Anisn

OLIMPIADI DELLE SCIENZE NATURALI 2006 – FASE NAZIONALE (TRIENNIO)

La prova è costituita da 8 parti, da pagina 1 a pagina 13, per un totale di 50 domande.

PARTE PRIMA – Una notizia… da cani

Un quotidiano nazionale ha riportato la notizia descritta nell’articolo. Nello scritto, riportato in parte, oltre ad una

certa povertà di informazione e inutili ripetizioni, compaiono diverse ambiguità ed errori. Leggi attentamente l’articolo

e soffermati in particolare sulle espressioni che sono state sottolineate. Nelle 6 domande che seguono ti verrà richiesto

se e come, secondo te, vanno sostituite. Scrivi la risposta a ciascuna domanda nel foglio risposte allegato.

Dal Dna dei cani un aiuto per sconfiggere il cancro

Gli scienziati Usa sono risaliti al codice genetico dell'animale. Dallo studio un contributo anche per disturbi cardiaci e cecità. Molto rilevanti le analogie genetiche con l'uomo.

IL DNA del cane non ha più segreti. Potrebbe giungere proprio dal migliore amico

dell'uomo un decisivo contributo alla soluzione di malattie come il cancro. Grazie ad un vasto

studio di genetica diretto dai ricercatori del TIGR (The Institute for Genomic Research) è stato

possibile risalire alla sequenza precisa e ad alta risoluzione del genoma del cane. La scoperta ha

messo in evidenza una condivisione del genoma tra l'animale e l'uomo molto più rilevante di quella

riscontrata tra uomo e topo. Ma soprattutto sarà ora possibile rintracciare con estrema facilità i geni

responsabili di patologie complesse come il cancro.

I ricercatori hanno ottenuto la sequenza, di 2,4 miliardi di singole lettere di codice genetico,

del DNA di un boxer femmina, Tasha, aggiornando con questa versione più dettagliata la mappa

genetica del cane che fu presentata nel 2004 per la prima volta. Attraverso il confronto tra le varie

razze (il levriero italiano, il barboncino, il boxer, il pastore tedesco, il Labrador da riporto, il beagle,

il Bedlington terrier, il cane da caccia, il cane esquimese e il rottweiler) sono state riscontrate 2,5

milioni di differenze genetiche.

Il contributo principale della ricerca consiste però nella possibilità di creare delle razze

predisposte a malattie o malformazioni di vario tipo. Concentrando dunque l'attenzione su una

specifica razza gli studiosi hanno la possibilità di identificare con estrema facilità i geni responsabili

di patologie cardiovascolari e muscolo-scheletriche, la cecità e la cataratta, l'epilessia e molte altre.

La direttrice del programma di ricerca ha dichiarato che “le informazioni fornite da queste ricerche

rappresentano un significativo passo avanti nella comprensione della radice genetica delle malattie

sia nei cani che negli esseri umani”.

2

1. L’espressione “sono risaliti al codice genetico”, al primo rigo del sottotitolo, va sostituita con:

a) Hanno analizzato il trascrittoma;

b) Hanno decifrato il DNA;

c) Hanno scoperto gli acidi nucleici;

d) Hanno spiegato le proteine;

e) Hanno chiarito il proteoma.

2. L’espressione “del genoma”, al quarto rigo del testo, può essere più efficacemente sostituita con:

a) Del codice genetico;

b) Del proteoma;

c) Delle proteine;

d) Del DNA;

e) Degli acidi nucleici.

3. Dal punto di vista scientifico, l’espressione “tra l’animale e l’uomo”, al quinto rigo del testo, è:

a) Corretta;

b) Errata perché cane e uomo sono entrambi animali;

c) Corretta perché vuole mettere in risalto il diverso philum di appartenenza;

d) Corretta perché aiuta a comprendere la distanza filogenetica;

e) Errata perché cane e uomo sono entrambi mammiferi.

4. L’espressione “di singole lettere di codice genetico”, all'ottavo rigo del testo, va sostituita con:

a) Di singoli residui di deossiribosio e gruppi fosfato;

b) Di singoli amminoacidi;

c) Di singole proteine;

d) Di singoli geni;

e) Di singole basi azotate.

5. Il termine “razze”, all’undicesimo rigo del testo, è:

a) Errato, perché si tratta di specie diverse;

b) Errato, perchè si tratta di un’unica razza;

c) Errato, perché si tratta di generi diversi;

d) Corretto:

e) Corretto, perché i cani appartengono tutti alla stessa razza.

6. Al quattordicesimo e al sedicesimo rigo sono presenti le espressioni “creare delle razze” e “identificare con estrema

facilità”. Relativamente ad esse, quale di queste considerazioni è corretta:

a) Le due espressioni sono entrambe appropriate;

b) L’espressione “creare delle razze” è errata perchè non si tratta di dare origine ad una nuova razza, ma solo di

modificare una razza preesistente;

c) L’espressione “creare delle razze” è errata perché si tratta in realtà di dare origine a nuove specie;

d) L’espressione “identificare con estrema facilità” non è corretta perché l’identificazione di un gene è sempre

molto complessa;

e) Sono vere b) e d).

PARTE SECONDA – Esperimenti di genetica con i canarini e con i pomodori

Le 8 domande che seguono riguardano una serie di esperimenti di genetica classica. Esse sono introdotte da due testi

ai quali dovrai fare riferimento per fornire le risposte. Scrivi la risposta a ciascuna domanda nel foglio risposte

allegato.

Il canarino delle Canarie era originariamente verde. Con l’allevamento e con gli incroci, si sono ottenute numerose

varietà. Le modificazioni più caratteristiche riguardano il colore e l’aspetto del piumaggio.

Un canarino è detto “brinato” quando il piumaggio è spesso, morbido, spruzzato di bianco;

Un canarino è detto “intenso” quando il piumaggio è unito, liscio, compatto.

In due serie di incroci tra i due tipi di canarini si sono ottenuti i seguenti risultati:

Prima serie di incroci: canarini a piumaggio “intenso” con canarini a piumaggio “intenso”.

Risultati: 2/3 con piumaggio “intenso” e 1/3 con piumaggio “brinato”.

Seconda serie di incroci: canarini a piumaggio “ intenso” con canarini a piumaggio “brinato”.

Risultati: si dono ottenuti sempre metà dei canarini a piumaggio “brinato”.

3

Durante gli esperimenti di incrocio si è verificata sempre la morte di alcuni canarini o al momento della schiusa o

dentro l’uovo.

7. Sulla base dei risultati degli incroci, indicando gli alleli con I e i, il genotipo dei canarini a piumaggio “intenso” è:

a) I I

b) I i

c) i i

d) i i o I i

e) I I o I i

8. Sulla base dei risultati degli incroci, indicando gli alleli con I e i, il genotipo dei canarini a piumaggio “brinato” è:

a) I I

b) I i

c) i i o I i

d) i i

e) I I o i i

9. Quale è stata la causa della morte dei canarini nell’uovo o alla schiusa?

a) Un incidente durante la schiusa;

b) Un incidente durante la cova;

c) Una condizione letale determinata dal genotipo;

d) Errori durante la fecondazione;

e) E’ impossibile stabilirne la causa.

10. Pensate che si possa stabilire il genotipo dei canarini morti alla schiusa o dentro l’uovo?

a) Si, ma solo se la morte è avvenuta alla schiusa;

b) Sì, si tratta probabilmente di una condizione genetica che rende i canarini più deboli;

c) Si, ma bisogna fare l’analisi del DNA;

d) Si, in base ai dati ottenuti negli incroci il genotipo è I I;

e) No, non è possibile stabilirlo.

Alcuni agricoltori sono interessati alla coltivazione di pomodori che potrebbero avere un maggiore successo sul

mercato. Decidono di condurre una serie di esperimenti di miglioramento genetico su una varietà di pomodori che può

presentare o frutti grandi o frutti piccoli. I pomodori a frutti grandi sono tutti sensibili ad un fungo parassita, il

Fusarium; quelli a frutti piccoli sono invece resistenti. I due caratteri presi in esame (grandezza del frutto e resistenza al

fungo parassita) sono entrambi a dominanza semplice (caratteri mendeliani). Allo scopo di ottenere linee pure per questi

due caratteri con le quali poter successivamente effettuare gli incroci, vengono programmate una serie di operazioni.

11. Quale procedimento devono seguire per essere sicuri che le varietà parentali siano linee pure?

a) Effettuare un’analisi del DNA;

b) Incrociare a caso pomodori a frutti piccoli con pomodori a frutti grandi;

c) Incrociare a caso pomodori a frutti piccoli resistenti al Fusarium fra loro;

d) Incrociare pomodori a frutti grandi fra loro e isolare quelli resistenti al Fusarium;

e) Incrociare più volte pomodori a frutti grandi con pomodori a frutti grandi fino a ottenere tutti pomodori a frutti

grandi e sensibili e incrociare pomodori a frutti piccoli con pomodori a frutti piccoli fino ad ottenere tutti

pomodori a frutti piccoli e resistenti.

12. A questo punto gli agricoltori hanno a disposizione due linee pure, delle quali però non conoscono il genotipo. Allo

scopo di determinarlo incrociano tra loro le due linee pure. Alla prima generazione F1 si ottengono tutti pomodori a

frutti piccoli resistenti.

Indicando con R e r gli alleli del gene per la resistenza e con P e p gli alleli del gene per la grandezza del pomodoro,

qual è il genotipo delle due linee pure incrociate?

a) RRPP x rrpp

b) RRPP x rrPP

c) rrPP x rrpp

d) RrPp x RrPp

e) RrPP x rrpp

13. In due esperimenti successivi viene praticata l’autofecondazione con le piante di pomodori della generazione F1 e si

ottengono i seguenti risultati:

4

Fenotipo I esperimento II esperimento

N. individui N. individui

Pomodori a frutti piccoli resistenti 27429 4562

Pomodori a frutti piccoli sensibili 9183 1513

Pomodori a frutti grandi resistenti 9033 1519

Pomodori a frutti grandi sensibili 3041 505

Individua dai dati ottenuti i genotipi corrispondenti ai diversi fenotipi, scegliendoli tra le seguenti possibilità.

a) b) c) d) e)

14. Quale di questi fenotipi è particolarmente interessante dal punto di vista economico e per quale motivo?

a) Pomodori a frutti grandi resistenti alla malattia, perché hanno genotipo omozigote recessivo;

b) Pomodori a frutti grandi resistenti alla malattia, con genotipo pp favorevole dal punto di vista economico;

c) Pomodori a frutti grandi resistenti alla malattia, perché danno una quantità maggiore di prodotto;

d) Pomodori a frutti grandi resistenti alla malattia, perché resistenti e quindi non muoiono quando vengono

infestati dal fungo;

e) Pomodori a frutti piccoli, perché portatori del carattere resistenza.

PARTE TERZA - La risposta immunitaria

Le 7 domande che seguono riguardano la risposta immunitaria al virus dell’epatite B. Esse sono introdotte da un testo

e da una tabella ai quali dovrai fare riferimento per fornire le risposte. Scrivi la risposta a ciascuna domanda nel

foglio risposte allegato.

Un gruppo di ricercatori esamina il sangue di tre soggetti per studiare la risposta immunitaria in caso di epatite virale: L,

soggetto sano; M, soggetto colpito da epatite B, e N, soggetto colpito da epatite B due anni prima. I ricercatori valutano

il numero dei vari elementi del sangue e determinano l’eventuale presenza del virus e dell’HBs (quest’ultimo è un

antigene dell’involucro del virus e può essere presente nel sangue sotto forma di frammenti di questo involucro).

I risultati sono raccolti nella seguente tabella e l’evoluzione di questi parametri è sintetizzata nel grafico.

Elementi del sangue

Soggetti esaminati

L:

Non ha mai avuto la malattia

M:

Colpito da epatite B

N:

Guarito da due anni

Globuli rossi 4.310.000 per mm3 4.290.000 per mm

3 4.300.000 per mm

3

Leucociti 6.900 per mm3 14.200 per mm

3 7.000 per mm

3

Formula leucocitaria

Granulociti 55% 38% 53%

Linfociti 38% 60% 40%

Monociti 7% 2% 7%

Virus dell’epatite B - +++ +

Antigene HBs - +++ +

Fenotipo Genotipo Fenotipo Genotipo Fenotipo Genotipo Fenotipo Genotipo Fenotipo Genotipo Piccoli

resistenti PPRR

oppure

PpRr

oppure

PPRr

oppure

PpRR

Piccoli

resistenti ppRR Piccoli

resistenti PpRr

oppure

PPrr

Piccoli

resistenti ppRR

oppure

PPrr

Piccoli

resistenti ppRR

oppure

PPRr

Piccoli

sensibili PPrr

oppure

Pprr

Piccoli

sensibili PPRR

oppure

pprr

Piccoli

sensibili pprr

oppure

PpRr

Piccoli

sensibili ppRR

oppure

PpRR

Piccoli

sensibili Pprr

oppure

PpRr Grandi

resistenti ppRR

oppure

ppRr

Grandi

resistenti PPrR Grandi

resistenti ppRR Grandi

resistenti PPrr Grandi

resistenti PPRR

oppure

PpRr Grandi sensibili

pprr Grandi sensibili

ppRr Grandi sensibili

pprr Grandi sensibili

PPRR Grandi sensibili

PPRR

oppure

PpRR

5

Evoluzione di alcuni parametri durante un'epatite B

0

0,25

0,5

0,75

1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

tempo (in mesi)

tasso

(in

un

ità a

rbit

rari

e)

antigene HBs

anticorpi anti-HBs

linfociti citotossici

15. Un virus è costituito da:

a) Un involucro fosfolipidico con all’interno acido ribonucleico;

b) Un involucro di RNA con all’interno proteine;

c) Una membrana cellulare con all’interno acido nucleico;

d) Un involucro proteico con all’interno acido nucleico;

e) Una membrana cellulare con all’interno DNA;

16. Dalla tabella si rileva che i granulociti del soggetto M sono presenti in percentuale inferiore rispetto alla norma.

Questo è dovuto:

a) Alla loro distruzione da parte del virus;

b) Al fatto che non intervengono nella risposta immunitaria;

c) Ad una condizione particolare del soggetto M per cui la variazione rientra nella norma;

d) La loro diminuzione è in funzione dell’aumento percentuale dei linfociti;

e) Al fatto che intervengono solo nelle allergie.

17. L’aumento dei linfociti nel soggetto M:

a) Indica un tipo di risposta immunitaria non specifica;

b) Indica un tipo di risposta immunitaria specifica;

c) Non è indicativo perché non è possibile stabilire di quale tipo di linfocita si tratta;

d) Non è indicativo in quanto sono aumentati molto di più i leucociti;

e) Nessuna delle precedenti risposte è corretta.

18. La fase clinica della malattia dura circa un mese: essa ha inizio un mese e mezzo dopo il contatto con il virus e

termina due mesi e mezzo dopo tale contatto. Relativamente ad essa dal grafico si può notare che:

a) Dopo la fase clinica della malattia c’è un aumento di antigeni HBs;

b) Durante la fase clinica sono aumentati i linfociti citotossici;

c) Nella fase clinica l’antigene HBs diminuisce all’aumentare dei linfociti citotossici;

d) Durante la fase clinica della malattia c’è un aumento di anticorpi specifici;

e) Durante la fase clinica della malattia c’è un aumento di anticorpi non specifici.

19. L’antigene HBs è un componente:

a) Del DNA del virus;

b) Delle proteine contenute all’interno del virus;

c) Del sangue del soggetto malato che indica la presenza di un’infezione in atto;

d) Dell’involucro proteico del virus;

e) Del sangue del soggetto malato che concorre alla risposta immunitaria.

20. Dalla tabella risulta che l’antigene HBs:

6

a) È segnalato nel soggetto L;

b) È presente nei soggetti esaminati anche senza la presenza dei virus;

c) È presente anche nel soggetto N per la residua presenza di virus;

d) È presente in elevata concentrazione anche dopo due anni dalla guarigione;

e) E’ presente ad elevata concentrazione nel soggetto M per un caso particolare di infezione non epatitica.

21. Dal grafico si può notare che i linfociti citotossici:

a) Distruggono le cellule infettate nella fase finale della malattia;

b) Intervengono nelle malattie autoimmuni;

c) Collaborano con i linfociti B durante l’infezione;

d) Intervengono nella fase iniziale dell’infezione:

e) Sono già attivi nell’organismo prima dell’infezione.

PARTE QUARTA - La trasmissione dell’impulso nervoso

Nel 1921, il farmacologo e fisiologo tedesco Otto Loewi (1873-1961), premio Nobel per la medicina nel 1936, con un

celebre esperimento chiarì la funzione dell’acetilcolina come importante neurotrasmettitore. Loewi stava lavorando

sul vago, un nervo che ha tra le sue funzioni quella di regolare l’attività cardiaca. Di seguito viene riportata,

sinteticamente, l’esperienza del fisiologo tedesco. Prendendo spunto da questo classico esperimento, identifica la

riposta giusta nella seguente serie di 4 quesiti che riguardano l’elaborazione e la trasmissione dell’impulso nervoso.

Scrivi la risposta a ciascuna domanda nel foglio risposte allegato.

Loewi aveva immerso un cuore di rana, con il vago attaccato, in una soluzione di composizione analoga a

quella dei liquidi corporei extracellulari e quindi aveva stimolato elettricamente il nervo, ottenendo la

cessazione del battito del cuore. Successivamente, nel liquido in cui aveva immerso il primo cuore, aveva

introdotto un secondo cuore di rana, perfettamente pulsante, ed aveva osservato che esso cessava subito di

battere. Questo dimostrava, evidentemente, la presenza, nella soluzione utilizzata, di qualche sostanza

chimica che aveva la stessa azione degli impulsi del nervo vago collegato al primo cuore. Questa sostanza fu

identificata come acetilcolina.

22. Relativamente al meccanismo di azione del neurotrasmettitore acetilcolina, quale di queste affermazioni è corretta?

a) L’acetilcolina è una sostanza che agisce a livello muscolare senza l’intervento di alcun tipo di fibra nervosa.

b) Durante il processo di trasmissione dello stimolo nervoso, questo particolare neurotramettitore non viene né

degradato, né trasformato,

c) Per poter espletare la sua funzione solo per un breve periodo, dopo il suo rilascio da parte delle vescicole

sinaptiche l’acetilcolina viene degradata da uno specifico enzima.

d) Le sinapsi sono zone del tessuto muscolare dove si concentra la maggior parte delle fibre di actina e miosina,

due proteine che sostengono l’attività contrattile del muscolo stesso.

e) Gli effetti del neurotrasmettitore sono persistenti e non hanno la possibilità di essere controllati o comunque

modificati da nessun tipo di farmaco.

7

23. Relativamente al potenziale di membrana di un neurone, quale di queste affermazioni è corretta?

a) La risposta di un neurone ad uno stimolo non comporta alcun cambiamento di polarità né una variazione del

potenziale di riposo della membrana, cioè della differenza di cariche elettriche presenti tra l’interno e l’esterno

dell’assone o fibra nervosa.

b) In condizioni di riposo, quando si pone un elettrodo all’esterno di un assone ed uno all’interno, si registra una

differenza di potenziale pari a zero. Se l’assone viene stimolato la differenza di potenziale elettrico assume il

valore di circa -70 millivolt.

c) La risposta di un neurone ad uno stimolo aumenta di intensità all’aumentare dello stimolo, perché aumenta

conseguentemente la quantità di neurotrasmettitore prodotto.

d) In condizioni di riposo, quando si pone un elettrodo all’esterno di un assone ed uno all’interno, si registra una

differenza di potenziale elettrico pari a circa -70 millivolt. Se l’assone viene stimolato, si registra per un tempo

brevissimo una significativa inversione di polarità.

e) Lo stimolo nervoso non è in relazione a nessun fenomeno elettrico, ma si basa solo su un cambiamento

chimico della membrana dell’assone e più precisamente su una significativa variazione della permeabilità della

stessa membrana a neurotrasmettitori come l’acetilcolina.

24. Relativamente al meccanismo di insorgenza del potenziale di azione di un neurone, quale di queste affermazioni è

corretta?

a) Il fenomeno della polarizzazione della membrana di un assone è in relazione con le proteine di membrana che

hanno funzione di canale di passaggio per gli ioni sodio e potassio mentre non ha alcuna relazione con le

proteine integrali di membrana note come pompa sodio-potassio.

b) La concentrazione degli ioni sodio e quella degli ioni potassio è in ogni momento uguale all’esterno e

all’interno della membrana dell’assone e la differenza di polarità che si riscontra tra i due ambienti è dovuto al

continuo passaggio degli ioni negativi che possono facilmente passare attraverso il doppio strato lipidico della

membrana.

c) La polarizzazione della membrana presuppone il passaggio facilitato di ioni negativi attraverso canali proteici

di passaggio che si aprono o si chiudono a seconda della concentrazione di neurotrasmettitore legato a specifici

recettori.

d) Nel fenomeno della polarizzazione la quantità di ioni interessata è molto elevata rispetto alla concentrazione di

tali ioni normalmente presente nelle cellule. Il potenziale d’azione insorge solo se si verifica una notevole

differenza di concentrazione di ioni sodio e di ioni potassio tra l’ambiente esterno e quello interno della

membrana;

e) Per ottenere la propagazione dell’impulso nervoso lungo l’assone, basta che in un punto della membrana entri

una piccola quantità di ioni sodio, con conseguente aumento di cariche negative all’esterno (potenziale

d’azione). Subito dopo si ha la fuoriuscita di una piccola quantità di ioni potassio (ripolarizzazione), con

conseguente aumento di cariche positive all’esterno.

25. Relativamente al meccanismo della sinapsi tra due neuroni, quale di queste affermazioni è corretta?

a) Gli impulsi nervosi viaggiano sempre da un neurone all’altro attraverso giunzioni sinaptiche, cioè zone di

contatto diretto tra neuroni attraverso le quali il potenziale d’azione si trasmette senza interruzioni e con la

stessa frequenza;

b) Nelle sinapsi chimiche, i due neuroni, presinaptico e postsinaptico, sono separati da uno spazio sinaptico.

L’informazione viene trasmessa da sostanze chimiche contenute in particolari vescicole le quali, all’arrivo di

un potenziale di azione, si fondono con la membrana plasmatica e si svuotano con l’intervento di ioni calcio;

c) L’arrivo di un potenziale d’azione a livello di una sinapsi si traduce sempre, per il neurone postsinaptico, in un

effetto eccitatorio;

d) L’arrivo di un potenziale di azione a livello di una sinapsi si traduce quasi sempre per il neurone postsinaptico

in un effetto inibitorio;

e) Come si può ricavare anche dagli esperimenti di Loewi sul cuore, il neurotrasmettitore acetilcolina ha

un’azione eccitatoria sul muscolo cardiaco (grazie a particolari recettori presenti sulla membrana delle cellule

postsinaptiche), e un’azione inibitoria sui muscoli scheletrici che subiscono un evidente rilassamento.

PARTE QUINTA - Una nidiata di cinciallegre

Le 5 domande che seguono riguardano uno studio su una popolazione di cinciallegre. Esse sono introdotte da un testo

e da tre grafici ai quali dovrai fare riferimento per fornire le risposte. Scrivi la risposta a ciascuna domanda nel foglio

risposte allegato.

Le cinciallegre depongono una sola covata primaverile. Ogni coppia produce una sola nidiata. I nidiacei sono nutriti dai

genitori, che catturano piccoli insetti e li portano al nido. I due genitori possono portare al nido, in giornate favorevoli,

oltre 1000 prede. In uno studio su una popolazione di cinciallegre durato oltre 40 anni, tutti gli adulti e i nidiacei furono

8

contrassegnati con un anellino metallico numerato posto intorno alla zampa. Furono contate le uova deposte da ciascuna

coppia, furono pesati i pulcini e si stimò la sopravvivenza dopo l’involo in base al numero di uccelli inanellati

ricatturati. Alcuni dati ottenuti dallo studio sono riportati nei 3 grafici riportati di seguito.

Grafico 1 - Questo primo grafico rappresenta il numero delle covate in rapporto al numero delle uova deposte

(dimensione della covata). La dimensione della covata è un carattere trasmesso geneticamente.

Grafico 2 - Questo secondo grafico rappresenta il peso

corporeo medio dei nidiacei al momento dell’involo in

rapporto al numero di nidiacei presenti nel nido.

Grafico 3 - Questo terzo grafico rappresenta la

percentuale di uccelli ricatturati, e quindi sopravvissuti

almeno 3 mesi dopo l’involo, in funzione del peso

corporeo al momento dell’involo.

La curva nera tracciata nel secondo e nel terzo grafico è la curva di interpolazione dei dati sperimentali, che indica la

tendenza complessiva del fenomeno studiato al di là di fluttuazioni legate al campionamento dei dati.

Sfrutta i dati ricavati dal brano e dai tre grafici per rispondere alle domande seguenti.

26. Quale fra le seguenti affermazioni, tutte riferite al numero di nidiacei per covata nella popolazione studiata (grafico

1), è ERRATA?

a) Le dimensioni della covata più frequenti sono quelle con un numero di nidiacei intermedio;

b) Ci sono in totale più nidiacei nelle covate con 11 uova che nelle covate con 6 uova;

0

20

40

60

80

100

120

140

5 6 7 8 9 10 11 12

numero di nidiacei nella covata

nu

me

ro d

i co

va

te

17,5

18

18,5

19

19,5

20

20,5

0 5 10 15

numero dei nidiacei

pe

so m

ed

io d

ei n

idia

ce

i a

ll'in

volo

(g

)

3

8

13

18

23

28

33

38

12 17 22

peso al momento dell'involo (g)

pe

rce

ntu

ale

di r

ica

ttu

ra 3

me

si d

op

o l'

invo

lo

9

c) Il numero di nidiacei che si trovano in covate con 9 o più uova è maggiore di quello che si trova in covate con

8 uova o meno;

d) Il numero totale dei nidiacei presenti nelle covate con una data dimensione si ricava moltiplicando il numero di

nidiacei in una covata per il numero delle covate;

e) Le coppie di cinciallegre che depongono fino a 8 uova sono meno numerose di quelle che depongono 9 uova o

più.

27. Lo scarso numero di covate con 11 o più nidiacei è probabilmente dovuto a:

a) Minore quantità di prede catturate nella giornata dai genitori;

b) Minore quantità di cibo mediamente disponibile per ciascun nidiaceo;

c) Maggiore richiamo offerto da una nidiata numerosa all’attenzione dei predatori;

d) Elevato numero di discendenti generato da ogni coppia che produce una covata numerosa;

e) Difficoltà di trovare un partner riproduttivo con uguale propensione alla dimensione della covata.

28. Lo scarso numero di covate con 6 nidiacei o meno è probabilmente dovuto a:

a) Minore quantità di prede catturate nella giornata dai genitori;

b) Minore quantità di cibo mediamente disponibile per ciascun nidiaceo;

c) Minore capacità di difesa dai predatori da parte di una nidiata poco numerosa;

d) Basso numero di discendenti generato da ogni coppia che produce una covata poco numerosa;

e) Difficoltà di trovare un partner riproduttivo con uguale propensione alla dimensione della covata.

29. Quale delle affermazioni seguenti NON è conseguente ai dati riportati nei grafici 2 e 3?

a) Le probabilità di sopravvivenza di un nidiaceo aumentano al diminuire della dimensione della covata;

b) Il peso corporeo medio dei nidiacei dipende dal numero dei fratelli con i quali essi devono dividere il cibo

portato al nido dai genitori;

c) La maggiore percentuale di uccelli ricatturati a tre mesi riguarda i nidiacei allevati in nidi con poche uova;

d) Un nidiaceo con un numero maggiore di fratelli nel nido ha minori probabilità di essere ucciso dai predatori;

e) Le probabilità di sopravvivenza dei nidiacei dipendono dal peso corporeo.

30. Quale dei seguenti grafici indica la relazione tra successo riproduttivo medio di un genitore in una stagione

(misurato come numero di figli che raggiungeranno l’età riproduttiva in quella stagione) e dimensioni della covata?

PARTE SESTA – Questioni di ecologia

Le 7 domande che seguono riguardano l’ecologia. Alcune di esse sono introdotte dal grafico a fianco al quale dovrai

fare riferimento per fornire le risposte. Scrivi la risposta a ciascuna domanda nel foglio risposte allegato.

Il grafico della Figura della pagina successiva illustra tre diverse modalità di sopravvivenza di tre diverse popolazioni.

10

31. La mortalità di tutte le tre popolazioni è?

a) Variabile nelle diverse fasi della vita;

b) Elevata in tutte le fasi della vita;

c) Bassa negli stadi intermedi della vita;

d) Elevata alla fine del ciclo vitale;

e) I tre andamenti non hanno nulla in comune.

32. Quale fra queste popolazioni necessita di un tasso di

riproduzione elevato per mantenere stabile il proprio numero?

a) La popolazione a)

b) La popolazione b)

c) Le popolazioni a) e b)

d) Le popolazioni b) e c)

e) Tutte le tre le popolazioni.

33. La curva a) è tipica:

a) Di tutti i vertebrati;

b) Della specie umana;

c) Di tutti i mammiferi;

d) Dei Primati;

e) Delle popolazioni umane presenti nei paesi

industrializzati.

34. La popolazione umana è cresciuta molto lentamente per circa un milione di anni e ha raggiunto il miliardo solo nella

prima metà dell’Ottocento. Attualmente essa è di:

a) 2,3 miliardi;

b) 6,4 miliardi;

c) 11,6 miliardi;

d) 8,1 miliardi;

e) 4,6 miliardi

35. Negli anni Sessanta Paul ed Ann Ehrlich scrissero un libro dal titolo La bomba a tempo, in cui si prevedeva che

negli anni Settanta la popolazione umana sarebbe cresciuta così tanto che non avrebbe più potuto provvedere alla sua

sopravvivenza. Nel 2006, tuttavia, ciò non è ancora accaduto: quale il motivo più plausibile?

a) Il riscaldamento globale ha consentito di aumentare enormemente la produzione di cibo e di aumentare la

capacità di sostentamento del pianeta;

b) La popolazione umana, grazie ad un maggior controllo delle nascite, a partire dagli anni Sessanta è cresciuta

meno di quanto avessero previsto i due autori;

c) Non ci sono limiti alla crescita della popolazione, perché la tecnologia ci permetterà di produrre sempre risorse

sufficienti;

d) La tecnologia ci ha permesso di aumentare la produzione di cibo più di quanto previsto dagli Ehrlich, anche se

non esistono verifiche sperimentali che l’uomo possa aumentare indefinitivamente le risorse;

e) Nella seconda metà del Novecento si è assistito ad un decremento dei consumi.

36. Il concetto ecologico di nicchia è correttamente definito come:

a) Insieme di condizioni in cui vive una data popolazione;

b) Insieme di rapporti che una data popolazione instaura con le risorse biotiche ed abiotiche del suo habitat;

c) Interazione fra specie in competizione che porta alla morte di alcune di esse;

d) Insieme di risorse e condizioni per cui la sopravvivenza e la riproduzione sono sufficienti a permettere che il

numero di nascite sia superiore a quello di morti;

e) Nessuna delle precedenti definizioni è corretta.

37. In un ecosistema la produttività primaria netta è inferiore alla produttività primaria lorda in quanto parte dell’energia

va perduta per la:

a) Competizione;

b) Fotosintesi;

c) Decomposizione;

d) Digestione;

e) Nessuno dei precedenti fattori

11

PARTE SETTIMA – Darwin e la selezione naturale

Le 7 domande che seguono riguardano la teoria dell’evoluzione di Darwin. Esse sono introdotte da un testo al quale

potrai fare riferimento per fornire le risposte. Scrivi la risposta a ciascuna domanda nel foglio risposte allegato.

Durante i cinque anni del suo viaggio di circumnavigazione del globo (1831-1836) Darwin osservò da vicino la

straordinaria varietà delle forme viventi. La sua attenzione fu attratta in particolare dai fringuelli delle isole Galapagos,

arcipelago situato al largo dell’Ecuador, dei quali esaminò la forma del becco notando che erano presenti forme

esclusive di certe isole e forme comuni a tutto l’arcipelago o a parte di esso. A tale proposito egli scrisse nel suo

“Diario”: “Vedendo questa graduazione e diversità di strutture in un gruppo piccolo e molto affine di uccelli, si può

realmente immaginare che da un piccolo numero originario di uccelli di questo arcipelago, venne presa una specie e

modificata per vari scopi”.

38. Nel suo “Diario” Darwin parla di una specie “modificata per vari scopi”. Questa espressione va interpretata nel

senso che:

a) Gli organismi si sono attivamente modificati per adattarsi meglio agli ambienti delle diverse isole;

b) L’ambiente ha gradualmente indotto negli organismi i cambiamenti osservati da Darwin;

c) L’evoluzione persegue uno scopo ben determinato (finalismo) modificando i caratteri delle specie verso un

fine predefinito;

d) I caratteri osservati da Darwin possono essere considerati come modifiche di un’unica serie di strutture di

partenza;

e) La selezione naturale modifica le caratteristiche delle specie adattandole per diversi scopi.

39. Uno degli elementi chiave della teoria di Darwin è la selezione naturale. Tale principio afferma che:

a) Tra gli individui di una popolazione esiste una lotta per l’esistenza;

b) Gli individui di una popolazione presentano piccole variazioni individuali ereditabili;

c) Le specie attuali discendono da forme preesistenti;

d) Gli adattamenti evolvono lentamente, a tappe impercettibili;

e) Gli individui più idonei vengono rappresentati in numero maggiore nella generazione successiva.

40. L’affermazione della teoria dell’evoluzione di Darwin – come scrive E. Mayr, uno dei più noti zoologi – richiese lo

sviluppo di due nuovi concetti: quello di pensiero popolazionale e quello di speciazione geografica. Quale di queste

affermazioni è in contrasto con il pensiero popolazionale:

a) Ogni essere vivente ha un carattere unico;

b) Gli atomi di un elemento sono tutti uguali, gli individui di una specie no;

c) Gli individui di una popolazione interagiscono tra loro;

d) Ogni individuo di una specie a riproduzione sessuata è differente da tutti gli altri individui;

e) L’evoluzione agisce a livello delle specie e non delle popolazioni.

41. Secondo E. Mayr la selezione naturale può essere considerata come un processo in due tappe:

1) Produzione di un inesauribile variabilità in un gran numero di discendenti grazie alle mutazioni e alla

ricombinazione genetica;

2) L’ambiente favorisce, per ogni generazione, solo gli individui che possiedono le caratteristiche più idonee.

Quale di queste due tappe dipende in gran parte dal caso?

a) La prima.

b) La seconda.

c) Entrambe.

d) La prima unicamente per quanto riguarda le mutazioni;

e) La seconda, ma solo per alcuni particolari ambienti.

42. Uno dei maggiori problemi delle teorie evolutive è spiegare il meccanismo della macroevoluzione: in che modo ha

agito l’evoluzione nel trasformare integralmente il piano d’organizzazione di un animale o di un vegetale per dare

origine a nuovi ordini e phyla? Per spiegare lo sviluppo di nuove strutture sono stati proposti due meccanismi:

l’”intensificazione di una funzione” ed il “cambiamento di funzione”.

Considera ora i seguenti due esempi:

1) Diversificazione delle appendici degli artropodi;

2) Trasformazione di cellule epidermiche fotosensibili, in strutture via via più complesse, fino all’occhio fornito

di lente dei cefalopodi e dei vertebrati;

Essi sono:

a) Entrambi esempi di intensificazione di una funzione;

b) Entrambi esempi di cambiamento di funzione;

c) Il primo è un esempio di intensificazione di una funzione, il secondo di cambiamento di una funzione;

12

d) Il primo è un esempio di cambiamento di una funzione, il secondo di intensificazione di una funzione;

e) Solo il primo è un esempio di cambiamento di una funzione.

43. L’evoluzione della zampa degli Equidi, dall’Eophippus, tri e

tetradattilo, all’attuale cavallo (Equus), unidattilo, ha seguito un

percorso caratterizzato dalla riduzione progressiva delle dita degli

arti, tranne il terzo dito che è andato sempre più specializzandosi, e

da una serie di altre tendenze, come l’aumento di taglia, l’aumento

relativo della lunghezza del muso, i cambiamenti nella dentatura.

Essa può essere interpretata come la conseguenza dell’azione durata

per lungo tempo di una selezione di tipo:

a) Stabilizzante.

b) Direzionale.

c) Adattativa.

d) Sessuale.

e) Divergente.

44. Nella Smilodon, la famosa tigre con i denti a sciabola, i due

canini superiori erano trasformati in due enormi zanne, vere e

proprie mostruosità dal punto di vista biologico, che hanno

condannato questa tigre alla scomparsa. Quale di queste

considerazioni si può dedurre da questo fenomeno:

a) Si è trattato di un episodio isolato: l’evoluzione deve infatti

necessariamente condurre ad un organismo perfettamente

adattato all’ambiente;

b) L’evoluzione di un carattere non può mai essere

controproducente;

c) Lo sviluppo enorme dei canini fu favorito dalla selezione

naturale perché costituiva un’arma formidabile in un

animale adattato a nutrirsi del sangue e delle viscere delle

prede.

d) I denti della tigre sono cresciuti a dismisura sulla base di un

programma genetico interno;

e) La selezione naturale inizialmente favorì le tigri con canini

più lunghi; successivamente i denti continuarono a crescere

a seguito di una mutazione del patrimonio ereditario.

PARTE OTTAVA – L’evoluzione vegetale e la botanica

Le 6 domande che seguono riguardano alcune strutture vegetali. Alcune di esse sono introdotte da una figura alla

quale dovrai fare riferimento per fornire le risposte. Scrivi la risposta a ciascuna domanda nel foglio risposte allegato.

45. Quali di queste piante non presenta tessuti specializzati, come il tessuto conduttore?

a) Angiosperme dicotiledoni

b) Angiosperme monocotiledoni

c) Briofite (muschio)

d) Gimnosperme

e) Felci

46. Nel ciclo vitale di quale/i di queste piante la fase diploide prevale su quella aploide?

a) Gimnosperme.

b) Felci.

c) Angiosperme

d) Angiosperme e Gimnosperme.

e) In tutte.

47. Quale di queste piante NON ha il seme?

a) Pino.

b) Magnolia.

c) Orzo.

13

d) Felce.

e) Palma.

48. La figura mostra la sezione di una foglia. I numeri 1, 2 e 3 indicano rispettivamente:

a) Cutina, tessuto lacunoso, epidermide;

b) Cutina, tessuto a palizzata, epidermide;

c) Epidermide, nervatura, cutina;

d) Cutina, mesofillo, epidermide inferiore;

e) Epidermide con stomi, tessuto lacunoso con nervature, epidermide con stomi.

49 Il tessuto conduttore (xilema e floema) è contenuto nella struttura indicata con il numero:

a) 2

b) 4

c) 5

d) 6

e) 7

50. Le strutture indicate con i numeri 6 e 8 si differenziano per la presenza di:

a) Cloroplasti

b) Clorofilla

c) Spazi intercellulari

d) Sono vere a) e b)

e) Sono vere a), b) e c)

14