ΒΙΟΛΟΓΙΑ. Πανελλήνιος Μαθηηικός Διαγωνιζμός για ηην επιλογή ζηην 16η Εσρωπαϊκή Ολσμπιάδα Φσζικών Επιζηημών EUSO 2018

Transcript

1 Πανελλήνιος Μαθηηικός Διαγωνιζμός για ηην επιλογή ζηην 16η Εσρωπαϊκή Ολσμπιάδα Φσζικών Επιζηημών EUSO 018 ΒΙΟΛΟΓΙΑ Στολείο:.. Ονόμαηα μαθηηών/μαθηηριών: 1). ).... 3). ΑΘΗΝΑ Σάββαηο 7 Ιανοσαρίοσ 018

2 Οι ΑΡΘΡΟΠΟΔΑ Οι Κυρίαρχοι τη Γη αστακοί, οι γαρίδε, οι καραβίδε και τα καβούρια συγκαταλέγονται από πολύ παλιά ανάµεσα στι τροφέ µε µεγάλη θρεπτική αξία και η αλιεία του ήταν πολύ διαδεδοµένη στον Αρχαίο Ελληνικό & Ρωµα κό κόσµο (Εικόνα 1). Μεγάλοι γιατροί τη αρχαιότητα, όπω ο Ιπποκράτη και ο Γαληνό έχουν καταγράψει τι θρεπτικέ και φαρµακευτικέ του ιδιότητε και προτείνουν την κατανάλωσή του αλλά και τη χρήση του στην παρασκευή φαρµάκων για τη θεραπεία ποικίλων ασθενειών. Οι γαρίδε που θα µελετήσετε στην παρούσα εργασία, ανήκουν στην τάξη Decapoda ( εκάποδα εκάποδα) τη κλάση Malacostraca ( Μαλακόστρακα) του υποφύλου Crustacea (Καρκινοειδή Καρκινοειδή) του φύλου Arthropoda (Αρθρόποδα Αρθρόποδα). Σήµερα είναι γνωστά περίπου είδη αρθροπόδων, περίπου το 80% όλων των ειδών ζώων! Ορισµένα χαρακτηριστικά των Αρθροπόδων που του επέτρεψαν την κατάκτηση όλων των οικοσυστηµάτων είναι τα ακόλουθα: παρουσιάζουν αµφίπλευρη συµµετρία, εµφανίζουν µεταµέρεια (Είναι η επανάληψη ομοίων τμημάτων = μεταμερή, κατά μήκος του επιμήκους άξονα του σώματος), έχουν αρθρωτά σωµατικά εξαρτήµατα και σκληρό εξωσκελετό. ΚΑΡΚΙΝΟΕΙΔΗ Τα περισσότερα Καρκινοειδή είναι υδρόβια ζώα (γλυκών, υφάλµυρων και κυρίω θαλάσσιων υδάτων), βενθική (βένθος = βυθός) ή πελαγική διαβίωση. Τα Καρκινοειδή διακρίνονται ταξινοµικά κυρίω επειδή είναι τα µοναδικά αρθρόποδα µε: δύο ζεύγη κεραιών, τρία ζεύγη γνάθων και δισχιδή (δηλ. σχήματος Υ) εξαρτήµατα. ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΓΑΡΙΔΑΣ Εικόνα 1. Βασικό σωματικό πρότυπο των Μαλακόστρακων καρκινοειδών. (από Hickman C.P., Roberts L.S., Larson A Ολοκληρωμένες Αρχές Ζωολογίας. Α Τόμος. Εκδόσεις ΙΩΝ, 581 p.) 1

3 Το σώµα τη γαρίδα περιβάλλεται από δύσκαµπτο χιτινώδη εξωσκελετό, εµποτισµένο µε άλατα ασβεστίου. Για να επιτευχθεί η σωµατική αύξηση του ζώου, η επιδερµίδα εκκρίνει περιοδικά καινούριο εξωσκελετό µεγαλύτερων διαστάσεων, ενώ ο παλιό διαρρηγνύεται και αποβάλλεται (έκδυση). ιαχωρίζεται σε δύο περιοχέ : τον ΚΕΦΑΛΟΘΩΡΑΚΑ και την ΚΟΙΛΙΑ. (Εικόνα 1). Στον κεφαλοθώρακα φέρει: Στο πάνω και πλάγιο µέρο συµπαγέ κάλυµµα, το θυρεό. 13 ζεύγη αρθρωτών εξαρτηµάτων, οµαδοποιηµένα σε λειτουργικέ οµάδε µε διαφορετική µορφολογία: 1 ζεύγο κεραι δίων (μικρές κοντές κεραίες), 1 ζεύγο κεραιών, 1 ζεύγο άνω γνάθων, ζεύγη κάτω γνάθων, 3 ζεύγη γναθικών ποδιών και 5 ζεύγη βαδιστικών ποδιών. Οφθαλµού : Έχουν µίσχο και είναι σύνθετοι, αποτελούµενοι από πολλά οµµατίδια. Τα µάτια είναι σύνθετα και βρίσκονται εκατέρωθεν του ασπιδίου, πάνω σε µίσχο που επιτρέπει στο µάτι να κινείται. Στόµα: Εντοπίζεται στην πρόσθια κοιλιακή περιοχή του κεφαλοθώρακα. Εικόνα : Μορφολογία των διαφόρων εξαρτημάτων Γαρίδας. ΚΟΙΛΙΑ: Στην κοιλιά ο εξωσκελετό λεπταίνει εξαιρετικά στα σηµεία των αρθρώσεων µεταξύ των µεταµερών, έτσι ώστε να διασφαλίζεται η ευκαµψία τη κοιλιακή του περιοχή. Αποτελείται από 6 µεταµερή και ένα προεξέχον τµήµα, το τέλσο. Κάθε µεταµερέ φέρει ένα ζεύγο αρθρωτών εξαρτηµάτων, που λέγονται πλεοπόδια, εκτό από το 6 ο που φέρει ένα ζεύγο ουροποδίων ίων. Τα ουροπόδια µαζί µε το τέλσο σχηµατίζουν την ουρά. Όλα τα κοιλιακά εξαρτήµατα είναι δισχιδή (διακρίνεται πρωτοπόδιο, ενδοπόδιο και εξωπόδιο). (Εικόνα 3) Τα αρσενικά διακρίνονται εξωτερικά από τα θηλυκά άτοµα κυρίω λόγω τη διαφορετική µορφολογία του 1ου και ου ζεύγου πλεοποδίων (Εικόνα ). Επιπλέον στα αρσενικά άτοµα τα ενδοπόδια

4 του 1 ου ζεύγου πλεοποδίων ενώνονται µε έναν µεµβρανώδη σχηµατισµό (που λέγεται πέτασµα) και διαφοροποιούνται σε εξαρτήµατα σύζευξη. Η κοιλιά, τα πλεοπόδια και η ουρά συγκροτούν το κύριο µέσο προώθηση κατά την κολύµβηση, η οποία είναι ο χαρακτηριστικό τρόπο µετακίνηση των γαρίδων και τι ξεχωρίζει από τι καραβίδε και του αστακού που συνήθω περπατούν στο βυθό. ΕΠΙΔΕΡΜΙΔΑ - ΧΡΩΜΑ ΣΩΜΑΤΟΣ Η επιφάνεια του σώµατο τη γαρίδα καλύπτεται από εξειδικευµένα χρωµατοφόρα κύτταρα. Η µορφή του ποικίλει, από κύτταρα µε σχήµα κουκκίδα µέχρι πολύπλοκε αστεροειδεί δοµέ µε πολλέ διακλαδώσει. Περιέχουν κοκκία µε ένα ή περισσότερα είδη χρωστικών. Η µετακίνηση των χρωστικών κοκκίων µέσα στα χρωµατοφόρα υπόκειται σε ορµονικό έλεγχο και εξασφαλίζει την εναρµόνιση του χρώµατο του ζώου µε το περιβάλλον του, ώστε να µπορεί να κρύβεται από του εχθρού του ή να αποφεύγει τι υπερβολικέ αυξοµειώσει τη θερµοκρασία του σώµατό του κ.ά. Έτσι, όταν τα κοκκία των χρωµατοφόρων είναι περισσότερο διάσπαρτα, το ζώο έχει εντονότερο χρώµα, ενώ όταν τα χρωστικά κοκκία συσσωρεύονται µέσα στα χρωµατοφόρα, το ζώο αποκτά ανοιχτότερη απόχρωση. Εικόνα 5: Εσωτερική ανατομία Μακρόουρου Δεκάποδου καρκινοειδούς, μετά την αφαίρεση της αριστερής πλευράς του σώματος. (Από Hickman C.P., Roberts L.S., Larson A Ολοκληρωμένες Αρχές Ζωολογίας. Α Τόμος. Εκδόσεις ΙΩΝ) 3

5 ΟΡΓΑΝΑ & ΥΛΙΚΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΓΑΡΙ Α Κασετίνε µικροσκοπία Μικροσκόπιο Αντικειµενοφόροι πλάκε καλυπτρίδε Πλαστικό πιάτο Μπουκάλι µε νερό ή υδροβολέα Καρφίτσε Χαρτί κουζίνα Κολλητική ταινία ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 1η: ΜΑΚΡΟΣΚΟΠΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Α. Μακροσκοπική παρατήρηση σκελετικών εξαρτημάτων Χρησιµοποιείστε τη λαβίδα για να αφαιρέσετε µε προσοχή από τη βάση τη µία κεραία από κάθε ζεύγο. Να αφαιρέσετε και τι δύο κεραίε από την ίδια πλευρά του ζώου. Στεγνώστε τι µε απορροφητικό χαρτί και κολλήστε τι στα αντίστοιχα κελιά (Α1 & Α) του ΠΙΝΑΚΑ Α του Φύλλου Εργασία Ι. Απαντήστε στην ερώτηση Α3 (σύγκριση των κεραιών) µε συντοµία. Με τη λαβίδα αφαιρέστε µε προσοχή από τη βάση του ένα βαδιστικό πόδι και ένα πλεοπόδιο από την ίδια πλευρά του σώµατο. Να τα κολλήσετε στα αντίστοιχα κελιά (Α4 & Α6) του ΠΙΝΑΚΑ Α αφού τα στεγνώσετε µε απορροφητικό χαρτί και να υποδείξετε ποιο πόδι είναι, κυκλώνοντα τον κατάλληλο αριθµό στο αντίστοιχο κελί. Υποδείξτε µε βέλη και αναγράψτε τα διαφορετικά τµήµατά του. Απαντήστε στι ερωτήσει Α5, Α7 & Α9 µε συντοµία. Εντοπίστε το φύλο τη γαρίδα που σα δόθηκε. Συµπληρώστε το αντίστοιχο κελί (Α8) του ΠΙΝΑΚΑ Α. 4

6 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Ι ΑΙΘΟΥΣΑ: // βάρδια// Αριθ. Ομάδας: ΠΙΝΑΚΑΣ Α Α1. Κεραία 1ου ζεύγους Α. Κεραία ου ζεύγους Α3. Μορφολογική σύγκριση κεραιών Α4. Βαδιστικό πόδι (1 ο ή ο ή 3 ο ή 4 ο ή 5 ο ) Α5. Ποιο όργανο είναι συνδεδεμένο στη βάση του βαδιστικού ποδιού; Α6. Πλεοπόδιο (1 ο ή ο ή 3 ο ή 4 ο ή 5 ο ) Α7. Μορφολογική σύγκριση βαδιστικού ποδιού και πλεοποδίου Α8. Φύλο του ζώου (με αιτιολόγηση) Α9. Με βάση τι συνολικέ σα µορφολογικέ παρατηρήσει, γιατί νοµίζετε ότι οι γαρίδε κινούνται κυρίω µε κολύµβηση ή εκτελούν στιγµιαία άλµατα, αλλά δεν περπατούν µεγάλε αποστάσει ˇ 5

7 6

8 ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ η: ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ B. Μικροσκοπική παρατήρηση του ματιού της γαρίδας Χρησιµοποιείστε απαλά τη λαβίδα για να αφαιρέσετε τον εξωτερικό χιτώνα του µατιού (κερατοειδή ). Προσθέστε µία σταγόνα νερού στη µέση µια αντικειµενοφόρου πλάκα και τοποθετείστε επάνω ένα κοµµάτι του χιτώνα. Σκεπάστε µε καλυπτρίδα προσέχοντα να µη δηµιουργηθούν φυσαλίδε. Παρατηρήστε το δείγµα σα αρχικά σε µικρή µεγέθυνση και στη συνέχεια στην αµέσω µεγαλύτερη (µέγιστη τελική µεγέθυνση x400). Καλέστε τον επιτηρητή!!! Συµπληρώστε τι ερωτήσει Β1 - Β3 του Φύλλου Εργασία ΙΙ. Γ. Μικροσκοπική παρατήρηση επιδερμίδας Ανοίξτε µε προσοχή τον εξωσκελετό και παρατηρήστε τα σηµεία που τα εξωσκελετικά µεταµερή αρθρώνονται µεταξύ του. Αφαιρέστε ένα µικρό κοµµάτι έγχρωµη επιδερµίδα, η οποία βρίσκεται κάτω από τον εξωσκελετό και καλύπτει όργανα και µύε. Προτείνεται η περιοχή µεταξύ κεφαλοθώρακα και κοιλιά. Προσθέσετε µία σταγόνα νερού στην αντικειµενοφόρο πλάκα και τοποθετήσετε το κοµµάτι τη επιδερµίδα. Τοποθετήστε µια καλυπτρίδα προσέχοντα να µη δηµιουργηθούν φυσαλίδε. Παρατηρήστε το δείγµα σα αρχικά σε µικρή µεγέθυνση και στη συνέχεια σε µεγαλύτερη (µέγιστη τελική µεγέθυνση x100). Καλέστε τον επιτηρητή!!! είξτε στον επιτηρητή σα, τουλάχιστον ένα χρωµατοφόρο κύτταρο µε έντονο διασκορπισµένο χρώµα. Συµπληρώστε τι ερωτήσει Γ1 - Γ3 του Φύλλου Εργασία ΙΙ. ΚΑΛΗ ΔΙΑΣΚΕΔΑΣΗ & ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ!!! ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΙΙ B. Μικροσκοπική παρατήρηση του ματιού της γαρίδας Β1.Να σχεδιάσετε τον κερατοειδή χιτώνα, όπω τον παρατηρήσατε στη µεγαλύτερη µεγέθυνση. Μεγέθυνση προσοφθάλµιου φακού: Μεγέθυνση αντικειµενικού φακού: 7

9 Συνολική µεγέθυνση: Β. Ποιο χρωµατισµό παρατηρήσατε ότι έχει ο κερατοειδή χιτώνα ˇ Σε τι εξυπηρετεί ο χρωµατισµό αυτό και επικράτησε εξελικτικά; Β3. Με βάση την µικροσκοπική σα παρατήρηση, αιτιολογήσετε την πληροφορία τα µάτια τη γαρίδα είναι σύνθετα και την λα κή φράση Έχει µάτι γαρίδα!. Γ. Μικροσκοπική παρατήρηση επιδερμίδας Γ1. Να σχεδιάσετε το παρασκεύασµά σα, συµπεριλαµβάνοντα τουλάχιστον ένα χρωµατοφόρο κύτταρο µε έντονο διασκορπισµένο χρώµα, το οποίο θα έχετε προηγουµένω επιδείξει στον επιτηρητή σα. Μεγέθυνση προσοφθάλµιου φακού: Μεγέθυνση αντικειµενικού φακού: Συνολική µεγέθυνση:. Γ. Τι χρώµα έχουν τα χρωµατοφόρα κύτταρα που παρατηρήσατεˇ Γ3. Οι γαρίδε είναι ζώα µεταναστευτικά. Αν το ζώο που έχετε, βρισκόταν σε νερά διαυγή και µε έντονη ηλιοφάνεια, τι απόχρωση θα περιµένατε να αποκτήσει; Ποια κατανοµή θα είχαν τα κοκκία µέσα στα χρωµατοφόρα κύτταραˇ Εξηγήστε τη σκέψη σα. 8

10 ΦΥΛΛΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ Βάρδια // Αίθουσα: // Αρ.ομάδας ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 1η: ΜΑΚΡΟΣΚΟΠΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Ερωτήσεις Μέγιστη βαθμολόγηση ΒΑΘΜΟΣ ΟΜΑΔΑΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ επιτηρητή Α. Μακροσκοπική παρατήρηση σκελετικών εξαρτημάτων Α1. Κεραία 1ου ζεύγου Αρτιότητα εξαρτήµατο : 4 Α. Κεραία ου ζεύγου Αρτιότητα εξαρτήµατο : 3 Α3. Μορφ/γική σύγκριση κεραιών 3 x µονάδε = 6 Α4. Βαδιστικό πόδι (1ο ή ο ή 3ο ή 4ο ή 5ο) Α5. Όργανο στη βάση του βαδιστικού ποδιούˇ Α6. Πλεοπόδιο (1ο ή ο ή 3ο ή 4ο ή 5ο) Α7. Σύγκριση βαδιστικού ποδιού & πλεοποδίου Α8. Φύλο του ζώου (µε αιτιολόγηση) Α9. Κίνηση µε κολύµβηση, όχι βάδιση Αρτιότητα εξαρτήµατο : 5 Ενδείξει : Αρτιότητα εξαρτήµατο : 3 Ενδείξει : 4 3 x µονάδε = Μερικό σύνολο: 45 B. Μικροσκοπική παρατήρηση του ματιού της γαρίδας Β1. Μικροσκόπηση Εστίαση Φωτισμός ΧΡΗΣΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟΥ Εναλλαγή φακών 1 Σωστή Μεγέθυνση 1 Ποιότητα παρασκευάσματος 4 Απουσία φυσαλίδων 3 ΣΧΕΔΙΟ: 4 Β. Χρωµατισµό κερατοειδού & λόγο Β3. Σύνθετα µάτια «µάτι γαρίδα» 3 3 9

11 Μερικό σύνολο: 7 Γ. Μικροσκοπική παρατήρηση επιδερμίδας Ποιότητα παρασκευάσματος 5 Γ1. Μικροσκόπηση: Απουσία φυσαλίδων ΣΧΕΔΙΟ: 5 Υπόδειξη δομών: Γ. Χρώµα χρωµατοφόρων κυττάρων Γ3. Απόχρωση µε ηλιοφάνεια Κατανοµή κοκκίων Εξήγηση Ταύτιση με παρατήρηση επιτηρητή 3 Μερικό σύνολο: 3 Μικροσκόπιο µετά το τέλο, θέση φακών, τράπεζα Κατάσταση πάγκου µετά το τέλο 3 Μερικό σύνολο: 5 ΓΕΝΙΚΟ ΣΥΝΟΛΟ: 100 Επιτηρητής: 10

12 11

13 ΦΥΛΛΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ για τον ΕΠΙΒΛΕΠΟΝΤΑ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 1η: ΜΑΚΡΟΣΚΟΠΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Ερωτήσεις Υποδειγματικές απαντήσεις Μέγιστη βαθμολόγηση Α. Μακροσκοπική παρατήρηση σκελετικών εξαρτημάτων Α1. Κεραία 1ου ζεύγου Αρτιότητα εξαρτήµατο : 4 Α. Κεραία ου ζεύγου Αρτιότητα εξαρτήµατο : 3 Α3. Μορφολογική σύγκριση κεραιών Α4. Βαδιστικό πόδι (1ο ή ο ή 3ο ή 4ο ή 5ο) Α5. όργανο στη βάση βαδιστικού ποδιούˇ Α6. Πλεοπόδιο (1ο ή ο ή 3ο ή 4ο ή 5ο) Α7. Σύγκριση βαδιστικού ποδιού & πλεοποδίου Α8. Φύλο του ζώου (µε αιτιολόγηση) Α9. Γιατί κινούνται µε κολύµβηση ή στιγµιαία άλµατα, αλλά δεν περπατούνˇ 1. Διαφορά μήκους. Μεγάλη: κοντό πεπλατυσμένο εξωπόδιο με τριχίδια 3. Μικρή ισομεγέθη ενδο - εξωπόδιο// ή συμμετρικά// ή τέλειο Υ Αρτιότητα εξαρτήµατο : Ενδείξει : βράγχια 4 Αρτιότητα εξαρτήµατο : Ενδείξει : Βαδιστικό: μακρύ σκληρό & λεπτό, σωληνοειδές, με μυτερή άκρη Πλεο: κοντό,πλατύ, μαλακό- μεμβρανώδες Αρθρωτό εύκαμπτο σώμα, πόδια μικρά σε σχέση με το σώμα τους, δεν μπορούν να αντέξουν το βάρος τους, μυτερά (άρα χωρίς βαδιστική επιφάνεια), κοιλιά με πολλές αρθρώσεις + ουρά = προωθητικό όργανο B. Μικροσκοπική παρατήρηση του ματιού της γαρίδας Β1. Μικροσκόπηση Εστίαση ΧΡΗΣΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟΥ Φωτισμός Εναλλαγή φακών 1 Σωστή Μεγέθυνση 1 Ποιότητα παρασκευάσματος / διαύγεια 4 Απουσία φυσαλίδων 3 ΣΧΕΔΙΟ: 4 3 x µονάδε = x µονάδε =6 5 5 Μερικό σύνολο: 45 Β. Τι εξυπηρετεί χρώµα του κερατοειδού ˇ Β3. Αιτιολογήστε γιατί τα µάτια τη γαρίδα είναι σύνθετα. Διάφανος επιτρέπει τη διέλευση του όποιου φωτός διέγερση κυττάρων όραση συμμετρικό γεωμετρικό τετραγωνισμένο πλέγμα Αποτύπωμα ομματιδίου στον κερατοειδή 3 3 1

14 Μερικό σύνολο: 7 Γ. Μικροσκοπική παρατήρηση επιδερμίδας Γ1. Ποιότητα παρασκευάσματος 5 Απουσία φυσαλίδων ΣΧΕΔΙΟ: 5 Υπόδειξη δομών: Γ. χρώµα χρωµατοφόρων Κίτρινα, πορτοκαλί, μπλε, κόκκινα 3 κυττάρων Γ3. Απόχρωση µε ηλιοφάνεια, Κατανοµή κοκκίων Εξήγηση Ανοιχτόχρωμο Συσσωρευμένα σε σημεία και όχι διασκορπισμένα. Μείωση απορρόφησης φωτός, εναρμόνιση με το περιβάλλον, διατήρηση της θερμοκρασίας όχι υπερθέρμανση. Μερικό σύνολο: 3 13