ΤΟΠΙΚΟΣ ΠΡΟΚΡΙΜΑΤΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗΣ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑΣ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ - EUSO Σάββατο 7 Δεκεμβρίου Εξέταση στη Βιολογία

Transcript

1 ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΑ ΕΝΩΣΗ ΥΠΕΥΘΥΝΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΚΕΝΤΡΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ - «ΠΑΝΕΚΦE» 1ο και 2ο ΕΚΦΕ Ηρακλείου ΤΟΠΙΚΟΣ ΠΡΟΚΡΙΜΑΤΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗΣ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑΣ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ - EUSO 2014 Σάββατο 7 Δεκεμβρίου 2013 Εξέταση στη Βιολογία (Διάρκεια εξέτασης 1 ώρα) ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΜΑΘΗΤΩΝ 1)... 2)... 3)... ΣΧΟΛΕΙΟ Επιστημονική Επιτροπή: Αθανασία Αγιομυριαννάκη (Βιολόγος) Ελευθερία Φανουράκη (Βιολόγος)

2 Τοπικός Διαγωνισμός EUSO 2014 Ν. Ηρακλείου Εξέταση στη Βιολογία σελίδα 2 / 7

3 Τοπικός Διαγωνισμός EUSO 2014 Ν. Ηρακλείου Εξέταση στη Βιολογία σελίδα 3 / 7 ΑΣΚΗΣΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ «Πλασμόλυση φυτικών κυττάρων» Όταν δύο διαλύματα διαφορετικής συγκέντρωσης ουσιών διαχωρίζονται από μία ημιπερατή μεμβράνη, το νερό θα κινηθεί από το αραιότερο διάλυμα (υποτονικό) προς το πυκνότερο (υπερτονικό) δια μέσου της μεμβράνης, έως ότου οι συγκεντρώσεις των δύο διαλυμάτων να γίνουν ίσες. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ώσμωση. Όλα τα κύτταρα περιβάλλονται από μια μεμβράνη, την πλασματική μεμβράνη. Η μεμβράνη αυτή έχει δύο βασικούς ρόλους: να διαχωρίζει το εσωτερικό του κυττάρου από το εξωτερικό του περιβάλλον και να ρυθμίζει το πέρασμα διαφόρων μορίων μέσα και έξω από το κύτταρο. Η μεμβράνη αυτή χαρακτηρίζεται ως ημιπερατή ή εκλεκτικά διαπερατή διότι δεν αφήνει να περάσουν όλων των ειδών τα μόρια μέσα στο κύτταρο ή έξω από αυτό. Το νερό μπορεί να εισέλθει ή να εξέλθει από ένα κύτταρο, ανάλογα με το οσμωτικό δυναμικό του περιβάλλοντος του. Κατά τις μεταβολές της ωσμωτικής πίεσης, όταν το κύτταρο δεν μπορεί να ανταποκριθεί με μετακίνηση των διαλυμένων ουσιών, αναγκάζεται να προχωρήσει σε αποβολή ή προσρόφηση νερού, το οποίο μετακινείται ελεύθερα δια μέσου των κυτταρικών μεμβρανών. Τέτοια φαινόμενα έχουν ως αποτέλεσμα την συρρίκνωση ή διόγκωση των κυττάρων αντιστοίχως και τελικά την καταστροφή τους (λύση-σπάσιμο). Τα φυτικά κύτταρα είναι λιγότερο ευαίσθητα σε σχέση με τα ζωϊκά σε υποτονικές συνθήκες (μικρή εξωκυττάρια συγκέντρωση διαλυμένων ουσιών), χάρη στο σκληρό τους τοίχωμα και δεν διαρρηγνύονται άμεσα. Σε υπέρτονες συνθήκες (υψηλή εξωκυττάρια συγκέντρωση), τα φυτικά κύτταρα υφίστανται πλασμόλυση: μόρια νερού λόγω του φαινομένου της ώσμωσης μετακινούνται μέσω της ημιπερατής μεμβράνης του κυττάρου από το εσωτερικό του κυττάρου δηλαδή από το κυτταρόπλασμα προς τα έξω και έτσι το κύτταρο συρρικνώνεται και η πλασματική μεμβράνη αποκολλάται από το κυτταρικό τοίχωμα. Αυτός είναι και ένας τρόπος να παρατηρηθεί η κυτταρική μεμβράνη η οποία πριν την πλασμόλυση δεν ήταν ορατή με το οπτικό μικροσκόπιο αφού ήταν σε στενή επαφή με το κυτταρικό τοίχωμα. Τα κύτταρα μπορούν να επανέλθουν στην αρχική τους κατάσταση αν ξαναβρεθούν σε περιβάλλον με μικρότερη συγκέντρωση (αποπλασμόλυση).

4 Τοπικός Διαγωνισμός EUSO 2014 Ν. Ηρακλείου Εξέταση στη Βιολογία σελίδα 4 / 7 ΠΟΡΕΙΑ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ Απαιτούμενα όργανα υλικά Μικροσκόπιο Κασετίνα εργαλείων μικροσκοπίας Αντικειμενοφόροι και καλυπτρίδες Υδροβολέας Ύαλος ωρολογίου Ογκομετρική φιάλη Ποτήρι ζέσεως Διηθητικό χαρτί (απορροφητικό χαρτί κουζίνας ) Ζυγός, Κουταλάκι Βολβός κόκκινου κρεμμυδιού Απιονισμένο νερό Αλάτι Α. Παρασκευή του αλατόνερου 10% κ.β. Σε μια ογκομετρική φιάλη των 100ml βάζουμε 10gr αλάτι. Προσθέτουμε λίγο νερό και αναδεύουμε ώσπου να διαλυθεί το αλάτι. Στη συνέχεια προσθέτουμε νερό μέχρι την γραμμή των 100ml, πωματίζουμε και αναδεύουμε ξανά. Μονάδες 10 Β. Παρατήρηση επιδερμίδας κρεμμυδιού Για οικονομία χρόνου τα παρασκευάσματα μπορούν να φτιάχνονται παράλληλα από τους μαθητές της ίδιας ομάδος και να ακολουθήσει η μικροσκόπηση τους. Ξεφλουδίζουμε ένα κρεμμύδι, κόβουμε ένα τετράγωνο κομμάτι και αφαιρούμε με τη λαβίδα το λεπτό υμένα από την πάνω επιφάνεια φροντίζοντας να πάρουμε δείγμα από το πιο χρωματισμένο σημείο. Τοποθετούμε το κομμάτι του υμένα για 5-7 λεπτά σε ύαλο ωρολογίου που περιέχει αλατόνερο 10% κ.β., προσέχοντας να μην αναδιπλωθεί. Παράλληλα τοποθετούμε και ένα άλλο κομμάτι του υμένα για 5-7 λεπτά σε ένα ύαλο ωρολογίου που περιέχει φυσιολογικό ορό (0.9% NaCl) για να το χρησιμοποιήσουμε ως μάρτυρα. Στη συνέχεια, ρίχνουμε μια σταγόνα από το αλατόνερο στο κέντρο μιας αντικειμενοφόρου πλάκας και τοποθετούμε με τη λαβίδα, προσεκτικά να μην αναδιπλωθεί τον υμένα και την καλυπτρίδα. Με τον ίδιο τρόπο τοποθετούμε και τον υμένα μάρτυρα σε μια αντικειμενοφόρο πλάκα στην οποία έχουμε προσθέσει μια σταγόνα χρωστικής lugol. Μονάδες 20 Παρατηρούμε στο μικροσκόπιο. (Καλούμε τους επιτηρητές) Μονάδες 20 Συμπληρώστε το φύλλο εργασίας.

5 Τοπικός Διαγωνισμός EUSO 2014 Ν. Ηρακλείου Εξέταση στη Βιολογία σελίδα 5 / 7 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1. α) Να σχεδιάσετε όσο καλύτερα μπορείτε τις εικόνες που παρατηρήσατε κατά την μικροσκόπηση (να σημειώσετε τη μεγέθυνση που χρησιμοποιήσατε και τις δομές των κυττάρων). Υμένας στο αλατόνερο Υμένας στο φυσιολογικό ορό με χρώση lugol Μεγεθυντική ικανότητα προσοφθάλμιου:.. Μεγεθυντική ικανότητα αντικειμενικού:. Τελική μεγέθυνση παρασκευάσματος:.. Μονάδες 25 β) Σε ποια μορφή πλασμόλυσης αντιστοιχεί η εικόνα που παρατηρήσατε στο μικροσκόπιο και σχεδιάσατε παραπάνω; Μονάδες 5

6 Τοπικός Διαγωνισμός EUSO 2014 Ν. Ηρακλείου Εξέταση στη Βιολογία σελίδα 6 / 7 2. Με ποιο τρόπο πιστεύετε ότι θα μπορούσαμε να επαναφέρουμε τα κύτταρα στην αρχική τους κατάσταση; Μονάδες 5 3. Αν τοποθετούσαμε ζωικά και φυτικά κύτταρα σε υποτονικό διάλυμα, ποιο πιστεύετε ότι θα ήταν το αποτέλεσμα για τις δύο αυτές κατηγορίες κυττάρων; Αιτιολογήστε. Μονάδες 5 4. Στα νοσοκομεία, η ενδοφλέβια χορήγηση αντιβίωσης, παυσίπονων ή άλλων ουσιών σε ασθενείς που χορηγείται φυσιολογικός ορός για ενυδάτωση, γίνεται με διάλυση των ουσιών αυτών στο φυσιολογικό ορό. Γιατί πιστεύετε ότι συμβαίνει αυτό; Τι είδους διάλυμα (υπέρτονο, ισότονο, υπότονο) σε σχέση με το αίμα πιστεύετε ότι πρέπει να χρησιμοποιήσουμε για ενδοφλέβια χορήγηση ουσιών; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Καλή επιτυχία!!! Μονάδες 10

7 Τοπικός Διαγωνισμός EUSO 2014 Ν. Ηρακλείου Εξέταση στη Βιολογία σελίδα 7 / 7 ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ Σχολείο: Μονάδες Βαθμολογία Παρασκευή διαλύματος 10% κ.β. 10 Προετοιμασία νωπού παρασκευάσματος 20 Μικροσκόπηση (εστίαση, εναλλαγή φακών) 20 Σχεδίαση 10 Δομές 10 Υπολογισμός μεγέθυνσης 5 Ερώτηση 1β 5 Ερώτηση 2 5 Ερώτηση 3 5 Ερώτηση 4 10