ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β )

Transcript

1 ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 14 / 05 / 2011 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΠΡΟΧΕΙΡΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΘΕΜΑ Α Α1-β, Α2-γ, Α3-δ, Α4-α, Α5-γ. ΘΕΜΑ Β Β1. Ο Δαρβίνος θα ερμήνευε την επικράτηση του χαρακτηριστικού << ψηλός λαιμός >> στις καμηλοπαρδάλεις με τη θεωρία της φυσικής επιλογής. Στο φυλογενετικό δένδρο των καμηλοπαρδάλεων, σε κάποιο προγονικό είδος, υπήρχαν ζώα με λαιμούς ποικίλου μήκους. Ο αριθμός των ζώων που γεννιούνταν ήταν πολύ μεγαλύτερος από τον αριθμό των ζώων που μπορούσε να θρέψει το περιβάλλον, προέκυψε λοιπόν η ανάγκη ελέγχου του μεγέθους του πληθυσμού τους. Η φυσική επιλογή ευνόησε τα άτομα με τον ψηλότερο λαιμό, γιατί μπορούσαν να προσεγγίσουν τροφή καλύτερης ποιότητας ή μεγαλύτερης ποσότητας. Τα άτομα με κοντό λαιμό σταδιακά μειώθηκαν μέχρι που εξαφανίστηκαν. Ο μακρύς λαιμός κληροδοτήθηκε στους απογόνους και αποτέλεσε χαρακτηριστικό του είδους. Β2. Το είδος περιλαμβάνει το σύνολο των διαφορετικών πληθυσμών ή με άλλα λόγια, το σύνολο όλων των οργανισμών που μπορούν να αναπαραχθούν μεταξύ τους και να αποκτήσουν γόνιμους απογόνους. Η έννοια του είδους αντιπροσωπεύει ένα φυσικό όριο, καθώς περιλαμβάνει μόνο τους οργανισμούς που αναπαράγονται μεταξύ τους ( π.χ. όλες οι γάτες του Σελίδα 1 από 6

2 πλανήτη), αποκλείοντας άλλους οργανισμούς που είναι γόνιμοι μόνο με μέλη του είδους στο οποίο ανήκουν. Για το λόγο αυτό το είδος αποτελεί θεμελιώδη μονάδα ταξινόμησης. Αξίζει ωστόσο να αναφερθεί ότι ο ορισμός του είδους που δόθηκε έχει κάποιους περιορισμούς. Ο βασικότερος από όλους είναι το γεγονός ότι όλοι οι οργανισμοί δεν αναπαράγονται με την επαφή με άτομο διαφορετικού φύλου. Οι μονοκύτταροι οργανισμοί όπως η αμοιβάδα, αναπαράγονται με μονογονία. Συνεπώς, την έννοια του είδους στους οργανισμούς αυτούς, αφού γι αυτούς το κριτήριο δυνατότητας αναπαραγωγής δηλαδή το μειξιολογικό κριτήριο, δεν ισχύει; Στην περίπτωση αυτή, αντί του μειξιολογικού κριτηρίου εφαρμόζεται το τυπολογικό κριτήριο, δηλαδή το κριτήριο ομοιότητας μεταξύ των οργανισμών. Συνεπώς, όταν δύο οργανισμοί έχουν κοινά μορφολογικά και βιοχημικά χαρακτηριστικά, ομαδοποιούνται στο ίδιο είδος. Β3. Η λυσοζύμη είναι ένζυμο το οποίο εντοπίζεται στον ιδρώτα, το σάλιο και στο δάκρυ και διασπά το κυτταρικό τοίχωμα των βακτηρίων. Β4. Η ηφαιστιογενής δραστηριότητα, οι διεργασίες αποικοδόμησης των οργανικών ουσιών από τα βακτήρια του εδάφους και κυρίως η καύση υγρών καυσίμων απελευθερώνουν στην ατμόσφαιρα διάφορα οξείδια του αζώτου και διοξείδιο του θείου. Τα αέρια αυτά, αφού πρώτα μετατραπούν, με την επίδραση των υδρατμών της ατμόσφαιρας σε νιτρικό και θειώδες οξύ αντίστοιχα, επιστρέφουν στην επιφάνεια της Γής διαλυμένα στο νερό της βροχής, στο χιόνι, στην ομίχλη ή στο χαλάζι. Όταν οι συγκεντρώσεις των οξειδίων αυτών δεν είναι αυξημένες, το νιτρικό και θειώδες οξύ που βρίσκονται διαλυμένα στο νερό της βροχής την καθιστούν ελαφρά όξινη, καθώς έχει τιμή ph γύρω στο 5,6. Στις περιοχές όμως στις οποίες η ατμόσφαιρα έχει επιβαρυνθεί με μεγάλες συγκεντρώσεις των οξειδίων αυτών, είτε διότι έγινε εντατική καύση υγρών καυσίμων είτε διότι οι ρύποι αυτοί έχουν μεταφερθεί με τον άνεμο, μεγαλώνει και η ποσότητα του νιτρικού και θειώδους οξέος που βρίσκονται διαλυμένα στο νερό της βροχής. Έτσι όμως η βροχή γίνεται περισσότερο όξινη, καθώς η τιμή του ph της μπορεί να πέσει αρκετά κάτω από το 5. ΘΕΜΑ Γ Γ1. Η τροφική πυραμίδα πληθυσμού του συγκεκριμένου οικοσυστήματος περιλαμβάνει τρία τροφικά επίπεδα. Το κατώτερο επίπεδο περιλαμβάνει τους παραγωγούς (5 πεύκα), το αμέσως επόμενο περιλαμβάνει τους καταναλωτές πρώτης τάξεως δηλαδή τις κάμπιες (1000 κάμπιες) και το ανώτερο επίπεδο περιλαμβάνει τους καταναλωτές δεύτερης τάξεως δηλαδή τα πρωτόζωα (σύνολο πρωτόζωα αφού σε κάθε κάμπια παρασιτούν 500 πρωτόζωα). Με βάση τα παραπάνω, η μορφή που έχει η συγκεκριμένη πυραμίδα πληθυσμού απεικονίζεται στο παρακάτω σχήμα. Σελίδα 2 από 6

3 πρωτόζωα κάμπιες 5 πεύκα ΠΥΡΑΜΙΔΑ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥ Όπως φαίνεται στο σχήμα, η πυραμίδα πληθυσμού έχει ανεστραμμένη μορφή και χαρακτηρίζεται ως ανεστραμμένη πυραμίδα. Αυτό δείχνει ότι στο οικοσύστημα υπάρχουν παρασιτικές τροφικές σχέσεις, οπότε ο πληθυσμός των παρασίτων που ανήκουν σε ανώτερα τροφικά επίπεδα είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό των οργανισμών στους οποίους παρασιτούν. Γ2. Γνωρίζουμε ότι σε όλα τα οικοσυστήματα η ενέργεια μεταφέρεται από τα κατώτερα προς τα ανώτερα επίπεδα με τη μορφή της χημικής ενέργειας που εμπεριέχεται στην τροφή των οργανισμών. Οι υπολογισμοί της μεταβολής της ενέργειας από το ένα τροφικό επίπεδο στο επόμενο δείχνουν ότι μόνο το 10% της ενέργειας κάθε τροφικού επιπέδου μεταβιβάζεται στο επόμενο, ενώ το 90% χάνεται. Με βάση τα παραπάνω, η ενέργεια στο τροφικό επίπεδο των πεύκων είναι ΚJ και στο επίπεδο των πρωτοζώων είναι KJ. H τροφική πυραμίδα ενέργειας έχει την ακόλουθη μορφή. Πρωτόζωα KJ Κάμπιες KJ Πεύκα KJ ΠΥΡΑΜΙΔΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Σημειώνουμε ότι το εμβαδόν κάθε ορθογωνίου σχεδιάζεται ανάλογο με το μέγεθος της μεταβλητής, στη συγκεκριμένη περίπτωση ενέργειας, που απεικονίζεται στο συγκεκριμένο τροφικό επίπεδο. Οι λόγοι που καθορίζουν τη μορφή της πυραμίδας ενέργειας είναι ουσιαστικά οι λόγοι απώλειας ενέργειας από επίπεδο σε επίπεδο : Σελίδα 3 από 6

4 1. Ένα μέρος της χημικής ενέργειας που εμπεριέχεται στην τροφή των οργανισμών μετατρέπεται με την κυτταρική αναπνοή σε μη αξιοποιήσιμες μορφές, όπως είναι η θερμότητα, και χάνεται στο περιβάλλον. 2. Δεν τρώγονται όλοι οι οργανισμοί. 3. Ορισμένοι πεθαίνουν και η ενέργεια που εμπεριέχεται σε αυτούς μεταφέρεται στους αποικοδομητές. 4. Ένα μέρος της οργανικής ύλης που δεσμεύουν οι οργανισμοί με την τροφή τους αποβάλλεται με τις απεκκρίσεις τους στο περιβάλλον, όπου και αποικοδομούνται από τους αποικοδομητές. Γ3. Το ραδιενεργό νιτρικό ιόν που βρίσκεται στο έδαφος μπορεί να προσληφθεί από ένα φυτό μέσω των ριζών. Στη συνέχεια, το άζωτο που εμπεριέχεται στο νιτρικό ιόν χρησιμοποιείται από το φυτό για τη σύνθεση των απαραίτητων αζωτούχων ενώσεων του όπως είναι οι πρωτεϊνες και τα νουκλεϊκά οξέα. Το ραδιενεργό άζωτο που περιέχεται στις ουσίες αυτές διακινείται μέσω των τροφικών αλυσίδων στις διάφορες τάξεις καταναλωτών και χρησιμοποιείται για την παραγωγή των δικών τους πρωτεϊνών και νουκλεϊκών οξέων. Φυτά και ζώα εγκαταλείπουν στο έδαφος νεκρή οργανική ύλη (καρπούς,φύλλα,νεκρά σώματα, τρίχωμα) που περιέχει άζωτο άρα είναι πιθανό να περιέχει και το εν λόγω ραδιενεργό άτομο αζώτου. Τα ζώα επιπλέον αποβάλλουν αζωτούχα προϊόντα του μεταβολισμού τους όπως ουρία, το ουρικό οξύ και τα περιττώματα. Όλες αυτές οι ουσίες διασπώνται από τους αποικοδομητές του εδάφους και παράγεται αμμωνία. Η αμμωνία που συγκεντρώνεται στο έδαφος υφιστάμενη τη δράση των νιτροποιητικών βακτηρίων μετατρέπεται σε νιτρικά ιόντα που προσλαμβάνονται από τα φυτά και κλείνει ένας κύκλος αζώτου στο εσωτερικό του οικοσυστήματος. ΘΕΜΑ Δ Δ1. α. Ενεργοποίηση των Β-λεμφοκυττάρων Χυμική ανοσία Σε αυτό το στάδιο τα βοηθητικά Τ-λεμφοκύτταρα, που έχουν ενεργοποιηθεί από τα αντιγόνα που βρίσκονται εκτεθειμένα στην επιφάνεια των μακροφάγων, εκκρίνουν ουσίες που ενεργοποιούν τα Β-λεμφοκύτταρα, προκειμένου αυτά να πολλαπλασιαστούν και τελικά να διαφοροποιηθούν σε πλασματοκύτταρα και Β-λεμφοκύτταρα μνήμης. Τα πλασματοκύτταρα στη συνέχεια εκκρίνουν μεγάλες ποσότητες αντισωμάτων, ειδικών για το συγκεκριμένο αντιγόνο. Τα Β-λεμφοκύτταρα μνήμης θα ενεργοποιηθούν στην περίπτωση που ο οργανισμός θα εκτεθεί και πάλι στο ίδιο Σελίδα 4 από 6

5 αντιγόνο. Η παραπάνω διαδικασία ονομάζεται χυμική ανοσία, διότι τα αντισώματα απελευθερώνονται μέσα στο αίμα και τη λέμφο, αντιδρούν με το αντιγόνο και το εξουδετερώνουν. β. Ενεργοποίηση των κυτταροτοξικών Τ-λεμφοκυττάρων Κυτταρική ανοσία. Παράλληλα με την ενεργοποίηση των Β-λεμφοκυττάρων, τα βοηθητικά Τ-λεμφοκύτταρα, στην περίπτωση κατά την οποία το αντιγόνο είναι ένα κύτταρο (καρκινικό κύτταρο, κύτταρο μεταμοσχευμένου ιστού ή κύτταρο μολυσμένο από ιό), συμβάλλουν στην ενεργοποίηση και τον πολλαπλασιασμό μίας άλλης ειδικής κατηγορίας Τ-λεμφοκυττάρων, των κυτταροτοξικών Τ- λεμφοκυττάρων, τα οποία θα καταστρέψουν τα κύτταρα στόχους. Η δράση των βοηθητικών και των κυτταροτοξικών Τ-λεμφοκυττάρων αποτελεί την κυτταρική ανοσία. Και στις δύο κατηγορίες Τ-λεμφοκυττάρων σχηματίζονται Τα-λεμφοκύτταρα μνήμης, που θα ενεργοποιηθούν σε πιθανή επόμενη επαφή του οργανισμού με το ίδιο αντιγόνο. Δ2. Τα μακροφάγα συμμετέχουν στην άμυνα του ανθρώπινου με τους εξής τρόπους: 1. Στο πρώτο στάδιο της ανοσοβιολογικής απόκρισης: Με την εμφάνιση του παθογόνου μικροοργανισμού ενεργοποιούνται τα μακροφάγα. Τα μακροφάγα εγκλωβίζουν και καταστρέφουν το μικρόβιο και εκθέτουν τμήματα του μικροβίου στην επιφάνειά τους. Το τμήμα του μικροβίου που εκτίθεται συνδέεται με μία πρωτεΐνη της επιφάνειας των μακροφάγων, που είναι χαρακτηριστική για κάθε άτομο και ονομάζεται αντιγόνο ιστοσυμβατότητας. Τα μακροφάγα στην κατάσταση αυτή λειτουργούν ως αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα διότι παρουσιάζουν το αντιγόνο που έχει προσβάλλει τον οργανισμό σε άλλα κύτταρα του ανοσολογικού συστήματος. Τα πρώτα κύτταρα που ενεργοποιούνται από την παρουσίαση του αντιγόνου είναι τα βοηθητικά Τ-λεμφοκύτταρα. 2. Η σύνδεση αντιγόνου αντισώματος έχει ως αποτέλεσμα μεταξύ άλλων- την αναγνώριση του μικροοργανισμού από τα μακροφάγα με σκοπό την ολοκληρωτική του καταστροφή. Δ3. Η καμπύλη αντιγόνων α υποδεικνύει ότι αντιγόνα εισέρχονται στον οργανισμό, δεν αυξάνονται, αλλά αντίθετα μετά από κάποιο χρονικό διάστημα μειώνονται μέχρι που μηδενίζονται. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με την απουσία συμπτωμάτων σημαίνει ότι η καμπύλη α απεικονίζει τη μεταβολή της συγκέντρωσης των αντιγόνων που εισήλθαν στον ανθρώπινο οργανισμό με εμβόλιο. Η καμπύλη αντισωμάτων β υποδεικνύει ότι μερικές μέρες μετά την είσοδο των αντιγόνων άρχισε η παραγωγή αντισωμάτων στον ανθρώπινο οργανισμό. Εξάλλου, η αύξηση του αριθμού των αντισωμάτων προκαλεί και τη μείωση του αριθμού των αντιγόνων. Τα εμβόλια αποτελούν ενεργητική ανοσία που επιτυγχάνεται με τεχνητό τρόπο, καθώς περιέχουν νεκρούς ή εξασθενημένους μικροοργανισμούς ή τμήματα τους και, όπως θα έκανε και ο ίδιος ο μικροοργανισμός, ενεργοποιούν τον ανοσοβιολογικό μηχανισμό για να παράγει από μόνος του αντισώματα και κύτταρα μνήμης. Το άτομο που εμβολιάζεται δεν εμφανίζει συνήθως τα συμπτώματα της ασθένειας και φυσικά δεν τη μεταδίδει. Η Σελίδα 5 από 6

6 ανοσοβιολογική απόκριση συνεπώς που παρατηρείται στον οργανισμό αμέσως μετά τον εμβολιασμό είναι πρωτογενής ανοσοβιολογική απόκριση. Σελίδα 6 από 6