ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΝΕΩΝ (IJSO) 2015 ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΝΕΩΝ (IJSO) 2015

Transcript

1 Όνομα:.. Σχολείο:. Τμήμα:.. Τηλ.: Οικ.:...Κιν.: ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΚΥΠΡΟΥ 6 η 12 η ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΔΙΕΘΝΗΣ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΝΕΩΝ (IJSO) 2015 ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΝΕΩΝ (IJSO) 2015 KYPIAKH 24 MAΙΟΥ 2015 ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 2 ΩΡΕΣ (11:00 13:00) ΟΔΗΓΙΕΣ ΠΡΟΣ ΤΟΥΣ ΔΙΑΓΩΝΙΖΟΜΕΝΟΥΣ Το εξεταστικό δοκίμιο αποτελείται από: Α. Τριάντα (30) ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής (30 μονάδες), και Β. Δύο (2) ερωτήσεις ανοιχτού τύπου (40 μονάδες). 2. Γράφετε ΜΟΝΟ με μπλε ή μαύρο στυλό. 3. Απαγορεύεται η χρήση διορθωτικού. 4. Για τις ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής, η ορθή απάντηση να σημειώνεται με κύκλο γύρω από το γράμμα (Α., Β., Γ. ή Δ.) της απάντησης που επιλέγετε. Π.χ. Β. 5. Σε περίπτωση λάθους να διαγράψετε την απάντηση σας ( Β. ) και να κάνετε νέα επιλογή. 6. Για κάθε ερώτηση πολλαπλής επιλογής υπάρχει ΜΟΝΟ ΜΙΑ ορθή απάντηση και βαθμολογείται με μια μονάδα (+1). 7. Για κάθε λανθασμένη απάντηση πολλαπλής επιλογής αφαιρείται 0,25 της μονάδας (- 0,25). 8. Ερώτηση για την οποία δίνονται δύο ή περισσότερες απαντήσεις θεωρείται λανθασμένη (-0,25). 9. Κάθε αναπάντητη ερώτηση πολλαπλής επιλογής βαθμολογείται με μηδέν (0) μονάδες. 10. Οι απαντήσεις για τις ερωτήσεις ανοικτού τύπου να καταγράφονται στο χώρο που παρατίθεται κάτω από κάθε ερώτηση

2 Α. ΤΡΙΑΝΤΑ (30) ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ (30 ΜΟΝΑΔΕΣ). 1. Ένας στόχος ενός επιστήμονα είναι να διαμορφώσει μια καλή υποθέση. Ποια από τις ακόλουθες δηλώσεις είναι μια καλή υπόθεση; Α. Με ποιους τρόπους μπορούμε να προστατεύσουμε τα φυτά από έντομα? Β. Το σύμπαν περιβάλλεται από ένα άλλο μεγαλύτερο σύμπαν, με το οποίο δεν μπορούμε να έχουμε απολύτως καμία επαφή Γ. Όταν υπάρχει λιγότερο οξυγόνο στο νερό αυξάνονται οι ψύλλοι του νερού Daphnia pulex Δ. H κοπριά επηρεάζει τα φυτά. 2. Ποια από τις παρακάτω δηλώσεις ΔΕΝ είναι ορθή σχετικά με τις λειτουργίες της γλυκόζης; Α. Η γλυκόζη μπορεί να αποθηκευθεί στα φυτά σαν πολυσακχαρίτης όπως είναι το άμυλο και η κυτταρίνη Β. Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής τα παραπροϊόντα της γλυκόζης είναι CΟ 2 και H 2 Ο Γ. Ένα γραμμάριο γλυκόζης παρέχει 17 KJ ενέργειας ή 4 Kcal Δ. Η συγκέντρωση της γλυκόζης στο πλάσμα του αίματος είναι πάντοτε ίση με τη συγκέντρωση της γλυκόζης μέσα στα κύτταρα. 3. Ποια από τις παρακάτω δηλώσεις σχετικά με τις λειτουργίες των νουκλεϊκών οξέων ΔΕΝ είναι ορθή; A. Τα νουκλεϊνικά οξέα είναι οργανικές ουσίες B. Τα νουκλεϊνικά οξέα βρίσκονται στις μπανάνες Γ. Τα νουκλεϊνικά οξέα περιέχουν τις γενετικές πληροφορίες που προσδιορίζουν και ελέγχουν την παραγωγή των πρωτεϊνών στο κύτταρο Δ. Τα νουκλεϊνικά οξέα περιέχουν το διπλάσιο ποσό ενέργειας ανά γραμμάριο σε σύγκριση με τη γλυκόζη. 4. Ποια από τις παρακάτω δηλώσεις σχετικά με τις λειτουργίες των λιπιδίων είναι ορθή; A. Τα λιπίδια περιέχουν μεγάλες αλυσίδες που περιέχουν δεσμούς C-H και έχουν σαν κύριο μονομερές το γλυκογόνο Β. Τα λιπίδια έχουν μονωτική ικανότητα και είναι καλοί αγωγοί της θερμότητας Γ. Τα λιπίδια είναι διαλυτά στο νερό και έτσι υδρολύονται από τα ένζυμα λιπάσες για να δώσουν λιπαρά οξέα και γλυκερόλη Δ. Τα λιπίδια υπάρχουν σε μικροοργανισμούς, ανώτερα φυτά και ζώα, αλλά και σε όλους τους τύπους κυττάρων και συμβάλλουν στην κυτταρική δομή παρέχοντας αποθηκευμένη ενέργεια αλλά και λαμβάνοντας μέρος σε πολλές βιολογικές διεργασίες. 2

3 5. Μικρές ποσότητες.. χρειάζονται στη διατροφή για να αποφεύγεται η οστεοπόρωση. Α. Ασβεστίου και βιταμίνης D Β. Ασβεστίου και βιταμίνης Α Γ. Μαγνησίου και βιταμίνης Α Δ. Νατρίου και βιταμίνης D. 6. Ποια από τις ακόλουθες τροφές ΔΕΝ αποτελεί καλή πηγή πρωτεϊνών; Α. Ψάρι Β. Κρέας Γ. Σπανάκι Δ. Αυγό. 7. H ονομασία και η λειτουργία των δοντιών της παρακάτω εικόνας είναι: Α. Κοπτήρες για να δαγκώνουν και να σχίζουν την τροφή Β. Κοπτήρες για να αλέθουν την τροφή Γ. Κυνόδοντες για να σπάζουν την τροφή Δ. Κυνόδοντες για να αλέθουν την τροφή. 8. Όταν μερικές σταγόνες διαλύματος ιωδίου προστέθηκαν σε ένα μήλο που κόπηκε κατά μήκος της διαμέτρου του, ένα μπλε /μαύρο χρώμα παρατηρήθηκε. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει: A. Άμυλο στο μήλο και τα μήλα είναι μια καλή πηγή βιταμινών Β. Άμυλο στο μήλο Γ. Άμυλο στο μήλο και τα μήλα είναι μια πολύ καλή πηγή λίπους Δ. Άμυλο και τα μήλα περιέχουν μεταλλικά στοιχεία. 9. Ποιες από τις παρακάτω σειρές ΔΕΝ ανταποκρίνεται στην πορεία της τροφής μέσω της πεπτικής οδού με τη σωστή σειρά; Α. Στόμα, οισοφάγος, στομάχι Β. Οισοφάγος, στομάχι, δωδεκαδάκτυλο Γ. Στομάχι, παχύ έντερο, λεπτό έντερο Δ. Στομάχι, δωδεκαδάκτυλο, παχύ έντερο. 3

4 10. Ποιο/α από τα ακόλουθα μόρια διασπώνται από την πεψίνη σε μικρότερα μόρια στη παρουσία οξέος; Α. Λίπος / λιπίδια Β. Φυτικές ίνες Γ. Άμυλο Δ. Αιμοσφαιρίνη. 11. Η δεύτερη περιοχή της πέψης του αμύλου στο πεπτικό σύστημα είναι: Α. Tο στόμα Β. O οισοφάγος Γ. Tο στομάχι Δ. Tο παχύ έντερο. 12. Ποια από τις παρακάτω συσχετίσεις ΔΕΝ είναι ορθή; Α. Υψηλή συγκέντρωση γλυκόζης στο αίμα - Διαβήτης τύπου II Β. Κατάχρηση αλκοόλ - Κίρρωση ήπατος Γ. Βακτήριο Ηelicopacter pylori Γαστρίτιδα Δ. Χαμηλή συγκέντρωση βιταμίνης Κ Δυσκοιλιότητα. 13. Ποιο από τα παρακάτω ΔΕΝ είναι λειτουργία του ήπατος; Α. Η αποθήκευση υδατανθράκων, λιπών, βιταμινών και σιδήρου Β. Η σύνθεση πρωτεϊνών του πλάσματος από αμινοξέα Γ. Η έκκριση πεπτικών ενζύμων Δ. Η ικανότητα του να αναγεννιέται όταν υποστεί βλάβη. 14. Το διοξείδιο του άνθρακα εισέρχεται στο χώρο των κυψελίδων μέσω των τριχοειδικών και των κυψελιδικών τοιχωμάτων: Α. Με διάχυση Β. Με ενεργητική μεταφορά Γ. Με όσμωση Δ. Μόνο όταν παράγεται ΑΤΡ. 4

5 15. Το διάγραμμα δείχνει τέσσερις τρόπους με τους οποίους τα μόρια μπορούν να κινούνται μέσα και έξω από ένα κύτταρο. Οι κουκίδες δείχνουν τη συγκέντρωση των μορίων. Το κύτταρο αναπνέει αερόβια. Ποιο βέλος αναπαριστά την κίνηση των μορίων διοξειδίου του άνθρακα; A. Το βέλος Α Β. Το βέλος Β Γ. Το βέλος Γ Δ. Το βέλος Δ. 16. Η φλεγμονή των βλεννογόνων των βρόγχων προκαλείται συνήθως όταν ο καπνός του τσιγάρου παραλύει τα "τριχίδια" και βρίσκονται στον αεραγωγό, παγιδεύοντας τη βλέννα μέσα στους πνεύμονες. Ονομάστε την ασθένεια. Α. Πνευμονική ίνωση Β. Βρογχίτιδα Γ. Φυματίωση Δ. Καρκίνος του πνεύμονα. 17. Σε σύγκριση με αρτηρίες, τα τριχοειδή έχουν: Α. Αυλό με μεγαλύτερη διάμετρο Β. Τοίχωμα που αποτελείται από ένα μόνο στρώμα κυττάρων Γ. Μυϊκό ιστό Δ. Ελαστικό ιστό. 18. Αν ο όγκος της αριστερής κοιλίας είναι 50 cm 3 και η καρδιακή συχνότητα σε κατάσταση ηρεμίας είναι 70 παλμοί ανά λεπτό, τι όγκος του αίματος (cm 3 ) θα αποχωρήσει από την αριστερή κοιλία ενός ανθρώπου που βρίσκεται σε ηρεμία σε 10 λεπτά; Α. 350 Β Γ Δ

6 19. Η διαδρομή που περιγράφει πιο ορθά την κίνηση του αίματος από την υψηλότερη πίεση προς τη χαμηλότερη πίεση είναι: Α. Δεξιός κόλπος δεξιά κοιλία πνευμονική φλέβα τριχοειδή αγγεία Β. Αριστερός κόλπος αριστερή κοιλία πνευμονική αρτηρία τριχοειδή αγγεία Γ. Δεξιός κόλπος δεξιά κοιλία πνευμονική αρτηρία τριχοειδή αγγεία Δ. Αριστερή κοιλία αριστερός κόλπος αορτή τριχοειδή. 20. Το αίμα που φεύγει από τους μυς των ποδιών ενός δρομέα έχει διαφορετική σύσταση από το αίμα που εισέρχεται γιατί περιέχει: A. Υψηλότερη συγκέντρωση σε οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα B. Χαμηλότερη συγκέντρωση σε γλυκόζη και αμινοξέα Γ. Περισσότερα ερυθρά αιμοσφαίρια Δ. Υψηλότερη συγκέντρωση σε άλατα. 21. Ποια καρδιακή κοιλότητα έχει το πιο παχύ μυϊκό τοίχωμα; Α. Ο αριστερός κόλπος Β. Η αριστερή κοιλία Γ. Ο δεξιός κόλπος Δ. Η δεξιά κοιλία. 22. Ποια από τις παρακάτω δηλώσεις σχετικά με τους ιούς είναι σωστή? Α. Οι ιοί προκαλούν ασθένειες γιατί δεν είναι ζωντανοί οργανισμοί. Β. Τα αντιβιοτικά όπως είναι η πενικιλίνη σταματούν την αναπαραγωγή των ιών που προκαλούν το κοινό κρυολόγημα Γ. Ορισμένοι ιοί δεν είναι παθογόνοι Δ. Οι ιοί ανήκουν στο βασίλειο των βακτηρίων. 23. Ποιο από τα παρακάτω είναι χαρακτηριστικό των ιών; Α. Κυτταρική αναπνοή Β. Αύξηση Γ. Απέκκριση Δ. Αναπαραγωγή. 24. Τα βακτήρια μπορούμε να τα παρατηρήσουμε με (1) και ένα παράδειγμα βακτηρίου είναι (2). Οι λέξεις που λείπουν είναι: Α. (1) ένα στερεοσκόπιο, (2) η μαγιά Β. (1) ένα στερεοσκόπιο, (2) η ευγλήνη Γ. (1) ένα μικροσκόπιο, (2) το παραμήκιο Δ. (1) ένα μικροσκόπιο, (2) ο στρεπτόκοκκος. 6

7 25. Ποια από τις παρακάτω δηλώσεις περιγράφει τον όρο «εμβολιασμός»; A. Τα εμβόλια χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία ασθενειών Β. Τα εμβόλια περιέχουν νεκρό ή αδρανοποιημένο οργανισμό ή χημικές ενώσεις που χρησιμοποιούνται για να διεγείρουν την παραγωγή αντισωμάτων Γ. Ο εμβολιασμός είναι αποτέλεσμα ενός μικροοργανισμού που εισέρχεται στον οργανισμό και προκαλεί ασθένεια Δ. Τα εμβόλια εμποδίζουν την ανάπτυξη των βακτηρίων, πρώτιστων και μυκήτων. 26. Ποιοι από τους παρακάτω οργανισμούς που ανήκουν σε μια τροφική αλυσίδα περιέχουν την περισσότερη ενέργεια; Α. Τα τρωκτικά Β. Τα φυτά Γ. Τα φίδια Δ. Τα βακτήρια. 27. Για την εκτίμηση της πυκνότητας του πληθυσμού ενός είδους θα πρέπει να γνωρίζετε τον αριθμό και Α. τους παράγοντες που περιορίζουν την αύξηση του πληθυσμού Β. τον ρυθμό των γεννήσεων Γ. το εμβαδό της περιοχή στην οποία ζουν οι οργανισμοί Δ. το ρυθμό αύξησης του πληθυσμού των οργανισμών. 28. Εάν ένα έντομο τρώει ένα λάχανο τότε το έντομο θεωρείται ότι είναι: A. Παραγωγός Β. Παραγωγός 2 ης τάξης Γ. Καταναλωτής Δ. Θηρευτής. 29. Ένας μαθητής σχεδίασε το πείραμα που παρουσιάζεται παρακάτω, για να διερευνήσει αν οι σπόροι που έχουν βλαστήσει χρησιμοποιούν οξυγόνο. Το πείραμα είναι ανεπαρκώς σχεδιασμένο, διότι: Α. Δεν υπάρχει μάρτυρας στο πείραμα Β. Δεν υπάρχουν αρκετά σπέρματα Γ. Ο όγκος του O 2 που χρησιμοποιείται είναι ισοδύναμος με τον όγκο του CO 2 που παράγεται Δ. Δεν υπάρχει καμία ανάγκη να συμπεριληφθεί ασβεστόνερο (sodalime) στην πειραματική διάταξη. 7

8 30. Το δοχείο Α περιέχει ένα χαμηλής συγκέντρωσης διάλυμα ζάχαρης σε νερό και δοχείο Β περιέχει διάλυμα υψηλής συγκέντρωσης ζάχαρης σε νερό. Τα δοχεία διαχωρίζονται από το Μ που είναι μια επιλεκτικά διαπερατή μεμβράνη που επιτρέπει στο νερό αλλά όχι στη ζάχαρη να τη διαπεράσει. Μετά από ένα χρονικό διάστημα θα παρατηρήσουμε στη στάθμη του διαλύματος: Α. Άνοδο στο δοχείο Α και κάθοδο στο δοχείο Β Β. Άνοδο στο δοχείο Β και κάθοδο στο δοχείο Α Γ. Θα παραμείνει η ίδια Δ. Θα αυξάνεται και στα δύο δοχεία. (Σύνολο 30 μονάδες) 8

9 Β. ΔΥΟ (2) ΑΝΟΙΧΤΟΥ ΤΥΠΟΥ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ (40 ΜΟΝΑΔΕΣ) 1. Ένα ένζυμο πρωτεάση διασπά τη λευκή πρωτεΐνη που βρίσκεται στο γάλα σχηματίζοντας ένα διαυγές διαλυτό προϊόν. Μερικοί μαθητές έκαναν μια πειραματική έρευνα για να μελετήσουν την επίδραση της θερμοκρασίας σε αυτή τη διαδικασία. α) Να διατυπώσετε μια υπόθεση για την παραπάνω πειραματική έρευνα. Η αύξηση της θερμοκρασίας μπορεί να επηρεάσει είτε θετικά είτε αρνητικά την ταχύτητα της αντίδρασης (το ρυθμό διάσπασης της πρωτεΐνης από το ένζυμο). (1) β) 5 cm 3 γάλακτος και λίγες σταγόνες ενζύμου θερμάνθηκαν ξεχωριστά στους 40 C και στη συνέχεια το γάλα και το ένζυμο αναμίχτηκαν. Οι μαθητές κατέγραψαν το χρόνο που απαιτείται για το λευκό μείγμα του γάλακτος να γίνει διαυγές. Αυτή η διαδικασία επαναλήφθηκε δύο ακόμα φορές στην ίδια θερμοκρασία. Η όλη διαδικασία επαναλήφθηκε για ένα εύρος θερμοκρασιών και όλα τα αποτελέσματα καταγράφηκαν στον Πίνακα 1. Πίνακας 1 Θερμοκρασία / C Χρόνος που απαιτείται για το λευκό γάλα να γίνει διαυγές/ δευτερόλεπτα 1 ο πείραμα 2 ο πείραμα 3 ο πείραμα Μέσος όρος γ) Να συμπληρώσετε τα αποτελέσματα των μαθητών στον Πίνακα 1 και να αναφέρετε πώς θα σχεδιάζατε ένα κατάλληλο πείραμα αρνητικού μάρτυρα για την πιο πάνω διαδικασία. 5 cm 3 γάλακτος και λίγες σταγόνες νερού (όχι ένζυμο) να αναμειχτούν και να επωαστούν στη συγκεκριμένη θερμοκρασία. Το χρώμα του γάλακτος παραμένει άσπρο. (2) (2) 9

10 δ) Με αναφορά στα αποτελέσματα να εισηγηθείτε και να εξηγήσετε γιατί κάθε πειραματική διαδικασία επαναλήφθηκε τρεις φορές. Για να είναι αξιόπιστα τα αποτελέσματα του πειράματος. Αν υπάρχει «ανώμαλο» αποτέλεσμα μπορεί να αναγνωριστεί και να απορριφθεί και να ληφθεί υπ όψη ο μέσος όρος των υπόλοιπων δύο μετρήσεων. (2) ε) Να φτιάξετε ένα γράφημα για να απεικονίσετε την επίδραση της θερμοκρασίας στο χρόνο που απαιτείται για το λευκό γάλα ώστε να γίνει διαυγές. (4) ζ) Να περιγράψετε την επίδραση της θερμοκρασίας στον χρόνο που απαιτείται ώστε το λευκό γάλα να γίνει διαυγές. Όπως φαίνεται στο γράφημα: όσο αυξάνεται η θερμοκρασία από 20 ο C μέχρι 50 ο C ο χρόνος σε δευτερόλεπτα που απαιτείται για το λευκό γάλα να γίνει διαυγές μειώνεται (δηλ. η ταχύτητα της αντίδρασης αυξάνεται) σ τους 50 ο C η ταχύτητα της αντίδρασης γίνεται μέγιστη (μικρότερος χρόνος) όταν αυξάνεται η θερμοκρασία στους 60 ο C η ταχύτητα της αντίδρασης μειώνεται απότομα (αυξάνεται απότομα ο χρόνος) (3) η) Σε αυτή την πειραματική έρευνα μεταβάλλεται η θερμοκρασία. Να προτείνετε δύο μεταβλητές που πρέπει να παραμένουν σταθερές σε κάθε θερμοκρασία. Δύο από τα παρακάτω: ph αριθμός σταγόνων ενζύμου ή συγκέντρωση ενζύμου όγκος (ml) γάλακτος ή είδος γάλακτος (διαφορετική συγκέντρωση σε λευκή πρωτεΐνη). θ) Να περιγράψετε ένα πειράματα που θα μπορούσατε να εκτελέσετε για να αποδείξετε ότι το γάλα περιέχει πρωτεΐνες (αντιδραστήρια, συνθήκες, χρωματική αλλαγή, θετικός μάρτυρας). Αντιδραστήρια: Διάλυμα θεϊκού χαλκού (CuSO4), διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) Συνθήκες: σταθερός όγκος διαλυμάτων και θερμοκρασία δωματίου Χρωματική αλλαγή: παρουσία πρωτεϊνών αλλάζει χρώμα και από γαλάζιο γίνεται μοβ Θετικός μάρτυρας: Διάλυμα πρωτεϊνών και διάλυμα θεϊκού χαλκού (CuSO4), στην παρουσία διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) γίνεται μοβ (2) (4) (Σύνολο 20 μονάδες) 10

11 Μ έ σ ο ς ό ρ ο ς Ορθή σήμανση των αξόνων με τις μονάδες μέτρησης. (1) Ορθή τοποθέτηση των σημείων. (1) Ένωση των σημείων με ευθεία γραμμή. (1) Η καμπύλη να καλύπτει τουλάχιστο το μισό του προσφερόμενου χώρου. (1) Χ ρ ό ν ο υ δ Ι ά σ π α σ η ς π ρ ω τ ε ΐ ν η ς / s Θερμοκρασία / o C 11

12 2. Να διαβάσετε το παρακάτω απόσπασμα. Να χρησιμοποιήσετε τις πληροφορίες στο κείμενο και τις γνώσεις σας για να απαντήσετε στις ερωτήσεις που ακολουθούν. To ανθρώπινο σώμα αποτελείται από περίπου 100 τρισεκατομμύρια κύτταρα (100,000,000,000,000) αλλά ταυτόχρονα είναι και οικοδεσπότης σε περίπου άλλα εκατό τρισεκατομμύρια βακτήρια. Αν διατηρείς καλή υγεία και είσαι σχετικά επιμελής με την υγιεινή του σώματος, θα έχεις ένα «κοπάδι» από περίπου ένα τρισεκατομμύριο βακτήρια να «βόσκουν» στις «σαρκώδεις πεδιάδες» - περίπου εκατό χιλιάδες από αυτά σε κάθε τετραγωνικό εκατοστό - του δέρματος. Τα βακτήρια βρίσκονται εκεί για να δειπνήσουν χρησιμοποιώντας τις δέκα δισεκατομμύρια περίπου νιφάδες δέρματος που χάνονται καθημερινά. Υπάρχουν τρισεκατομμύρια βακτήρια στο έντερο και στις ρινικές διόδους σας, προσκολλημένα στα μαλλιά και στις βλεφαρίδες σας, κολυμπούν σε όλη την επιφάνεια των ματιών σας, ενώ κάποια «χτυπούν διάτρηση» στο σμάλτο των δοντιών σας. Το πεπτικό σας σύστημα φιλοξενεί πάνω από εκατό τρισεκατομμύρια μικρόβια που ανήκουν τουλάχιστον σε τετρακόσιους διαφορετικούς τύπους. Κάποια βακτήρια ασχολούνται με τα σάκχαρα, μερικά με το άμυλο, ορισμένα επιτίθενται σε άλλα βακτήρια. Ένας εκπληκτικός αριθμός από βακτήρια, όπως τα σαπροφυτικά εντερικά βακτήρια, οι σπειροχαίτες, δεν έχουν καμία ανιχνεύσιμη λειτουργία αλλά απλά φαίνεται να θέλουν να ζουν μαζί σας. Ωστόσο, ορισμένα βακτήρια μπορούν να προκαλέσουν μολυσματικές ασθένειες. Για αυτό το λόγο οι αντιμικροβιακοί παράγοντες είναι απαραίτητοι για τη μείωση του παγκόσμιου προβλήματος που δημιουργείται από τις μολυσματικές ασθένειες. Ωστόσο, καθώς τα ανθεκτικά παθογόνα βακτήρια αναπτύσσονται και εξαπλώνονται, η αποτελεσματικότητα των αντιβιοτικών μειώνεται. Η βακτηριακή αντίσταση στα αντιβιοτικά αποτελεί μια πολύ σοβαρή απειλή για τη δημόσια υγεία. Οι συχνότητες της αντίστασης σε όλα τα είδη των αντιβιοτικών, συμπεριλαμβανομένων και των πανίσχυρων φάρμακων τελευταίας γενιάς, αυξάνονται σε όλο τον κόσμο. Ως εκ τούτου, απαιτούνται επειγόντως εναλλακτικές αντιμικροβιακές στρατηγικές και έχουμε οδηγηθεί στην επαναξιολόγηση της χρήσης φαρμάκων που ήταν γνωστά από τα αρχαία χρόνια, όπως είναι τα φυτά και τα φυτικά προϊόντα, όπως το μέλι, καθώς και άλλοι οργανισμοί όπως τα σκουλήκια. Μέλι και αντιμικροβιακές ιδιότητες: Το μέλι που παράγεται από τη μέλισσα Apis mellifera είναι ένα από τα παλαιότερα παραδοσιακά φάρμακα αφού θεωρείται ότι είναι σημαντικό για τη θεραπεία διαφόρων ανθρωπίνων ασθενειών. Επί του παρόντος, πολλοί ερευνητές έχουν αναφέρει την αντιβακτηριακή δράση του μελιού και διαπίστωσαν ότι το φυσικό μη θερμαινόμενο μέλι έχει ευρύ φάσμα αντιβακτηριακής δραστικότητας όταν δοκιμάζεται έναντι παθογόνων βακτηρίων και βακτηρίων που αλλοιώνουν τα τρόφιμα. 12

13 Σήμερα ένας αριθμός μελιών πωλείται με τυποποιημένα επίπεδα αντιβακτηριακής δράσης. Το μέλι Manuka παράγεται από τη μέλισσα Apis mellifera η οποία τρέφεται από το τσαόδεντρο Manuka ή Leptospermum scoparium ή / και το Leptospermum polygalifolium το οποίο αναπτύσσεται στην άγρια φύση σε όλη τη Νέα Ζηλανδία και τη νοτιοανατολική Αυστραλία. Έχει αναφερθεί ότι το μέλι Manuka έχει μια ανασταλτική δράση σε περίπου 60 είδη βακτηρίων, συμπεριλαμβανομένων παθογόνων βακτηρίων όπως είναι τα βακτήρια Staphylococcus aureus και Helicobacter pylori καθιστώντας αυτό το μέλι ένα πολλά υποσχόμενο λειτουργικό τρόφιμο για τη θεραπεία των πληγών ή των ελκών του στομάχου. Το φυσικό μέλι από άλλες φυτικές πηγές μπορεί να ποικίλει μέχρι και 100 φορές στη δραστικότητα των αντιμικροβιακών δραστηριοτήτων του, η οποία οφείλεται στο υπεροξείδιο του υδρογόνου. Επιπλέον, το μέλι είναι υγροσκοπικό, το οποίο σημαίνει ότι αντλεί υγρασία από τα βακτηριακά κύτταρα, γεγονός που τα αφυδατώνει ενώ η υψηλή περιεκτικότητα σε σάκχαρα και το χαμηλό επίπεδο pη μπορεί επίσης να αποτρέψει τα μικρόβια από το να αναπτυχτούν. Μέλισσες και θηρευτές: Είναι λοιπόν καλή ιδέα, να προστατεύουμε τις μέλισσες από τα πτηνά όπως τον Ευρωπαϊκό μελισσοφάγο Merops apiaster ο οποίος, όπως υποδηλώνει το όνομα του, τρώει ιπτάμενα έντομα, κυρίως τις μέλισσες και τους σφήκες. Γενικά οι μέλισσες και οι σφήκες παρέχουν μια πλούσια πηγή τροφής για πολλά αρπακτικά από τεράστια θηλαστικά όπως ψάρια, βατράχια, σαύρες και άλλα έντομα όπως τα μυρμήγκια. Περαιτέρω, οι φωλιές που περιέχουν μέλι αποτελούν ένα μεγάλο κατάστημα τροφίμων για τα πλάσματα που ύπουλα θα διαρρήξουν την φωλιά για να κλέψουν το αγνό μέλι. Άλλα πλάσματα που λεηλατούν τη φωλιά για τη γύρη ή το κερί βρίσκονται στην Αφρική όπως είναι οι μπαμπουίνοι και οι πίθηκοι που με γενναιότητα λεηλατούν τις φωλιές των μελισσών ενώ στη Σουμάτρα και το Βόρνεο οι ουρακοτάγκοι κάνουν το ίδιο. Ο κηρόσκωρος είναι ένα άλλο αρπακτικό που εισέρχεται μέσα στη φωλιά των μελισσών χρησιμοποιώντας την κύρια είσοδο που αφήνεται αφύλακτη αφού δεν θεωρείται ύποπτος. Εισέρχονται τη νύχτα, όταν είναι πιο δραστήριοι και υπάρχει μικρότερη πιθανότητα να παρατηρηθούν. Στη συνέχεια, γεννούν τα αυγά τους σε μικροσκοπικές ρωγμές που δεν χρησιμοποιούνται από τις μέλισσες. Μόλις τα αυγά γεννηθούν ο κηρόσκορος πετάει γρήγορα μακριά. Όταν τα αυγά εκκολαφτούν οι προνύμφες τρώνε τo κερί. Στη συνέχεια υφαίνουν ένα κουκούλι κατασκευασμένο από μια ισχυρή και εξαιρετικά κολλώδη ουσία. Η ουσία αυτή είναι παρόμοια με εκείνη του ιστού της αράχνης, αλλά ισχυρότερη. Αυτό προστατεύει τις προνύμφες που στη συνέχεια εκκολάπτονται ως ενήλικες κηρόσκοροι. Ένας από τους χειρότερους εχθρούς μιας αποικίας μελισσών είναι το άκαρι Varroa (ανήκει στα αρθρόποδα). Το άκαρι Varroa μοιάζει με ένα επίπεδο μανιτάρι με οκτώ τριχωτά πόδια. Το άκαρι ζει στο δέρμα της μέλισσας και της ρουφάει το αίμα ενώ κάποια μεταφέρουν ασθένειες που τα καθιστούν έτσι ιδιαίτερα επικίνδυνα. 13

14 α) «Τα βακτήρια βρίσκονται εκεί για να δειπνήσουν χρησιμοποιώντας τις δέκα δισεκατομμύρια περίπου νιφάδες δέρματος που χάνονται καθημερινά». Να αναφέρετε δύο οργανικές θρεπτικές ουσίες που τα βακτήρια λαμβάνουν από τα κύτταρα του δέρματος. Δύο από τα παρακάτω: Υδατάνθρακες π.χ. γλυκόζη, πρωτεΐνες, λιπίδια (ή λίπη), βιταμίνες (2) β) Να αναφέρετε δύο δομικές διαφορές μεταξύ βακτηρίων και κυττάρων του δέρματος. Μιτοχόνδρια ή άλλα οργανίδια με μεμβράνη Κύτταρο δέρματος Κύτταρο βακτηρίου Πυρήνας X Κυτταρικό τοίχωμα Χ X (2) γ) Να περιγράψετε μια διαδικασία με την οποία ειδικά λευκά αιμοσφαίρια του ανοσοποιητικού σύστηματος βοηθούν στην αντιμετώπιση των λοιμώξεων. Το φαγοκύτταρο εντοπίζει το ξένο σώμα, π.χ. βακτήριο, το οποίο διαπέρασε την πρώτη γραμμή άμυνας, και κατευθύνεται προς αυτό. Το φαγοκύτταρο περιβάλλει το βακτήριο με την κυτταρική του μεμβράνη και το ενσωματώνει στο εσωτερικό του (φαγοκυττάρωση). Το φαγοκύτταρο διασπά το βακτήριο που έχει εγκλωβίσει με μια διαδικασία που ονομάζεται ενδοκυτταρική πέψη (διάσπαση μακρομορίων βακτηρίου σε μικρομόρια). Μικρόβιο που εισέρχεται στον οργανισμό έχει συγκεκριμένα αντιγόνα στην επιφάνειά του. Το ειδικό λευκό αιμοσφαίριο εντοπίζει το μικρόβιο μέσω αναγνώρισης των αντιγόνων του. Το ειδικό λευκό αιμοσφαίριο φτιάχνει αντισώματα που θα αναγνωρίσουν και θα ταιριάξουν με τα αντιγόνα του μικροβίου και το μικρόβιο λόγω της σύνδεσης αντιγόνου αντισώματος καταστρέφεται. Τα αντισώματα παραμένουν στην κυκλοφορία του αίματος, έτοιμα να καταστρέψουν και πάλι μικρόβια που έχουν τα ίδια αντιγόνα. (3) δ) Να χρησιμοποιήσετε τις πληροφορίες που παρέχονται στο κείμενο για να σχεδιάσετε ένα τροφικό πλέγμα, με επίκεντρο τις μέλισσες και τα αρπακτικά τους ζώα, στο οποίο να συμπεριλαμβάνονται τέσσερα τροφικά επίπεδα. Στο οικοσύστημα, που περιγράφεται από το τροφικό πλέγμα, να συμπεριλάβετε τουλάχιστον έξι οργανισμούς χρησιμοποιώντας τα επιστημονικά ονόματά τους, όπου είναι δυνατόν. Άνθρωπος Πτηνά π.χ. Merops apiaster Βάτραχοι Ακάρεα Σαύρες Έντομα π.χ. Μυρμήγκια Μέλισσες Apis mellifera Φυτά π.χ. τσαόδεντρο Manuka (Leptospermum scoparium) 14 (5)

15 ε) Να εξηγήσετε το ρόλο των βακτηρίων που αλλοιώνουν τα τρόφιμα στην ανακύκλωση του άνθρακα με αναφορά στις ακόλουθες λέξεις: άμυλο, γλυκόζη, διοξείδιο του άνθρακα, ενέργεια, ένζυμα, νερό, οξυγόνο. Τα βακτήρια με τα ένζυμά τους διασπούν το άμυλο και Αποροφούν τη γλυκόζη Με τη διαδικασία της αερόβιας κυτταρικής αναπνοής Η γλυκόζη με τη βοήθεια του οξυγόνου μετατρέπεται σε διοξείδιο του άνθρακα, νερό και απελευθερώνεται ενέργεια ζ) Να σχεδιάσετε ένα πείραμα που θα μπορούσε ένας μαθητής να πραγματοποιήσει για να μελετήσει την επίδραση του pη του εδάφους στη βλάστηση των σπόρων της ντομάτας. Το προτεινόμενο πείραμα σας να περιλαμβάνει και τον αναμενόμενο πίνακα αποτελεσμάτων χωρίς τις αριθμητικές τιμές. (2) Να χρησιμοποιηθεί το ίδιο χώμα / ίδια συγκέντρωση αλάτων /ίδια θερμοκρασία/ ίδια απόσταση μεταξύ των σπόρων Να χρησιμοποιηθούν πολλοί σπόροι π.χ 10 σπόροι για κάθε ph Να γίνει επανάληψη του πειράματος Οι σπόροι να είναι όμοιοι ως προς / ηλικία / γενετικό υλικό Να χρησιμοποιηθεί για πότισμα η ίδια συχνότητα και ποσότητα νερού Να μετρηθούν οι σπόροι που βλαστούν σε κάθε ph ph Χρόνος που απαιτείται για το λευκό γάλα να γίνει διαυγές/ δευτερόλεπτα 1 ο πείραμα 10 σπόροι 2 ο πείραμα 10 σπόροι 3 ο πείραμα 10 σπόροι Μέσος όρος (6) (Σύνολο 20 μονάδες) ΣΥΝΟΛΟ ΜΟΝΑΔΕΣ 70 15

16 ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΚΥΠΡΟΥ 6 η 12 η ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΔΙΕΘΝΗΣ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΝΕΩΝ (IJSO) 2015 ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΝΕΩΝ (IJSO) 2015 KYPIAKH 24 MAΙΟΥ