ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Απαντήσεις Θεμάτων Πανελλαδικών Εξετάσεων Ημερησίων Γενικών Λυκείων (Νέο και Παλιό Σύστημα)

Transcript

1 20 Μαΐου 2016 ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Απαντήσεις Θεμάτων Πανελλαδικών Εξετάσεων Ημερησίων Γενικών Λυκείων (Νέο και Παλιό Σύστημα) ΘΕΜΑ Α Α.1 Γ Α.2 Β Α.3 Β Α.4 Β Α.5 Γ ΘΕΜΑ Β B.1 1.Α, 2.Β, 3.Α, 4.Α, 5.Β, 6.Β, 7.Α B.2 Α. Ρύπανση είναι η επιβάρυνση του περιβάλλοντος με κάθε παράγοντα (ρύπο) που έχει βλαπτικές επιδράσεις στους οργανισμούς. Στους ρύπους ανήκουν συγκεκριμένες χημικές ουσίες και διάφορες μορφές ενέργειας όπως η θερμότητα, ο ήχος και οι ακτινοβολίες. Β. Μόλυνση ονομάζεται η είσοδος ενός παθογόνου μικροοργανισμού στον οργανισμό του ανθρώπου. B.3 Οι δύο κύριες ανθρώπινες δραστηριότητες που οδήγησαν στην αύξηση των επιπέδων του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, είναι η εντατική καύση ορυκτών καυσίμων και η καταστροφή των δασών λόγω της υλοτόμησης ή των εκχερσώσεων. Συγκεκριμένα, με τη Βιομηχανική Επανάσταση (αρχές του 19ου αιώνα) άρχισε η συστηματική χρήση ορυκτών καυσίμων (γαιανθράκων αρχικά, πετρελαίου και φυσικού αερίου στη συνέχεια). Αυτά τα καύσιμα, προέρχονται από το μετασχηματισμό οργανικής ύλης φυτικών και ζωικών οργανισμών του παρελθόντος που παρέμειναν για εκατομμύρια 1

2 χρόνια στα έγκατα της Γης, αποτελώντας μια μεγάλη αποθήκη άνθρακα που έμενε αχρησιμοποίητη. Οι αυξανόμενες ενεργειακές ανάγκες της βιομηχανίας και των μεταφορών επέβαλαν την εντατική εξόρυξη άνθρακα, η καύση του οποίου οδήγησε στην απελευθέρωση τεράστιων ποσοτήτων διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Κατά συνέπεια, η δραστηριότητα αυτή οδήγησε σε αύξηση του ρυθμού με τον οποίο το διοξείδιο του άνθρακα προστίθεται στα οικοσυστήματα. Βέβαια το διοξείδιο του άνθρακα δεσμεύεται από τους παραγωγούς και χρησιμοποιείται στη φωτοσύνθεση. Η καταστροφή ωστόσο των δασών, είτε λόγω της υλοτόμησης, που γίνεται με σκοπό την εκμετάλλευση των προϊόντων ξυλείας, είτε λόγω των εκχερσώσεων, που αποσκοπούν στην εύρεση νέων χώρων κατοικίας και καλλιέργειας, περιορίζει το συνολικό αριθμό των φωτοσυνθετικών οργανισμών του πλανήτη, μειώνοντας τον ρυθμό απομάκρυνσης του διοξειδίου του άνθρακα από τα οικοσυστήματα. Ο συνδυασμός των παραπάνω δραστηριοτήτων οδηγεί στη βαθμιαία αύξηση της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα (λόγω αυξημένου ρυθμού πρόσθεσης και του μειωμένου ρυθμού απομάκρυνσης από τα οικοσυστήματα), καθιστώντας το δυνητικά ρύπο, μια εξέλιξη που μπορεί να έχει δυσάρεστες συνέπειες για το κλίμα του πλανήτη. Β.4 Το Σύνδρομο Επίκτητης Ανοσοβιολογικής Ανεπάρκειας (AIDS), αποτελεί ένα σεξουαλικώς μεταδιδόμενο νόσημα, το οποίο οφείλεται στο ρετροϊό HIV (Human Immunodeficiency Virus) και χαρακτηρίζεται από εξασθένηση της λειτουργίας του ανοσοβιολογικού συστήματος του ανθρώπινου οργανισμού. Στον οργανισμό του ανθρώπου ο ιός ανιχνεύεται σε μεγάλες συγκεντρώσεις στο αίμα, στο σπέρμα και τις κολπικές εκκρίσεις, ενώ σε μικρότερες συγκεντρώσεις στο σάλιο, στα δάκρυα, στον ιδρώτα, στο μητρικό γάλα, στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό κ.α. Συνεπώς, ο ιός μπορεί να μεταδοθεί με τη μετάγγιση αίματος ή με τη χρήση της ίδιας σύριγγας (κυρίως από τοξικομανείς), κατά τη σεξουαλική επαφή ενός φορέα και ενός υγιούς ατόμου, καθώς και κατά τον τοκετό, από τη μητέρα - φορέα προς το νεογνό. Αντίθετα, δεν έχει αποδειχθεί μετάδοσή του μέσω εντόμων, με το σάλιο, με τη χειραψία, με τους ασπασμούς κατά τις κοινωνικές εκδηλώσεις, και την κοινή χρήση σκευών φαγητού. Κατόπιν όλων αυτών οι προφυλάξεις που θα πρέπει να παίρνει ο άνθρωπος, για να περιοριστεί η μετάδοση της νόσου είναι: -Ο έλεγχος του αίματος που προορίζεται για μεταγγίσεις. -Η χρησιμοποίηση συρίγγων μιας χρήσης και μόνο μία φορά από ένα άτομο. -Η πλήρης αποστείρωση των χειρουργικών και των οδοντιατρικών εργαλείων. -Η χρήση προφυλακτικού κατά τη σεξουαλική επαφή. 2

3 ΘΕΜΑ Γ Γ.1 Οικοσύστημα Ι Βιοκοινότητα 2 Οικοσύστημα ΙΙ Βιοκοινότητα 4 Οικοσύστημα ΙΙΙ Βιοκοινότητα 3 Οικοσύστημα ΙV Βιοκοινότητα 1 Γ.2 Α1: Καταναλωτής 2 ης τάξης Β1: Καταναλωτής 1 ης τάξης Γ1: Παραγωγός Δ1: Αποικοδομητής Γ.3 Οι αναπαράσταση των τροφικών σχέσεων, καθώς και της ροής ενέργειας και ύλης στην Εικόνα 1 γίνεται με τη μορφή τροφικών πλεγμάτων, και, κατά συνέπεια τα βέλη που αναπαριστούν τις τροφικές σχέσεις, αντανακλούν τη ροή της ύλης και ενέργειας και έχουν φορά από τον οργανισμό που τρώγεται προς τον οργανισμό που τον τρώει. Ως παραγωγοί (ή αυτότροφοι οργανισμοί) χαρακτηρίζονται οι οργανισμοί που φωτοσυνθέτουν, έχουν δηλαδή την ικανότητα να δεσμεύουν την ηλιακή ενέργεια και να την αξιοποιούν για την παραγωγή γλυκόζης και άλλων υδατανθράκων από απλά ανόργανα μόρια (διοξείδιο του άνθρακα και νερό). Έτσι, παράγουν οι ίδιοι τις χημικές ουσίες από τις οποίες εξασφαλίζεται η απαραίτητη ενέργεια για την επιβίωσή τους και είναι χρήσιμοι γιατί μέσω αυτών εισάγεται η ενέργεια στα αυτότροφα οικοσυστήματα. Ως καταναλωτές χαρακτηρίζονται οι οργανισμοι που τρέφονται με φυτικούς ή άλλους ζωικούς οργανισμούς. Οι καταναλωτές, ανάλογα με «τον αριθμό των βημάτων» που τους χωρίζουν από τους παραγωγούς, διακρίνονται σε: καταναλωτές πρώτης τάξης, που είναι τα φυτοφάγα ζώα καταναλωτές δεύτερης τάξης, που είναι τα σαρκοφάγα ζώα τα οποία τρέφονται με φυτοφάγα, καταναλωτές τρίτης τάξης, που είναι τα σαρκοφάγα τα οποία τρέφονται με άλλα σαρκοφάγα. 3

4 Ως αποικοδομητές ορίζονται οι οργανισμοί (βακτήρια και μύκητες του εδάφους) που τρέφονται με νεκρή οργανική ύλη (φύλλα, καρπούς, απεκκρίσεις, τρίχες, σώματα νεκρών οργανισμών), την οποία μετατρέπουν εκ νέου σε ανόργανη για να ξαναχρησιμοποιηθεί από τους παραγωγούς. Με βάση τα παραπάνω στο Οικοσύστημα Ι, ο οργανισμός Γ1 χαρακτηρίζεται ως παραγωγός, καθώς παρατηρούμε ότι δεν καταναλώνει κανέναν από τους οργανισμούς του οικοσυστήματος, κατά συνέπεια θα πρέπει να έχει την ικανότητα φωτοσύνθεσης, ώστε να παράγει μόνος τις χημικές ουσίες που του εξασφαλίζουν τη χημική ενέργεια και οργανική ύλη που χρειάζεται, από ανόργανες ύλες και ηλιακή ενέργεια. Ο οργανισμός Β1 που τρέφεται αποκλειστικά με τον οργανισμό Γ1 (παραγωγός), θα είναι καταναλωτής 1 ης τάξης, αφού θα ανήκει στην κατηγορία των φυτοφάγων ζώων. Ο οργανισμός Α1 χαρακτηρίζεται ως καταναλωτής 2 ης τάξης, αφού τρέφεται αποκλειστικά με τον οργανισμό Β1, άρα θα είναι σαρκοφάγο ζώο που τρέφεται με φυτοφάγο ζώο. Ο οργανισμός Δ1 θα είναι ο αποικοδομητής, αφού βλέπουμε ότι τρέφεται με όλους τους υπόλοιπους οργανισμούς του οικοσυστήματος, πράγμα που δικαιολογείται αφού η οργανική ύλη από όλους τους νεκρούς οργανισμούς του οικοσυστήματος, καθώς και τις απεκκρίσεις όλων των οργανισμών καταλήγουν στους αποικοδομητές, αποτελώντας την τροφή τους, ώστε να ανακυκλωθούν σε ανόργανη ύλη και χρησιμοποιηθούν εκ νέου. Γ.4 Τα φυλογενετικά δένδρα αναπαριστούν τις εξελικτικές σχέσεις των οργανισμών. Οι τομές των κλάδων δύο διαφορετικών οργανισμών αναπαριστούν τον κοινό τους πρόγονο, και η απόσταση των τομών αυτών από τους οργανισμούς (που αντιπροσωπεύουν τον παρόν) δηλώνουν πόσο παλιά έζησε ο κοινός αυτός πρόγονος. Με βάση τα δεδομένα της εκφώνησης, όπου αναφέρεται ότι πριν από περίπου 300 εκατομμύρια χρόνια διαχωρίστηκαν τα Πτηνά από τα Θηλαστικά, καθώς και ότι το είδος Πτηνό 1 και το είδος Πτηνό 2 έχουν έναν κοινό πρόγονο που έζησε πριν από 100 εκατομμύρια χρόνια, συμπεραίνουμε ότι το σωστό φυλογενετικό δένδρο που ολοκληρώνει το ημιτελές δένδρο της Εικόνας 2, είναι το φυλογενετικό δένδρο 1. Με βάση το δένδρο αυτό, οι οργανισμοί Α και Β, θα αναπαριστούν τα δύο είδη πτηνών (Πτηνό είδος 1 και Πτηνό είδος 2), ενώ ο οργανισμός Γ, θα αναπαριστά το Θηλαστικό είδος 2. 4

5 Γ.5 Όπως προαναφέρθηκε, τα φυλογενετικά δένδρα αναπαριστούν τις εξελικτικές σχέσεις των οργανισμών. Οι τομές των κλάδων δύο διαφορετικών οργανισμών αναπαριστούν τον κοινό τους πρόγονο, και η απόσταση των τομών αυτών από τους οργανισμούς (που αντιπροσωπεύουν τον παρόν) δηλώνουν πόσο παλιά έζησε ο κοινός αυτός πρόγονος. Με βάση αυτά ο κοινός πρόγονος των δύο ειδών Θηλαστικών (Θηλαστικό είδος 1 και Θηλαστικό είδος 2) θα βρίσκεται στην τομή των κλάδων τους (Θηλαστικό είδος ένα και οργανισμός Γ) και παρατηρούμε ότι έζησε 50 εκατομμύρια χρόνια πριν. ΘΕΜΑ Δ Δ.1 Πολλά μικρόβια απειλούν την υγεία μας μέσω των ουσιών που παράγουν. Οι ουσίες αυτές ονομάζονται τοξίνες και διακρίνονται σε ενδοτοξίνες και εξωτοξίνες. Οι ενδοτοξίνες βρίσκονται στο κυτταρικό τοίχωμα ορισμένων παθογόνων βακτηρίων και είναι υπεύθυνες για την πρόκληση συμπτωμάτων ασθενειών, όπως ο πυρετός, η πτώση της πίεσης του αίματος και άλλα. Οι εξωτοξίνες εκκρίνονται από τα παθογόνα βακτήρια, εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος και μέσω αυτής διασπείρονται στο εσωτερικό του ανθρώπινου οργανισμού. Ανάλογα με τη φύση τους, προσβάλλουν κατά συνέπεια, συγκεκριμένα όργανα στα οποία καταλήγουν. Δ.2 Δίνεται ότι τοξίνες τετανοσπασμίνη και τετανολυσίνη που παράγονται από το παθογόνο βακτήριο του τετάνου Clostridium κυκλοφορούν στον οργανισμό μέσω του αίματος και της λέμφου. Επιπλέον, αναφέρεται ότι το ίδιο το βακτήριο δεν εισέρχεται στην κυκλοφορία, αλλά πολλαπλασιάζεται μόνο στο σημείο του τραύματος στο οποίο εισέρχεται. Με βάση τα παραπάνω συμπεραίνουμε ότι οι δύο τοξίνες θα πρέπει να είναι εξωτοξίνες, οι οποίες εκκρίνονται από τα παθογόνα βακτήρια και διασπείρονται στο εσωτερικό του ανθρώπινου οργανισμού μέσω της κυκλοφορίας, όπου προσβάλλουν ανάλογα με τη φύση τους συγκεκριμένα όργανα. Επιπλέον απορρίπτεται περαιτέρω η περίπτωση να είναι ενδοτοξίνες καθώς αυτές βρίσκονται στο κυτταρικό τοίχωμα των βακτηρίων και κατά συνέπεια, σε αυτή την περίπτωση θα τις συναντούσαμε μόνο στην περιοχή του τραύματος όπου υπάρχουν τα βακτήρια του τετάνου (και όχι στο αίμα και στη λέμφο). 5

6 Δ.3 Στην παθητική ανοσία χορηγούνται στον οργανισμό έτοιμα αντισώματα που έχουν παραχθεί από άλλο οργανισμό. Ο ορός είναι μία μορφή τεχνητής παθητικής ανοσίας, που χορηγείται πριν την εμφάνιση ασθένειας προληπτικά, σε περιπτώσεις που υπάρχει υποψία μόλυνσης από κάποιο παθογόνο μικροοργανισμό. Ο ορός περιέχει έτοιμα αντισώματα τα οποία έχουν παραχθεί, μετά την εισαγωγή του παθογόνου μικροοργανισμού (νεκρού ή εξασθενημένου), τμήματος ή τοξίνης του σε κάποιο άλλο άτομο ή ζώο. Η δράση της παθητικής ανοσίας μέσω ορού είναι άμεση, καθώς η μεγάλη ποσότητα έτοιμων αντισωμάτων τα εισάγονται στην κυκλοφορία αναγνωρίζουν και θα αντιμετωπίζουν ειδικά τον πιθανό μικροοργανισμό, αναστέλλοντας την εγκαθίδρυση και τον πολλαπλασιασμό του (λοίμωξη) και την εμφάνιση της νόσου. Δ.4 Τα διαγράμματα Ι και ΙΙ απεικονίζουν τη μεταβολή της συγκέντρωσης των αντισωμάτων στο αίμα των δύο ατόμων, συναρτήσει του χρόνου μετά από τη χρονική στιγμή της μόλυνσης από το βακτήριο του τετάνου. Με βάση τη μορφή των καμπυλών συμπεραίνουμε ότι το διάγραμμα Ι αναφέρεται στο άτομο Β, στο οποίο έχει χορηγηθεί ορός, ενώ το διάγραμμα ΙΙ, αναφέρεται στο άτομο Α, το οποίο είναι πλήρως καλυμμένο με εμβόλιο. Πιο συγκεκριμένα, όπως προαναφέρθηκε, η χορήγηση ορού, αφορά τύπο τεχνητής παθητικής ανοσίας, όπου σε περίπτωση υποψίας μόλυνσης από παθογόνο οργανισμό, χορηγείται μεγάλη ποσότητα έτοιμων αντισωμάτων έναντι του μικροοργανισμού (βακτήριο του τετάνου). Έτσι, στο διάγραμμα Ι, παρατηρούμε αμέσως κατά τη χρονική στιγμή της μόλυνσης (όπου χορηγείται και ο ορός) μία πολύ απότομη αύξηση της συγκέντρωσης αντισωμάτων στο αίμα, τα οποία θα αναγνωρίσουν και θα εξουδετερώσουν το βακτήριο του τετάνου, χωρίς να νοσήσει το άτομο Β. Με το πέρασμα του χρόνου, η συγκέντρωση των αντισωμάτων στο αίμα θα μειωθεί σταδιακά, γεγονός στο οποίο οφείλεται και η παροδική δράση της χορήγησης ορού ως μέσο ανοσίας. Αντίθετα, το άτομο Α ήταν καλυμμένο με εμβολιασμό. Ο εμβολιασμός είναι τύπος τεχνητής ενεργητικής ανοσίας, όπου το άτομο δέχεται μια ποσότητα εμβολίου το οποίο περιέχει νεκρούς ή εξασθενημένους μικροοργανισμούς ή τμήματά τους. Το εμβόλιο, όπως θα έκανε και ο ίδιος ο μικροοργανισμός, κατά τη χορήγησή του ενεργοποιεί τον ανοσοβιολογικό μηχανισμό, προκαλώντας πρωτογενή ανοσοβιολογική απόκριση για να παράξει αντισώματα και κύτταρα μνήμης. Παρόλα αυτά αφού ο μικροοργανισμός είναι αδρανοποιημένος ή περιέχονται μόνο τμήματά του στο εμβόλιο, το άτομο δε νοσεί κατά τη λήψη εμβολίου και φυσικά δε μεταδίδει τη νόσο. 6

7 Όταν στη συνέχεια το άτομο θα έρθει σε επαφή με το μικροοργανισμό (όπως στην περίπτωση του ατόμου Α που μολύνεται με το βακτήριο του τετάνου για το οποίο είχε εμβολιάστει στο παρελθόν), θα λάβει χώρα δευτερογενής ανοσοβιολογική απόκριση, καθώς θα ενεργοποιηθούν τα είδη υπάρχοντα κύτταρα μνήμης έναντι του παθογόνου βακτηρίου, παράγοντας σε μικρό χρονικό διάστημα μεγάλες ποσότητες αντισωμάτων, τα οποία εκκρίνονται στην κυκλοφορία ώστε να αντιμετωπίσουν αποτελεσματικά το μικροοργανισμό, χωρίς να εκδηλωθούν συμπτώματα. Τα παραπάνω αναπαριστώνται στο διάγραμμα ΙΙ όπου παρατηρείται η βαθμιαία και ταχύτατη αύξηση των αντισωμάτων σε μικρό χρονικό διάστημα μετά τη μόλυνση λόγω της ενεργοποίησης των κυττάρων μνήμης. Ο αριθμός των αντισωμάτων που παράγονται είναι πολύ υψηλός και διατηρούνται στην κυκλοφορία για ένα χρονικό διάστημα, ενώ αρχίζουν να μειώνονται μετά την αντιμετώπιση του αντιγόνου. 7