ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Εκφωνήσεις ΘΕΜΑ 1 ο Α. Να βάλετε σε κύκλο το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. (25 µόρια) 1. Ποιός από τους παρακάτω µικροοργανισµούς είναι προκαρυωτικός; α. Τα δερµατόφυτα β. Τα χλαµύδια γ. Ο ιός της πολιοµυελίτιδας δ. Το τοξόπλασµα 2. Τα λευκά αιµοσφαίρια που διαφοροποιούνται σε µακροφάγα είναι: α. Τα Β-λεµφοκύτταρα β. Τα ουδετερόφιλα γ. Τα µονοκύτταρα δ. Τα πλασµατοκύτταρα 3. Σε µία τροφική πυραµίδα οι καταναλωτές πρώτης τάξης τοποθετούνται στο. α. πρώτο τροφικό επίπεδο β. τρίτο τροφικό επίπεδο γ. τέταρτο τροφικό επίπεδο δ. δεύτερο τροφικό επίπεδο 4. Μαστίγια και βλεφαρίδες διαθέτουν: α. Μόνο οι ευκαρυωτικοί οργανισµοί β. Ευκαρυωτικοί και προκαρυωτικοί οργανισµοί γ. Μόνο οι προκαρυωτικοί δ. Μόνο οι ιοί 5. Η θεµελιώδης µονάδα ταξινόµησης των οργανισµών είναι: α. Το είδος β. Το γένος γ. Ο πληθυσµός δ. Η τάξη
ΘΕΜΑ 2 ο Α. Η ελονοσία είναι λοιµώδης ασθένεια που µεταδίδεται στον άνθρωπο από τα κουνούπια. Σε ποιο µικροοργανισµό οφείλεται και ποια τα βασικά δοµικά χαρακτηριστικά αυτής της κατηγορίας µικροοργανισµών; (4 µόρια) Με ποιο τρόπο έγινε προσπάθεια να καταπολεµηθεί η ασθένεια στην Αφρική πριν τη δεκαετία του 1960 και ποια ήταν η συνέπεια για το περιβάλλον; (6 µόρια) Β. Ποια είναι η µικρότερη δυνατή µονάδα που µπορεί να εξελιχθεί και γιατί; (4 µόρια) Γ. Τα µεσογειακού τύπου οικοσυστήµατα χαρακτηρίζονται από ένα θερµό και άνυδρο καλοκαίρι όπου η αποικοδόµηση γίνεται µε πολύ µικρό ρυθµό. Ποιοι οργανισµοί είναι οι αποικοδοµητές και ποιος είναι ο ρόλος τους σε ένα οικοσύστηµα; (4 µόρια) Με ποιο τρόπο τα βακτήρια του περιβάλλοντος επιβιώνουν τους καλοκαιρινούς µήνες σε ένα µεσογειακό οικοσύστηµα; Πώς σχετίζεται ο µικρός ρυθµός αποικοδόµησης µε την αυξηµένη συχνότητα εµφάνισης πυρκαγιών στα µεσογειακά οικοσυστήµατα; (2 µόρια) ΘΕΜΑ 3 ο Το διάγραµµα απεικονίζει τη µεταβολή της συγκέντρωσης δύο διαφορετικών αντιγόνων στον οργανισµό του Γιώργου και του Ηλία σε σχέση µε το χρόνο, ως συνέπεια της εισόδου των αντιγόνων αυτών στον οργανισµό τους. Συ γκ έν τρ ω σ η αν τι γό νο υ Γιώργος Ηλίας Είσοδος αντιγόνου Χρόνος (ηµέρες)
Γ1. Τι είδους ανοσοβιολογική απόκριση συνέβη στον οργανισµό του Ηλία; (1 µόριο). Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. (6 µόρια) Γ2. Στο Γιώργο το αντιγόνο εισήλθε µε τεχνητό τρόπο. Τι χορηγήθηκε στο Γιώργο και για ποιο λόγο; Γ3. Εµφάνισε κάποιος από τους δύο συµπτώµατα της ασθένειας; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. (4 µόρια) Γ4. Σε τι διαφέρουν, ως προς τη δοµή τους, τα αντισώµατα που αντιµετώπισαν τα ανωτέρω αντιγόνα στον οργανισµό του Ηλία σε σχέση µε τα αντισώµατα στον οργανισµό του Γιώργου; Γ5. Ποια είναι τα όργανα του λεµφικού συστήµατος; ΘΕΜΑ 4 ο 1. Το διάγραµµα απεικονίζει τη µεταβολή της συγκέντρωσης των οξειδίων του αζώτου και του οξυγόνου σε ένα οικοσύστηµα που δηµιουργήθηκε όξινη βροχή. Ποιες είναι οι αιτίες του φαινοµένου της όξινη βροχής; Γιατί µειώθηκε η συγκέντρωση του οξυγόνου στο οικοσύστηµα; Τι συνέπειες έχουν τα οξείδια του αζώτου όταν εισπνέονται από τον άνθρωπο; (3 µόρια) Οξείδια του αζώτου Συ γκ έν τρ ω σ η Οξυγόνο Χρόνος
2. Τα φυτά ενός είδους χορταριού τα οποία φυτρώνουν σε εδάφη χωρίς ρύπανση, δηλητηριάζονται σε υψηλές συγκεντρώσεις χαλκού. Φυτά του ίδιου είδους παρατηρήθηκε ότι φυτρώνουν γύρω από ορυχεία χαλκού. Μετά από µελέτες αποδείχτηκε ότι τα συγκεκριµένα φυτά διαθέτουν µία πρωτεΐνη που παράγεται από ένα γονίδιο που τα κάνει ανθεκτικά σε υψηλές συγκεντρώσεις χαλκού. Πώς ερµηνεύεται το φαινόµενο µε βάση τη δράση της φυσικής επιλογής; (12 µόρια) Απαντήσεις ΘΕΜΑ 1 ο 1=β, 2=γ, 3=δ, 4=β, 5=α. ΘΕΜΑ 2 ο Α. Η ελονοσία οφείλεται στο πρωτόζωο πλασµώδιο. Τα πρωτόζωα είναι µονοκύτταροι ευκαρυωτικοί οργανισµοί. Κινούνται είτε σχηµατίζοντας ψευδοπόδια (αµοιβάδα) είτε µε τις βλεφαρίδες ή τα µαστίγια που διαθέτουν. Στα µέσα της δεκαετίας του 1960 διαπιστώθηκε ότι, εξαιτίας των τεράστιων ποσοτήτων εντοµοκτόνου DDT που είχαν ριφθεί στην αφρικανική ήπειρο τα προηγούµενα χρόνια για την καταπολέµηση του κουνουπιού, ένα πλήθος οργανισµών παρουσίαζε αυξηµένη συγκέντρωση DDT στους ιστούς του. Το εκπληκτικό στις έρευνες που επακολούθησαν ήταν ότι το εντοµοκτόνο είχε συσσωρευτεί ακόµη και στους πιγκουίνους της Ανταρκτικής και στο µητρικό γάλα των Εσκιµώων. Η συνειδητοποίηση των κινδύνων που εγκυµονεί η
χρήση DDT οδήγησε στην αντικατάστασή του από άλλα βιοδιασπώµενα εντοµοκτόνα. Ωστόσο το τίµηµα της συσσώρευσής του στους οργανισµούς το έχει ήδη πληρώσει ακριβά το περιβάλλον. H συσσώρευσή του στα αρπακτικά πτηνά καθιστά εύθραυστα τα κελύφη των αυγών τους, µε συνέπεια τη δραµατική µείωση των ρυθµών αναπαραγωγής τους που µπορεί να τα φέρει στα πρόθυρα της εξαφάνισης. Β. Ένα από τα σηµεία που χρειάζονται αποσαφήνιση στη θεωρία που διατύπωσε ο αρβίνος είναι το πού τελικά δρα η φυσική επιλογή. Για την εξελικτική λοιπόν θεωρία η φυσική επιλογή δρα στον πληθυσµό και συνεπώς ο πληθυσµός αντιπροσωπεύει τη µικρότερη δυνατή µονάδα που µπορεί να εξελιχθεί.ένα µεµονωµένο άτοµο µπορεί να παρουσιάσει ένα, το πολύ, νέο χαρακτηριστικό είτε λόγω µεταβολής του γενετικού υλικού του (µετάλλαξη) είτε λόγω της επίδρασης του περιβάλλοντός του (επίκτητο γνώρισµα). Αντιθέτως η εξέλιξη απαιτεί συσσώρευση πολλών νέων κληρονοµήσιµων χαρακτηριστικών που έχουν εδραιωθεί στους πληθυσµούς διαδοχικών γενεών µε τη δράση της φυσικής επιλογής. Γ. Στους αποικοδοµητές ανήκουν τα βακτήρια του εδάφους και οι µύκητες που τρέφονται µε τη νεκρή οργανική ύλη (φύλλα, καρπούς, απεκκρίσεις, τρίχες, σώµατα νεκρών οργανισµών). Οι αποικοδοµητές παίζουν σπουδαίο ρόλο στη λειτουργία του οικοσυστήµατος, καθώς µετατρέπουν την οργανική ύλη σε ανόργανη, η οποία µπορεί να χρησιµοποιηθεί εκ νέου από τους φυτικούς οργανισµούς. Τα βακτήρια επιβιώνουν τους καλοκαιρινούς µήνες σε ένα µεσογειακό οικοσύστηµα ως ενδοσπόρια. Τα ενδοσπόρια είναι αφυδατωµένα κύτταρα µε ανθεκτικά τοιχώµατα και χαµηλούς µεταβολικούς ρυθµούς. Όταν οι συνθήκες του περιβάλλοντος ξαναγίνουν ευνοϊκές, τα ενδοσπόρια βλαστάνουν δίνοντας το καθένα ένα βακτήριο. Η µειωµένη αποικοδόµηση έχει ως αποτέλεσµα τη συσσώρευση µη αποικοδοµηµένων ξερών φύλλων στο έδαφος. Αυτό σε συνάρτηση µε τις υψηλές θερµοκρασίες και τη µεγάλη ξηρασία ευνοούν την εκδήλωση πυρκαγιάς.
ΘΕΜΑ 3 ο Γ1. Στον οργανισµό του Ηλία συνέβη πρωτογενής ανοσοβιολογική απόκριση. Αυτό το συµπεραίνουµε από το γεγονός ότι µετά την είσοδο του αντιγόνου στον οργανισµό του ακολουθεί εγκατάσταση και πολλαπλασιασµός του δηλαδή λοίµωξη. Η πρωτογενής ανοσοβιολογική απόκριση αποτελείται από τρία στάδια: Στο πρώτο στάδιο πραγµατοποιείται η ενεργοποίηση των βοηθητικών Τ-λεµφοκυττάρων από τα µακροφάγα, στο δεύτερο στάδιο ενεργοποιούνται τα Β-λεµφοκύτταρα (χυµική ανοσία) και εάν το αντιγόνο είναι ιός ενεργοποιούνται και τα κυτταροτοξικά Τ-λεµφοκύτταρα (κυτταρική ανοσία) ενώ στο 3ο στάδιο πραγµατοποιείται ο τερµατισµός της ανοσοβιολογικής απόκρισης. Γ2. Στο οργανισµό του Γιώργου το αντιγόνο δεν πολλαπλασιάζεται. Συνεπώς του χορηγήθηκε εµβόλιο. Το εµβόλιο περιέχει νεκρούς ή εξασθενηµένους µικροοργανισµούς ή τµήµατά τους. Το εµβόλιο, όπως θα έκανε και ο ίδιος ο µικροοργανισµός, ενεργοποιεί τον ανοσοβιολογικό µηχανισµό, για να παραγάγει αντισώµατα και κύτταρα µνήµης. Γ3. Συµπτώµατα εµφάνισε ο Ηλίας καθώς σε αυτόν πραγµατοποιήθηκε λοίµωξη και πρωτογενής ανοσοβιολογική απόκριση. Το άτοµο που εµβολιάζεται, όπως ο Ηλίας, δεν εµφανίζει συνήθως τα συµπτώµατα της ασθένειας και φυσικά δεν τη µεταδίδει. Γ4. Τα αντισώµατα στον οργανισµό του Ηλία και του Γιώργου διαφέρουν ως προς τη µεταβλητή τους περιοχή. Η µεταβλητή περιοχή, ανάλογα µε το σχήµα της, που οφείλεται στην αλληλουχία των αµινοξέων της, καθιστά ικανό το αντίσωµα να συνδέεται µε ένα συγκεκριµένο αντιγόνο. Αντίθετα, το υπόλοιπο τµήµα του είναι ίδιο σε όλα τα αντισώµατα και αποτελεί τη σταθερή περιοχή του αντισώµατος. Γ5. Το ανοσοβιολογικό σύστηµα αποτελείται από τα πρωτογενή λεµφικά όργανα, που είναι ο µυελός των οστών και ο θύµος αδένας, και από τα δευτερογενή λεµφικά όργανα, που είναι οι λεµφαδένες, ο σπλήνας, οι αµυγδαλές και ο λεµφικός ιστός κατά µήκος του γαστρεντερικού σωλήνα.
ΘΕΜΑ 4 ο 1. Η όξινη βροχή προκαλείται από την ηφαιστειακή δραστηριότητα, τις διεργασίες αποικοδόµησης των οργανικών ουσιών από τα βακτήρια του εδάφους και κυρίως από την καύση υγρών καυσίµων. Αυτά απελευθερώνουν στην ατµόσφαιρα διάφορα οξείδια του αζώτου και διοξείδιο του θείου τα οποία αφού πρώτα µετατραπούν, µε την επίδραση των υδρατµών της ατµόσφαιρας, σε νιτρικό και θειώδες οξύ αντίστοιχα, επιστρέφουν στην επιφάνεια της Γης διαλυµένα στο νερό της βροχής, στο χιόνι, στην οµίχλη ή στο χαλάζι. Μία από την συνέπειες της όξινης βροχής είναι η καταστροφή του φυλλώµατος των δέντρων. Αυτό έχει ως συνέπεια τη µείωση της φωτοσύνθεσης από τους παραγωγούς του οικοσυστήµατος. Από τη φωτοσύνθεση παράγεται οξυγόνο το οποίο απελευθερώνεται από τα φυτά στην ατµόσφαιρα. Συνεπώς η µείωση των παραγωγών προκαλεί και µείωση του οξυγόνου στην ατµόσφαιρα. Τα οξείδια του αζώτου 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 την πρόκληση εµφυσήµατος. 2. Τα φυτά του συγκεκριµένου είδους δεν είναι όµοια µεταξύ τους.. Στον πληθυσµό τους προϋπήρχε µια ποικιλοµορφία όσον αφορά την ανθεκτικότητά τους στην υψηλή συγκέντρωση χαλκού στο έδαφος. Η διαδικασία µε την οποία οι οργανισµοί που είναι περισσότερο προσαρµοσµένοι στο περιβάλλον τους επιβιώνουν και αναπαράγονται περισσότερο από τους λιγότερο προσαρµοσµένους ονοµάστηκε από τον Κάρολο αρβίνο φυσική επιλογή. Η επιτυχία στον αγώνα για την επιβίωση των φυτών δεν είναι τυχαία. Τα φυτά τα οποία είχαν κληρονοµήσει την ανθεκτικότητα στο χαλκό, παρουσία του χαλκού στο έδαφος διέθεταν ένα χαρακτηριστικό (την ανθεκτικότητα) που τους βοηθούσε να προσαρµόζονται καλύτερα στο περιβάλλον τους, να επιβιώνουν περισσότερο ή/και αφήνουν
µεγαλύτερο αριθµό απογόνων έξω από τα ορυχεία σε σχέση µε τα φυτά που ήταν ευαίσθητα στο χαλκό. Η ανθεκτικότητα στο χαλκό κληροδοτήθηκε στους απογόνους τους και αποτέλεσε χαρακτηριστικό του είδους τους. Επιµέλεια θεµάτων: Χάλκος ηµήτριος, Βιολόγος, Phd.