Λύση. 1:θερμοϋποδοχείς, 2: αιμοφόρα αγγεία, 3:κέντρο γενικών αισθήσεων-ειδικό κέντρο ρύθμισης θερμοκρασίας, 4:ιδρωτοποιοί αδένες.

Transcript

1 ΚΕΦ 1 ο Σελ Ομοιοστατικός μηχανισμός ρύθμισης της θερμοκρασίας σε ψυχρό περιβάλλον. (εικ. 1.1) Σελ 13. Βακτήρια Σελ 18. Τι πληροφορίες φέρει το γενετικό υλικό των ιών Σελ. 18. Γιατί οι ιοί χαρακτηρίζονται ως υποχρεωτικά ενδοκυτταρικά παράσιτα. Σελ 25. Κανόνες προσωπικής και δημόσιας υγιεινής. Σελ τελευταίες παράγραφοι της εισαγωγής. Σελ. 33. Φλεγμονή. Σελ 34. Ορισμοί ανοσίας και αντιγόνου. Σελ34. Όργανα που πραγματοποιείται η ανοσολογική απόκριση. Σελ 35. Β και Τ λεμφοκύτταρα. Σελ Ενεργητική και παθητική ανοσία. Σελ Υποθέσεις αυτοάνοσων Σελ 48 διάγνωση ασθένειας και περιγραφή σταδίων. Σελ Στερητικό σύνδρομο Σελ 62. Εγκεφαλίνες και ενδορφίνες. ΠΡΟΣΟΧΗ: 1. Διαγράμματα με ενδοσπόρια. Στα εργαστήρια συχνά χρησιμοποιούνται λάμπες υπεριώδους ακτινοβολίας για αποστείρωση του χώρου ή για πρόκληση μεταλλάξεων σε καλλιέργειες μικροοργανισμών με σκοπό την παρατήρηση της συμπεριφοράς και της ικανότητας επιβίωσής τους. Μία εργαστηριακή καλλιέργεια μικροοργανισμών εκτέθηκε σε υπεριώδη ακτινοβολία από τη χρονική στιγμή t1 έως τη χρονική στιγμή t3. Η γραφική παράσταση της μεταβολής του αριθμού των μικροβίων στην καλλιέργεια σε συνάρτηση με τον χρόνο είναι η ακόλουθη: Να εξηγήσετε τη μορφή της καμπύλης κατά τα χρονικά διαστήματα t1-t2 και t2-t3. Να γράψετε σε ποια κατηγορία μικροοργανισμών ανήκουν οι μικροοργανισμοί αυτής της καλλιέργειας t2-t3 ενδοσπόρια. Βακτήρια 2. Διαγράμματα με βακτήριο και αντιβιοτικό. Ένας άνθρωπος μολύνθηκε από δύο διαφορετικά είδη αντιγόνων. Μετά τη χορήγηση αντιβιοτικού προέκυψαν οι παρακάτω καμπύλες. Να εξηγήσετε τα αποτελέσματα.

2 Καμπύλη α: ιός ή ανθεκτικά στελέχη βακτηρίων Καμπύλη β: ιός ή ανθεκτικά στελέχη βακτηρίων 3. Διαγράμματα με τον μηχανισμό ρύθμισης της θερμοκρασίας. Σε ποιες δομές του δέρματος αναφέρονται οι αριθμοί 1,2 και 4 και σε ποιο τμήμα του εγκεφάλου ο αριθμός 3; 1:θερμοϋποδοχείς, 2: αιμοφόρα αγγεία, 3:κέντρο γενικών αισθήσεων-ειδικό κέντρο ρύθμισης θερμοκρασίας, 4:ιδρωτοποιοί αδένες. 4. Εικόνα με αντισώματα. 5. Διαγράμματα με αντιγόνα και αντισώματα. 1. Δίνονται οι παρακάτω καμπύλες α και β, που παριστάνουν τη μεταβολή συγκέντρωσης αντισωμάτων στο αίμα δύο παιδιών, του Νίκου και του Γιώργου, που ήρθαν σε επαφή με τον παθογόνο παράγοντα της ιλαράς. Ο Νίκος είχε εμβολιαστεί για την ιλαρά, ενώ ο Γιώργος όχι. α. Ποια από τις δύο καμπύλες (α, β) παριστάνει την ανοσοβιολογική απόκριση του Νίκου και ποια του Γιώργου; β. Σε περίπτωση που το εμβολιασμένο παιδί, ο Νίκος, τύχαινε να προσβληθεί από τον παθογόνο παράγοντα της ιλαράς την ίδια ημέρα με τον εμβολιασμό του, ποια από τις δύο καμπύλες (α, β) θα απέδιδε την ανοσολογική απόκριση του και γιατί;

3 2. Το διάγραμμα που ακολουθεί παρουσιάζει τη μεταβολή της συγκέντρωσης των αντισωμάτων στο αίμα ανθρώπου που μολύνθηκε από δύο διαφορετικά μικρόβια (Α και Β), σε διαφορετική χρονική στιγμή. Να εξηγήσετε τις παρακάτω καμπύλες. 3. Ένας άνθρωπος μολύνεται την ίδια χρονική στιγμή από τα αντιγόνα Α και Β. Η διακύμανση της συγκέντρωσης των αντιγόνων στον οργανισμό του παρουσιάζεται στο ακόλουθο διάγραμμα. Σε ποια περίπτωση παρατηρείται πρωτογενής και σε ποια δευτερογενής ανοσοβιολογική απόκριση; 4. Ένας άνθρωπος μολύνεται ταυτόχρονα από ένα βακτήριο και έναν ιό. Σε διαφορετικές χρονικές στιγμές γίνεται χορήγηση ορού έτοιμων αντισωμάτων και αντιβιοτικού όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα, α. Ποια καμπύλη αντιστοιχεί στο βακτήριο και ποια στον ιό; Να αιτιολογήσετε την απάντηση σας. β. Με ποιόν τρόπο λειτουργούν τα αντισώματα του ορού στην αντιμετώπιση του αντιγόνου; γ. Με ποιόν τρόπο λειτουργεί το αντιβιοτικό στην αντιμετώπιση του αντιγόνου; δ. Για ποιο λόγο ο ορός αντισωμάτων δεν εξασφαλίζει μόνιμη ανοσία στο άτομο;

4 ε. Για ποιο λόγο είναι δυνατό τα αντισώματα του ορού να εξουδετερώνουν μόνο το αντιγόνο α, ενώ το αντιβιοτικό να εξουδετερώνει μόνο το αντιγόνο β; 5. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει τη μεταβολή της συγκέντρωσης των αντισωμάτων στο αίμα ενός ανθρώπου που μολύνθηκε από ένα βακτήριο (καμπύλη α) και αργότερα μολύνθηκε από έναν ιό (καμπύλη β). Α. Να εξηγήσετε το είδος της ανοσοβιολογικής απόκρισης που έλαβε χώρα στο ανοσοβιολογικό σύστημα του ανθρώπου, σε καθεμία από τις δύο περιπτώσεις που απεικονίζονται με τις καμπύλες α και β. Β. Ποιος από τους μηχανισμούς μη ειδικής άμυνας θα ενεργοποιηθεί μόνο στην περίπτωση της καμπύλης β και ποιος ο τρόπος δράσης του; 6. Στο παρακάτω διάγραμμα παρουσιάζονται με καμπύλες οι μεταβολές της συγκέντρωσης των βακτηρίων του τετάνου και των αντισωμάτων στο αίμα του ανθρώπου κατά τις ημέρες που ακολουθούν μετά την πρώτη μόλυνση. α. Αντλώντας πληροφορίες από το παρακάτω διάγραμμα να βρείτε ποια καμπύλη αντιστοιχεί στα βακτήρια και ποια στα αντισώματα και να εξηγήσετε τον τύπο της ανοσίας που θα εκδηλωθεί στον οργανισμό του ανθρώπου.

5 β. Ο ίδιος άνθρωπος μολύνεται για δεύτερη φορά από το βακτήριο του τετάνου κατά τη χρονική στιγμή t5. Να εξηγήσετε αν ο οργανισμός του θα εκδηλώσει πρωτογενή ή δευτερογενή ανοσοβιολογική απόκριση. α. Καμπύλη Α: αντιγόνα Καμπύλη Β: αντισώματα Παθητική ανοσία. β. Πρωτογενής ανοσοβιολογική απόκριση 6. AIDS. ΟΕΦΕ 2015 ΘΕΜΑ Δ ΚΕΦ 2 ο Σελ Έως το Σελ 72. Ορισμός βιόσφαιρας. Σελ 76. Τρόπος σχηματισμού πυραμίδας. Σελ 77. Γιατί είναι δύσκολη η κατάταξη των καταναλωτών. Σελ 84. Εισαγωγή βιοχημικών κύκλων. Σελ 84. Κύκλος του άνθρακα. Σελ 88. Σημασία νερού Σελ τελευταίες παραγράφους. Σελ 101. Ερημικά οικοσυστήματα και λόγοι ερημοποίησης. Σελ 103. Τι είναι ρύπανση; Ποιες κατηγορίες ρύπων γνωρίζετε; Ποιο το κριτήριο απειλής ενός ρύπου. Σελ 104. Συνέπειες φαινομένου θερμοκηπίου; Γιατί δεν μπορεί να γίνει προς το παρόν καμιά πρόβλεψη; Σελ 105. Στοιβάδα του όζοντος. Σελ 107. Όξινη βροχή. Σελ 108. Ορισμός ρύπανσης νερού. Σελ 109. Ποιοι είναι οι πιο τοξικοί ρυπαντές. Σελ 110. Ορισμός βιοσυσσώρευσης + τελευταία παράγραφος. ΠΡΟΣΟΧΗ: 1. Θετική και αρνητική επίδραση όζοντος Απάντηση. Θετική: Απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία η οποία έχει θανατηφόρο δράση στους μονοκύτταρους οργανισμούς, προκαλεί μεταλλάξεις στο DNA, προκαλεί καταρράκτη και καρκίνο του δέρματος. Αρνητική: Δρα με παρόμοιο τρόπο με τα οξείδια του αζώτου τα οποία προκαλούν καταστροφές στους ιστούς των πνευμόνων και εξασθενίζουν την αντίσταση του οργανισμού στην πνευμονία, ενώ η έκθεση, για μεγάλο χρονικό διάστημα σε χαμηλές συγκεντρώσεις τους είναι υπεύθυνη για πρόκληση εμφυσήματος. 2. Θετική και αρνητική επίδραση υπεριώδους ακτινοβολίας Απάντηση.

6 Θετική: Απαραίτητη στον άνθρωπο για τον σχηματισμό της βιταμίνης D. Αρνητική: Απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία η οποία έχει θανατηφόρο δράση στους μονοκύτταρους οργανισμούς, προκαλεί μεταλλάξεις στο DNA, προκαλεί καταρράκτη και καρκίνο του δέρματος. 3. Διάγραμμα με κύκλο νερού ΟΕΦΕ 2011 ΘΕΜΑ 4 ο 4. Διαγράμματα με ρύπανση και αριθμό ανώτερων καταναλωτών π.χ πτηνών. 5. Διάγραμμα με ποικιλότητα 1. Η παρακάτω καμπύλη του σχήματος παριστάνει τη μεταβολή του αριθμού των διαφορετικών ειδών σε ένα χερσαίο οικοσύστημα. Να αιτιολογήσεις σε ποια χρονική περίοδο παρατηρείται μεγαλύτερη σταθερότητα στο οικοσύστημα. 6. Διαγράμματα με φυτοπλαγκτόν φως και θρεπτικά. 1. Να εξηγήσεις τη μορφή της καμπύλης (Α) των διατομών (φυτοπλαγκτόν) στις διάφορες εποχές.

7 2. Να σχεδιάσεις τις καμπύλες του φυτοπλαγκτόν και του ζωοπλαγκτόν σε συνάρτηση με την καμπύλη του φωσφόρου που δίνεται στο παρακάτω σχήμα 7. Ασκήσεις τροφικών αλυσίδων-πλεγμάτων-πυραμίδων και βιοσυσσώρευσης. 1. Αντλώντας στοιχεία από το διπλανό τροφικό πλέγμα να βρεθούν τα εξής: α. Πόσες και ποιες τροφικές αλυσίδες δημιουργούνται; β. Σε ποιο τροφικό επίπεδο ανήκουν το κουνάβι, ο ποντικός και η αλεπού; γ. Ποιοι οργανισμοί ανήκουν στο τρίτο τροφικό επίπεδο; δ. Ποιες θα είναι οι μεταβολές που θα παρατηρηθούν στους σκίουρους και στις ακρίδες του τροφικού πλέγματος, αν με τη χρήση ποντικοφάρμακου μειωθεί κατά πολύ ο αριθμός των ποντικών; ε. Ποιο είναι το λάθος στο σχήμα; α. Οι τροφικές αλυσίδες που δημιουργούνται είναι εφτά: i. βελανιδιά σκίουρος κουνάβι ii. βελανιδιά ποντικός αλεπού iii. φύλλα ποντικός αλεπού iv. φύλλα ακρίδες ποντικός αλεπού v. φύλλα ακρίδες πτηνά αλεπού vi. πεσμένα φύλλα σκουλήκια πτηνά αλεπού vii. πεσμένα φύλλα σκουλήκια αλεπού

8 β. Τα τροφικά επίπεδα που δημιουργούνται είναι τέσσερα. Το κουνάβι ανήκει στο 3 ο τροφικό επίπεδο (αλυσίδα i). Ο ποντικός ανήκει στο 3 ο τροφικό επίπεδο (αλυσίδα iv) και στο 2 ο τροφικό επίπεδο (αλυσίδες ii και iii). Η αλεπού ανήκει στο 3 ο τροφικό επίπεδο (αλυσίδες ii, iii και vii) και στο 4 ο τροφικό επίπεδο (αλυσίδες iv, v, vi). γ. Στο 3 ο τροφικό επίπεδο ανήκουν: Το κουνάβι (αλυσίδα i), ο ποντικός (αλυσίδα iv ), τα πτηνά (αλυσίδες v και vi), και η αλεπού (αλυσίδες ii, iii και vii). δ. Η μεταβολή του αριθμού των ατόμων ενός πληθυσμού σε ένα οικοσύστημα συνεπάγεται τη μεταβολή της ισορροπίας στο οικοσύστημα. Έτσι η μείωση των ποντικών θα επιφέρει τις εξής μεταβολές: Όλη η βιομάζα της βελανιδιάς θα διατίθεται στους σκίουρους, με αποτέλεσμα την αύξηση του αριθμού τους. Το ίδιο θα γίνει και με τις ακρίδες, αφού οι ποντικοί που είναι καταναλωτές τους θα έχουν μειωθεί, ενώ θα έχουν στη διάθεση τους περισσότερη βιομάζα από τα φύλλα. ε. Ο ποντικός θα πρέπει, μιας και καταναλώνει τις ακρίδες, να βρίσκεται σε πιο πάνω τροφικό επίπεδο 2. Η τροφική αλυσίδα ενός υδάτινου οικοσυστήματος περιλαμβάνει προνύμφες, τούρνες, κωπήποδα, κορμοράνους, διάτομα και πλατίκες. Κάθε είδος οργανισμού ανήκει σε διαφορετικό τροφικό επίπεδο. Είναι γνωστό ότι τα διάτομα ανήκουν στο φυτοπλαγκτόν και αποτελούν τροφή για τα κωπήποδα. Από μετρήσεις που έγιναν στο οικοσύστημα σημειώθηκαν τα ακόλουθα αποτελέσματα: Με Βάση τα παραπάνω στοιχεία να γράψετε την τροφική αλυσίδα του οικοσυστήματος. Το φυτοπλαγκτόν ανήκει στο πρώτο τροφικό επίπεδο (παραγωγοί) και το ζωοπλαγκτόν ανήκει στο δεύτερο τροφικό επίπεδο (καταναλωτές πρώτης τάξης). Υπολογίζουμε τη συνολική βιομάζα κάθε τροφικού επιπέδου. Προνύμφες: 1g = g ή Kg Τούρνες: 500g = g ή 1.000Kg Κορμοράνοι: 2.000g 50 = g ή 100Kg Πλατίκες: 40g = g ή Kg Δεδομένου ότι μόνο το 10% περίπου της βιομάζας ενός τροφικού επιπέδου περνάει στο επόμενο η τροφική αλυσίδα είναι: διάτομα κωπήποδα προνύμφες πλατίκες τούρνες κορμοράνοι. 3. Σε μία τροφική αλυσίδα: τριανταφυλλιά μελίγκρα πασχαλίτσα πουλί βρέθηκε ότι η ενέργεια που χάνεται με τη μορφή θερμότητας από την πασχαλίτσα προς το πουλί είναι 450 ΚJ. Να βρεις: α. την ενέργεια που αντιπροσωπεύουν οι παραγωγοί (τριανταφυλλιά) β. τις απώλειες ενέργειας μεταξύ μελίγκρας και πασχαλίτσας α. Η ενέργεια που «χάνεται» με μορφή θερμότητας από τροφικό επίπεδο σε τροφικό επίπεδο είναι 90%, Επειδή από την πασχαλίτσα (καταναλωτής δεύτερης τάξης) προς το πουλί (καταναλωτής τρίτης τάξης) χάνονται 450 ΚJ, έχουμε: στα 100 ΚJ χάνονται 90 ΚJ στα Χ χάνονται 450 ΚJ και Χ = 500 ΚJ αποτελεί τη διαθέσιμη ενέργεια των καταναλωτών δεύτερης τάξης. Επομένως οι καταναλωτές πρώτης τάξης (μελίγκρα) περικλείουν διαθέσιμη ενέργεια 500 ΚJ 10 = ΚJ και οι παραγωγοί ΚJ 10 = ΚJ

9 β. Από τη μελίγκρα (5.000 ΚJ) μεταφέρθηκε στην πασχαλίτσα ενέργεια 500 ΚJ. Άρα η ενέργεια που χάθηκε μεταξύ μελίγκρας και πασχαλίτσας είναι ΚJ (10πλάσια αυτής που χάθηκε από την πασχαλίτοα στο πουλί). 4. Δίνεται το παρακάτω τροφικό πλέγμα: α. Να γράψετε τις τροφικές αλυσίδες που υπάρχουν στο πλέγμα αυτό και να ονομάσετε τους καταναλωτές 2 ης τάξης. β. Αν η βιομάζα των φυτοφάγων εντόμων είναι 18 Κg να υπολογίσετε τη βιομάζα των εντομοφάγων ψαριών και των νούφαρων. γ. Μία μυκητιακή νόσος αφανίζει, πρακτικά, τον πληθυσμό των καραβίδων. Να περιγράψετε τα αποτελέσματα που θα έχει η αλλαγή αυτή στους υπόλοιπους πληθυσμούς που συγκροτούν το παραπάνω τροφικό πλέγμα. 5. Ένα οικοσύστημα αποτελείται από μαργαρίτες, πεταλούδες, φίδια και βατράχους. Αν γνωρίζουμε ότι οι βάτραχοι έχουν βιομάζα ίση με Kg και ότι σε 1 Kg βιομάζας αντιστοιχεί ενέργεια ίση με Kj, να βρεθούν: α. Η τροφική αλυσίδα της περιοχής. β. Σε ποιο τροφικό επίπεδο ανήκει κάθε οργανισμός και να γίνει κατάταξή τους. γ. Οι τροφικές πυραμίδες βιομάζας και ενέργειας. α. Από τη θεωρία του σχολ. βιβλίου γνωρίζουμε ότι η τροφική αλυσίδα είναι η ακόλουθη: μαργαρίτες πεταλούδες βάτραχοι φίδια β. Οι μαργαρίτες ανήκουν στο 1 ο τροφικό επίπεδο= παραγωγοί, οι πεταλούδες ανήκουν στο 2 ο τροφικό επίπεδο= καταναλωτές 1 ης τάξης, οι βάτραχοι ανήκουν στο 3 ο τροφικό επίπεδο= καταναλωτές 2 ης τάξης και τέλος τα φίδια ανήκουν στο 4 ο τροφικό επίπεδο= καταναλωτές 3 ης τάξης.

10 γ. Εφόσον από τη θεωρία του σχολ. βιβλίου γνωρίζουμε ότι από ένα τροφικό επίπεδο στο επόμενο περνά μόνο το 10% της ενέργειας και της βιομάζας και με βάση τα δεδομένα θα ισχύουν τα ακόλουθα: ΒΙΟΜΑΖΑ: Βιομάζα βάτραχων =4.000 Kg Βιομάζα φιδιών = Βιομάζα βάτραχων 10/100= /100= 400 Kg Βιομάζα πεταλούδων = Βιομάζα βάτραχων 10= = Kg Βιομάζα μαργαρίτων = Βιομάζα πεταλούδων 10= = Kg ΕΝΕΡΓΕΙΑ: Επειδή η άσκηση δεν αναφέρεται σε συγκεκριμένο οργανισμό μπορούμε να «δουλέψουμε» με όποιον οργανισμό θέλουμε. Έτσι: Εφόσον σε 1 Kg βιομάζας φιδιών αντιστοιχεί ενέργεια ίση με Kj σε 400 Kg βιομάζας φιδιών αντιστοιχεί ενέργεια ίση με χ Kj χ = Kj στα φίδια. Άρα Ενέργεια φιδιών = KJ Ενέργεια βάτραχων = Ενέργεια φιδιών 10= = KJ Ενέργεια πεταλούδων = Ενέργεια βάτραχων 10= = KJ Ενέργεια μαργαρίτων = Ενέργεια πεταλούδων 10= = KJ Με τη βοήθεια αυτών των αποτελεσμάτων μπορούν να κατασκευαστούν οι πυραμίδες βιομάζας και ενέργειας. Πυραμίδα βιομάζας: Φίδια= 400 Kg Βάτραχοι= Kg Πεταλούδες= Kg Μαργαρίτες= Kg Πυραμίδα ενέργειας: Φίδια= KJ Βάτραχοι= KJ Πεταλούδες= KJ Μαργαρίτες= KJ 6. Στον ακόλουθο πίνακα αναφέρονται μερικά στοιχεία σχετικά με τους οργανισμούς που συγκροτούν την τροφική αλυσίδα ενός αυτότροφου οικοσυστήματος. Με βάση τα αναφερόμενα στοιχεία να σχεδιάσετε την πυραμίδα πληθυσμού ατόμων του οικοσυστήματος.

11 7. Σ' ένα οικοσύστημα υπάρχει η τροφική αλυσίδα: φυτά κάμπιες κότσυφες κουκουβάγιες. Στο οικοσύστημα υπάρχουν 120 κουκουβάγιες με μέση Βιομάζα 500g Στην περιοχή χρησιμοποιήθηκε μη βιοδιασπώμενο εντομοκτόνο το οποίο δέσμευσαν οι παραγωγοί. Αν η συγκέντρωση της ουσίας αυτής στους ιστούς των καταναλωτών 2 ης τάξης είναι 0,05 mg/κg, να υπολογίσετε την ποσότητα εντομοκτόνου που χρησιμοποιήθηκε. +ΟΕΦΕ 2013 ΘΕΜΑ Δ 8. Διαγράμματα μεταβολής διοξειδίου-νιτρικών-οξυγόνου σε υδάτινο οικοσύστημα. 1. Να εξηγήσετε γιατί παρατηρείται μεταβολή της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα σε βάθος μέτρα (m), όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα που αντιστοιχεί σε λιμναίο οικοσύστημα.

12 Εισαγωγή για τη φωτοσύνθεση και την κυτταρική αναπνοή... {βλ. σχολικό βιβλίο, σελ. 70, 85) m: Επειδή φθάνει πολύ φως, πραγματοποιείται έντονη φωτοσύνθεση, οπότε δεσμεύεται πολύ διοξείδιο του άνθρακα από τους παραγωγούς, με αποτέλεσμα η συγκέντρωσή του στο νερό να είναι η ελάχιστη (ρυθμός κατανάλωσης > ρυθμό παραγωγής) m: Η ένταση του φωτός μειώνεται, οπότε λιγοστεύουν οι παραγωγοί, με αποτέλεσμα ο ρυθμός κατανάλωσης του διοξειδίου του άνθρακα με τη φωτοσύνθεση να είναι όλο και μικρότερος έναντι του ρυθμού παραγωγής του με τη διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής m: Δεν φθάνει το φως, δεν πραγματοποιείται φωτοσύνθεση, παρά μόνο κυτταρική αναπνοή που απελευθερώνει διοξείδιο του άνθρακα, με αποτέλεσμα η συγκέντρωση του στο νερό να είναι πολύ μεγάλη. 2. Οι παρακάτω καμπύλες αναφέρονται σε υδάτινο οικοσύστημα. Να εξηγήσετε τη μεταβολή της συγκέντρωσης του οξυγόνου και των νιτρικών ιόντων ανάλογα με το βάθος. ΚΕΦ 3 ο Σελ η παράγραφος από την Σελ 122. Ορισμοί ανώτερων ταξινομικών ομάδων π.χ γένος Σελ πρώτες παρατηρήσεις και 1 ο συμπέρασμα. Σελ Μηχανισμός ειδογένεσης. Σελ 148. Χαρακτηριστικά Αυστραλοπιθήκου Σελ 149. Χαρακτηριστικά Νεάντερταλ Σελ 152. Παραδείγματα δράσης φυσικής επιλογής με προσαρμοστική σημασία. ΠΡΟΣΟΧΗ: 1. Προκειμένου να αυξηθεί η βιοποικιλότητα δύο τεχνητών λιμνών, μεταφέρθηκαν σε αυτές δύο ποικιλίες ενός φυτοφάγου οργανισμού και ψάρια που τρέφονται με τον οργανισμό αυτόν. Τα χαρακτηριστικά των οργανισμών που μεταφέρθηκαν στις λίμνες περιγράφονται στον πίνακα που ακολουθεί. Στην 1η λίμνη εισήχθησαν οι δύο

13 ποικιλίες του φυτοφάγου είδους και μόνο η παραλλαγή Α1 του ψαριού Α ενώ στη 2η λίμνη μεταφέρθηκαν οι δύο ποικιλίες του φυτοφάγου οργανισμού, και μόνο η ποικιλία Α2 του ψαριού Α. Είδος φυτοφάγου οργανισμού Ποικιλία Ι έντονα χρώματα στο σώμα Ποικιλία ΙI γκρι χρώμα σώματος Ποικιλία Α1 εντοπισμός τροφής μέσω έγχρωμης όρασης Είδος ψαριού Α Ποικιλία A2 εντοπισμός τροφής μέσω ανίχνευσης ηλεκτρικού πεδίου Η φυσική επιλογή αναμένεται να οδηγήσει και στις δύο λίμνες στο ίδιο αποτέλεσμα; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (Να θεωρήσετε ότι τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά τόσο των οργανισμών όσο και των αβιοτικών παραγόντων στις δύο λίμνες είναι ίδια). Απάντηση η Λίμνη: Λίγα άτομα της ποικιλίας I και πολλά της II 2 η Λίμνη: Μάλλον ίση πιθανότητα εμφάνισης των ποικιλιών I και II 2. Πως εξηγείται για έναν χαρακτήρα (π.χ ύψος λαιμού, χρώμα άνθους, χρώμα φτερών κ.α) ενός πληθυσμού, με βάση την θεωρία του Λαμάρκ και του Δαρβίνου, η μείωση του ποσοστού μιας παραλλαγής (π.χ κοντός λαιμός, κίτρινο χρώμα άνθους, ανοιχτόχρωμα φτερά κ.α) και η ταυτόχρονη αύξηση και κυριαρχία μιας άλλης παραλλαγής (π.χ μακρύς λαιμός, μωβ χρώμα άνθους, σκουρόχρωμα φτερά κ.α), μετά από αλλαγή του περιβάλλοντος. Απάντηση. Με βάση την θεωρία του Λαμάρκ: Πριν την αλλαγή του περιβάλλοντος όλα τα άτομα του πληθυσμού χαρακτηρίζονταν από την ίδια (αρχική) παραλλαγή. Μετά την αλλαγή του περιβάλλοντος, με βάση την αρχή της χρήσης και της αχρησίας και με την βοήθεια της εσωτερικής δύναμης που στοχεύει στην βελτίωση τους κάποια άτομα εμφάνισαν την νέα παραλλαγή (δηλαδή τα άτομα ανταποκρίθηκαν στην αλλαγή του περιβάλλοντος αναπτύσσοντας ένα γνώρισμα που δεν υπήρχε προηγουμένως). Σύμφωνα με την αρχή της κληρονομικής μεταβίβασης των επίκτητων χαρακτηριστικών το νέο γνώρισμα τα άτομα το μετέφεραν στους απογόνους τους και αποτέλεσε πλέον το χαρακτηριστικό του είδους τους (Τα άτομα δεν εξαφανίζονται και όλα φέρουν το νέο γνώρισμα). Με βάση την θεωρία του Δαρβίνου: Πριν την αλλαγή του περιβάλλοντος ο πληθυσμός χαρακτηρίζονταν και από τις δύο παραλλαγές σε διαφορετικά ποσοστά (π.χ κίτρινο χρώμα άνθους-90% και μωβ χρώμα άνθους-10%). Με την αλλαγή του περιβάλλοντος και την δράση της φυσικής επιλογής ευνοούνται από τα υπάρχοντα κληρονομήσιμα χαρακτηριστικά εκείνο που προσδίδει μεγαλύτερες πιθανότητες επιβίωσης στο φορέα του (π.χ μωβ χρώμα άνθους). Το ευνοϊκό για την επιβίωση χαρακτηριστικό μεταβιβάζεται στην επόμενη γενιά με μεγαλύτερη συχνότητα από το λιγότερο ευνοϊκό (π.χ. κίτρινο χρώμα άνθους), καθώς οι φορείς του επιβιώνουν και αφήνουν μεγαλύτερο αριθμό απογόνων από τους φορείς του λιγότερου ευνοϊκού χαρακτηριστικού. Με την πάροδο του χρόνου υπάρχει μεταβολή των ποσοστών των δύο παραλλαγών στον πληθυσμό (π.χ κίτρινο χρώμα άνθους-10% και μωβ χρώμα άνθους-90%) και είναι δυνατόν τα άτομα με το λιγότερο ευνοϊκό χαρακτηριστικό να εξαφανιστούν. ΠΡΟΣΟΧΗ: Η μεταβολή των ποσοστών δύο παραλλαγών ενός χαρακτήρα σε έναν πληθυσμό χαρακτηρίζεται βιομηχανικός μελανισμός μόνο όταν: Η μεταβολή αυτή συμβαίνει σε έντομα. Οφείλεται σε βιομηχανική ρύπανση. Από ανοιχτόχρωμη παραλλαγή περνάμε σε μαύρη παραλλαγή. 3. Η ανακάλυψη και χρήση της πενικιλίνης είχε σαν συνέπεια διάφορα βακτήρια να αντιμετωπίζονται με μεγάλη επιτυχία και να μην δημιουργούν προβλήματα στον ανθρώπινο οργανισμό. Η συστηματική όμως χρήση του συγκεκριμένου αντιβιοτικού είχε σαν αποτέλεσμα την δημιουργία ανθεκτικών στελεχών των βακτηρίων. Να αιτιολογήσετε, με βάση την θεωρία Λαμάρκ και Δαρβίνου, την εμφάνιση των ανθεκτικών στελεχών.

14 Απάντηση. Θεωρία Λαμάρκ Πριν την ανακάλυψη και χρήση της πενικιλίνης κανένα από το βακτήρια δεν εμφάνιζε ανθεκτικότητα στο συγκεκριμένο αντιβιοτικό. Αλλαγή του περιβάλλοντος, δηλαδή χρήση της πενικιλίνης, είχε σαν αποτέλεσμα και λόγω της εσωτερικής δύναμης των οργανισμών να προσαρμοστούν με τέλειο τρόπο στο περιβάλλον, κάποια από τα βακτήρια να αρχίζουν να εμφανίζουν ανθεκτικότητα στην πενικιλίνη. Ισχύει η αρχή της χρήσης και αχρησίας, δηλαδή ότι χρειάζεται ο οργανισμός διατηρείται, ενισχύεται και κυριαρχεί ενώ ότι δεν χρειάζεται μειώνεται και εξαφανίζεται. Αυτή η ανθεκτικότητα των βακτηρίων στην πενικιλίνη, λόγω της αρχής κληρονόμησης των επίκτητων χαρακτηριστικών, μεταφέρεται στους απογόνους με συνέπεια σήμερα όλα τα βακτήρια να είναι ανθεκτικά (τα άτομα δεν εξαφανίζονται). Θεωρία φυσικής επιλογής Πριν την ανακάλυψη και χρήση της πενικιλίνης, υπήρχαν βακτήρια με και χωρίς ανθεκτικότητα στην πενικιλίνη λόγω της ποικιλομορφίας του πληθυσμού. Πριν την χρήση της πενικιλίνης η δράση της φυσικής επιλογής ευνοούσε το χαρακτηριστικό «μη ανθεκτικότητα στην πενικιλίνη». Η φυσική επιλογή είναι τοπικά και χρονικά προσδιορισμένη, δηλαδή ένα χαρακτηριστικό που σε μια περιοχή και σε μια χρονική στιγμή είναι δυσμενές, σε μια άλλη περιοχή και σε μια άλλη χρονική στιγμή είναι ευνοϊκό. Αλλαγή του περιβάλλοντος (χρήση του αντιβιοτικού) είχε σαν συνέπεια να αλλάζει η δράση της φυσικής επιλογής και ευνοϊκό χαρακτηριστικό να γίνεται η «ανθεκτικότητα στην πενικιλίνη». Το ευνοϊκό χαρακτηριστικό περνάει με μεγαλύτερη συχνότητα στους απογόνους επειδή οι φορείς του επιβιώνουν και αναπαράγονται περισσότερο. Σήμερα όλα τα βακτήρια έχουν ανθεκτικότητα στην πενικιλίνη (τα άτομα χωρίς ανθεκτικότητα έχουν εξαφανιστεί) 4. Στον πίνακα αναφέρεται η ταξινόμηση των ειδών: σύγχρονος άνθρωπος, κροκόδειλος, σκύλος και λύκος. Είδος Σύγχρονος άνθρωπος Κροκόδειλος Σκύλος Λύκος Γένος Homo Crocodilus Canis Canis Οικογένεια Ανθρωπίδες Crocodilidae Canidae Canida Τάξη Πρωτεύοντα Κροκοδείλια Σαρκοφάγα Σαρκοφάγα Κλάση Θηλαστικά Ερπετά Θηλαστικά Θηλαστικά Φύλο Χορδωτά Χορδωτά Χορδωτά Χορδωτά Στα ακόλουθα σχήματα δίνονται 3 πιθανά φυλογενετικά δένδρα για τα είδη αυτά.

15 Να γράψετε ποιο από τα δένδρα 1, 2 ή 3 απεικονίζει τη φυλογενετική συγγένεια των τεσσάρων αυτών ειδών και να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Απάντηση Δέντρο 3 + ΟΕΦΕ 2012 ΘΕΜΑ Δ3 & Δ4