Biologia - Informator CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 6.

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

Zielenica Scenedesmus subspicatus może być jednokomórkowa lub tworzyć 2-, 4- lub 8-komórkowe kolonie. Postawiono hipotezę, że forma morfologiczna glonu wynika z presji roślinożercy.

Aby przetestować tę hipotezę, przeprowadzono następujący eksperyment. Dodano do wody sole mineralne i rozpoczęto hodowlę S. subspicatus w warunkach sztucznego oświetlenia i stałej temperatury równej 20°C. Po sześciu dniach populacja składała się prawie wyłącznie z formy jednokomórkowej o rozmiarach 6–8 × 4–5 μm w zagęszczeniu około 20 tys. komórek/ml. Na tym etapie hodowlę podzielono na cztery części i umieszczono w osobnych naczyniach o objętości 100 ml. Do dwóch z nich dodano po jednym osobniku Daphnia magna – skorupiaka o wielkości około 3 mm, który w warunkach naturalnych żywi się fitoplanktonem. Pozostałe warunki hodowli nie uległy zmianie. We wszystkich czterech próbach codziennie sprawdzano gęstość hodowli oraz udział poszczególnych form morfologicznych.

Wyniki eksperymentu przedstawiono na poniższych wykresach w postaci średnich oraz zakresu zmienności w dwóch powtórzeniach.

Na podstawie: D.O Hessen, E. Van Donk, Morphological changes in Scenedesmus induced by substances released from Daphnia, „Archiv für Hydrobiologie” 127, 1993, s. 129–129.

6.1. (0–1)

Sformułuj wniosek na podstawie przedstawionych wyników doświadczenia.

6.2. (0–1)

Wyjaśnij, dlaczego prowadzono hodowlę S. subspicatus także bez obecności D. magna. W odpowiedzi uwzględnij znaczenie tej próby w interpretacji wyników doświadczenia.

6.3. (0–2)

Wyjaśnij, dlaczego dla utrzymania hodowli S. subspicatus konieczne jest:

  1. włączenie oświetlenia,
  2. dodanie do wody soli mineralnych.

Rozwiązanie

6.1. (0–1)

Zasady oceniania
1 pkt – za poprawnie sformułowany wniosek, odnoszący się do stymulującego wpływu Daphnia magna na rozwój kolonii u Scenedesmus subspicatus.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

  • Presja D. magna prowadzi do formowania się kolonii u S. subspicatus.
  • Scenedesmus subspicatus odpowiada na presję D. magna zwiększeniem rozmiarów kolonii.
  • Obecność Daphnia magna jest przyczyną grupowania się komórek w kolonie u S. subspicatus.

6.2. (0–1)

Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne wyjaśnienie, odwołujące się do konieczności porównania wyników z próby badawczej z próbą kontrolną.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

  • Porównanie wyników z próby badawczej z próbą bez roślinożercy pozwala się upewnić, czy zmiany w próbie badawczej na pewno zostały wywołane badanym czynnikiem.
  • Ta próba pozwala sprawdzić, czy oprócz presji skorupiaka nie działał inny dodatkowy czynnik.

6.3. (0–2)

Zasady oceniania
2 pkt – za poprawne wyjaśnienie znaczenia oświetlenia, uwzględniające jego rolę w procesie fotosyntezy, oraz za poprawne wyjaśnienie znaczenia soli mineralnych, uwzględniające odżywianie mineralne roślin.
1 pkt – za poprawne wyjaśnienie wyłącznie znaczenia oświetlenia lub poprawne wyjaśnienie wyłącznie znaczenia soli mineralnych.
0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań za 1 pkt albo za brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

1. Włączenie oświetlenia:

  • zielenice są fotoautotrofami – potrzebują światła do prowadzenia fotosyntezy i wzrostu.
  • światło jest źródłem energii niezbędnej do asymilacji CO2 przez te glony.

2. Dodanie do wody soli mineralnych:

  • dostarcza pierwiastków koniecznych do wzrostu, które nie są pobierane w procesie fotosyntezy.
  • sole mineralne dostarczają azotu, fosforu i siarki koniecznych do budowy białek i kwasów nukleinowych.

Wskazówki

6.1. (0–1)

Słupki błędów na wykresach zazwyczaj oznaczają błąd standardowy średniej lub odchylenie standardowe. W tym przypadku jest inaczej – jest to „zakres zmienności w dwóch powtórzeniach”, a więc wartość minimalna i wartość maksymalna. Pośrodku takiego przedziału znajduje się wartość średnia z dwóch powtórzeń eksperymentu. Badacze zazwyczaj stosują większą liczbę prób (powtórzeń), ale czasami ze względów finansowych lub organizacyjnych badania prowadzi się na mniejszą skalę. Jeżeli – jak w tym przypadku – zmienność między powtórzeniami jest niewielka w porównaniu do efektu wywoływanego przez badany czynnik, to z takich badań można od razu wyciągnąć wnioski. W innym przypadku przeprowadzony eksperyment należałoby potraktować jako pilotażowy, a wnioskowanie – odroczyć do momentu uzyskania wyników z udziałem większej liczby powtórzeń.