Biologia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 55.

Kategoria: Fizjologia roślin Metody badawcze i doświadczenia Typ: Sformułuj wnioski, hipotezę lub zaplanuj doświadczenie Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

Na rysunku pokazano zestaw doświadczalny: w otwartym szklanym słoju, z kilkucentymetrową warstwą wody na dnie, umieszczono skiełkowane nasienie fasoli (nasienie narysowano w powiększeniu). Przymocowano je delikatnie do wewnętrznej powierzchni kawałka czarnej bibuły, którym wyłożono część wewnętrznej powierzchni słoja. Przez cały czas trwania doświadczenia zestaw ten był umiarkowanie oświetlany w sposób pokazany na rysunku i pozostawiony w pomieszczeniu, w którym panowała temperatura 20°C. Przez 5 dni uzupełniano wodę oraz obserwowano kierunek wzrostu pędu oraz korzenia. Możliwe kierunki wzrostu tych organów podano w tabeli.

Organ rośliny	Pęd	Korzeń
Kierunek wzrostu	1. przeciwnie do kierunku światła	1. przeciwnie do kierunku światła
	2. w kierunku światła	2. w kierunku światła
	3. prosto do góry	3. prosto do góry
	4. prosto w dół	4. prosto w dół

a)	Sformułuj problem badawczy do przedstawionego doświadczenia.

b)	Korzystając z tabeli, podaj oznaczenia cyfrowe opisów reakcji pędu i reakcji korzenia, które potwierdzają hipotezę badawczą, postawioną w opisanym doświadczeniu.

c)	Opisz próbę kontrolną do przedstawionego doświadczenia, i korzystając z tabeli, podaj wyniki tej próby.

d)	Korzystając z tabeli, podaj prawidłowy wynik doświadczenia, w którym taki sam zestaw, jak w próbie badawczej, pozostawiony przez 5 dni w takich samych warunkach światła i temperatury, obracany był w osi pionowej co godzinę o 45°.

Rozwiązanie

Przykłady poprawnych odpowiedzi

(0-1)

Wpływ jednostronnego oświetlenia na kierunek wzrostu pędu (łodygi) i korzenia.
Czy pęd (łodyga) i korzeń rosną (wydłużają się) w kierunku (w stronę) padającego światła?
Porównanie kierunku wzrostu (wydłużania się) pędu (łodygi) i korzenia w odpowiedzi na jednostronne oświetlenie.
Czy pęd (łodyga) i korzeń tak samo reagują na światło padające z jednej strony (na jednostronne oświetlenie)?

Uwagi od BiologHelp:
W zadaniach maturalnych w formułach 2015 i 2023 klucze odpowiedzi CKE zazwyczaj wymagały bardziej szczegółowego formułowania problemu badawczego. W przypadku badań z zakresu fizjologii roślin przeważnie oczekiwano odniesienia się do obiektu badań, tj. wskazania gatunku, którego dotyczy badana zależność lub dodania sformułowania „u badanej rośliny / u badanego gatunku”. W powyższych propozycjach odpowiedzi ten element nie zostały uwzględniony.

(0-1)

Pęd – 2.
Korzeń – 1.

(0-1)

Próba kontrolna: taki sam zestaw doświadczalny, umieszczony w takich samych warunkach temperatury, przez 5 dni oświetlany z góry takim samym światłem (poddany działaniu równomiernego światła) – to jest próba kontrolna pozytywna.
Próba kontrolna: taki sam zestaw badawczy, umieszczony w takich samych warunkach temperatury, przez 5 dni pozostawiony bez dostępu światła (zasłonięty szczelnie, np. papierem nieprzepuszczającym światła – to jest próba kontrolna negatywna.

Pęd – 3.
Korzeń – 4.

(0-1)

Pęd – 3.
Korzeń – 4.

Uwagi od BiologHelp:
Moim zdaniem przedstawiona w kluczu interpretacja wyników doświadczenia (w modyfikacji z punktu d) jest błędna - sprawia wrażenie, że pominięto obecność bibuły. Obracanie słoja względem kierunkowego, bocznego oświetlenia nie sprawi, że roślina zostanie oświetlona równomiernie, ponieważ obecność bibuły stale blokuje dostęp do światła z jednej strony. Nawet po obróceniu słoja o 180 stopni siewka będzie lepiej oświetlona od strony otwartej (światłem rozproszonym) niż od strony zasłoniętej bibułą. Nierównomierne oświetlenie wyklucza wzrost rośliny w osi pionowej, bez odchyleń fototropicznych. Aby lepiej zilustrować ten problem, zamieszczam schematyczny rzut z góry na przebieg doświadczenia uwzględniający obrót słoja. Roślina od strony bibuły pozostaje nieoświetlona niezależnie od fazy obrotu, podczas gdy strona przeciwna jest oświetlana ze zmiennym natężeniem i pod różnymi kątami padania światła.

Wskazówki

Przypomnij sobie, czym jest problem badawczy oraz przeanalizuj warunki i przebieg doświadczenia. Problem badawczy to pytanie, na które szukamy odpowiedzi za pomocą określonego doświadczenia lub obserwacji, albo sformułowanie tematu (przedmiotu) naszych poszukiwań. W analizowanym doświadczeniu istotne są jego warunki: skiełkowane nasienie ma dostęp do wody, powietrza i światła, przy czym światło pada tylko z jednego kierunku. W tych warunkach obserwowany jest wzrost pędu i korzenia.

Przypomnij sobie, czym jest hipoteza badawcza – jest wstępną odpowiedzią na sformułowany wcześniej problem badawczy. Ustal zatem, co było celem przeprowadzonego doświadczenia, gdyż z celu wynika problem badawczy. Jeżeli już sformułujesz problem badawczy, to wyobraź sobie, że właśnie przystępujesz do przeprowadzenia tego doświadczenia, aby następnie sformułować do niego hipotezę. Na końcu należy zastanowić się, jaki będzie wynik tego doświadczenia i odszukać wariant odpowiedzi, w którym został on wskazany. Ta odpowiedź jest pozytywną weryfikacją, czyli potwierdzeniem hipotezy badawczej.

Na początku rozwiązywania tego zadania przypomnij sobie, czym jest próba kontrolna doświadczenia oraz ustal, wpływowi którego czynnika zewnętrznego, i w jaki sposób została poddana roślina w próbie badawczej. W przypadku tego doświadczenia warto rozważyć 2 możliwości skonstruowania próby kontrolnej. Wiemy, że w próbie kontrolnej należy pozostawić czynnik, którego wpływ jest badany, ale powinien on działać w sposób charakterystyczny dla środowiska naturalnego – taką próbę kontrolną nazywamy pozytywną. Natomiast w próbie kontrolnej negatywnej należy wyeliminować ten czynnik, gdyż jego brak staje się sprawdzeniem wpływu danej cechy czynnika (tu – kierunku padania światła) na badany proces (tu – wzrost korzenia i pędu). Po zaprojektowaniu próby kontrolnej należy krótko przedstawić zestaw doświadczalny w niej użyty, następnie przewidzieć wyniki tej próby oraz znaleźć prawidłowy wariant odpowiedzi.

Mimo że w poleceniu nie ma odniesienia do rozmieszczenia i udziału auksyn w reakcji fototropicznej łodygi i korzenia, przypomnij sobie mechanizm tej reakcji. Zwróć przede wszystkim uwagę na zmiany w rozmieszczeniu auksyn w strefie wydłużeniowej tych organów, kiedy oświetlane są z jednego kierunku. Mają one wpływ na zmiany w tempie wydłużania się różnych stron tych organów. Następnie zastanów się, jak zabieg zastosowany w doświadczeniu wpłynie na rozmieszczenie auksyn, a właściwie – na zmiany tego rozmieszczenia w strefie wydłużeniowej pędu i w strefie wydłużeniowej korzenia. Na końcu wybierz wariant odpowiedzi, w której prawidłowo przewidziano kierunek wzrostu tych organów roślinnych w sytuacji ciągłej zmiany strony organu, na którą pada światło.