton (algues) els causants de la sobresaturació d'oxigen (a les hores de llum). Respostes que apuntin a la presència d'altres organismes fotosintètics (macròfits, etc) també serien coherents. b) Quins canvis, en general, creieu que hi pot haver pel que fa a la concentració d'oxigen a l'aigua al vespre? Raoneu-ho. Al vespre els productors primaris deixen de fer la fase llumínica de la fotosíntesi i per tan no hi ha producció d'oxigen. Part de l'oxigen dissolt serà consumit en la respiració dels organismes planctònics (fitoplàncton i zooplàncton) i d'altres que visquin a la bassa i la concentració d'oxigen dissolt baixarà notablement. c) Expliqueu perquè al fons hi ha la concentració d'oxigen que apareix a la taula. Digueu quins són els organismes més abundants allà, a quin regne pertanyen i quin tipus de metabolisme tenen. Al fons hi ha gairebé anòxia i això és degut a que els processos de respiració (descomposició) han esgotat l'oxigen. Viuran bacteris amb metabolisme anaeròbic (també serien acceptables respostes que fessin referència a bacteris amb metabolisme facultatiu). Seran del regne dels Mòners

Sèrie 6, Pregunta 3A. Juny’99i. Transectes En l'estudi dels ecosistemes els transectes (inventaris d'un conjunt d'àrees del terreny) s'utilitzen comunament per mostrejar les comunitats vegetals. En

Page 63: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 63

aquests estudis se solen mesurar diverses variables ambientals. La taula mostra algunes dades d'un transecte al llarg d'un sistema de dunes litorals.

Localitat I II III IV Distància al mar (m) 50 100 150 200 Contingut salí del sòl (g de clorurs/dm3) 13 7 3 1 % de recobriment vegetal 5 30 65 97 Nombre d'espècies (plantes) 8 15 18 22 % de matèria orgànica al sòl 0,4 2 5,8 8,2

a) Justifiqueu quina localitat probablement tindrà més riquesa d'espècies animals. (1 punt) Es tracta d'una situació problema a partir de dades experimentals. L'exercici pretén avaluar la interpretació de dades donades en taules, així com el maneig de diversos conceptes d'ecologia com ara les relacions interespecífiques, la succesió ecològica i la distribució dels organismes segons les variables ambientals. El problema incideix també en la importància dels fenòmens osmòtics en les plantes en relació al contingut salí del sòl. a) Probablement la localitat IV serà la que contindrà més animals, ja que és la que té relativament un major recobriment de vegetació (97%) i conté més espècies de plantes (22). La diversitat i l'abundància dels productors primaris farà possible que s'estableixin més poblacions d'animals que s'alimentin de les plantes amb més possibilitats de relacions alimentàries. b) Les localitats de la taula presenten diferències pel que fa a la riquesa d'espècies, les característiques del sòl i a la cobertura vegetal a mesura que ens allunyem de la línia de costa. Raoneu-ho en termes de successió ecològica. (1 punt) Les localitats més properes a la línia de costa representen els primers estadis de la successió, amb poques espècies (probablement oportunistes o pioneres), amb una escassa cobertura vegetal i amb un sòl poc madur (amb poca matèria orgànica). A mesura que ens allunyem de la costa ens trobem amb comunitats més madures i amb estadis més avançats de la successió amb major diversitat d'espècies, major % de cobertura vegetal i sòls més madurs i rics amb matèria orgànica. c) Una adaptació comuna de les plantes que viuen en sòls amb altes concentracions salines és acumular moltes sals als seus teixits, arribant a tenir fins i tot concentracions majors que les del sòl. Expliqueu perquè aquest fet facilita que puguin absorbir aigua del sòl. El contingut salí del sòl provoca que l'aigua disponible per a les plantes tingui una alta concentració de sals, de manera que fàcilment arriba a ser major (hipertònica) que la concentració salina de l'interior de les cèl·lules (aquest fet provoca que la planta, per osmosi, tendeixi a perdre aigua per exosmosi en lloc d'absorbir-la). Per això una adaptació comuna de les plantes que viuen en sòls molt salins es acumular sals als seus teixits tornant el seu meri intracel·lular hipertònic o si més no isotònic i poder absorbir més fàcilment l'aigua mitjançant l'osmosi.

Page 64: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 64

Sèrie 1, Pregunta 3A. Juny’99. El foc El text correspon a una adaptació d'un fragment de l'obra Mediterrànies (Biosfera, Enciclopèdia Catalana). En el bioma mediterrani el foc ha tingut i té una gran importància com a factor ecològic, ja que la coincidència de l'època càlida amb l'eixuta representa una combinació que afavoreix els incendis. La causa natural, des de fa milers d'anys, dels incendis són els llamps, sobretot durant les curtes i violentes tempestes estivals. A conseqüència de la recurrència dels incendis en el bioma mediterrani trobem plantes que han evolucionat sota la pressió del foc, que presenten adaptacions encaminades a resistir-lo, i fins i tot algunes han desenvolupat mecanismes que confereixen clars avantatges quan el foc fa acte de presència. Desenvolupar escorces gruixudes, poc inflamables, que actuen com aïllant tèrmic (com l'alzina surera), proveir-se de borrons a sota l'escorça, presentar les bases llenyoses del tronc semienterrades amb capacitat per rebrotar, són exemples d'adaptacions de vegetals resistents al foc. Algunes plantes fins i tot veuen afavorida la germinació de les seves llavors pel foc. Fabricar i acumular substàncies volàtils inflamables, o acumular gran quantitat de virosta amb fulles i plaques de l'escorça que pengen de les branques, són estratègies que es donen en algunes plantes del bioma mediterrani que contribueixen a la propagació del foc. a) Quins avantatges, des del punt de vista de les relacions interespecífiques, suposeu que poden tenir les plantes mediterrànies resitents al foc? (1 punt) L'exercici es vertebra en conceptes d'ecologia i evolució a partir de l'anàlisi d'un text científic divulgatiu. Es pretén avaluar el maneig de conceptes d'ecologia tals com competència o successió secundària, així com conceptes d'evolució com ara adaptació i selecció natural. Les plantes resistents al foc posseeixen adaptacions que les permet sobreviure durant l'incendi, fins i tot algunes rebroten fàcilment o requereixen altes temperatures per germinar (tal com esmenta el text). Les plantes amb estructures resistents al foc o amb capacitat per rebrotar o germinar després de l'incendi competiran amb avantatge respecte d'altres plantes de la comunitat, durant i després de l'incendi b) Expliqueu el significat de la frase "han evolucionat sota la pressió del foc" que apareix al text. (1 punt Al ser el foc un factor ecològic més, les espècies han estat sotmeses, a selecció natural (pressió selectiva, com diu el text) també a partir del foc. Les adaptacions -com algunes de les que s'esmenten al text- s'han adquirit per selecció natural, ja que el fet de posseir aquests caràcters biològics ha suposat sobreviure als incendis o competir amb un clar avantatge sobre altres espècies que no les posseeixen quan hi ha hagut foc. c) Abans de l'existència de l'espècie humana, als boscos mediterranis els incendis es donaven d'una manera cíclica cada 100 o 150 anys. L'espècie humana ha multiplicat d'una manera important el risc d'incendi, de manera que els boscos mediterranis pateixen incendis en cicles inferiors als 10 anys. Expliqueu, en termes de successió, com afecta això al procés de regeneració del bosc.

Page 65: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 65

Després del foc es dóna un procés de successió (en aquest cas secundària) on les primeres espècies, les plantes oportunistes, preparen el sòl, per a altres plantes i així successivament fins arribar a la regeneració del bosc original. Si el cicle d'incendis es curt (menys de 10 anys) el procés de successió no té temps de completar-se i sempre es torna a estadis més immadurs del bosc

Sèrie 2, Pregunta 3B. Setembre’98i. Dues basses El dibuix de sota representa dues basses (A i B) força diferents. A cada bassa hi habita una comunitat. El gràfic, mostra la variació de la temperatura amb la fondària a cada bassa, en un dia d'estiu.

a) Què és una comunitat? Raoneu per què la comunitat que habita la bassa A pot ser força diferent de la de la bassa B. (1 punt) Aquesta situació problema pretén avaluar continguts propis d'ecologia, com ara els conceptes de comunitat i variable ambiental així com la importància dels elements inerts i biòtics per a la composició i funcionament de l'ecosistema. Incideix també en la lectura i interpretació de gràfics i dibuixos. a) Una comunitat és el conjunt d'organismes que viuen en un ecosistema determinat. N'hi hauria prou amb que l'alumne justifiqués les diferències en basse als elements abiòtics propis de cada bassa que determinarà la composició de la comunitat en cada cas: es troben sobre roques diferents; la composició de la seva aigua pot ser diferent; una bassa és més fonda que l'altra; hi ha diferències en la temperatura, etc. b) Quina línia (1 ó 2) del gràfic correspon a cada bassa? S'ha trobat una espècie del zooplàncton que només pot viure entre 15 i 18 graus centígrads. Justifiqueu a quina bassa viu. (1 punt) El gràfic 1 correspon a la bassa B, el 2 a l'A. Com pot observar-se al gràfic, l'espècie només pot correspondre a la bassa B, ja que només a partir d'una determinada fondària s'arriba al rang de temperatura compatible amb la vida d'aquesta espècie. c) Suposeu que es tallessin tots els arbres que rodegen la bassa B. Creieu que això comportaria, després d'un temps, algun canvi en la comunitat d'organismes aquàtics de la bassa? Per què? (1 punt) Cal que la resposta apunti alguns dels possibles canvis derivats del fet de tallar els arbres: variacions en la incidència del vent, en la insolació (per les ombres) i per tant en la quantitat de llum i temperatura, en els aports per fulles caigudes (que ja no hi seran), en l'aport dels materials que ara seran més erosionables, etc.

Page 66: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 66

Sèrie 5, Pregunta 3A. Setembre’98. Corrals marins En diverses zones costaneres poc profundes del Mediterrani s'han instal·lat petits corrals limitats per xarxes, on s'engreixen, amb pinso, alevins de peixos d'interès comercial (daurades principalment). Just sota d'aquestes zones s'han observat notables canvis en la comunitat del fons marí. a) Expliqueu perquè la proposició que segueix no és acceptable: "El pinsos probablement no són consumits en la seva totalitat pels peixos i això suposa un aport de matèria orgànica que aprofiten sobretot les algues per desenvolupar comunitats frondoses just sota el corral." (1 punt) L'exercici tracta d'avaluar el maneig de conceptes en relació a l'ecologia, concretament respecte a l'ecologia tròfica. També demana fer un petit càlcul de la producció a partir de la biomassa amb un canvi senzill d'unitats. a) La proposició no és acceptable ja que les algues són organismes autòtrofs fotosintètics i no "s'alimenten a partir de matèria orgànica". Poden acceptar-se respostes que justifiquin que la matèria orgànica serà mineralitzada per l'acció dels descomponedors i que els nutrients inorgànics serien utilitzats posteriorment per les plantes. b) Expliqueu en què es pot fonamentar l'impacte negatiu al qual fa referència la frase de sota: "L'aportament de matèria orgànica (del pinso) i d'excrements (dels peixos) canvien les condicions aprop del fons i produeix un impacte negatiu sobre la comunitat just sota el corral." (1 punt) Els aports de matèria orgànica i excrements afavoriran els processos de descomposició i putrefacció per part dels bacteris, els metabòlits i resultants dels processos tendiran a augmentar la seva concentració localment i probablement la concentració d'oxigen tendirà a disminuir. També serien acceptables altres respostes apuntant a que l'aport extern de matèria orgànica és un canvi que modifica les condicions naturals i que el medi es tornarà més tèrbol, predominaran els organimes detritívors i la diversitat tendirà a disminuir c) Suposem que la biomassa d'alevins de daurades en un corral en un moment determinat sigui de 10 kg /m3 (pes fresc). Al cap de dues setmanes la biomassa és de 24 kg /m3 (pes fresc). Calculeu, en aquest cas, la producció neta en g/ m3/dia en pes sec, assumint que un 70% de la massa dels peixos és aigua. (1 punt)

En dues setmanes (14 dies) l'augment de la biomasa ha estat de 14 kg /m3 (24-10). Per tant la producció neta mitjana diària és de 1 kg /m3 . Com ens demanen el resultat en pes sec caldrà fer la conversió (70%) i el canvi d'unitats a g: 300 g /m3 i dia.

Sèrie 6, Pregunta 3B. Juny’98i. La selva Llegiu el text següent: La selva, l'ambient terrestre on més prolifera la vida, té un equivalent marí en els esculls coral·lins. Els pòlips coral·lins que construeixen els esculls són animals, però els seus cossos contenen un gran nombre de petits grànuls bruns i groguencs de naturalesa vegetal. Són algues diminutes- zooxantel·les- que guarden un íntim parentiu amb les algues del plàncton. Aquests diminuts éssers, a l'interior de l'animal absorbeixen els seus productes d'excreció i es

Page 67: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 67

valen dels fosfats i nitrats per sintetitzar proteïnes, i amb la col·laboració del sol utilitzen el diòxid de carboni per formar glúcids. En el transcurs d'aquest últim procés les zooxantel·les alliberen oxigen, que és justament el que el pòlip necessita per respirar. Així els pòlips i les zooxantel·les surten beneficiats. a) Expliqueu, a partir del text anterior, quin tipus de relació interespecífica estableixen les algues (zooxantel·les) i els pòlips i en què es fonamenta aquesta relació. Citeu un altre exemple que il·lustri aquest tipus de relació. L'exercici vol comprovar els coneixements relacionats amb l'ecologia. Cal identificar una relació interespecífica com la simbiosi i conèixer altres exemples, així com construir una xarxa tròfica a partir de diferents organismes. També es demana a l'alumne que sigui capaç d'aplicar el concepte de producció de l'ecosistema com a factor limitant dels nivells tròfics. a) Les algues zooxantel·les i els pòlips es troben associats íntimament: cap dels dos individus pot viure de forma independent l'un de l'altre: els pòlips obtenen de l'alga l'oxigen necessari per la seva supervivència i les algues, que viuen a l'interior del pòlip, prenen els seus productes de desfeta, absorbeixen substàncies minerals transformant-les en biomolècules gràcies a la fotosíntesi. Aquesta relació és un exemple de simbiosi. Altres exemples de simbiosi poden ser les que s'estableix entre un alga i un fong per constituir un líquen. Respostes que fessin referència la teoria endosimbiòtica pel que fa al'origen de determinats orgànuls (plastidis, mitocondris) també poden acceptar-se. b) Considerem diversos organismes d'aquest ecosistema marí: - Blènids: peixos que s'alimenten de petits invertebrats macroscòpics. - Anèmones: cnidaris que viuen fixes a un substrat i capturen animals microscòpics. - Copèpodes:crustacis del plàncton de mida microscòpica que s'alimenten del fitoplancton. - Dinoflagel·lades: algues unicel·lulars del plàncton. - Rodòfits: algues pluricel·lulars fixes al substrat - Ballarines espanyoles: moluscs gasteròpodes que mengen anèmones - Rubioques: peixos que mengen altres peixos herbívors i invertebrats macroscòpics - Diatomees: algues unicel·lulars del plàncton - Taurons: peixos que mengen altres peixos i animals invertebrats grans. - Peixos cirurgià: peixos que s'alimenten d'algues pluricel·lulars - Gambetes: crustacis que mengen algues pluricel·lulars Feu un diagrama d'una possible xarxa tròfica entre aquests organismes i classifiqueu-los segons el seu nivell tròfic. (1 punt) Hi ha molts diagrames possibles amb els organismes que es donen. Part de la dificultat de l'exercici es troba en conèixer els termes macroscòpic, microscòpic, plàncton, etc. que es submisnistren en l'enunciat de l'exercici i que són necessaris per construir la xarxa. Cal, per tant, que el diagrama de la xarxa sigui coherent amb la informació. Classificació en nivells tròfics: Productors primaris dinoflagel·lades, diatomees, rodòfits Consumidors primaris o herbívors peixos cirurgians, gambetes, copèpodes Consumidors secundaris o carnívors anèmones, blènids, rubioques. Consumidors terciaris o supercarnívors ballarines espanyoles, taurons.

Page 68: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 68

c) Creieu que pot augmentar indefinidament el nombre de nivells tròfics d'aquest ecosistema coral·lí? Raoneu la vostra resposta. No, perquè l'energia que passa d'un nivell a l'altre només és aproximadament el 10% de l'acumulada en ell (regla del 10%). És a dir, gran part de la producció és invertida en un nivell tròfic per realitzar les seves activitats vitals, només aquella part destinada a crèixer (augmentar la biomassa) podrà passar al següent nivell tròfic. Aquests fet fa que el nombre de nivells tròfics de qualsevol ecosistema, fins i tot els més diversos, sigui limitat i que la producció disminueixi a cada nivell tròfic consecutiu.

Sèrie 3, Pregunta 1. Juny’98. Vessant d’una muntanya El dibuix de sota representa el perfil del vessant d'una muntanya on s'identifiquen 6 espècies (1, 2, 3, 4, 5 i 6) i tres comunitats vegetals (A, B i C).

a) Quines són fonamentalment les variables ambientals que condicionen la presència i distribució d'aquestes comunitats? Expliqueu què vol dir que en aquest vessant un arbust és indiferent al substrat. (1 punt) Es tracta d'un problema d'ecologia que avalua el maneig de conceptes com variable ambiental, rang de tolerància, població, comunitat, depredació i competència. També exigeix la comprensió i interpretació d'imatges i legendes i la identificació de variables. a) Les dues variables ambientals que, en aquest cas, condicionen la distribució i disposició de les comunitats són les precipitacions i el tipus de substrat (calcari o bàsic i silícic o àcid). Que una planta sigui indiferent al substrat vol dir que pot viure indistintament en sòl calcari o silícic (com per exemple l'espècie 7) i que per tant la seva distribució no està limitada ni condicionada pel tipus de sol.. b) Suposeu que el límit de tolerància pel que fa a les necessitats d'aigua de l'arbust gran (3) van de 350 a 700 mm/any. Doneu una hipòtesi de per què no apareix a la comunitat B. Suposem que l'arbre 1 sigui indiferent al tipus de sòl. Doneu una hipòtesi de per què no forma part de la comunitat C. (1 punt)

Page 69: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Institut Galileo Galilei 69

L'arbust gran (3) No apareix a la comunitat B perquè només pot viure al sòl calcari (bàsic), tot i que per les seves necessitats d'aigua podria viure a la comunitat B. L'arbre 1, tal com diu la legenda, té grans necessitats hídriques, per tan, tot i ser indiferent al substrat, difícilment podrà habitar a la comunitat C, on l'ambient és molt eixut. c) Expliqueu què és una població i identifiqueu les poblacions vegetals que apareixen a la comunitat B. (1 punt) Una població és el conjunt d'individus de la mateixa espècie que habiten un indret deteminat. A la comunitat B es distingueixen 4 poblacions (que corresponen a les espècies 2, 4, 5 i 6). d) Suposeu que a la comunitat B habiten llebres i guineus. Les llebres s'alimenten fonamentalment de la planta 5. Justifiqueu per què una disminució en el nombre de guineus pot afavorir a la planta 6. Quina relació interespecífica hi ha entre la planta 5 i la 6?

Els guineus depreden les llebres (relació depredació). Una disminució de les guineus podria suposar un augment del nombre de llebres. La planta 5 llavors podria ser més menjada per la població de llebres. Si tal com diu l'enunciat aquest fet afavoriria la planta 6, això vol dir que entre les dues plantes hi ha competència

Page 70: Sèrie 1, Pregunta 3B. setembre´16. Toxoplasmosi (1)

Biologia Batxillerat. Ecologia 70