ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ- 3 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΞΕΛΙΞΗ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

Transcript

1 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΖΑΡΦΤΖΙΑΝ ΜΑΡΙΛΕΝΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ- 3 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΞΕΛΙΞΗ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Θεωρία της εξέλιξης: τι υποστηρίζει (σε μια σειρά), για ποιους λόγους πρέπει να τη μελετάμε (2) 2. τι εξυπηρετεί η ταξινόμηση των οργανισμών; 3. βάλτε τα παρακάτω στη σωστή σειρά: Κλάση, οικογένεια, τάξη, είδος, φύλο, γένος 4. με ποιους τρόπους ορίζεται ένα είδος; (2) 5. γιατί το μουλάρι δεν χαρακτηρίζεται είδος; 6. θεωρία του Δαρβίνου. Απαντήστε στα παρακάτω: 1. οι πληθυσμοί αναπαράγονται με γεωμετρική πρόοδο αλλά τα μεγέθη τους παραμένουν σχετικά σταθερά. Πώς γίνεται αυτό; 2. υπάρχει μεγάλη ποικιλομορφία ανάμεσα στα άτομα ενός είδους και ανάμεσα στους διάφορους πληθυσμούς. Τι εξυπηρετεί αυτό; 3.Τα περισσότερα χαρακτηριστικά κληροδοτούνται στους απογόνους. Γιατί τα ευνοϊκά χαρακτηριστικά επικρατούν ενώ τα μη ευνοϊκά χαρακτηριστικά εξαφανίζονται γρήγορα; 4. πώς δημιουργείται ένα νέο είδος; Αρκεί να εμφανιστεί ένα καινούριο χαρακτηριστικό για να δημιουργηθεί ένα νέο είδος; 7. τι είναι φυσική επιλογή και τι είναι τεχνητή επιλογή; 8. η φυσική επιλογή δρα - στους πληθυσμούς ή στους οργανισμούς; -στα χαρακτηριστικά που προκύπτουν από μετάλλαξη ή στα χαρακτηριστικά που προκύπτουν από επίδραση του περιβάλλοντος; 9. τι σημαίνει «η φυσική επιλογή δρα τοπικά και χρονικά»

2 10. μπορεί να δράσει η φυσική επιλογή αν δεν υπάρχει ποικιλομορφία; 11. Το νέο χαρακτηριστικό που ευνοείται από τη φυσική επιλογή (πχ. μαύρο χρώμα στις πεταλούδες Biston betularia) εμφανίζεται ως απάντηση στην νέες συνθήκες περιβάλλοντος ή προϋπήρχε τυχαία; 12. είναι γνωστό ότι στις αρκτικές περιοχές επικρατούν οι λευκές αρκούδες. - Για ποιο λόγο συμβαίνει αυτό; - το λευκό χρώμα δημιουργήθηκε ως απάντηση στην ανάγκη προσαρμογής στο χιόνι ή προϋπήρχε τυχαία, απέκτησαν πλεονέκτημα οι λευκές αρκούδες στην περιοχή και έτσι επικράτησαν; 13. πριν από μερικά χρόνια ο ψεκασμός με το εντομοκτόνο DDT ήταν αποτελεσματικός. Όμως σταδιακά φάνηκε πως τα έντομα έγιναν ανθεκτικά στο DDT. Πολλοί άνθρωποι τότε νόμισαν ότι τα έντομα ανέπτυξαν μηχανισμούς ανοσίας απέναντι στο εντομοκτόνο αυτό. Ήταν σωστή η αντίληψή τους; Τι νομίζετε ότι συνέβη; 14. Η πολική αλεπού, κατά τη διάρκεια του ζεστού καλοκαιριού, παράγει ένζυμα τα οποία δίνουν στο τρίχωμά της ένα καφεκόκκινο χρώμα. Κατά τη διάρκεια του κρύου χειμώνα τα ένζυμα αυτά δεν λειτουργούν, με αποτέλεσμα η αλεπού να έχει λευκό τρίχωμα το οποίο ταιριάζει με το χιονισμένο περιβάλλον. Η αλλαγή αυτή στο χρώμα του τριχώματος δείχνει ότι: Α. ακραίες θερμοκρασίες μπορούν να προκαλέσουν μετάλλαξη Β. στις αλεπούδες το DNA είναι ασταθές Γ. σε ορισμένα χρωμοσώματα συμβαίνουν τυχαίες μεταβολές στο DNA Δ. η έκφραση ορισμένων γονιδίων επηρεάζεται από το περιβάλλον 15. Σύμφωνα με τη θεωρία της Φυσικής Επιλογής κάποια άτομα έχουν περισσότερες πιθανότητες επιβίωσης και αναπαραγωγής από κάποια άλλα, γιατί: Α. μεταφέρουν στους απογόνους τους νέες ιδιότητες που έχουν αποκτήσει κατά τη διάρκεια της ζωής τους. Β. προσαρμόζονται καλύτερα στο περιβάλλον τους από ότι κάποια άλλα. Γ. δεν μεταφέρουν στου απογόνους τους νέα χαρακτηριστικά που αποκτούν τα ίδια κατά τη διάρκεια της ζωής τους. Δ. έχουν την τάση να παράγουν λιγότερους απογόνους από κάποια άλλα με τα οποία βρίσκονται στο ίδιο περιβάλλον.

3 16. Κάποια βακτήρια παράγουν πρωτεΐνες που τους παρέχουν προστασία στην πενικιλίνη. Τα βακτήρια αυτά, συνήθως, παράγουν απογόνους οι οποίοι: Α. καταστρέφονται από την πενικιλίνη Β. ανήκουν σε διαφορετικό, μεταλλαγμένο, στέλεχος Γ. είναι γενετικά διαφορετικοί από τους γονείς Δ. επιβιώνουν κατά την έκθεσή τους σε πενικιλίνη 17. Σε μια μεγάλη περιοχή της κεντρικής Αμερικής ζουν 10 διαφορετικά είδη συγγενικών μεταξύ τους πτηνών. Κάποιοι υποστηρίζουν ότι αυτά τα είδη προέκυψαν: Α. Από ένα αρχικό είδος απλά και μόνο επειδή κατά το παρελθόν κάποια άτομα αυτού εκτέθηκαν σε διαφορετικούς παράγοντες του περιβάλλοντος τους, όπως θερμοκρασία, διαφορετικά είδη τροφής και διαφορετικούς εχθρούς. Β. Από ένα αρχικό είδος απλά και μόνο λόγω των μεταλλάξεων που φυσικά συμβαίνουν. Γ. από ένα αρχικό είδος απλά και μόνο λόγω των γεωλογικών ανακατατάξεων κατά το παρελθόν, γεγονός που απομόνωνε τους διαφορετικούς πληθυσμούς αυτού του είδους και δεν επέτρεπε τη διασταύρωση ατόμων τους Δ. από τη συνδράση όλων των προηγούμενων παραγόντων Ε. αυτά τα είδη πτηνών υπήρχαν από την αρχή της δημιουργίας της ζωής στον πλανήτη. Να χαρακτηρίσετε με Σ ή Λ τις προτάσεις που θεωρείτε σωστές ή λανθασμένες. 18. Με βάση το φυλογενετικό δέντρο του σχήματος, ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή ως προς την εξελικτική συγγένεια των ειδών Α,Β,Γ,Δ. Α. το είδος Α είναι περισσότερο συγγενές με το Δ παρά με το Β Β. τα είδη Α και Β είναι περισσότερο συγγενή, ακολουθούν τα Α και Γ και τέλος τα Β και Γ \γ. τα είδη Α και Β παρουσιάζουν τη μικρότερη συγγένεια ενώ τα Α και Δ τη μεγαλύτερη συγγένεια Δ. τα είδη Β και Γ παρουσιάζουν τη μεγαλύτερη συγγένεια, ακολουθούν τα Α και Β και τέλος τα Α και Δ Α Β Γ Δ

4 20. Σε πληθυσμούς ενός είδους σπίνων εδάφους των νησιών Γκαλαπάγκος έχουν παρατηρηθεί εξελικτικές αλλαγές στο μέγεθος του ράμφους. Ανάμεσα στους μικρούς και μεγάλους σπόρους, οι σπίνοι αυτοί προτιμούν τους μικρούς σπόρους οι οποίοι θρυμματίζονται πιο εύκολα. Η διαθεσιμότητα όλων των σπόρων είναι περιορισμένη σε περιόδους ξηρασίας. Οι μικροί σπόροι καταναλώνονται γρήγορα και παραμένουν μόνο οι μεγάλοι για τη διατροφή των σπίνων. Οι έρευνες έχουν δείξει ότι τέτοιες μεταβολές στις διατροφικές επιλογές σχετίζονται με την αύξηση του μέσου μεγέθους του ράμφους των σπίνων αυτών. Η πιο πιθανή εξήγηση για την αύξηση του μέσου μεγέθους του ράμφους είναι: Α. Η ιδιότητα είναι κληρονομική και οι σπίνοι με μεγάλο ράμφος έχουν μεγαλύτερη αναπαραγωγική επιτυχία. Β. Οι σπίνοι αποκτούν μεγαλύτερο ράμφος ως αποτέλεσμα της πρόσθετης εξάσκησης να τραφούν με μεγάλους σπόρους. Γ. Οι σπίνοι διασταυρώθηκαν με άλλα είδη πουλιών που είχαν μεγάλο ράμφος και απέκτησαν την ιδιότητα αυτή. Δ. Η έλλειψη των μικρών σπόρων προκάλεσε μετάλλαξη η οποία οδήγησε στην εμφάνιση μεγάλου ράμφους 22. Σε μια περιοχή υπάρχει ένας πληθυσμός σαλιγκαριών. Μετά από ένα γεωλογικό γεγονός, ο πληθυσμός χωρίζεται σε δύο ομάδες, κατά τέτοιον τρόπο ώστε να μην υπάρχει δυνατότητα επικοινωνίας μεταξύ των δύο αυτών ομάδων. Μετά από αρκετό χρονικό διάστημα, από τη μία ομάδα δημιουργείται ένα νέο είδος ενώ η άλλη εξαφανίζεται.να εξηγήσετε πώς (πιθανώς) έδρασαν οι παράγοντες της εξέλιξης, ώστε να δημιουργηθεί νέο είδος από τη μία ομάδα και να εξαφανιστεί η άλλη. 23. Έστω ότι μερικά εντομοκτόνα προκαλούν την καταστροφή μιας πρωτεΐνης απαραίτητης για τη λειτουργικότητα του πεπτικού συστήματος των εντόμων του είδους Α που είναι βλαβερά για τις καλλιέργειες. Έστω, επίσης, ότι αυτά τα εντομοκτόνα δεν έχουν βλαπτικές επιδράσεις σε άλλα είδη οργανισμών. Μετά από εντατική χρήση ενός τέτοιου εντομοκτόνου για 10 χρόνια σε μια μεγάλη περιοχή παρατηρήθηκε αρχικά δραματική μείωση του πληθυσμού αυτών των εντόμων, αλλά αργότερα ο πληθυσμός τους άρχισε να αυξάνεται ραγδαία. Να χαρακτηρίσετε με (Σ) ή (Λ) Α. Ο πληθυσμός των εντόμων μειώθηκε έντονα αρχικά, επειδή τα έντομα δεν πλησίαζαν τα φυτά που είχαν ραντιστεί με το εντομοκτόνο με αποτέλεσμα να μην βρίσκουν τροφή. Β. Πολλά άτομα αυτού του είδους εντόμων κατάφεραν να «συνηθίσουν» στο εντομοκτόνο μετά από συνεχή επαφή με αυτό και αυτά πολλαπλασιάστηκαν. Γ. Υπήρχαν και πριν χρησιμοποιηθεί το εντομοκτόνο κάποια λίγα άτομα αυτού του είδους εντόμων, τα οποία ήταν ανθεκτικά στο εντομοκτόνο, λόγω κάποιων μεταλλάξεων. Αυτά τα άτομα επιβίωναν παρά την επαφή τους με το εντομοκτόνο και πολλαπλασιάστηκαν. Δ. Η χρήση του εντομοκτόνου προκάλεσε μεταλλάξεις στα φυτά που ραντίζονταν με αποτέλεσμα αυτά να το απορροφούν και, πρακτικά, να μην υπάρχει επαρκής ποσότητα του στην επιφάνεια τους ικανή να βλάψει τα έντομα αυτού του είδους.

5 24. δίνεται το παρακάτω φυλογενετικό δέντρο και αντίστοιχες ταξινομικές βαθμίδες συστηματικής κατάταξης των οργανισμών Δ1. Τι εξυπηρετεί η κατάταξη των οργανισμών; Με ποιο κριτήριο κατατάχτηκαν ο λύκος και ο σκύλος σε διαφορετικά είδη, ενώ η λεοπάρδαλη και ο λύκος στην ίδια τάξη ; Πόσα διαφορετικά γένη και πόσες διαφορετικές οικογένειες απεικονίζονται στο παραπάνω φυλογενετικό δέντρο; Δ2. Αφού μελετήσετε το παραπάνω φυλογενετικό δέντρο, να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις, αιτιολογώντας τις απαντήσεις σας. i) Ποια από τα είδη οργανισμών που αναφέρονται είναι τα περισσότερο συγγενικά; ii) Ποιος είναι ο κοινός πρόγονος της λεοπάρδαλης και του λύκου; iii) Ποια είδη αναμένετε να παρουσιάζουν περισσότερες ομοιότητες μεταξύ τους: ο λύκος και η βίδρα ή η λεοπάρδαλη και η βίδρα;

6 ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ 2010 (ΗΜΕΡΗΣΙΑ) 24. Σε μια βραχονησίδα του Αιγαίου υπάρχουν πολλά θαμνώδη φυτά. Την άνοιξη τα φυτά ανθίζουν και εμφανίζονται κίτρινα λουλούδια. Την ίδια εποχή εμφανίζονται και πεταλούδες που τρέφονται από τα λουλούδια. Στην βραχονησίδα ζουν και εντομοφάγα πτηνά που τρέφονται από πεταλούδες. Ο πληθυσμός των πεταλούδων εμφανίζει πολύ περισσότερα κίτρινα άτομα και λιγότερα ιώδη (μωβ) άτομα. 1. να διατυπώσετε την έννοια του είδους, όσον αφορά τους φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς που αναφέρονται στο οικοσύστημα της βραχονησίδας (μον. 7) 2. να εξηγήσετε γιατί οι κίτρινες πεταλούδες είναι πολύ περισσότερες από τις ιώδεις (μωβ) πεταλούδες (μον. 8) 3. να εξηγήσετε πώς θα δράσει η φυσική επιλογή στη σύσταση του πληθυσμού των πεταλούδων ως προς το χρωματισμό τους, εάν παρατηρηθεί μεταβολή του χρώματος των λουλουδιών από κίτρινο σε ιώδες (μωβ)(μον. 10) 2011 (ΗΜΕΡΗΣΙΑ) 25. Α πώς μπορεί να εξηγηθεί με βάση τη θεωρία της φυσικής επιλογής η επικράτηση του χαρακτηριστικού «ψηλός λαιμός» στις καμηλοπαρδάλεις; (μον 8) Β. ποια είναι τα δυο κριτήρια κατάταξης των οργανισμών σε είδη και σε ποιες περιπτώσεις εφαρμόζεται το κάθε ένα από αυτά; (μον. 6) 2002 (ΕΣΠΕΡΙΝΑ) 26. Σε μια βραχονησίδα του Αιγαίου, ένας πληθυσμός από αγριοκάτσικα διατηρεί σταθερό τον αριθμό των ατόμων του παρά το γεγονός ότι κάθε χρόνο γεννιούνται πολλά νέα άτομα. Πως εξηγείτε με βάση τη θεωρία του Δαρβίνου, τη διατήρηση των ατόμων του πληθυσμού σε σταθερό αριθμό (μον.8) Τι παρατηρείτε στον πληθυσμό των αγριοκάτσικων όσον αφορά την ομοιομορφία των ατόμων και πώς σχετίζετε την παρατήρησή σας με τις διαδικασίες της φυσικής επιλογής; (μον. 8) Ο βασικός περιοριστικός παράγοντας στη παραπάνω βραχονησίδα, είναι η ξηρασία. Μια φιλοζωική οργάνωση εγκαθιστά στο νησί ποτίστρες και μεταφέρει τακτικά σ αυτές γλυκό νερό. Τι θα συμβεί βραχυπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα- στον αριθμό των ατόμων του πληθυσμού και γιατί; (μον.9) 2010 (ΕΣΠΕΡΙΝΑ) 27. Ενας ερευνητής επισκέπτεται ένα από τα νησιά Γκαλαπάγκος στο οποίο μελετάει προσεκτικά έναν πληθυσμό πουλιών, τους μικρούς σπίνους. Ανάμεσα στους σπίνους υπάρχουν άτομα με μακρύ και λεπτό ράμφος, ενώ τα υπόλοιπα άτομα έχουν κοντό και χοντρό ράμφος. Οι σπίνοι δεν έχουν άλλη πηγή τροφής παρά μόνον τα σκουλήκια που κρύβονται μέσα σε μικρές, βαθιές τρύπες στον κορμό των δέντρων. Ο ερευνητής καταγράφει τις παρατηρήσεις του. Επισκέπτεται ξανά το νησί μετά από 30 χρόνια και μελετά πάλι τον ίδιο πληθυσμό. Διαπιστώνει ότι οι σπίνοι με το μακρύ και λεπτό ράμφος αποτελούν πλέον το σύνολο σχεδόν του πληθυσμού, ενώ οι σπίνοι με το κοντό και χοντρό ράμφος έχουν σχεδόν εξαφανιστεί.

7 1. ποια από τις δυο ομάδες σπίνων θεωρείται πιο προσαρμοσμένη στο περιβάλλον ως προς τον τρόπο διατροφής; (Μον. 2) Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. (μον. 8) (μον. 10) 2. με βάση ποιες παρατηρήσεις ο Δαρβίνος κατέληξε στο συμπέρασμα ότι μεταξύ των οργανισμών ενός πληθυσμού διεξάγεται αγώνας για την επιβίωσή τους; (μον. 8) 3. με βάση τις παραπάνω παρατηρήσεις του Δαρβίνου, ποιο αναμένεται να είναι το μέγεθος του πληθυσμού των σπίνων, σε σχέση με το αρχικό, μετά από τριάντα χρόνια, αν το περιβάλλον του νησιού παραμένει σχετικά σταθερό; (μον. 2) 4. κατά τη θεωρία της εξέλιξης μέσω της φυσικής επιλογής, ως μονάδα εξέλιξης θεωρείται ο πληθυσμός και όχι τα μεμονωμένα άτομα. Πώς δικαιολογείται η παραπάνω διαπίστωση; (μον. 5) 2011 (επαναληπτκές ΓΕΛ) να δικαιολογήσετε γιατί σύμφωνα με τη θεωρία της εξέλιξης μέσω της φυσικής επιλογής, ως μονάδα εξέλιξης θεωρείται ο πληθυσμός και όχι τα μεμονωμένα άτομα μον τι ονομάζεται φυσική επιλογή; Μον (ημερήσια) 29. Σε μια λίμνη ζει ένας πληθυσμός πέστροφας. Μετά από μια βίαια γεωλογική δραστηριότητα η λίμνη χωρίστηκε σε δυο μικρότερες, με αποτέλεσμα ο αρχικός πληθυσμός πέστροφας να χωριστεί σε δυο ομάδες. Η κάθε ομάδα αντιμετώπισε διαφορετικές περιβαλλοντικές πιέσεις, οι οποίες, μετά την πάροδο μεγάλης χρονικής περιόδου, οδήγησαν στην ανάπτυξη διαφορετικών χαρακτηριστικών στον καθένα από τους δυο πληθυσμούς. Α. Πώς δικαιολογούνται οι διαφορές των χαρακτηριστικών μεταξύ των δυο πληθυσμών; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας σύμφωνα με τη θεωρία του Δαρβίνου (μον. 7) Β. Να δικαιολογήσετε αν η διαδικασία που περιγράφεται παραπάνω μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό νέων ειδών (μον. 10) Γ. Εάν μετά την πάροδο μεγάλης χρονικής περιόδου, στη λίμνη Α ζουν 15 είδη ψαριών, ενώ στη λίμνη Β μόνο 3 είδη ψαριών, να εξηγήσετε ποιο από τα δυο οικοσυστήματα θα είναι πιο ισορροπημένο (μον. 8) 2013 Δίνεται το φυλογενετικό δέντρο ορισμένων οργανισμών διαφορετικού είδους που ζουν σήμερα. Οι αριθμοί στις θέσεις 1,2,3 και 4 απεικονίζουν τις προγονικές μορφές των οργανισμών που δίνονται στο φυλογενετικό δέντρο.

8 1. Να εξηγήσετε ποια από τα παραπάνω είδη είναι περισσότερο συγγενικά μεταξύ τους (4) 2. Να εντοπίσετε και να αναφέρετε ποιος είναι ο πιο πρόσφατα κοινός πρόγονος του σκύλου και του γορίλα (2) 3. Σε ποιες περιπτώσεις κατά την ταξινόμηση των οργανισμών χρησιμοποιείται το τυπολογικό κριτήριο (8) 4. Oι πάπιες έχουν τη δυνατότητα να κολυμπάνε στις λίμνες, όπου συλλέγουν τη τροφή τους. Στην κολύμβηση τις βοηθουν οι μεμβράνες που διαθέτουν ανάμεσα στα δάκτυλα των ποδιών τους, τα οποία χρησιμοποιούν σαν κουπιά. Με βάση τη θεωρία του Δαρβίνου να ερμηνεύσετε την επικράτηση του συγκεκριμένου μορφολογικού χαρακτηριστικού στις πάπιες (8) 5. Τι υποστηρίζει η αρχή της χρήσης και της αχρησίας των οργάνων σύμφωνα με τη θεωρία του Λαμάρκ (3) 2013 (επαναληπτικές) 3. Στη φύση παρατηρούνται κάμπιες με κίτρινο χρώμα και κάμπιες με πράσινο χρώμα. Στο παραπάνω οικοσύστημα ζουν αποκλειστικά κάμπιες με πράσινο χρώμα που τρέφονται από τα πράσινα φύλλα της βελανιδιάς. Να ερμηνεύσετε την επικράτηση του πράσινου χρώματος της κάμπιας στο συγκεκριμένο οικοσύστημα, σύμφωνα με τη θεωρία της φυσικής επιλογής του Δαρβίνου. (μον. 7)