I. Fodor József Megyei Biológia Verseny Elődöntő 2010. március 6.
I. A kakukk (Cuculus canorus) (10 pont) A kakukk költési időszaka május-július közt van. Költésparazita madár, mintegy 9-25 fészket is meglátogat, melyekbe egy-egy tojást rak. Kedvenc gazdamadarai a nádirigó, a réti pityer és az erdei szürkebegy, de még sok más madár fészkébe is rak tojást. A fiókák 12 napi kotlás után kelnek ki, rendszerint hamarabb, mint a gazdamadár fiókái. A frissen kelt kakukkfióka kilöki a fészekből a többi tojást, vagy akár a frissen kelt mostohatestvéreit is, ezért a mostohaszülők egyetlen fiókaként nevelik. A fiatal kakukkok 19-24 nap után repülnek ki, de csak 50 naposan lesznek önállók. 1. Végezze el a rendelkezésre álló adatok alapján a kakukk rendszertani besorolását! Ország: Törzs: Osztály: Rend: Család: Nem: Faj:.. 2. A kakukk a méretéhez képest milyen termetű énekesmadarak fészkébe rakja le tojását?.. 3. A gazdamadár hány tojást rakott fészkébe? A) csak egyet B) általában kettőt C) többet, mint a kakukk 4. Melyik tojáson kell többet kotlania a gazdamadárnak?. 1
5. A kakukk más madarakkal költeti ki tojásait, a gazdamadár fészekaljának rovására. Milyen populációs kölcsönhatás ez? 1. asztalközösség 2. élősködés 3. táplálkozási kölcsönhatás 4. antibiózis 5. szimbiózis 6. A madarak ivadékgondozó viselkedését, az etetést a kitátott csőr és a piros torok váltja ki. Hogyan hívjuk ezt az ingert?.. 7. Milyen ingert jelent a kakukkfióka mérete a gazdamadár számára?... 8. Fogalmazza meg röviden, mit jelent a szövegben szereplő fészekparazita kifejezés! 9. A kakukk hasznos, nagy termetű, hernyókkal táplálkozó védett madár. Mekkora a populáció nagysága a gazdamadarak populációméretéhez képest?. 10. Miért csak áprilistól-szeptemberig tartózkodik nálunk a kakukk?. 2
II. A DNS (12 pont) Sokszor előfordul apró sérülés bőrünkön, és csodálattal, megnyugodva tapasztaljuk, hogy a bőrhiány pótlódik. Ugyanolyan információtartalmú sejtek keletkeznek, mint amelyek a sérülés következtében eltűntek. Hasonlít ez a folyamat ahhoz, mint amikor a művész replikát (másolatot) készít eredeti alkotásáról. A DNS története 1869-ig nyúlik vissza, amikor is Friedrich Miescher felfedezte a nukleinsavat, melyet sebesült katonák gennyel átitatott kötéseiből izolált. Rövid válasz 1. Mely sejtalkotóból származott a F. Miescher által (kapott) nyert nukleinsav (legnagyobbrészt)? 2. Mely sejtalkotó tartalmaz még nukleinsavat ezen kívül, nevezzen meg egyet! Egyszerű választás 3. Miért savas a nukleinsav? A) Ecetsavat tartalmaz. B) Szénsavat tartalmaz. C) Foszforsavat tartalmaz. D) Karbonsavat tartalmaz. E) Hangyasavat tartalmaz. Később felfedezték, hogy a DNS építőegységei a nukleotidok, melyek további részekből állnak. A 3. feladatban megadott savcsoporton kívül N tartalmú bázis(oka)t és cukrot is tartalmaznak. Rövid válasz 4. Nevezze meg a DNS-ben található cukrot!. 5. Melyik betű jelöli az ábrán a cukrot? 3
Egyszerű választás 6. További bonyodalom származott abból, hogy a DNS-ben négyféle nukleotidot találtak. Erwin Chargaff (pedig) megfigyelte a DNS-ben a nukleinsavakat alkotó bázisok arányának (az) állandóságát. Melyik igaz egy gennysejtből izolált DNS bázisarányaira? A) G + C = A +T B) G + U = A + T C) C + U = A + G D) A + G = C + T E) A + U = C + T Watson és Crick modellépítéssel kezdtek a DNS szerkezetének meghatározásához. A röntgendiffrakciós adatok alapján 2,3 vagy 4 szálra gondoltak. Végül is kétláncú modellt kezdtek el építeni. Gondot jelentett az, hogy a cukor-sav vázat hol helyezzék el, belül, vagy kívül. Az utóbbi esetben a bázisoknak kell belülre kerülniük, de hogyan? A bázisok sorrendje végtelen sok lehetőséget jelent, de a négy bázis eltérő formájú. A kutatók először a kémiában oly gyakran alkalmazott hasonló a hasonlóval elvet akarták alkalmazni. Látták, hogy ha eszerint helyezik el egymással szemben a bázisokat, akkor nem lehet szabályos külső gerincet létrehozni, továbbá ez a forma nem egyezik a mérési adatokkal. Watson és Crick alkalmazta a DNS szerkezetére Linus Paulingnak a kémiai kötésre vonatkozó tanításait és modellezési módszerét. Rövid válasz 7. Melyik betű jelölheti az ábrán a citozint? Az ábrán jól látható, hogy három H-híd van a bázisok között, tehát a kérdéses bázis csak a citozin lehet. 8. Milyen kötések kapcsolják össze a DNS két szálában a bázispárokat? 9. Melyik betű jelöli ezeket a kötéseket az ábrán? Érdekes a DNS 50 évvel ezelőtt újszerűnek számító szerkezetét a szimmetriatulajdonságok szempontjából is szemügyre venni. Már a röntgendiffrakciós adatok is egyértelműen jelezték a molekulaszerkezet kétfogású forgási (C2) szimmetriáját. Ez a szimmetria követelte meg, hogy a közös tengely körül csavarodó két helikális lánc iránya egymással ellentétes legyen. A kétfogású forgástengely a két csavar közös tengelyére merőleges. Ugyancsak a kétfogású szimmetriának felel meg az, hogy a két csavar egymás komplementere, amit a szerkezet építőelemeiként résztvevő bázispárok valósítanak meg. Watson és Crick klasszikus dolgozatukat a következő elhíresült mondattal fejezték be: "Nem kerülte el a figyelmünket az, hogy az általunk feltételezett párosítási szabály egy másolási mechanizmust is sugall a genetikai anyag számára." Ez a súlyos megjegyzés közvetlenül a kétfogású szimmetria megállapításából következhetett. A DNS szerkezetéből mely következtetések vonhatóak le? 4
Igaz vagy hamis 10. Az egyik szál bázisai meghatározzák a másik szál bázisait. 11. Ha különböző élőlények bázissorrendje egy adott DNS szakaszon azonos lenne, akkor azonosak volnának információtartalom szempontjából is. 12. Az egyik szál nukleotidjainak sorrendje meghatározza a másik szál nukleotidjainak sorrendjét.. III. Az emésztőrendszer (10 pont) Párosítsa az ábra betűjeleit a megadott meghatározásokhoz, és ezek segítségével nevezze meg az emésztőrendszer részeit! (pl. 9. D tüdő) Ábraelemzés Megnevezés Az emberi szervezet legnagyobb mirigyes szerve. A tápcsatorna legtágabb része. Antiperisztaltikus mozgásra is képes. Fontos szerepe van a falat formálásában, az ízérzékelésben és a beszédben is. Gyűrű alakú záróizmát akaratlagosan szabályozzuk. A táplálék felaprítása, előemésztése itt folyik. A növényi cellulóz emésztése itt folyik A tápcsatorna leghosszabb szakasza. Emésztőnedv termelése mellett belső elválasztású mirigy is. Erősen savas kémhatása megöli az ide bejutó baktériumokat és aktívvá teszi az emésztőenzimét. Betűjel 5
IV. Kísérletelemzés (6 pont) Csirkecsontokkal az alábbi két kísérletet végeztük el. A. Egy csirkecsontot 1 napra 10 %-os sósavoldatba tettünk. B. Egy másik csont tömegét lemértük, majd vasháromlábra tett lapon hevítettük 20 percig. A hevítés után lemért tömeg csupán a 70%-a volt az előzőleg mért tömegnek. Rövid válasz A következőkben válaszoljon röviden a kérdésekre! Ha a fenti két kísérlet eredménye a válasz, úgy A vagy B betűt írjon válaszként a kérdés után! 1. Melyik csirkecsontra köthető csomó? 2. Melyik(ből) csirkecsontból vontuk ki a szervetlen összetevőket? 3. Hány %-os a szervetlen összetevők tömegaránya a kísérleti csontokban?. 4..Melyik kísérlettel hozható kapcsolatba a kisgyerekek zöldgallytörése, vagyis a csontok kisgyermekkorban inkább hajlanak, mintsem törnek? (A csonttöréseknek speciális esete az úgynevezett zöldgally-törés. Ez a törésfajta gyermekkorban fordul elő attól különleges, hogy a csont eltörik ugyan, de a rugalmas, erős csonthártya nem szakad el. Ez összetartja az eltört csontot.). 5. Melyik csontból vontuk ki, a D vitamin segítségével csontba beépített anyagokat?. 6. A csontok szilárdságát, keménységét maghatározó összetevőket mely kísérlet során vontuk ki? A csontritkulás (oszteoporózis) nevű betegség az előbb említett, keménységet meghatározó összetevők mennyiségének csökkenésével van kapcsolatban. 6
V. A gerincvelő (8 pont) A gerincvelő-sérülése miatt rengetegen kényszerülnek tolószékbe. Sokan a sportban találták meg azt az eszközt, amely révén a legkisebbre csökkenthetik az egyébként viszonylagos mozdulatlanságra ítélt lét kedvezőtlen következményeit. Mindannyiunk életében értékkel bír a sport, s ez még fokozottabban így van a fogyatékkal élőknél: a sportolás során kialakított vagy csökkent működésükből felerősített készségek, képességek növelik a környezettől való függetlenséget, elősegítik a társadalomba való beilleszkedést. A testi fogyatékosok sportja a II. világháború után indult útjára a (maga) nagyszámú katona- és civil sérült részvételével. Jó félévszázaddal ezelőtt a brit kormány létrehozott egy rehabilitációs központot a gerincvelősérülést szenvedett II. világháborús veteránok részére a Stoke Mandeville Kórházban, amelyet egy kiváló neurológus, Dr. Ludwig Guttmann ( a bénák Coubertinje ahogy XXIII. János pápa jellemezte a Római Paraolimpián) vezetett. Ami ma már nyilvánvalónak és közhelynek tűnik, az akkor még újszerű volt: a sport gyógyít, függetlenségre nevel, elősegíti a beilleszkedést. A rokkant személyek rehabilitációjában a sport az egyik legfontosabb eszközzé vált. Az alábbiakban különböző gerincvelői szelvények sémás ábrázolását adjuk meg. Egyszerű választás 1. Egy ülőröplabdázó ütéstechnikáját, karerősségét bárki megirigyelheti. Mely gerincvelői szakasz felelős a felső végtagok mozgatásáért, melyik betűvel jelölt struktúra tartozik ehhez a szelvényhez? A) C-jelű B) R-jelű C) H-jelű D) B-jelű E) P-jelű 7
Egyszerű választás 2. Persze az eredményekért ugyanúgy izgul minden sportoló, függetlenül, attól hogy fogyatékkal élő vagy sem. Melyik gerincvelői szakasz felelős a szív fokozottabb működéséért, melyik betűvel jelölt struktúra tartozik ehhez a szelvényhez? A) F-jelű B) C-jelű C) M-jelű D) J-jelű E) R-jelű Rövid válasz 3. Sajnos a sportolás közben (is) előfordulhatnak kisebb-nagyobb sérülések. Például a sípcsont és az ugrócsont között gyakori a sérülés: ez nem más, mint az izületi fej kitérése az izületi árokból. Hogy nevezzük egy szóval ezt a sérülést? Egyszerű választás 4. A fenti sérülés esetében sokszor az első teendők közé tartozik a sérült boka vizes ruhával történő beborogatása. Ez gátolhatja a nagyobb duzzanatok kialakulását, ugyanis/mert hűtésre reflexes érszűkület alakul ki. Melyik betűvel jelölt struktúrán érkezett a hideg -jel a gerincvelőbe, aminek eredményeként az érszakasz összeszűkülése bekövetkezett? A) E B) D C) L D) M E) J Szövegkiegészítés A sérült végtagra nem szabad ráállni. Felálláskor úgy módosul (a normális helyzethez képest) az alsó végtagizmok működése, hogy a sérült végtagon a 5..izmok, míg a másik lábunkon a 6 izmok húzódnak össze, így a sérült végtag nem ér le a talajra. Ez a folyamat lehet akaratlagos és reflexes is. Mivel a gerincvelői mozgató idegsejtjeinek önálló mozgató tevékenysége nincs, a gerincvelő elülső szarvában lévő idegsejtek, ha csak az agyvelőből érkező parancsra jönnek működésbe, akkor a folyamat 7., de ha letennénk a sérült lábunkat a talajra, akkor a lábunk hirtelen felemelése 8 folyamat eredménye volna. 8
VI. Kullancsveszély (10 pont) A hazai dombságokon, hegységekben a fű között, bokrok levelein megbúvó kullancsok kétféle betegséget terjeszthetnek. Az egyik az agyvelőgyulladás egyik típusa, a másik pedig a Lyme kór. A két betegséget két különböző korokozó okozza. 1. A kullancsok petével szaporodnak, és négy életciklusban élik le életüket, melyik ez a négy életciklus?..... 2. Milyen állat a kullancs? A helyes válasz megjelölése után indokolja válaszát! A) rovar B) szárazföldi rák C) százlábú D) pókszabású Indoklás: 3. Az agyhártyagyulladás ilyen formájának csak megelőző védőoltás sorozattal lehet elejét venni, a Lymekórt viszont a helyes diagnózis után szedett antibiotikum-kúrával lehet gyógyítani. Milyen kórokozó az, ami ellen csak megelőző védőoltással lehet védekezni? 4. Mi okozhatja a Lyme-kórt, ha antibiotikumokkal lehet gyógyítani? 5. Fogalmazza meg példa segítségével röviden, milyen populációs kölcsönhatás az antibiózis! 6. Ez a megelőző védőoltás passzív immunizálási forma. Fejtse ki, mi a különbség az aktív és a passzív immunizálás között! Aktív immunizálás: passzív immunizálás: 9
7. Milyen öltözködési tanácsot adna egy egyszerű turistának arról, hogy hogyan kell védekezni a kullancscsípés ellen? Legalább két tanácsot írjon!.. VII. Virágszirmok színe (6 pont) A bükköny virágszíne bíbor vagy fehér lehet. A szirmok színét két gén két-két allélja befolyásolja: a bíbor szín csak akkor alakul ki, ha mindkét gén domináns allélja jelen van az egyednövényben, a többi genotípus fehér virágok kialakulásához vezet. Két homozigóta, fehér virágú bükköny keresztezésekor az utódok valamennyien bíbor virágúak lettek. Rövid válasz 1. Írja fel a keresztezésben szereplő fehér virágú, homozigóta példányok genotípusát! (A gének jelölésére használja az A-a és B-b betűket)! 2. A kapott első utódnemzedék egyedeit egymást között keresztezik. Milyen virágszínű bükkönynövények és milyen arányban jelennek meg a második utódnemzedékben? Egy tájékozatlan dísznövény-nemesítő rózsaszín virágú bükkönyt kívánt előállítani, ennek érdekében egy bíbor és egy fehér virágú növényt keresztezett egymással. A kialakult magokat gondosan elvetette, de rózsaszín virágú példány nem jelent meg. A magokból kifejlődött utódok 3/8 része bíbor, 5/8 része pedig fehér virágú lett. 3. Milyen lehetett a keresztezett növények genotípusa? Ha több alternatív megoldás van, akkor mindet írja le! 10
VIII. Növényfelismerés (5 pont) Egy kisgyerek kirándulás közben egy virágzó gyermekláncfüvet talált. Mivel nem volt a közelben olyan ember, aki meg tudta volna mondani a növény nevét, letépni meg nem akarta, jól megfigyelte minden részét, egy talajszelvényben még a földben lévő gyökerét is. Otthon aztán idősebb testvére kérdései útján meghatározták a növény nevét. Egyszerű választás 1. Mi jellemezte a növény gyökerét? a) vékony, hosszú gyökere és dús mellékgyökerei voltak b) vastag, főgyökérből járulékos gyökerek ágaztak ki c) vastag, függőleges gyöktörzséből nőttek ki a gyökerek d) bojtos gyökérzete volt e) módosult gyökeréből oldalgyökerek ágaztak ki 2. Mi jellemezte a növény szárát? a) fás szára volt b) elágazó szalmaszára volt c) sűrűn ültek a párhuzamos erezetű levelek d) belül üres tőkocsánya volt e) keresztmetszeti képében a szállítónyalábok elhelyezkedése szórt volt 3. Milyen volt a növény levele? a) lándzsás b) párhuzamos erezetű c) pozsgás d) színén és fonákján is voltak gázcserenyílások e) pikkelyszerű 4. Milyen színű volt a virág? a) fehér b) kék c) sárga d) piros e) lila 5. Hogyan helyezkedtek el a száron a virágok? a) fürtös virágzatot alkotva b) ernyős virágzatot alkotva c) sátorvirágzatot alkotva d) fejecskevirágzatot alkotva e) fészekvirágzatot alkotva 11
IX. Gerinctelen állatok csoportosítása (15 pont) Az alábbi halmazábra a gerinctelen állatok mozgásával és vázával kapcsolatos. Az A halmazba tartozó állatok mozgásszerve hasonló, a B és a C halmaz állatai pedig a vázat szilárdító anyag alapján sorolhatók közös csoportba. 1. Írja a fajok nevéhez tartozó kisbetűt a halmazábra megfelelő helyére! Segítségül az egyik faj helyét megadtuk. a) folyami rák b) cserebogár c) földigiliszta d) éticsiga Rövid válasz 2. Mi az A jelű halmazba tartozó állatok mozgásszerve:. 3. Nevezze meg a B jelű halmazba tartozó állatok vázát szilárdító anyagot!. 4. Nevezze meg a C jelű halmazba tartozó állatok vázát szilárdító anyagot!. Táblázatos feladat Helyezze el a táblázat megfelelő soraiba a halmazábra élőlényeit az alábbi információk alapján, majd töltse ki a táblázat üresen maradt rovatait! Élőlény neve Az élőlény jellemző tulajdonsága Törzs Osztály 5 Érrendszerében hemoglobin szállítja az 6 - oxigént 7-8 9 10 Légcsőrendszerűk van 8 11 12 - puhatestűek 13 12
X. Példák magatartásformákra (11 pont) Az alábbi leírásokban különböző magatartásformákra lehet ráismerni. Rendelje a jelenségekhez a megfelelő magatartásformát! A helyes válasz betűjelét írja a feladat alatti táblázatba! A) feltétlen reflex B) feltételes reflex C) bevésődés D) taxis E) öröklőtt mozgáskombináció F) megszokás G) operáns tanulás 1. Déltájban meghalljuk a terítés jellemző zörejeit, mire összefut a nyál a szánkban. 2. A fészekből kiguruló tojását a házilúd a csőre segítségével visszahúzza a fészekhez. 3. Egy apró repülő bogár közeledik a szemünkhöz, mire a szemhéjunk lecsukódik. 4. Egy akváriumban tartott mongol futóegér perceken keresztül kapart az üveglap egy pontján, odahordta a táplálékát, majd elégedetten elszunnyadt. 5. Egy oroszlánkölyköt az állatkertben a születése pillanatától kutya nevelte fel. A felnövekedett oroszlánkölykök a későbbiekben csak kutyáknak volt hajlandó udvarolni. 6. Egy hidrát megérintettünk egy gombostűvel, mire az összehúzódott. A negyedik-ötödik érintést követően az összehúzódás elmaradt. 7. Egy házimacska megtanulja, hogyan kell a kilincs lenyomásával az ajtót kinyitni, hogy kimehessen a szobából. 8. Egy akváriumban, az ablak előtt tartott aranykárász déltájban az erős napsütés elől a sötét sarokba húzódik. 9. A vasúti töltés oldalában, alig néhány méterre a robogó vonatoktól egy lakott rókavárat találunk. Meglepetten tapasztaljuk, hogy a rókák alkonyattájban, a nagy forgalom ellenére, nyugodtan sétálgatnak a sínek közelében. 10. A fiatal patkányok megtanulják, hogy rátámaszkodva hogyan lehet a billenőtetejű önetetőt használni. 11. Egy szélvihar kiszakítja egy koronás keresztes pók hálóját. Erre a pók kicsivel odébb új háló szövésébe kezd. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 13
XI. A csontváz és a koponya (7 pont) Struktúra funkció 1. Egyik része az öreglyuk, amin keresztül a gerincvelő az agykoponyába lép 2. A csontos fül kialakításában vesz részt 3. Tartalmazza a töröknyerget, amely csontosan védi az agyalapi mirigyet 4. Az agykoponya ékcsonthoz kapcsolódó páratlan számú csontja 5. Az arckoponya izülettel kapcsolódó, mozgatható része 6. A fogak feletti régiójában az arcüreg található. 7. A nyílvarrat osztja ketté 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 14