Wiązka zadań
Kropidlak popielaty
Wstęp do zadań 1, 2, 3.
Ścieki przemysłowe są zwykle bardzo niebezpieczne dla środowiska. Często zawierają metale ciężkie, np. trujący dla większości organizmów kadm. Jednak niektóre gatunki bakterii i grzybów mogą swobodnie żyć w zatrutych metalami ciężkimi ściekach. Kropidlak popielaty(Aspergillus fumigatus) pochłania znaczne ilości kadmu z odpadów przemysłowych. Ścieki to nie jedyne miejsce jego bytowania. Występuje powszechnie także w glebie, gdzie rozkłada martwą materię organiczną. Zdarza się też, że zakaża ludzi, powodując choroby płuc i skóry.
Zadanie 1
Określ, jaką rolę ekologiczną może pełnić kropidlak popielaty.
Kropidlak może być | Prawda czy fałsz? | |
1. | pasożytem żyjącym w organizmie człowieka. | `square` Prawda / `square` Fałsz |
2. | producentem wytwarzającym materię organiczną. | `square` Prawda / `square` Fałsz |
3. | destruentem przyspieszającym obieg pierwiastków. | `square` Prawda / `square` Fałsz |
Poprawna odpowiedź
1. - Prawda,
2. - Fałsz,
3. - Prawda
Wymaganie ogólne
1.3 Znajomość różnorodności biologicznej i podstawowych procesów biologicznych. Uczeń przedstawia i wyjaśnia zależności między organizmem a środowiskiem.
3.3 Poszukiwanie, wykorzystanie i tworzenie informacji. Uczeń rozumie i interpretuje pojęcia biologiczne, zna podstawową terminologię biologiczną.
Wymaganie szczegółowe
3.11. Systematyka – zasady klasyfikacji, sposoby identyfikacji i przegląd różnorodności organizmów. Uczeń przedstawia znaczenie poznanych grzybów, roślin i zwierząt w środowisku i dla człowieka.
4.9. Ekologia. Uczeń opisuje zależności pokarmowe (łańcuchy i sieci pokarmowe) w ekosystemie, rozróżnia producentów, konsumentów i destruentów oraz przedstawia ich rolę w obiegu materii i przepływie energii przez ekosystem.
Komentarz
Zdanie sprawdza umiejętność analizy tekstu oraz znajomość podstawowych terminów opisujących zależności ekologiczne. Zadaniem ucznia jest określenie roli ekologicznej kropidlaka na podstawie informacji podanej we wprowadzeniu.
Zadanie przetestowano wśród uczniów klas III gimnazjum, spośród których prawidłowej odpowiedzi we wszystkich trzech częściach udzieliło 21% badanych. Uczniowie mieli najwięcej trudności z częścią 1 (43% odpowiedzi poprawnych). Wynik taki niestety świadczy najprawdopodobniej o nieuważnym czytaniu tekstu wprowadzenia. Informacja o tym, że kropidlak popielaty bywa okazyjnie pasożytem człowieka, znajduje się dopiero w ostatnim zdaniu tekstu, przez co zwiększa się szansa jej przeoczenia. Być może również część uczniów uznała, że rola pasożyta kłóci się z rolą destruenta, w efekcie wybierając tę ostatnią. Świadczyłoby to wówczas o niedostatecznej wiedzy na temat grzybów, wśród których nie brak gatunków saprotroficznych, które są okazyjnie pasożytami. Nie można też wykluczyć, że niektórzy uczniowie rozumieli termin „pasożyt” nie w ekologicznym, lecz w medycznym znaczeniu. Należy jednak podkreślić, że polecenie jednoznacznie mówi o wskazaniu roli ekologicznej kropidlaka.
Zdecydowanie najlepiej badani uczniowie poradzili sobie z punktem drugim. 66% uczniów odrzuciło możliwość, że kropidlak może być producentem. Uczniowie wybierający inną odpowiedź najprawdopodobniej nie rozumieli znaczenia pojęcia „producent” lub nie wiedzieli, że wśród grzybów nie ma gatunków samożywnych.
62% badanych uczniów wybrało prawidłową odpowiedź w punkcie 3, rozpoznając w kropidlaku destruenta. Informacja ta jest podana niemal wprost („rozkłada martwą materię organiczną”), można zatem przypuszczać, że błędne odpowiedzi wynikają albo z nierozumienia pojęcia „destruent”, albo ze „strzelania”.
Zadanie 2
Na podstawie tekstu określ, jakie znaczenie dla człowieka ma lub może mieć kropidlak popielaty.
Z tekstu wynika, że kropidlak może | Prawda czy fałsz? | |
1. | uczestniczyć w rozkładaniu kompostowanych odpadów organicznych. | `square` Prawda / `square` Fałsz |
2. | wywoływać grzybice układu oddechowego człowieka. | `square` Prawda / `square` Fałsz |
3. | być stosowany w technologiach oczyszczania ścieków z metali ciężkich. | `square` Prawda / `square` Fałsz |
Poprawna odpowiedź
1. - Prawda,
2. - Prawda,
3. - Prawda
Wymaganie ogólne
1.3 Znajomość różnorodności biologicznej i podstawowych procesów biologicznych. Uczeń przedstawia i wyjaśnia zależności między organizmem a środowiskiem.
3.3 Poszukiwanie, wykorzystanie i tworzenie informacji. Uczeń rozumie i interpretuje pojęcia biologiczne, zna podstawową terminologię biologiczną.
Wymaganie szczegółowe
3.11. Systematyka – zasady klasyfikacji, sposoby identyfikacji i przegląd różnorodności organizmów. Uczeń przedstawia znaczenie poznanych grzybów, roślin i zwierząt w środowisku i dla człowieka.
Komentarz
Zadanie pozwala sprawdzić umiejętność pracy z tekstem i rozumowania, a w szczególności zdolność do rozpoznania użyteczności kropidlaka w biotechnologii. Analizując tekst wstępny, uczeń musi odnaleźć informacje pozwalające na weryfikację przedstawionych twierdzeń. W badaniu przeprowadzonym wśród uczniów klas III gimnazjum zadanie okazało się trudne – 35% badanych udzieliło poprawnej odpowiedzi we wszystkich trzech punktach.
W części 1 prawidłową odpowiedź wybrało 77% uczniów. Najwyraźniej nie mieli oni większych kłopotów z wywnioskowaniem, że żyjący w glebie grzyb może zamieszkiwać również pryzmę kompostową, gdzie zachodzi wspomniany w treści wprowadzenia proces rozkładu martwej materii organicznej.
Część 2 sprawiła badanym uczniom większy problem. Prawidłową odpowiedź wybrało tylko 62% z nich, co jest raczej słabym wynikiem, jeśli wziąć pod uwagę, że we wstępie jest wprost podana informacja, że kropidlak popielaty może powodować choroby płuc. Błędne odpowiedzi świadczyć mogą o „strzelaniu” lub o trudnościach z czytaniem ze zrozumieniem.
Najlepszy wynik badani uczniowie uzyskali w punkcie 3 (83% odpowiedzi prawidłowych). Bez większych problemów odnaleźli w tekście informację, że kropidlak wchłania duże ilości kadmu i na tej podstawie wywnioskowali, że może być użyteczny w oczyszczaniu ścieków z tego metalu.
Zadanie 3
Na podstawie tekstu określ, które stwierdzenia dotyczące środowiska życia kropidlaka są prawdziwe.
Stwierdzenie | Prawda czy fałsz? | |
1. | Kropidlak wymaga do życia temperatury około 37° C. | `square` Prawda / `square` Fałsz |
2. | Kropidlak może żyć na powierzchni i wewnątrz ciała ludzkiego. | `square` Prawda / `square` Fałsz |
Poprawna odpowiedź
1. - Fałsz,
2. - Prawda
Wymaganie ogólne
3.2 Poszukiwanie, wykorzystanie i tworzenie informacji. Uczeń odczytuje, analizuje, interpretuje i przetwarza informacje tekstowe, graficzne, liczbowe.
Wymaganie szczegółowe
Komentarz
Główną umiejętnością testowaną przez zadanie jest czytanie ze zrozumieniem. Uczeń nie musi posiadać szczególnej wiedzy, znajomość terminów biologicznych również nie jest wymagana.
W badaniu próbnym, przeprowadzonym wśród uczniów klas III gimnazjum, zadanie okazało się umiarkowanie trudne. Prawidłowe odpowiedzi w obu częściach podało 65% badanych.
Stwierdzenie 1 prawidłowo oceniło 94% uczniów. Najwyraźniej zwrócili oni uwagę na informację, że kropidlak może żyć w glebie i mieli świadomość, że w środowisku tym nie występują tak wysokie temperatury. Fakt, że grzyb może rozwijać się w ciele człowieka, gdzie panuje 37°C oznacza jedynie, że kropidlak taką temperaturę toleruje, ale niekoniecznie wymaga jej do życia.
Trudniejsze do oceny okazało sięstwierdzenie 2– prawidłową odpowiedźpodało 69% badanych. Najwyraźniej zatem spora część uczniów nie zauważyła informacji, że kropidlak może żyć nie tylko na skórze, lecz także wewnątrz ludzkiego ciała, a konkretnie w płucach.
Zadanie 4
Wstęp do zadań 4 i 5.
Grupa naukowców badała zastosowanie kropidlaka popielatego (Aspergillus fumigatus) do oczyszczania ścieków przemysłowych z jonów kadmu. Zaobserwowano, że nawet martwa grzybnia skutecznie wiąże kadm. Przeprowadzono doświadczenie, w którym porównano procentowe wiązanie kadmu przez filtr z martwej grzybni w zależności od pH roztworu oraz czasu. Wyniki przedstawiono na poniższym wykresie.
Na podstawie: S. Al-Garni, i wsp. (2009) African Journal of Biotechnology Vol. 8 (17), pp. 4163-4172
Z wykresu można odczytać,
`square` A. jak grzybnia kropidlaka zmienia odczyn pH roztworu w zależności od czasu.
`square` B. jak kadm wpływa na pH roztworu w obecności grzybni kropidlaka.
`square` C. jak czas wpływa na zmiany pH roztworu w obecności grzybni kropidlaka.
`square` D. jak grzybnia kropidlaka pochłania kadm w zależności od czasu i odczynu pH.
Poprawna odpowiedź
D
Wymaganie ogólne
2.1 Znajomość metodyki badań biologicznych. Uczeń planuje, przeprowadza i dokumentuje obserwacje i proste doświadczenia biologiczne.
3.2 Poszukiwanie, wykorzystanie i tworzenie informacji. Uczeń odczytuje, analizuje, interpretuje i przetwarza informacje tekstowe, graficzne, liczbowe.
Wymaganie szczegółowe
Komentarz
Główną umiejętnością testowaną przez zadanie jest interpretacja danych przedstawionych w postaci wykresu. Uczeń nie musi mieć szczególnej wiedzy ani znać terminów biologicznych.
Wykres przedstawia, jak zmieniała się w czasie procentowa ilość kadmu pochłoniętego przez kropidlaka. Dla kilku różnych wartości pH przedstawione są osobne krzywe. Każda z nich po pewnym czasie wypłaszcza się, co oznacza, że grzybnia kropidlaka pochłonęła już maksymalną dla danych warunków ilość kadmu. Z wykresu możemy odczytać ilość pochłoniętego kadmu (oś Y) po upływie określonego czasu (oś X), przy uwzględnieniu różnych wartości pH roztworu (poszczególne krzywe). Możemy zatem na tej podstawie określić, jak grzybnia kropidlaka pochłania kadm w zależności od czasu i odczynu pH – prawidłowa jest odpowiedź D.
Pozostałe trzy odpowiedzi łatwo odrzucić, jeśli zauważy się, że pH nie jest wartością, której zmiany były objęte pomiarem. Dla każdej z krzywych pH roztworu jest stałe i z góry narzucone przez badaczy. Gdyby na wykresie chciano przedstawić wpływ jakiegoś czynnika (kadmu, czasu, obecności grzybni) na pH, to pH powinno znaleźć się na osi Y. W omawianym przypadku z osi tej odczytujemy jednak ilość pochłoniętego kadmu.
Zadanie 5
Oceń, które ze stwierdzeń są poprawnymi wnioskami z przedstawionego doświadczenia.
Wniosek | Poprawny czy błędny? | |
1. | W kwaśnym środowisku pochłanianie kadmu przez grzybnię kropidlaka jest wyższe niż w zasadowym. | `square` Poprawny / `square` Błędny |
2. | Grzybnia kropidlaka najskuteczniej oczyszcza ścieki przy obojętnym odczynie roztworu. | `square` Poprawny / `square` Błędny |
3. | Aby skutecznie oczyszczać ścieki z kadmu, należy wymieniać filtr z grzybni po około godzinie pracy. | `square` Poprawny / `square` Błędny |
Poprawna odpowiedź
1. - Błędny,
2. - Błędny,
3. - Poprawny
Wymaganie ogólne
2.1 Znajomość metodyki badań biologicznych. Uczeń planuje, przeprowadza i dokumentuje obserwacje i proste doświadczenia biologiczne.
3.2 Poszukiwanie, wykorzystanie i tworzenie informacji. Uczeń odczytuje, analizuje, interpretuje i przetwarza informacje tekstowe, graficzne, liczbowe.
Wymaganie szczegółowe
Komentarz
Główną umiejętnością testowaną przez zadanie jest interpretacja wynikóweksperymentu przedstawionych w postaci wykresu, w szczególności zaś weryfikacja, które wnioski można z podanego zestawu danych wyciągnąć, których zaś nie. Do rozwiązania zadania wystarczą informacje podane we wstępie, dodatkowo potrzebna jest jedynie znajomość zależności między wartością pH a odczynem roztworu.
Pierwszy z podanych wniosków nie wynika z przedstawionych na wykresie wyników. Opisane doświadczenie przeprowadzono jedynie dla wartości pH z zakresu od 3 do 6, co odpowiada odczynowi kwaśnemu. Brak zatem danych o pochłanianiu kadmu w roztworze o odczynie zasadowym i nie sposób przeprowadzić odpowiedniego porównania. Podobnie jest w przypadku wniosku drugiego. Odczynowi obojętnemu odpowiada pH 7, a takiego wariantu nie uwzględniono w doświadczeniu ani nie przedstawiono na wykresie. Wprawdzie początkowo (przy niskich pH) wraz ze spadkiem kwasowości roztworu zwiększa się pochłanianie kadmu, jednak maksymalny wynik osiągnięty jest dla pH 5.Dalsze podwyższenie pH nie powoduje już wzrostu pochłaniania, a nawet jego nieznaczny spadek. Trudno zatem nawet przewidywać, na ile efektywne byłoby oczyszczanie roztworu z kadmu przy pH obojętnym.
Jedynie wniosek trzeci jest zasadny. Na wykresie wyraźnie widać, że wszystkie krzywe po dość krótkim czasie ulegają wypłaszczeniu i nie zwiększa się już ilość związanego kadmu. Dla lekko kwaśnego odczynu (pH 5 lub 6), który okazał się najlepszy dla skuteczności pochłaniania, wypłaszczenie następuje już po 60 minutach. W pełni uzasadniony jest zatem wniosek, że w celu zachowania wysokiej skuteczności oczyszczania ścieków z kadmu, należy wymieniać filtry z grzybni po około godzinie.
Utwór jest chroniony prawem autorskim. Zasady i warunki korzystania z niego określa Regulamin Serwisu Bazy Dobrych Praktyk.
"Masz uwagi do treści? Uważasz, że zawiera błąd? Napisz na bnd@ibe.edu.pl