diff options
Diffstat (limited to 'bio/vaje/1/dokument.tex')
| -rw-r--r-- | bio/vaje/1/dokument.tex | 214 |
1 files changed, 165 insertions, 49 deletions
diff --git a/bio/vaje/1/dokument.tex b/bio/vaje/1/dokument.tex index 76787fe..251c4fb 100644 --- a/bio/vaje/1/dokument.tex +++ b/bio/vaje/1/dokument.tex @@ -110,7 +110,7 @@ \newcommand{\iic}{I\textsuperscript{2}C } % \patchcmd{\thebibliography}{\section*{\refname}}{}{}{} \title{% - \snovdn --- \stevilkadn. domača naloga \\ + \snovdn --- \stevilkadn. vaja \\ \large Biologija, Gimnazija Bežigrad} \author{\begin{tabular}{rl} \textbf{Profesor:} & prof. Gregor Križ\\ @@ -122,69 +122,185 @@ \begin{document} \maketitle \begin{abstract} -Ta dokument vsebuje vajo \textit{\snovdn}in njene rešitve, ki sem jih spisal sam. Praktični del vaje sem izvajal v torek, enajstega novembra. +Ta dokument vsebuje vajo \textit{\snovdn}in njene rešitve, ki sem jih spisal sam. Praktični del vaje sem izvajal v torek, enajstega novembra. Vaja vsebuje rešitve raziskovalnega dela in nek krajši splošni povzetek o ugotovljenem. \end{abstract} \tableofcontents +%\begin{multicols}{2} +\section{Uvod} +Namen vaje: +\begin{itemize} + \item Spoznati pomen raznolikosti za uspešnost vrste + \item Spoznati naravni izbor in njegovo delovanje + \item Ugotoviti raznolikost znotraj vrste pri zemeljskem orešku + \item Zbiranje in obdelava podatkov ter ustrezen prikaz s pomočjo tabel in grafov +\end{itemize} +Naravna selekcija je evolucijski proces, pri katerem v naravi preživijo tisti osebki, ki so najbolje prilagojeni na trenutne razmere v okolju. S tem ko organizem preživi, se poveča njegova zmožnost reprodukcije in hkrati tudi poveča verjetnost, da bo prenesel svoje lastnosti na potomce. Vsi osebki znotraj vrste so si različni. Pri tej laboratorijski vaji boš ugotavljal razliko v dolžini stroka ter številu in dolžini semen pri zemeljskem orešku (\textit{Arachis Hypogea}). + +Pri tej vaji smo raziskovali prednosti, značilnosti in lastnosti naravne in umetne selekcije, ki je temelj za raznovrstnost okolja in vseh živih organizmov, z uporabo raziskovalnega dela s povsem osnovnimi koncepti in primeri. +\newpage \begin{multicols}{2} - \section{Uvod} - Namen vaje: - \begin{itemize} - \item Spoznati pomen raznolikosti za uspešnost vrste - \item Spoznati naravni izbor in njegovo delovanje - \item Ugotoviti raznolikost znotraj vrste pri zemeljskem orešku - \item Zbiranje in obdelava podatkov ter ustrezen prikaz s pomočjo tabel in grafov - \end{itemize} - Naravna selekcija je evolucijski proces, pri katerem v naravi preživijo tisti osebki, ki so najbolje prilagojeni na trenutne razmere v okolju. S tem ko organizem preživi, se poveča njegova zmožnost reprodukcije in hkrati tudi poveča verjetnost, da bo prenesel svoje lastnosti na potomce. Vsi osebki znotraj vrste so si različni. Pri tej laboratorijski vaji boš ugotavljal razliko v dolžini stroka ter številu in dolžini semen pri zemeljskem orešku (\textit{Arachis Hypogea}). \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.3\textwidth]{embalaza} + \includegraphics[width=0.5\textwidth]{embalaza} \caption{Pakiranje arašidov \textit{lahko vsebuje sledove oreškov in sezama} --- Mercator --- Vir: osebni arhiv} \end{figure} - \vfill\null\columnbreak \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.5\textwidth]{arachis} + \includegraphics[width=0.5\textwidth]{geotrikotnik} + \caption{Geotrikotnik, uporabljen pri merjenju dolžin. Vir: osebni arhiv} + \end{figure} +% \vfill\null\columnbreak + \begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[width=0.4\textwidth]{arachis} \caption{zemeljski orešek (\textit{Arachis Hypogea}) Vir: Wikipedia \ccPublicDomain} \end{figure} + \begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[width=0.4\textwidth]{orescki} + \caption{Neoluščeni oreški. Vir: osebni arhiv} + \end{figure} \end{multicols} +\section{Material} +\begin{itemize} + \item 50 posušenih strokov arašidov + \item Ravnilo ali geotrikotnik + \item Pisalo + \item List papirja za zapis rezultatov +\end{itemize} + % \vfill\null\columnbreak +%\end{multicols} +\section{Metoda dela} +\begin{itemize} + \item S pomočjo ravnila izmeri dolžino stroka (rezultat zapiši v milimetrih). Nato ga odpri in preštej število semen, ki se nahajajo v stroku. Rezultate zapiši v tabelo. + \item Izmeri dolžino posameznega semena v stroku (rezultat zapiši v milimetrih) + \item Postopek ponovi še za preostalih 49 strokov + \item Poskus foto-dokumentiraj in slike priloži v poročilo +\end{itemize} + +Vsakega izmed petdesetih naključno izbranih strokov sem izmeril z geotrikotnikom po najdaljši dolžini. Nato sem strok odprl in še vsako seme po najdaljši dolžini izmeril. Da sem dobil bolj točne rezultate sem pri dvoumnih primerih strok ali pa tudi seme najprej preprosto prepolovil, nato pa ga izmeril po ploskvi. + +Rezultate sem sproti zapisoval v CSV datoteko v formatu \textit{zaporedna številka}, \textit{dolžina stroka v milimetrih}, \textit{število semen}, \textit{dolžine posameznih semen}. Ker sproti nisem pisal povprečij dolžine semen, sem to naredil kasneje s programom: \texttt{./a.out "3" "," ";" < ../podatki.csv > ../urejeni.csv}. + +Celoten proces sem videodokumentiral in pretočno predvajal na YouTube-u, spodaj je nekaj fotografij. \url{https://youtu.be/3ZKLGTZ9qE0} +\section{Rezultati} +Analiziraj rezultate in jih predstavi s pomočjo tabel in grafov (povprečne vrednosti, korelacije, ...). +\subsection{Razmerje med povprečno velikostjo semen v stroku in velikostjo stroka} +\begin{tikzpicture} + \begin{axis}[xlabel=dolžina stroka v mm, ylabel = povprečna dolžina semen v mm, %hide x axis, + /pgf/number format/.cd, width=\textwidth-3cm, height=8cm, + use comma,% xtick={}, xticklabels={},x tick label style={color=white}, 1000 sep={}, + ytick pos=left] + \addplot[only marks, + mark options={scale=1}] gnuplot [raw gnuplot]{ + set datafile separator ","; + plot "urejeni.csv" using 2:5;% every 1; + }; + \end{axis} +\end{tikzpicture} + +Iz grafa je razvidno, da bo v večjem stroku zraslo več semen, saj se po diagonali razmerja stopnjujejo proti severovzhodu. +\subsection{Prevlada dvosemenskih strokov nad enosemenskimi} \begin{multicols}{2} - \section{Material} - \begin{itemize} - \item 50 posušenih strokov arašidov - \item Ravnilo ali geotrikotnik - \item Pisalo - \item List papirja za zapis rezultatov - \end{itemize} - \section{Metoda dela} - \begin{itemize} - \item S pomočjo ravnila izmeri dolžino stroka (rezultat zapiši v milimetrih). Nato ga odpri in preštej število semen, ki se nahajajo v stroku. Rezultate zapiši v tabelo. - \item Izmeri dolžino posameznega semena v stroku (rezultat zapiši v milimetrih) - \item Postopek ponovi še za preostalih 49 strokov - \item Poskus foto-dokumentiraj in slike priloži v poročilo - \end{itemize} - \section{Rezultati} - Analiziraj rezultate in jih predstavi s pomočjo tabel in grafov (povprečne vrednosti, korelacije, ...). - \section{Diskusija} - Razloži, kako so dolžina stroka, število semen in dolžina semen povezani z raznolikostjo znotraj vrste in naravno selekcijo. - - Pri diskusiji si pomagaj z naslednjimi vprašanji: - \begin{enumerate}[label=\alph)] - \item Kdo je Charles Darwin in kako je povezan z evolucijo? - \item Kaj je to naravna in kaj umetna selekcija? - \item Kaj je pomen različnega števila semen v posameznem stroku? - \item Zakaj ima zemeljski orešek več cvetov in posledično več strokov in semen? Kaj bi se zgodilo, če bi imela rastlina samo en cvet? - \item Kolikšna je najpogostejša dolžina stroka zemeljskega oreška= - \item Kolikšno je najpogostejše število semen v stroku? - \item Kako bi manjša količina semen od običajne vplivala na vrsto? - \item Kaj bi se zgodilo, če bi vsak strok vseboval več semen kot je to običajno pri tej vrsti? - \item Kakšno je razmerje med povprečno dolžino stroka in številom semen? - \end{enumerate} - \section{Viri in literatura} - Navedi vsaj pet različnih virov, ki si jih uporabil pri pisanju poročila. +\begin{tikzpicture} +\begin{axis} +[ + ybar, + enlargelimits=0.15, + ylabel={\ število strokov}, % the ylabel must precede a # symbol. + xlabel={\ število semen}, + symbolic x coords={dve, eno}, % these are the specification of coordinates on the x-axis. + xtick=data, + nodes near coords, % this command is used to mention the y-axis points on the top of the particular bar. + nodes near coords align={vertical}, + ] +\addplot coordinates {(dve,49) (eno,2)}; +\end{axis} +\end{tikzpicture} + +Iz grafa je razvidno, da prevladujejo stroki z dvema semenkama. To je dodatno obrazloženo kasneje. \end{multicols} -\section*{Zaključek} +\subsection{Pojav določene dolžine stroka} +\begin{tikzpicture} + \begin{axis}[xlabel=dolžina stroka/semena v mm, ylabel = pogostost pojava te dolžine, %hide x axis, + /pgf/number format/.cd, width=\textwidth-3cm, height=8cm, + use comma,% xtick={}, xticklabels={},x tick label style={color=white}, 1000 sep={}, + ytick pos=left] + \addplot[blue,% only marks, + mark options={scale=1}] gnuplot [raw gnuplot]{ + set datafile separator ","; + plot "stroki.csv" using 1:2;% every 1; + }; + \addplot[red,% only marks, + mark options={scale=1}] gnuplot [raw gnuplot]{ + set datafile separator ","; + plot "semena.csv" using 1:2;% every 1; + }; + \end{axis} +\end{tikzpicture} + +Ta graf prikazuje frekvenco pojava neke dolžine stroka (plava barva) in neke dolžine semena (rdeča barva). Razmerje med povprečnima vrednostnima teh dveh spremenljivk je opredeljeno v \textit{diskusiji}. +\subsection{Število semen} +\paragraph{Zakaj ni več semen?} Ugotovil sem, da je število semen pomemben faktor pri uspešnosti rastline. Predvidevam, da, v kolikor je semen preveč, se preveč energije porabi za izdelavo semen, zato take rastline ne uspejo. Ker mora biti za vel semen tudi večji strok, obstaja možnost, da bo strok slabše pritrjen. Skozi steblo stroka lahko pride le omejena količina hranilnih snovi v časovnem obdobju, zato je število dozorelih semen omejeno tudi s tem. +\paragraph{Zakaj ni manj semen?} Če pa je semen premalo, se rastlina v naravi ne razmnožuje dovolj, zato vrsti oziroma natančnenje različici genoma preti propad. V strokih v naravi prosto rastečih rastlin je ponavadi manj semen kot v strokih rastlin, ki se uporabljajo v namene kmetijstva, saj je končni produkt seme. Že z Mendelovimi čistimi linijami in s križanjem lahko (in tudi so) kmetje skozi leta pridobijo vedno bolj obetavne rastline, poleg tega pa imamo še umetno spreminjanje genoma ali GSO. +\subsection{Velikost semen} +\paragraph{Zakaj semena niso večja?} Rastlina sama v naravi ne potrebuje več kot toliko hranilne zaloge v obliki ogljikovih hidratov, kot je je že tako shranjene v semenu. Seveda človek z GSO pridobiva vedno večja semena, vendar, kot pri številu semen, je omejitven faktor oziroma \textit{ozko grlo} spet velikost stroka in posledično širina stebla stroka. Ročno spreminjanje velikosti semen sicer uspeva, vendar počasi, saj bi bile potrebne celovite spremembe genoma, ki se je razvijal desettisoče let. +\paragraph{Zakaj semena niso manjša?} Poleg razloga o prisilnem povečevanju semen je en razlog tudi ta, da rastlina neke vrste v obdobju kalitve potrebuje določeno količino ogljikovih hidratov. To pa sicer ni taka omejitev, semena, ki se uporabljajo za sajenje zemeljskega oreška so bistveno manjša, saj služijo drugemu namenu. +\subsection{Velikost stroka} +Strok se seveda prilagaja številu semen in njihovi velikosti, saj raste skupaj z njimi. Zgoraj so že opisani nekateri razlogi, ki pripomorejo k takšni velikosti stroka, kakršno sem izmeril. +\section{Diskusija} +Razloži, kako so dolžina stroka, število semen in dolžina semen povezani z raznolikostjo znotraj vrste in naravno selekcijo. + +Pri diskusiji si pomagaj z naslednjimi vprašanji: +\begin{enumerate}[label=\alph*)] + \item Kdo je Charles Darwin in kako je povezan z evolucijo? + \item Kaj je to naravna in kaj umetna selekcija? + \item Kaj je pomen različnega števila semen v posameznem stroku? + \item Zakaj ima zemeljski orešek več cvetov in posledično več strokov in semen? Kaj bi se zgodilo, če bi imela rastlina samo en cvet? + \item Kolikšna je najpogostejša dolžina stroka zemeljskega oreška? + \item Kolikšno je najpogostejše število semen v stroku? + \item Kako bi manjša količina semen od običajne vplivala na vrsto? + \item Kaj bi se zgodilo, če bi vsak strok vseboval več semen kot je to običajno pri tej vrsti? + \item Kakšno je razmerje med povprečno dolžino stroka in številom semen? +\end{enumerate} + +Charles Darwin, utemeljitelj in oče evolucije ter hierarhične razporeditve vrst, je v svojih delih zagovarjal možnost razvijanja vrste skozi čas oziroma generacije po principu naravnega izbora, ki temelji na večjem uspehu variacij vrst, ki imajo za življenje boljše sposobnosti. Brez naključnih genskih mutacij evolucije ne bi bilo. Poleg naravnega izbora pa še posebej v tehnološko vedno bolj razvitem obdobju poznamo tudi umetno selekcijo, ki pa namesto na lastnostih razvijanja ponavadi raje izkorišča človeku dobrobitne lastnosti bodisi živali bodisi rastlin bodisi konec koncev tudi gliv. + +V našem primeru zemeljskega oreška smo se osredotočili na tri lastnosti, povezane med seboj in ena drugi pogojene --- dolžina strokov, dolžina semen in število semen v posameznem stroku. Za osnovno preživetje je sicer dovolj le eno seme, a kaj, če to seme po pomoti popade ali ga \say{ukrade} napadalec? V namen redundacije so se rastline s semenskim razmnoževanjem prilagodile tako, da proizvajajo več semen, izkoriščajo plenilce kot transport semen, ... + +Če se zgodi napaka v genomu in nastane manj semen ali premajhna semena, lahko pa tudi kako drugače neuporabna semena (prevelika, na prevelikih strokih, preveč), pa bo naravna selekcija prizadela razmnoževanje te nastale nove rastline in s tem preprečila širitev šibke vrste. + +Če bi posamezen strok vseboval preveč semen, se pojavi tudi primer prenasičenja plenilcev. Plenilci bi se zaradi dovoljšne količine hrane namnožili in do konca izropali rastlino plodov. Rastline, ki se razmnožujejo zanašajoč se na plenilce, ki pozabijo na zaloge semen, na primer hrasti, imajo značilen cikel velikosti letin semen. Ko smo pri primeru hrasta; hrast vsakih pet let proizvede tudi do petkrat več semen kot običajno, s tem preobremeni plenilce (veverice), ki veliko nagrabljenega želoda pustijo zakopanega, da iz njega zrastejo novi potomci, obenem pa drevo s ciklom tudi prepreči prenamnoženost plenilca. Prav v primeru hrasta je zelo zanimivo tudi dejstvo, da se drevesa sinhronizirajo po neki \textit{pranastavljeni uri}, ki omogoča, da vsa drevesa nekega območja vzrojijo hkrati. Predvidevajo, da se ta ura prenaša iz roda v rod po semenih, druge teorije pa nakazujejo tudi na klimatske pojave. + +Zadnje vprašanje se nanaša na razmerje med povprečno dolžino stroka in številom semen. Število semen je bilo v 49 od 51 primerih dve, v ostalih dveh primerih pa je strok vseboval zgolj eno seme. + +Povprečna dolžina stroka je bila $\SI{45,82}{\milli\meter}$, povprečna dolžina semena pa $\SI{19,92}{\milli\meter}$, zato je razmerje $2,300$, ravno pravšnje za dve semeni. +\section{Viri in literatura} +Navedi vsaj pet različnih virov, ki si jih uporabil pri pisanju poročila. +%\end{multicols} + +\begin{itemize} + \item \textit{Gregor Mendel}. 2020. [internet]. Angleška Wikipedia. [citirano 13. 11. 2020]. Dostopno na naslovu: \url{https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Gregor_Mendel&oldid=987811753} + \item \textit{Charles Darwin}. 2020. [internet]. Angleška Wikipedia. [citirano 13. 11. 2020]. Dostopno na naslovu: \url{https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Charles_Darwin&oldid=987966829} + \item \textit{Evolution}. 2020. [internet]. Angleška Wikipedia. [citirano 13. 11. 2020]. Dostopno na naslovu: \url{https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Evolution&oldid=988186646} + \item MOULD, S. \textit{How Oak Trees Manipulate Squirrels To Abandon Their Acorns}. 2020. [internet]. YouTube. [citirano 13. 11. 2020]. Dostopno na naslovu: \url{https://www.youtube.com/watch?v=DPCL9kj7_bU} + \item \textit{Peanut}. 2020. [internet]. Angleška Wikipedia. [citirano 13. 11. 2020]. Dostopno na naslovu: \url{https://en.wikipedia.org/wiki/Peanut} + \item STUŠEK, P., ŠKORNIK, S., VODNIK, D. idr. \textit{Zgradba in delovanje organizmov --- učbenik za biologijo v programih gimnazijskega izobraževanja}. 2011. Ljubljana: DZS. ISBN: 978-86-341-3990-7. +\end{itemize} +\section{Priloge} +\subsection{Priloga 1 --- programska koda za obdelavo podatkov} +\lstinputlisting[language=C]{programi/povpreci.c} +\lstinputlisting[language=PHP]{programi/koliko.php} +\subsection{Priloga 2 --- goli podatki meritev} +\paragraph{\texttt{podatki.csv}} +\lstinputlisting{podatki.csv} +\paragraph{\texttt{urejeni.csv}} +\lstinputlisting{urejeni.csv} +\section{Zaključek} + +S takimi raziskavami v šoli se učimo o osnovah in opredeljevanju evolucije in temeljnih tez, ki so jih zastavili Darwin, Mendel in drugi pomembni biologi, ki so proučevali genetiko. Raziskave na bolj celovitem področju pa pripomorejo celemu človeštvu, saj pomagajo pri iskanju vzrokov in preprečitvenih mehanizmov pogostih bolezni našega časa. -Tukaj še malo o pridobljenem znanju ... +\vfill\null Ta dokument je informativne narave in se lahko še spreminja. Najnovejša različica, torej PDFji in \hologo{LaTeX} |