Test n.7. consumandolo. Prof.ssa R. Spagnuolo. L. Scientifico G. Rummo - Benevento. Dalle olimpiadi delle Scienze Naturali 2003

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1 Test n.7 Dalle olimpiadi delle Scienze Naturali 2003 PARTE SESTA Un esperimento con le mosche Le 3 domande che seguono riguardano il medesimo argomento: un esperimento sull interazione tra le mosche e un imenottero parassita. Esse sono introdotte da un testo e da una figura. Per fornire la risposta dovrai fare riferimento a entrambi. Pimentel ed i suoi collaboratori (1968) hanno studiato l evoluzione della relazione ospite parassitoide 1 utilizzando la mosca domestica e un imenottero, Nasonia vitripennis. In una prima gabbia (A) furono immesse delle mosche che non avevano mai avuto contatti con gli imenotteri parassiti; la popolazione di mosche fu mantenuta a livello costante, rifornendola continuamente di mosche che non erano mai state a contatto con Nasonia vitripennis. In tale gabbia le mosche che sopravvivevano all attacco degli imenotteri venivano regolarmente eliminate. In una seconda gabbia (B) il numero delle mosche fu mantenuto costante, ma le mosche sfarfallanti, sopravvissute all infezione, furono lasciate nella gabbia. Le gabbie furono mantenute in queste condizioni sperimentali per circa 3 anni. In questo periodo si osservò che il tasso di riproduzione degli imenotteri nella gabbia B scese da 358 discendenti a 38 per ciascuna femmina e la loro longevità scese da 7 a 4 giorni; anche l ammontare medio della popolazione dei parassitoidi diminuì. Successivamente furono eseguiti altri esperimenti, in cui si lasciò che la popolazione di ospiti e parassiti variasse liberamente; nella gabbia i cui risultati sperimentali sono esposti nella figura a sinistra, erano state immesse mosche allevate nella gabbia A, mentre la figura a destra mostra i risultati sperimentali conseguiti con mosche prelevate dalla gabbia B. 1. Perché le mosche sopravvissute venivano eliminate dalla gabbia A della prima fase dell esperimento? a) Perché non contaminassero le altre mosche. b) Perché non danneggiassero gli imenotteri. c) Perché erano diventate immuni, avendo contratto anticorpi. d) Perché si trattava di mosche resistenti ai parassitoidi 1, la cui presenza avrebbe modificato il pool genico della popolazione di mosche. e) Per i motivi a e c. 2. A proposito di quanto è avvenuto nella gabbia B, quale fra queste affermazioni è falsa? a) Il patrimonio ereditario della popolazione di mosche presenti nella gabbia è identico a quello presente in una normale popolazione di mosche selvatiche. b) La diminuzione del tasso di riproduzione degli imenotteri indica che le mosche tengono sotto controllo i parassiti. c) La diminuzione della longevità degli imenotteri indica che le mosche tengono sotto controllo i parassiti. d) Le mosche sopravvissute all infezione si sono riprodotte in maggior quantità rispetto alle mosche i cui antenati non erano mai state a contatto con gli imenotteri. e) Nella gabbia in questione è avvenuta un evoluzione del sistema parassitoide-ospite. 1 Si parla di parassitoidi ogni qual volta una larva (detta appunto parassitoide) viva all interno di un ospite, consumandolo.

2 3. Il fatto che il grafico a destra mostri la presenza di imenotteri parassiti indica che: a) Alcuni parassiti non vengono mangiati dalle mosche. b) Non tutte le mosche sono resistenti ai parassiti. c) Le mosche hanno evoluto difese più efficaci rispetto ai gruppi di controllo. d) Tutte le mosche hanno identico patrimonio ereditario per quanto riguarda la resistenza agli imenotteri. e) Il patrimonio ereditario degli imenotteri è identico a quello degli imenotteri della gabbia i cui esperimenti sono descritti a sinistra. PARTE SETTIMA - Lo studio delle popolazioni Le 5 domande che seguono riguardano il medesimo argomento: lo studio delle popolazioni. Esse sono introdotte da un breve testo e da una figura. Per fornire la risposta dovrai fare riferimento a entrambi. Il seguente schema mostra la curva di crescita di due specie di parameci (Paramecium aurelia e Paramecium caudatum) fatte crescere separatamente in due recipienti di coltura diversi mantenuti nelle stesse identiche condizioni. Le due specie appartengono alo stesso livello trofico e sono quindi in concorrenza tra loro per le risorse alimentari. 4. La velocità di crescita della popolazione: a) E maggiore per Paramecium aurelia. b) E maggiore per Paramecium caudatum. c) E uguale per entrambe le specie. d) Segue un andamento esponenziale solo nelle fasi finali di crescita di ogni popolazione. e) E direttamente proporzionale al tempo. 5. Perché le due popolazioni raggiungono un livello massimo oltre il quale non aumentano più di numero? a) Perché si esaurisce il potenziale biotico delle due specie. b) Perché si raggiunge la portata ambientale, cioè il limite fino a quale un ambiente può sostenere una determinata popolazione. c) Perché le cellule perdono la capacità di dividersi d) Perché le due popolazioni interferiscono tra loro. e) Per la forte predazione tra le due popolazioni. 6. Se le due specie di parameci venissero fatte crescere insieme nello stesso recipiente con risorse limitate, che cosa ti aspetteresti? a) Le due popolazioni si svilupperebbero entrambe con la stessa velocità. b) Nessuna delle due popolazioni potrebbe svilupparsi. c) La popolazione di Paramecium caudatum eliminerebbe quella di Paramecium aurelia. d) La popolazione di Paramecium aurelia eliminerebbe quella di Paramecium caudatum. e) Le due popolazioni svilupperebbero una forma di simbiosi mutualistica. 7. L interazione tra le due popolazioni che si realizza nel caso della domanda precedente è di tipo: a) Intraspecifica. b) Predatoria. c) Simbiotica. d) Interspecifica.

3 e) Mutualistica. 8. In molti ambienti due o più specie simili si trovano a convivere nello stesso luogo. Esse in realtà: a) Competono fortemente tra loro. b) Occupano la stessa nicchia. c) Hanno habitat differenti. d) Finiranno necessariamente con l eliminarsi a vicenda. e) Occupano nicchie leggermente diverse. Dalle Olimpiadi delle Scienze Naturali 2008 PARTE SESTA La variazione fenotipica Una specie può presentare forti variazioni fenotipiche a secondo dell ambiente in cui vive. Le 3 domande che seguono riguardano la variabilità fenotipica di una pianta erbacea. Esse sono introdotte da un breve testo e da uno figura ai quali dovrai fare riferimento per fornire le risposte. La pianta erbacea Achillea millefolium, molto diffusa nell emisfero boreale, è stata studiata in un progetto californiano di ampio respiro dal titolo Experimental Studies on the Nature of Species. Come si vede dal grafico, la pianta presenta una forte variazione fenotipica in funzione della quota alla quale cresce, dal Pacifico alla Sierra Nevada. 9. Quale esperimento potrebbe chiarire più facilmente se si tratta di una variazione dovuta a fattori genetici? a) Determinare se sono possibili ibridi fra popolazioni raccolte in zone diverse; b) Verificare se vi sono variazioni cromosomiche fra le popolazioni che vivono a grandi altitudini rispetto a quelle che vivono sul livello del mare; c) Verificare qual è la variabilità in altezza delle popolazioni che vivono alle medesime altitudini; d) Vedere se gli ibridi fra le popolazioni che vivono ad alta quota e le popolazioni che vivono a bassa quota possono vivere ad altitudini intermedie; e) Osservare se le differenze in altezza vengono mantenute quando cloni di piante che vivono a grandi altezze vengono fatte crescere vicino al livello del mare e viceversa. 10. Se si trattasse di variazione genetica, essa sarebbe dovuta soprattutto a: a) Un meccanismo di isolamento riproduttivo; b) Inbreeding; c) Ricombinazione genetica; d) Formazione di individui poliploidi; e) Selezione naturale. 11. La variazione di forma della pianta è un tipico esempio di: a) Differenziazione ecotipica; b) Deriva genetica; c) Speciazione; d) Ibridazione;

4 e) Regola di Allen e di Bergman. PARTE OTTAVA MISCELLANEA 12. Le cellule del protista Euglena hanno le seguenti caratteristiche tranne: a) Una parete cellulare che avvolge la membrana plasmatica; b) Un ocello; c) Granuli di paramylon, un polimero del glucosio che ha funzioni di riserva; d) Un flagello che consente il movimento; e) Un vacuolo contrattile. 13. La meiosi dimezza il numero di cromosomi di una cellula diploide. I nuclei aploidi vengono a costituirsi alla fine della: a) profase I b) anafase I c) profase II d) metafase II e) anafase II 14. A causa di fluttuazioni nelle condizioni ambientali, una popolazione può andare incontro periodicamente a una rapida e marcata riduzione del numero dei suoi individui, con una diminuzione superiore al 50%; in tal caso si parla di collo di bottiglia genetico. Tale fenomeno può dare origine ai seguenti eventi tranne: a) Deriva genetica; b) Estinzione; c) Aumento dei casi di inincrocio (inbreeding); d) Effetto del fondatore, se il piccolo gruppo si trova riproduttivamente separato dalla popolazione madre; e) Aumento della variabilità genetica all interno della popolazione. 15. Le piante della California centro-meridionale, pur appartenendo a famiglie e generi diversi, sono molto simili a quelle del bacino mediterraneo, avendo sviluppato gli stessi adattamenti per superare la siccità estiva. Si tratta di un tipico esempio di: a) Speciazione geografica b) Evoluzione divergente c) Diffusione adattativa d) Coevoluzione e) Convergenza evolutiva Dalle Olimpiadi delle Scienze Naturali In uno studio di un area di macchia mediterranea sono stati presi in considerazione tre siti di uguale estensione e dalle caratteristiche abbastanza simili. Per ognuno di essi sono state individuate le specie vegetali presenti e il numero di individui per ciascuna di esse. I risultati sono indicati nella seguente tabella. Sito A Sito B Sito C Specie 1 9 individui 22 individui 4 individui Specie individui 34 individui 78 individui Specie individui 23 individui 311 individui Specie 4 / / / Specie 5 / 20 individui / Specie 6 11 individui 35 individui 12 individui Specie 7 / 28 individui 11 individui

5 Specie 8 / 30 individui 3 individui Totale Quale conclusione è possibile trarre relativamente alla loro biodiversità? a) il sito A e il sito C hanno la stessa biodiversità perché in entrambi è presente lo steso numero complessivo di individui; b) il sito B ha una minore biodiversità perché ospita un minor numero di individui; c) il sito B ha una maggiore biodiversità, perché ospita il maggior numero di specie; d) il sito C ha una maggiore biodiversità perché ospita un gran numero di specie e di individui; e) i tre siti hanno uguale biodiversità poiché il minor numero di specie di A e di C è compensato da un maggior numero di individui. 17. Il grafico a lato permette di confrontare la statura degli individui di due popolazioni umane. Quale affermazione e vera? a) nella popolazione A la variabilità è maggiore e gli individui sono mediamente più alti; b) nella popolazione B la variabilità è maggiore e gli individui sono mediamente più alti; c) nella popolazione A la variabilità è maggiore e gli individui sono mediamente più bassi; d) nella popolazione B la variabilità è maggiore e gli individui sono mediamente più bassi; e) le due popolazioni hanno la stessa statura media e la stessa variabilità. 18. In una rete alimentare, su quale livello trofico agiscono gli organismi decompositori? a) sull'ultimo; b) su tutti; c) sul primo; d) su alcuni, in dipendenza del tipo di ecosistema; e) sul secondo. 19. Se una cellula venisse privata di tutto l ATP, quale dei seguenti processi è escluso che si possa verificare? a) osmosi; b) diffusione; c) trasporto attivo; d) trasporto passivo; e) passaggio di ossigeno attraverso la membrana cellulare.

6 % topi a pelo bianco n giorni copertura nevosa L. Scientifico G. Rummo - Benevento PARTE SETTIMA Anno Le 6 domande di questa parte riguardano il medesimo argomento e sono introdotte da due grafici; il primo grafico mostra il numero di giorni di copertura nevosa del suolo in un area delle Alpi occidentali in un arco di tempo compreso tra il 1940 e il 1961, mentre il secondo grafico riporta la percentuale di individui a pelo bianco in una popolazione di topi che vive in quell area. Il colore del pelo è un carattere ereditario; il colore bianco è determinato da un allele recessivo b, il colore marrone è determinato da una allele dominante B. Fornisci la risposta a ciascuna domanda nel foglio delle risposte allegato. Anno 20. La comparsa della massima percentuale di topi a pelo bianco si è verificata: a) prima del massimo numero di giorni di copertura nevosa; b) contemporaneamente al massimo numero di giorni di copertura nevosa; c) successivamente al massimo numero di giorni di copertura nevosa; d) sia prima che successivamente al massimo numero di giorni di copertura nevosa; e) contemporaneamente al minimo numero di giorni di copertura nevosa. 21. Quale delle affermazioni seguenti è effettivamente sorretta dai dati mostrati nei due grafici? a) la percentuale di topi dal pelo marrone ha raggiunto il massimo durante gli anni di maggiore copertura nevosa; b) la percentuale di topi dal pelo bianco ha raggiunto il massimo durante gli anni di maggiore copertura nevosa; c) il numero di topi dal pelo marrone ha raggiunto il massimo durante gli anni di maggiore copertura nevosa; d) il numero di topi dal pelo bianco ha raggiunto il massimo durante gli anni di maggiore copertura nevosa; e) il numero di topi dal pelo marrone è stato inferiore al numero di topi dal pelo bianco negli anni dal 1948 al Nell intero arco di tempo considerato la frequenza dell allele b nella popolazione: a) prima aumenta, poi diminuisce; b) prima diminuisce, poi aumenta; c) rimane costante; d) aumenta costantemente; e) diminuisce costantemente. 23. Negli anni che vanno dal 1952 al 1960 la percentuale di topi dal pelo bianco diminuisce perché: a) è diminuito il tasso di mutazione dall allele B all allele b; b) i topi dal pelo bianco lasciano una prole meno numerosa degli anni precedenti; c) il freddo meno intenso favorisce il ritorno alla colorazione scura nei topi bianchi;

7 d) è diminuita la probabilità di sopravvivenza degli individui eterozigoti; e) i topi bianchi si sono isolati riproduttivamente e si avviano a formare una nuova specie. 24. Quale delle affermazioni seguenti non è può essere ricavata dai dati presentati nei due grafici? a) le caratteristiche ambientali influenzano le frequenze alleliche di una popolazione; b) i fenomeni evolutivi possono essere reversibili; c) la selezione naturale ha favorito fenotipi diversi in periodi diversi; d) la selezione naturale ha favorito genotipi diversi in periodi diversi; e) negli anni più freddi la popolazione di topi è aumentata in numero di individui.

8 DOMANDA DOMANDA 1 D 16 C 2 A 17 C 3 B 18 B 4 A 19 C 5 B 20 C 6 D 21 E 7 D 22 A 8 E 23 B 9 E 24 E 10 E 11 A 12 A 13 B 14 E 15 E