Materiał źródłowy do zadania
Oddziaływania międzygatunkowe u roślin mogą mieć charakter antagonistyczny, np. gdy w suchym środowisku występuje konkurencja korzeni o wodę, lub nieantagonistyczny – polegający na wzajemnym wspomaganiu wzrostu.
Aby określić wpływ wzajemnego oddziaływania roślin jednorocznych i krzewów Ambrosia dumosa, przygotowano na pustyni następujące poletka doświadczalne:
• próba A – usunięto rośliny jednoroczne, a pozostawiono krzewy A. dumosa
• próba B – pozostawiono rośliny jednoroczne oraz krzewy A. dumosa
• próba C – pozostawiono rośliny jednoroczne, a usunięto krzewy A. dumosa.
Na poniższych ilustracjach przedstawiono próby: A, B i C.
Rośliny jednoroczne w obecności krzewów charakteryzowały się większym przyrostem biomasy, natomiast przyrost biomasy krzewów w obecności roślin zielnych był ograniczony.
Na podstawie: C.J. Krebs, Ecology: The Experimental Analysis of Distribution and Abundance, Harlow 2014.
Wyjaśnij, w jaki sposób rzucanie cienia przez krzewy A. dumosa wpływa pozytywnie na przyrost biomasy roślin jednorocznych w warunkach suszy. W odpowiedzi uwzględnij bilans wodny roślin.
Podpowiedź
Opracowanie redakcyjne
Podpowiedź 1
Połącz cień najpierw ze zmianą temperatury i utraty wody, a dopiero potem z tempem wzrostu. Polecenie wymaga pełnego mechanizmu obejmującego bilans wodny.
Podpowiedź 2
Zastanów się, co dzieje się z aparatami szparkowymi przy silnym niedoborze wody. Jak wpływa to na dopływ CO₂ i fotosyntezę?
Podpowiedź 3
Zapisz ciąg: mniej parowania → korzystniejszy bilans wodny → możliwość pobierania CO₂ i fotosyntezy → więcej związków organicznych. Ostatnie ogniwo tłumaczy zwiększony przyrost biomasy.
Odpowiedź
Odpowiedź przykładowa / klucz CKE
• Rośliny jednoroczne traciły w procesie transpiracji mniejszą ilość wody, która jest
substratem fotosyntezy, a więc ten proces zachodził intensywniej.
• Zacienienie podłoża pozwoliło na utrzymanie wody w glebie, a więc rośliny jednoroczne
zachowały dodatni bilans wodny, co umożliwiło prowadzenie fotosyntezy. Dodatkowo zacienienie rośliny obniża temperaturę jej liści i ogranicza w ten sposób fotooddychanie.
• Zacienienie roślin jednorocznych oraz podłoża przez krzewy stało się przyczyną
ograniczenia parowania wody. Dlatego dla roślin jednorocznych ilość wody była wystarczająco duża, by mogły one intensywnie przeprowadzać fotosyntezę, co pozwoliło u nich na lepszy przyrost biomasy.
• Zacienienie rośliny wpływa korzystnie na jej bilans wodny, dzięki czemu utrzymuje ona
otwarte aparaty szparkowe i może pobrać więcej dwutlenku węgla, wiązanego potem w procesie fotosyntezy.
• Ogranicza to straty wody podczas suszy, co pozwala roślinie na przeprowadzenie
procesów metabolicznych, których substratem jest woda i które to przyczyniają się do przyrostu biomasy rośliny.
Uwaga: Nie uznaje się odpowiedzi, które nie odnoszą się do zwiększenia intensywności fotosyntezy, ponieważ przyrost biomasy, a więc wzrost roślin, odbywa się na drodze samożywności.
Zasady oceniania
1 pkt – za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające:
• mechanizm – ograniczenie parowania wody z liści lub z podłoża i w związku z tym
większą dostępność wody lub dwutlenku węgla dla mniejszych roślin jednorocznych ORAZ
• skutek – wzrost intensywności fotosyntezy u roślin jednorocznych pozwalający
na większy przyrost biomasy. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Wyjaśnienie
Opracowanie redakcyjne
Cień rzucany przez krzewy ogranicza nagrzewanie roślin i podłoża, zmniejszając utratę wody przez parowanie i transpirację. Poprawa bilansu wodnego pozwala roślinom jednorocznym dłużej utrzymywać otwarte aparaty szparkowe, pobierać CO₂ i prowadzić fotosyntezę. Większa produkcja związków organicznych zwiększa przyrost biomasy. W tych warunkach korzyść z ograniczenia suszy może przewyższać skutek mniejszego oświetlenia. Samo stwierdzenie, że rośliny tracą mniej wody, pomija wymagany związek z wytwarzaniem biomasy.
Sprawdź kompletność rozwiązania
1 pkt – za poprawne wyjaśnienie, uwzględniające:
• mechanizm – ograniczenie parowania wody z liści lub z podłoża i w związku z tym
większą dostępność wody lub dwutlenku węgla dla mniejszych roślin jednorocznych ORAZ
• skutek – wzrost intensywności fotosyntezy u roślin jednorocznych pozwalający
na większy przyrost biomasy. 0 pkt – za odpowiedź niespełniającą wymagań na 1 pkt albo za brak odpowiedzi.
Wymagania podstawy programowej
Polecenie 21.2
W podstawie programowej
Zacienienie ogranicza utratę wody i poprawia bilans wodny roślin.
- PR:IX.3.4 — wykazuje wpływ czynników zewnętrznych (temperatura, światło, wilgotność, ruchy powietrza) na bilans wodny roślin; planuje i przeprowadza doświadczenie określające wpływ czynników zewnętrznych na intensywność transpiracji;
Przypisanie redakcyjne do podstawy BIO-PP2024.
Informacje i źródła zadania
ID zadania: BIO-2024-MAJ-F2023-Z21-2
Organizator: CKE
Działy: Różnorodność roślin
Organizmy: rośliny
Zagadnienia: Ekologia ekosystemu. Ochrona i gospodarka ekosystemami | Gospodarka wodna i odżywianie mineralne roślin
Umiejętności: Rozwijanie myślenia naukowego; doskonalenie umiejętności planowania i przeprowadzania obserwacji i doświadczeń oraz wnioskowania w oparciu o wyniki badań | Pogłębianie wiedzy z zakresu różnorodności biologicznej oraz zjawisk i procesów biologicznych zachodzących na różnych poziomach organizacji życia