Πηνελόπη Λ. Σωτηρίου Διδάκτωρ Βιολογίας

Á appleëù Ì ıëù, Á appleëù Ì ı ÙÚÈ Το βιβλίο αυτό γράφτηκε για σένα, το μαθητή της Γ τάξης του Γυμνασίου, για να σε βοηθήσει στο ταξίδι σου στο συναρπαστικό κόσμο της Βιολογίας. Στόχος του βιβλίου είναι να συμβάλει στο να κατανοήσεις και να εντυπώσεις στη μνήμη σου γνώσεις που διαφορετικά ίσως να σου ήταν δυσνόητες. Κάθε ενότητα του βιβλίου περιέχει: βασικές ερωτήσεις της θεωρίας, απαντήσεις στις ερωτήσεις-προβλήματα-δραστηριότητες του σχολικού βιβλίου, απαντήσεις στις μικρές έρευνες και εργασίες του σχολικού βιβλίου, απαντήσεις στο «ας σκεφτούμε» του σχολικού βιβλίου, απαντήσεις στις ερωτήσεις των δραστηριοτήτων οι οποίες περιλαμβάνονται στο τετράδιο εργασιών, απαντήσεις στα φύλλα εργασίας τα οποία περιλαμβάνονται στον εργαστηριακό οδηγό, κριτήριο αξιολόγησης στο τέλος κάθε κεφαλαίου και επαναληπτικό κριτήριο αξιολόγησης στο τέλος κάθε ενότητας, για να ελέγξεις τις γνώσεις που απέκτησες. Στο τέλος του βιβλίου υπάρχουν όλες οι απαντήσεις στα κριτήρια αξιολόγησης. Θα ήθελα να ευχαριστήσω το συνάδελφο Δήμο Αυγερινό για τις εύστοχες παρατηρήσεις του και το σκιτσογράφο Φίλιππο Παπανικολάου για τα τόσο παραστατικά και διασκεδαστικά σκίτσα του. Πηνελόπη Λ. Σωτηρίου Διδάκτωρ Βιολογίας

Π ΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Η ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 14 Απαντήσεις στις ερωτήσεις του σχολικού... 18 ΕΝΟΤΗΤΑ: ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΖΩΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Κεφάλαιο 1: Τα μόρια της ζωής... 24 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 24 Ερωτήσεις-Προβλήματα-Δραστηριότητες... 28 Φύλλα εργασίας 1.1, 1.2... 30 Κριτήριο αξιολόγησης... 32 Κεφάλαιο 2: Κύτταρο: η μονάδα της ζωής... 34 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 34 Ας σκεφτούμε Ερωτήσεις-Προβλήματα-Δραστηριότητες... 42 Κριτήριο αξιολόγησης... 46 Κεφάλαιο 3: Τα επίπεδα οργάνωσης της ζωής... 48 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 48 Ερωτήσεις-Προβλήματα-Δραστηριότητες... 54 Φύλλο εργασίας 3.1... 57 Κριτήριο αξιολόγησης... 58 Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες ΓΙΑ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ... 59 Μικρές έρευνες και εργασίες... 63 Επαναληπτικό κριτήριο αξιολόγησης... 65 Δραστηριότητες Τετραδίου Εργασιών... 68 Ασκήσεις Εργαστηριακού Οδηγού... 74 ΕΝΟΤΗΤΑ: ΟΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΟΥΣ Κεφάλαιο 4: Ισορροπία στα βιολογικά συστήματα... 84 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 84 Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες... 88 Κριτήριο αξιολόγησης... 89 Κεφάλαιο 5: Οργάνωση και λειτουργίες του οικοσυστήματος Ο ρόλος της ενέργειας... 91 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 91 Ας σκεφτούμε Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες... 98 Φύλλα εργασίας 5.1, 5.2... 101 Κριτήριο αξιολόγησης... 104

Κεφάλαιο 6: Η ανακύκλωση της ύλης σ ένα οικοσύστημα... 107 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 107 Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες... 110 Μικρές έρευνες και εργασίες... 111 Φύλλα εργασίας 6.1, 6.2... 112 Κριτήριο αξιολόγησης... 115 Κεφάλαιο 7: Παρεμβάσεις του ανθρώπου στο περιβάλλον... 117 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 117 Ας σκεφτούμε Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες... 125 Μικρές έρευνες και εργασίες... 127 Κριτήριο αξιολόγησης... 128 Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες ΓΙΑ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ... 130 Μικρές έρευνες και εργασίες... 133 Επαναληπτικό κριτήριο αξιολόγησης... 139 Δραστηριότητες Τετραδίου Εργασιών... 141 Ασκήσεις Εργαστηριακού Οδηγού... 150 ΕΝΟΤΗΤΑ: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Κεφάλαιο 8: Άνθρωπος και ενέργεια... 156 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 156 Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες... 157 Φύλλο εργασίας 8.1... 158 Κριτήριο αξιολόγησης... 159 Κεφάλαιο 9: Ένζυμα και μεταβολισμός... 160 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 160 Ας σκεφτούμε Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες... 163 Φύλλα εργασίας 9.1, 9.2, 9.3... 165 Κριτήριο αξιολόγησης... 168 Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες ΓΙΑ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ... 169 Επαναληπτικό κριτήριο αξιολόγησης... 172 Δραστηριότητες Τετραδίου Εργασιών... 174 ΕΝΟΤΗΤΑ: ΟΙ ΑΣΘΕΝΕΙΕΣ ΚΑΙ ΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΣΧΕΤΙΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΤΗΝ ΕΜΦΑΝΙΣΗ ΤΟΥΣ Κεφάλαιο 10: Ομοιόσταση... 178 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 178 Ας σκεφτούμε Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες... 179 Κριτήριο αξιολόγησης... 181

Κεφάλαιο 11: Ασθένειες... 182 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 182 Ας σκεφτούμε Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες... 188 Μικρές έρευνες και εργασίες... 192 Κριτήριο αξιολόγησης... 200 Κεφάλαιο 12: Αμυντικοί μηχανισμοί του ανθρώπινου οργανισμού... 202 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 202 Φύλλα εργασίας 12.1, 12.2... 207 Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες... 208 Κριτήριο αξιολόγησης... 210 Κεφάλαιο 13: Τρόπος ζωής και ασθένειες... 212 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 212 Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες... 214 Μικρές έρευνες και εργασίες... 216 Κριτήριο αξιολόγησης... 218 Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες ΓΙΑ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ... 219 Μικρές έρευνες και εργασίες... 222 Επαναληπτικό κριτήριο αξιολόγησης... 226 Δραστηριότητες Τετραδίου Εργασιών... 229 Ασκήσεις Εργαστηριακού Οδηγού... 243 ΕΝΟΤΗΤΑ: ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΚΑΙ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ Κεφάλαιο 14: Το γενετικό υλικό οργανώνεται σε χρωμοσώματα... 246 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 246 Ερωτήσεις-Προβλήματα-Δραστηριότητες... 249 Κριτήριο αξιολόγησης... 250 Κεφάλαιο 15: Η ροή της γενετικής πληροφορίας... 252 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 252 Ερωτήσεις-Προβλήματα-Δραστηριότητες... 256 Φύλλο εργασίας 15.1... 259 Κριτήριο αξιολόγησης... 260 Κεφάλαιο 16: Αλληλόμορφα... 262 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 262 Ερωτήσεις-Προβλήματα-Δραστηριότητες... 263 Κριτήριο αξιολόγησης... 266 Κεφάλαιο 17: Κυτταρική διαίρεση... 267 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 267 Ερωτήσεις-Προβλήματα-Δραστηριότητες... 269 Κριτήριο αξιολόγησης... 272 11

Κεφάλαιο 18: Κληρονομικότητα... 274 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 274 Ας σκεφτούμε-ερωτήσεις-προβλήματα-δραστηριότητες... 277 Κριτήριο αξιολόγησης... 280 Κεφάλαιο 19: Μεταλλάξεις... 282 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 282 Ας σκεφτούμε-ερωτήσεις-προβλήματα-δραστηριότητες... 283 Κριτήριο αξιολόγησης... 285 Ερωτήσεις-Προβλήματα-Δραστηριότητες ΓΙΑ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ... 287 Μικρές έρευνες και εργασίες... 294 Επαναληπτικό κριτήριο αξιολόγησης... 296 Δραστηριότητες Τετραδίου Εργασιών... 299 Ασκήσεις Εργαστηριακού Οδηγού... 306 ΕΝΟΤΗΤΑ: ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Κεφάλαιο 20: Εφαρμογές της βιοτεχνολογίας... 310 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 310 Απαντήσεις στις ερωτήσεις του σχολικού... 312 Κριτήριο αξιολόγησης... 314 Κεφάλαιο 21: Γενετική μηχανική και βιοτεχνολογία... 315 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 315 Απαντήσεις στις ερωτήσεις του σχολικού... 318 Κριτήριο αξιολόγησης... 321 Κεφάλαιο 22: Προβληματισμοί από την αξιοποίηση των επιτευγμάτων της Γενετικής Βιοηθική... 322 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 322 Μικρές έρευνες και εργασίες... 323 Επαναληπτικό κριτήριο αξιολόγησης... 332 ΕΝΟΤΗΤΑ: ΕΞΕΛΙΞΗ Κεφάλαιο 23: Η Εξέλιξη και οι «μαρτυρίες» της... 334 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 334 Ερωτήσεις-Προβλήματα-Δραστηριότητες... 338 Κεφάλαιο 24: Η εξέλιξη του ανθρώπου... 342 Βασικές ερωτήσεις θεωρίας... 342 Απαντήσεις στις ερωτήσεις του σχολικού... 345 Επαναληπτικό κριτήριο αξιολόγησης... 349 Δραστηριότητες Τετραδίου Εργασιών... 350 Απαντήσεις... 353 12

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

π ø Η ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Αρχές των βιολογικών επιστημών Η επιστημονική μέθοδος ΔÈ ÌÂÏÂÙ Ë ÂappleÈÛÙ ÌË ÙË ÈÔÏÔÁ ; Η βιολογία είναι η επιστήμη η οποία μελετά τα φαινόμενα και τις διαδικασίες της ζωής, δηλαδή μελετά τους οργανισμούς στο περιβάλλον όπου ζουν ή στο εργαστήριο. Με άλλα λόγια η βιολογία μελετά τη δομή και τις λειτουργίες των οργανισμών, καθώς και τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους και με το περιβάλλον. Οι βιολόγοι, μεταξύ των άλλων, μελετούν τα κύτταρα. ÔÈ Ì ıô Ô ÎÔÏÔ ıô Ó ÔÈ ÈÔÏfiÁÔÈ ÁÈ Ó ÂÚÌËÓÂ ÛÔ Ó È ÊÔÚ ÈÔÏÔÁÈ- Î Ê ÈÓfiÌÂÓ ; Οι βιολόγοι, προκειμένου να ερμηνεύσουν διάφορα βιολογικά φαινόμενα, ακολουθούν την επιστημονική μέθοδο. Η επιστημονική μέθοδος χρησιμοποιείται όχι μόνο από τους βιολόγους, αλλά και από τους επιστήμονες των άλλων φυσικών επιστημών (όπως είναι η φυσική, η χημεία κτλ.), τους γιατρούς, όταν προσπαθούν να κάνουν διάγνωση, τους μηχανικούς, όταν προσπαθούν να εντοπίσουν το είδος της βλάβης του αυτοκινή- 14

του κ.ά. Η επιστημονική μέθοδος δεν απέχει πολύ από τα βήματα που ακολουθούμε για να λύσουμε απλά καθημερινά προβλήματα. ÔÈ Â Ó È Ù ÛËÌ ÓÙÈÎfiÙÂÚ Ì Ù ÙË ÂappleÈÛÙËÌÔÓÈÎ ÌÂıfi Ô ; Τα σημαντικότερα βήματα της επιστημονικής μεθόδου είναι τα ακόλουθα: συλλογή πληροφοριών μέσα από την παρατήρηση, διατύπωση υπόθεσης, σχεδιασμός και πραγματοποίηση πειράματος, αξιολόγηση των αποτελεσμάτων και διατύπωση συμπεράσματος το οποίο επιβεβαιώνει ή απορρίπτει την αρχική υπόθεση. ΔÈ ı appleú appleâè Ó appleúôû ÍÔ Ì Π٠ÙÔ Û Â È ÛÌfi ÂÓfi appleâèú Ì ÙÔ ; Ένα πείραμα πρέπει να σχεδιαστεί έτσι, ώστε να ελέγχει ένα μόνο παράγοντα, ενώ οι υπόλοιποι να διατηρούνται σταθεροί. ΔÈ ÔÓÔÌ Ô Ì appleôı ÛÂÈ ÂÚÁ Û Î È appleôè appleú appleâè Ó Â Ó È Ù Ú ÎÙËÚÈÛÙÈÎ ÙÔ ; Υποθέσεις εργασίας ονομάζουμε τις προβλέψεις που διατυπώνουν οι επιστήμονες, προκειμένου να ερμηνεύσουν κάποια παρατήρησή τους. Οι υποθέσεις εργασίας θα πρέπει να είναι μετρήσιμες, δηλαδή να μπορούν να επιβεβαιωθούν ή να απορριφθούν με τη βοήθεια κατάλληλων πειραμάτων. appleâúèáú ÂÙÂ Ù Ì Ù Ù ÔappleÔ appleú appleâè Ó ÎÔÏÔ ı ÛÂÙ ÁÈ ÙË ÈÂÍ ÁˆÁ ÌÈ ÌÈÎÚ Ú Ó. Παρατήρηση: Παρατηρούμε ότι ένα φυτό που έχουμε σε γλάστρα στο δωμάτιό μας αναπτύσσεται με τέτοιο τρόπο, ώστε να στρέφεται προς το παράθυρο. Διατυπώνουμε ερώτημα που σχετίζεται με την παραπάνω παρατήρηση: Γιατί το φυτό ακολουθεί αυτό τον τρόπο ανάπτυξης; Υπόθεση: Προκειμένου να ερμηνεύσουμε την παρατήρησή μας, διατυπώνουμε την υπόθεση ότι τα φυτά στρέφονται προς το φως. Στη συνέχεια κάνουμε την πρόβλεψη ότι, αν πάρουμε ένα φυτό με ίσιο βλαστό και το τοποθετήσουμε κοντά σε μια φωτεινή πηγή, μετά από λίγες μέρες ο βλαστός δεν θα είναι πια ίσιος, αλλά το φυτό θα είναι στραμμένο προς τη φωτεινή πηγή. 15

Πείραμα: Τοποθετούμε ένα φυτό που βρίσκεται σε γλάστρα κοντά σε μια λάμπα που, όμως, το φωτίζει από μία μόνο πλευρά. Παρατηρούμε για αρκετές ημέρες το φυτό και καταγράφουμε τις παρατηρήσεις μας. Συμπέρασμα: Μετά από λίγες ημέρες διαπιστώνουμε ότι πράγματι το φυτό στράφηκε προς τη λάμπα. Οδηγούμαστε έτσι στο συμπέρασμα ότι η υπόθεσή μας ήταν σωστή και ότι πράγματι τα φυτά στρέφονται προς το φως. Το αντικείμενο της μελέτης των βιολογικών επιστημών ÔÈÔÈ Â Ó È ÔÈ ÎÏ ÔÈ ÙË ÈÔÏÔÁ Î È ÙÈ ÌÂÏÂÙ Ô Î ı Ó ; Κλάδος της βιολογίας ζωολογία βοτανική ανατομία φυσιολογία ανθρωπολογία οικολογία γενετική μικροβιολογία κυτταρική βιολογία μοριακή βιολογία εξέλιξη βιοτεχνολογία Αντικείμενο μελέτης η βιολογία των ζώων η βιολογία των φυτών η μορφολογία των οργανισμών η λειτουργία των οργανισμών η δομή και οι λειτουργίες των συστημάτων του ανθρώπου οι σχέσεις των οργανισμών μεταξύ τους και με το περιβάλλον τους το γενετικό υλικό και οι νόμοι της κληρονομικότητας οι μικροοργανισμοί η δομή και η λειτουργία του κυττάρου τα μόρια τα οποία συμμετέχουν στο φαινόμενο της ζωής οι μεταβολές των οργανισμών από τότε που εμφανίστηκε η ζωή πάνω στον πλανήτη η αξιοποίηση των οργανισμών προς όφελος του ανθρώπου 16

Οι επιδράσεις των εφαρμογών της βιολογίας στην ποιότητα της ζωής του ανθρώπου ÔÈ ÛËÌ ÓÙÈÎ appleúô Ï Ì Ù appleúôûapple ıô ÌÂ Ó ÓÙÈÌÂÙˆapple ÛÔ ÌÂ Ù ÙÂÏÂ Ù ÚfiÓÈ ÌÂ ÙË Ô ıâè ÙË ÈÔÏÔÁ ; Τα τελευταία χρόνια ο άνθρωπος ενδιαφέρεται ιδιαίτερα για τη βελτίωση της ποιότητας της ζωής του. Για το λόγο αυτόν γίνεται προσπάθεια, με τη βοήθεια της βιολογίας, και κυρίως της μοριακής βιολογίας και της γενετικής μηχανικής, να αντιμετωπιστούν προβλήματα που αφορούν: στην υγεία του, στην υποβάθμιση του περιβάλλοντος, στον υποσιτισμό, στον υπερπληθυσμό κ.ά. ÔÈ Â Ó È Ë Û ÓÂÈÛÊÔÚ ÙË ÈÔÏÔÁ ÛÙ ı Ì Ù ÙË ÁÂ ; Η βιολογία, όσον αφορά σε θέματα υγείας, έχει συμβάλει σημαντικά: στην πρόληψη, στη διάγνωση και στη θεραπεία των ασθενειών. Ασθένειες όπως η ευλογιά και η πολιομυελίτιδα έχουν σχεδόν εξαλειφθεί. Πολλές ασθένειες, που κάποτε ήταν η κύρια αιτία της παιδικής θνησιμότητας, σήμερα ελέγχονται με τα εμβόλια. Οι έρευνες των βιολόγων έχουν οδηγήσει στην παραγωγή χρήσιμων για την υγεία προϊόντων, όπως είναι τα αντιβιοτικά, οι ορμόνες (π.χ. ινσουλίνη) κ.ά. Οι συνεχιζόμενες έρευνες δίνουν την ελπίδα και για άλλα επιτεύγματα στο μέλλον, όπως είναι η θεραπεία του καρκίνου και η παρασκευή εμβολίου για το AIDS. ÔÈ Â Ó È Ë Û ÓÂÈÛÊÔÚ ÙË ÈÔÏÔÁ ÛÙÔ appleúfi ÏËÌ ÙÔ appleôûèùèûìô ; Η βιολογία συμβάλλει σημαντικά στην αντιμετώπιση του προβλήματος του υποσιτισμού, μια και εξασφαλίζει μεγαλύτερη ποσότητα προϊόντων αφού έχει δημιουργήσει : Ποικιλίες οικόσιτων ζώων (πουλερικών, αγελάδων και χοίρων), με σημαντικότερη απόδοση σε σχέση με την παραγωγή παλαιότερων χρόνων. Στις μέρες μας οι αγελάδες που εκτρέφονται για το κρέας τους αναπτύσσονται γρηγορότερα, οι γα- 17

λακτοπαραγωγικές αγελάδες παράγουν πολύ περισσότερο γάλα ημερησίως και τα πουλερικά γεννούν περισσότερα αυγά. μπμ π ª Δ ÛÎÂÊÙÔ Ì (ÛÂÏ. 13) È ÂÊ ÚÌÔÁ ÙË ÈÔÏÔÁÈÎ ÚÂ Ó Ô Ó ÌfiÓÔ Â ÂÚÁÂÙÈÎ ÂappleÈ Ú ÛÂÈ ; Δ ªª Û Ó appleúô ÏÏÔ Ó appleúô ÏËÌ ÙÈÛÌÔ appleô appleôúú Ô Ó applefi ÙË Ú Á Ó appleù ÍË ÙË ÈÔÏÔÁ. ÔÏÏ ÂÚˆÙ Ì Ù Û ÂÙ ÔÓÙ È Ì ÙËÓ appleúôûù Û ÙˆÓ Î - Ù Ó ÏˆÙÒÓ Î È ÙˆÓ ÁÚÔÙÒÓ, ÙËÓ ÛÊ ÏÂÈ Î È ÙËÓ Á ÙÔ ÓıÚÒappleÔ Î È ÙˆÓ ÏÏˆÓ ÔÚÁ ÓÈÛÌÒÓ ÙË Ë, ÙËÓ ÈÛÔÚÚÔapple ÙÔ appleâúè ÏÏÔÓÙÔ ÎÙÏ. ªappleÔÚ ÙÂ Ó ÛÎÂÊ٠٠ËıÈÎ, ÓÔÌÈÎ Î È ÓıÚˆappleÈÛÙÈÎ appleúô Ï Ì Ù appleô Ô Ó Û ÛË Ì ÙËÓ Ù ÓËÙ ÁÔÓÈÌÔappleÔ ËÛË, ÙËÓ Â ı Ó Û, ÙË Ú ÛË ÙˆÓ appleâèú Ì Ùfi ˆˆÓ, ÙËÓ ÎÙÚˆ- ÛË, Ù ÂÌ fiïè, ÙË Û Ì ÓÛË ÙˆÓ ÁÂÓÂÙÈÎ ÙÚÔappleÔappleÔÈËÌ ÓˆÓ appleúô fióùˆó, ÙË È Â - ÚÈÛË ÙˆÓ Ê ÛÈÎÒÓ applefiúˆó Î È ÙÔ Ê ÛÈÎÔ appleâúè ÏÏÔÓÙÔ ÁÂÓÈÎfiÙÂÚ ; ΔÈ appleúôùâ ÓÂÙ appleúôîâèì ÓÔ Ó appleúôûù Ù ÙÔ Ó Ë ˆ Î È Ë Á fiïˆó ÙˆÓ ÔÚ- Á ÓÈÛÌÒÓ ÙÔ appleï Ó ÙË Ì Û ÛÂ Ó fiûô Á ÓÂÙ È appleèô ÈÛÔÚÚÔappleËÌ ÓÔ appleâúè ÏÏÔÓ: Ευθανασία ορίζεται η διακοπή, με τη βοήθεια γιατρών, της ζωής ενός ασθενούς που πάσχει από μια ανίατη ασθένεια, όταν ο ίδιος το επιθυμεί. Υπάρχουν πολλοί προβληματισμοί σχετικά με το θέμα. Ποιος θα κρίνει αν η κατάσταση του ασθενούς είναι τέτοια που «έχει δικαίωμα στην ευθανασία»; Τι συμβαίνει στις περιπτώσεις που υπάρχουν μέθοδοι περιορισμού των δυσμενών συμπτωμάτων μιας ασθένειας, αλλά αδυνατεί ο ασθενής να τις χρησιμοποιήσει λόγω του μεγάλου τους οικονομικού κόστους; Τι γίνεται αν ο ασθενής βρίσκεται σε μια κατάσταση η οποία δεν του επιτρέπει να δώσει ο ίδιος τη συγκατάθεσή του για πραγματοποίηση ευθανασίας; Δικαιούται ένας γιατρός να προκαλεί το θάνατο σε έναν άλλο άνθρωπο (τον ασθενή) ακόμα και αν ο τελευταίος υποφέρει; Η χρήση πειραματόζωων γίνεται συνήθως για ερευνητικούς σκοπούς με στόχο τη βελτίωση της ποιότητας ζωής του ανθρώπου. Τα πειραματόζωα χρησιμοποιούνται σε πειράματα που αφορούν ασθένειες του ανθρώπου, αλλά και για τον 18

έλεγχο της δράσης φαρμάκων και ουσιών περιποίησης, για την αξιολόγηση της ασφάλειας στη χρήση ορισμένων προϊόντων (ιατρικών ουσιών, οδοντιατρικών προϊόντων, προσθέτων τροφίμων, καλλυντικών, ουσιών που βρίσκουν εφαρμογή στη γεωργία κ.ά.). Η 24 η Απριλίου έχει καθιερωθεί ως ημέρα κατά των πειραμάτων στα ζώα, μια και σχετικά με το θέμα υπάρχουν προβληματισμοί όπως: Έχουμε το δικαίωμα εμείς οι άνθρωποι, προκειμένου να βελτιώσουμε την ποιότητα ζωής μας, να ταλαιπωρούμε και να προκαλούμε πόνο σε άλλους οργανισμούς; Έκτρωση ή άμβλωση ορίζεται η πρόωρη απομάκρυνση του εμβρύου από τη μήτρα με μηχανικά ή φαρμακευτικά μέσα, με αποτέλεσμα το θάνατο του εμβρύου. Το μεγάλο ερώτημα που υπάρχει είναι το εξής: Το έμβρυο, έστω και μερικών εβδομάδων, μπορεί να θεωρηθεί άνθρωπος, οπότε η έκτρωση λογίζεται ανθρωποκτονία; Το εμβόλιο (βλέπε 4η ενότητα) περιέχει μικρή ποσότητα νεκρών ή ανενεργών μικροοργανισμών ή και τμημάτων τους. Χάρη στον εμβολιασμό έχουν εξαφανιστεί πολλές ασθένειες που στο παρελθόν μάστιζαν την ανθρωπότητα. Σε ελάχιστες περιπτώσεις ο εμβολιασμός μπορεί να έχει σοβαρές παρενέργειες και να οδηγήσει ακόμα και στο θάνατο. Θα πρέπει να παίρνουμε το ρίσκο αυτό; Η έλλειψη σήμανσης των γενετικά τροποποιημένων οργανισμών στερεί από τους καταναλωτές το δικαίωμα να επιλέξουν αν θα χρησιμοποιήσουν ή όχι τους γενετικά τροποποιημένους οργανισμούς και τα προϊόντα τους (π.χ. τρόφιμα). Δημιουργείται έτσι ένα ηθικό ζήτημα. Επιπλέον, οι γενετικά τροποποιημένοι οργανισμοί δεν έχουν δοκιμαστεί στο χρόνο, με αποτέλεσμα να μην έχουν, ακόμη, επιβεβαιωθεί οι θετικές ή αρνητικές τους επιδράσεις στον άνθρωπο και το περιβάλλον. Έτσι αν κάποιος, εν αγνοία του, τους χρησιμοποιήσει και εξαιτίας τους εμφανίσει προβλήματα υγείας, προκύπτουν νομικά προβλήματα. Το πρόβλημα που αφορά στη διαχείριση των φυσικών πόρων και του περιβάλλοντος συνίσταται στο ότι οι φυσικοί πόροι (νερό, μέταλλα, ορυκτά καύσιμα κ.ά.) δεν είναι ανεξάντλητοι και ότι η ανθρωποκεντρική και ωφελιμιστική διαχείριση του περιβάλλοντος δημιουργεί και θα δημιουργεί προβλήματα στους οργανισμούς. Για παράδειγμα, έχουν το δικαίωμα κάποιοι να σπαταλούν αλόγιστα τα υδάτινα αποθέματα χωρίς να λαμβάνουν μέριμνα για τις επόμενες γενιές; Έχουν το δικαίωμα κάποιες χώρες να μεταφέρουν πυρηνικά και άλλα απόβλητά τους σε άλλες, φτωχές χώρες; Στην περίπτωση της τεχνητής γονιμοποίησης πολλά είναι τα ερωτήματα που έχουν ανακύψει: Πρέπει να επιτρέπεται ή όχι η επιλογή του φύλου των παιδιών; Μέχρι ποια ηλικία είναι σωστό να αποκτήσει ένα ζευγάρι παιδί; Είναι θεμιτό να αποκτήσει ένα ζευγάρι παιδί χρησιμοποιώντας τη μήτρα μιας άλλης γυναίκας (παρένθετης μητέρας), τα ωάρια μιας άλλης γυναίκας (δότριας) ή τα σπερματοζωάρια 19

ενός άλλου άντρα (δότη); Να αξιοποιήσουν τα ομοφυλόφιλα ζευγάρια τη δυνατότητα απόκτησης παιδιού; Ποιο είναι το κόστος για την υγεία της γυναίκας που λαμβάνει ορμονικά σκευάσματα, προκειμένου να αποκτήσει παιδί με κάποια μέθοδο υποβοηθούμενης αναπαραγωγής; Για να προστατευτεί η ζωή και η υγεία όλων των οργανισμών του πλανήτη μέσα σε ένα όσο γίνεται πιο ισορροπημένο περιβάλλον απαιτείται: θεσμοθέτηση νόμων οι οποίοι να προστατεύουν το περιβάλλον αλλά και την υγεία, ευαισθητοποίηση των ανθρώπων, μέσα από την εκπαίδευση, στα θέματα ανθρωπίνων δικαιωμάτων, προστασίας του περιβάλλοντος, αλληλεξάρτησης των ζωντανών οργανισμών. ÚˆÙ ÛÂÈ - ÚÔ Ï Ì Ù - Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙÂ (ÛÂÏ. 14) 1. ŸÙ Ó ÂÊ ÚÌfi Ô ÌÂ ÙËÓ ÂappleÈÛÙËÌÔÓÈÎ Ì ıô Ô, apple Ú Ô Ó ÌÂÚÈÎÔ «Ú ÛÔ» Î ÓfiÓÂ appleô appleú appleâè Ó ÂÊ ÚÌfi ÔÓÙ È. ÙÔÓ apple Ó Î appleô ÎÔÏÔ ıâ ÓÔÓÙ È ÙÚÂÈ applefi ÙÔ. N appleúôûapple ı ÛÂÙÂ Ó ÙÔ Ó Î Ï ÂÙÂ Î ÓÔÓÙ ÙË ÛˆÛÙ ÓÙÈ- ÛÙÔ ÈÛË. ΚΑΝΟΝΑΣ 1. Mόνο ένας παράγοντας πρέπει να εξετάζεται κάθε φορά και οι άλλοι να μένουν σταθεροί. 2. Πρέπει να χρησιμοποιείται σχετικά μεγάλος αριθμός οργανισμών ή κυττάρων κ.ά. 3. Θα πρέπει να παίρνουμε τα ίδια αποτελέσματα όποτε επαναλαμβάνουμε το ίδιο πείραμα. ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΣΗ A. Eάν τα αποτελέσματα δεν επαναλαμβάνονται, μπορεί να είναι τυχαία και συνεπώς να μην υποστηρίζουν την υπόθεση. B. Eάν εξετάζονται περισσότεροι παράγοντες, τότε δεν θα είναι εύκολο να συμπεράνουμε ποιος από όλους είναι υπεύθυνος για τα αποτελέσματα στα οποία καταλήξαμε. Γ. Eάν χρησιμοποιείται σχετικά μικρός αριθμός οργανισμών ή κυττάρων, ίσως τα συμπεράσματα να μην μπορούν να γενικευτούν. Aπάντηση 1 B, 2 Γ, 3 A 20

2. appleôèôè ÓıÚˆappleÔÈ appleôûùëú Ô Ó fiùè ÔÈ ÁÂÏ Â ÌappleÔÚÔ Ó Ó apple Ú ÁÔ Ó appleâ- ÚÈÛÛfiÙÂÚÔ Á Ï Â Ó Ú ÛÎÔÓÙ È ÛÂ appleâúè ÏÏÔÓ fiappleô ÎÔ Ó ÌÔ ÛÈÎ. Ò ÌappleÔ- ÚÂ ÙÂ Ó ÂÏ ÁÍÂÙÂ Ù ÙËÓ applefiıâûë; Προκειμένου να ελέγξουμε την υπόθεση ότι οι αγελάδες μπορούν να παράγουν περισσότερο γάλα εάν βρίσκονται σε περιβάλλον όπου ακούν μουσική, σχεδιάζουμε και πραγματοποιούμε κατάλληλο πείραμα. Επιλέγουμε αγελάδες ίδιας ηλικίας και ίδιου βάρους, που ανήκουν στην ίδια φυλή. Τις χωρίζουμε σε δύο ομάδες και παρέχουμε σε αυτές το ίδιο είδος και την ίδια ποσότητα τροφής. Η μόνη διαφορά ανάμεσα στις δύο ομάδες θα είναι ότι η μία ομάδα θα εκτρέφεται σε χώρο με μουσική, ενώ η άλλη όχι. Καθημερινά θα ζυγίζουμε την ποσότητα του γάλακτος που θα συλλέγουμε από τις δύο ομάδες και θα καταγράφουμε τα αποτελέσματα. Έπειτα από ορισμένο χρονικό διάστημα θα συγκρίνουμε τις μετρήσεις από τις δύο ομάδες. Εάν η ποσότητα του γάλακτος είναι μεγαλύτερη στην περίπτωση των αγελάδων που εκτρέφονταν στο χώρο με τη μουσική, τότε επαληθεύεται η υπόθεση ότι οι αγελάδες παράγουν περισσότερο γάλα εάν βρίσκονται σε περιβάλλον όπου ακούν μουσική. 3. ÙË Ì ÛË ÂÓfi Î appleô apple Ú ÂÈ Ó ÌÂÁ ÏÔ appleâ ÎÔ. Ú ÙËÚÔ ÌÂ fiùè, Ó Î È ÛÙÔÓ applefiïôèappleô Î appleô Ô Ó Ê ÙÚÒÛÂÈ appleôïï Ì ÚÁ Ú ÙÂ, ÂÓ apple Ú ÂÈ Î Ì Î - Ùˆ applefi ÙÔ appleâ ÎÔ.. È Ù appleòûâùâ Ô appleôı ÛÂÈ ÁÈ Ó ÈÙÈÔÏÔÁ ÛÂÙÂ ÁÈ Ù ÂÓ apple Ú Ô Ó Ì ÚÁ Ú ÙÂ Î Ùˆ applefi ÙÔ appleâ ÎÔ.. ÂappleÈÏ ÍÂÙÂ Ì applefi ÙÈ Ô appleôı ÛÂÈ Î È Ó Î ÓÂÙÂ Ì applefiıâûë ÂÚÁ - Û (appleúfi ÏÂ Ë) Ë ÔappleÔ ı ÌappleÔÚÂ Ó ÂÏÂÁ ıâ ÌÂ Ó appleâ Ú Ì. Á. appleâúèáú ÂÙÂ Ó appleâ Ú Ì ÌÂ ÙÔ ÔappleÔ Ô ı appleô ÂÈÎÓ ÂÙ È fiùè Ë applefiıâûë Â Ó È ÛˆÛÙ. α. 1 η υπόθεση: Το ηλιακό φως το οποίο φτάνει στο έδαφος που βρίσκεται κάτω από τα κλαδιά του πεύκου δεν επαρκεί για να πραγματοποιηθεί φωτοσύνθεση και να αναπτυχθούν μαργαρίτες. 2 η υπόθεση: Τα θρεπτικά συστατικά στο έδαφος που βρίσκεται κάτω από τα κλαδιά του πεύκου δεν επαρκούν για την ανάπτυξη άλλων φυτών, διότι έχουν απορροφηθεί από τις ρίζες του πεύκου. β. Έστω ότι επιλέγουμε την 2 η υπόθεση. Πρόβλεψη: Μαργαρίτες τις οποίες θα φυτέψουμε κάτω από το πεύκο θα αναπτυχθούν φυσιολογικά, αν εμπλουτίσουμε το έδαφος (π.χ. χρησιμοποιώντας κοπριά ή λίπασμα) με θρεπτικά συστατικά. 21

γ. Φυτεύουμε μερικές μαργαρίτες κάτω από το πεύκο. Τις μισές σε θέση όπου το έδαφος έχει εμπλουτιστεί με θρεπτικά συστατικά και τις άλλες μισές σε θέση όπου δεν έχουμε παρέμβει στη σύσταση του εδάφους. Παρατηρούμε την ανάπτυξή τους και καταγράφουμε τις μετρήσεις μας. ªÈÎÚ Ú ÓÂ Î È ÂÚÁ Û Â (ÛÂÏ. 14) ÔÏÏÔ ÂappleÈÛÙ ÌÔÓ ÂÊ ÚÌfi Ô Ó ÙÈ ÈÔÏÔÁÈÎ ÙÔ ÁÓÒÛÂÈ Û ÏÏ ÁÓˆÛÙÈ- Î ÓÙÈΠÌÂÓ. È ÙÚÔ, ÓÔÛÔÎfiÌÂ, ÎÙËÓ ÙÚÔÈ, ÁˆapplefiÓÔÈ Î È ÛÔÏfiÁÔÈ, Â Ó È fiïôè ÙÔ «ÈÔÏfiÁÔÈ» ÌÂ È ÊÔÚÂÙÈÎÔ ÙÚfiappleÔ. Œ Ô Ó fiïôè ÙÈ ÁÓÒÛÂÈ ÈÔÏÔ- Á, appleô apple ÎÙËÛ Ó Î Ù ÙË È ÚÎÂÈ ÙˆÓ ÛappleÔ ÒÓ ÙÔ. Î ÓÂÙ ÌÈ ÌÈÎÚ ÚÂ Ó Î È Ó Û ÓÙ ÍÂÙÂ Ó Ó Î Ù ÏÔÁÔ Ì Âapple ÁÁ ÏÌ Ù appleô Û ÂÙ ÔÓÙ È Ì ÙÔ ÎÏ Ô ÙË ÈÔÏÔÁ. Μερικά από τα επαγγέλματα τα οποία σχετίζονται με τους κλάδους της βιολογίας, είτε άμεσα είτε έμμεσα, είναι τα ακόλουθα: ωκεανολόγος, βιοχημικός, βιοτεχνολόγος, ιχθυολόγος, κλινικός εμβρυολόγος, περιβαλλοντολόγος, φαρμακοποιός, γυμναστής, παλαιοντολόγος, μελισσοκόμος, οινολόγος, κηπουρός, διαιτολόγος, οπτικός, εκπαιδευτής ζώων, μαία, μεταφραστής ιατρικών κειμένων, αισθητικός, φυσικοθεραπευτής, λογοθεραπευτής κ.ά. 22

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΖΩΗΣ- ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

º π 1 ΤΑ ΜΟΡΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ B ÛÈÎ ÂÚˆÙ ÛÂÈ ıâˆú 1.1 ÔÈ Â Ó È Ù Û ÛÙ ÙÈÎ ÙˆÓ ˆÓÙ ÓÒÓ ÔÚÁ ÓÈÛÌÒÓ; Οι ζωντανοί οργανισμοί δομούνται από χημικά στοιχεία. Συγκεκριμένα, 27 από τα 92 χημικά στοιχεία που υπάρχουν ελεύθερα στο περιβάλλον είναι απαραίτητα για τους οργανισμούς. Μερικά από τα χημικά αυτά στοιχεία είναι ο άνθρακας, το οξυγόνο, το άζωτο, το ασβέστιο, ο φωσφόρος, το χλώριο, το κάλιο κ.ά. 1.2 È Ê ÚÂÈ Ë Û ÛÙ ÛË ÙˆÓ ÔÚÁ ÓÈÛÌÒÓ applefi ÙË Û ÛÙ ÛË ÙˆÓ ÈˆÓ ÓÙÈÎÂÈÌ - ÓˆÓ; Και οι οργανισμοί και τα άβια αντικείμενα αποτελούνται από τα ίδια χημικά στοιχεία, διαφέρουν όμως ως προς το ποσοστό που αυτά απαντούν στο σώμα τους. Για παράδειγμα στους οργανισμούς τα επικρατέστερα χημικά στοιχεία είναι το υδρογόνο, το οξυγόνο, ο άνθρακας και το άζωτο (τα οποία συμμετέχουν στο σχηματισμό των χημικών μορίων των οργανισμών σε ποσοστό 96% w/w), ενώ στο φλοιό της Γης τα επικρατέστερα χημικά στοιχεία είναι το πυρίτιο και το οξυγόνο. 1.3 ÔÈ ÛÙÔÈ Â ÔÓÔÌ ÔÓÙ È È ÓÔÛÙÔÈ Â ; Ιχνοστοιχεία ονομάζονται τα χημικά στοιχεία, τα οποία είναι απαραίτητα για τους οργανισμούς, αλλά απαντώνται σε μικρή ποσότητα σε αυτούς (π.χ. το κάλιο, το νάτριο, το μαγνήσιο κ.ά.). 1.4 ÔÈ ÓfiÚÁ Ó ÂÓÒÛÂÈ Â Ó È apple Ú ÙËÙ ÁÈ ÙËÓ ÔÌ Ï ÏÂÈÙÔ ÚÁ Î È Ó appleù ÍË ÙˆÓ ÔÚÁ ÓÈÛÌÒÓ; Ανόργανες ενώσεις οι οποίες είναι απαραίτητες για την ομαλή λειτουργία και ανάπτυξη των οργανισμών είναι: 24

το νερό, το οποίο είναι το κυριότερο συστατικό των οργανισμών, άλατα, όπως το χλωριούχο νάτριο ή τα άλατα του ασβεστίου. 1.5 fiûô ÓÂÚfi apple Ú ÂÈ ÛÙÔ ÔÚÁ ÓÈÛÌÔ Î È ÁÈ Ù ÙÔ ÓÂÚfi Â Ó È apple Ú ÙËÙÔ ÁÈ ÙËÓ ÔÌ Ï ÏÂÈÙÔ ÚÁ Î È Ó appleù ÍË ÙˆÓ ÔÚÁ ÓÈÛÌÒÓ; Το νερό είναι το κυριότερο συστατικό των οργανισμών. Για παράδειγμα στον άνθρωπο, το 70% περίπου του σώματός του είναι νερό. Από το νερό αυτό, περισσότερο από 35% βρίσκεται στο εσωτερικό των κυττάρων του οργανισμού. Το νερό είναι απαραίτητο για την ομαλή λειτουργία και ανάπτυξη των οργανισμών (ζωικών και φυτικών), διότι: πολλές χημικές ουσίες διαλύονται στο νερό το οποίο υπάρχει στο εσωτερικό των κυττάρων και έτσι οι ουσίες αυτές έρχονται σε επαφή μεταξύ τους και αντιδρούν εύκολα, χάρη στο νερό επιτυγχάνεται η μεταφορά ουσιών στο εσωτερικό των κυττάρων και των οργανισμών. 1.6 ΔÈ ÔÓÔÌ Ô Ì ΠÎÏÔ ÙÔ ÓÂÚÔ ; O κύκλος του νερού περιλαμβάνει όλες τις διαδικασίες που επαναλαμβάνονται συνεχώς στη φύση και αναγκάζουν το νερό να κυκλοφορεί αδιάκοπα. Ο κύκλος του νερού είναι απαραίτητος για τη διατήρηση της ζωής στη Γη. Οι διαδικασίες με τις οποίες επιτυγχάνεται η κυκλοφορία του νερού είναι οι ακόλουθες: Με τη βροχή, το χιόνι και το χαλάζι το νερό πέφτει από την ατμόσφαιρα στους ωκεανούς, στις θάλασσες, στις λίμνες και στα ποτάμια (που καλύπτουν περισσότερο από το 70% της επιφάνειας του πλανήτη μας), αλλά και στο έδαφος. Με την εξάτμιση το νερό επιστρέφει, με τη μορφή υδρατμών, στην ατμόσφαιρα. Όλοι οι οργανισμοί, μονοκύτταροι και πολυκύτταροι, φυτικοί και ζωικοί, προσλαμβάνουν νερό από το περιβάλλον τους. Για παράδειγμα τα φυτά προσλαμβάνουν νερό από το έδαφος με τις ρίζες τους. Οι οργανισμοί αποδίδουν νερό στο περιβάλλον τους. Για παράδειγμα τα φυτά επιστρέφουν στην ατμόσφαιρα, με τη διαδικασία της διαπνοής, το νερό που προσέλαβαν με τις ρίζες τους από το έδαφος. 1.7 È Ù ÙÔ ÓÂÚfi ÙË ı Ï ÛÛ Â Ó È ÏÌ Úfi ÂÓÒ ÙˆÓ ÏÈÌÓÒÓ ÁÏ Îfi; ΔÈ Û Ó appleâè-  ÂÈ Ë È ÊÔÚ Ù ; 25

Το νερό της θάλασσας είναι αλμυρό, διότι περιέχει 4% περίπου διαλυμένα άλατα. Τα άλατα αυτά φτάνουν στη θάλασσα με τα νερά των ποταμών και προέρχονται από το έδαφος και τα πετρώματα της κοίτης των ποταμών απ όπου τα παρασύρει το νερό. Με τη διαδικασία της εξάτμισης απομακρύνεται νερό από τη θάλασσα, όχι όμως και τα άλατα, τα οποία παραμένουν και αυξάνουν την αλατότητά της (περιεκτικότητα σε άλατα). Το νερό των λιμνών δεν είναι αλμυρό, διότι οι λίμνες εμπλουτίζονται με νερό συνήθως χάρη στη βροχή που πέφτει, η οποία δεν περιέχει άλατα. Το γεγονός ότι η περιεκτικότητα των θαλασσών σε άλατα είναι μεγαλύτερη από αυτή των λιμνών έχει ως αποτέλεσμα άλλοι οργανισμοί να ζουν στις λίμνες και στα ποτάμια (αυτοί που έχουν προσαρμοστεί στα γλυκά νερά) και άλλοι στις θάλασσες (αυτοί που έχουν προσαρμοστεί στα αλμυρά νερά). 1.8 ÔÈ Â Ó È Ù Î ÚÈ ÔÌÈÎ Û ÛÙ ÙÈÎ ÙˆÓ ÔÚÁ ÓÈÛÌÒÓ; Οι οργανισμοί δομούνται κυρίως από οργανικές ενώσεις, δηλαδή ενώσεις του άνθρακα με το υδρογόνο, το οξυγόνο και το άζωτο. Οι κυριότερες οργανικές ενώσεις που απαντούν στους οργανισμούς είναι οι υδατάνθρακες, οι πρωτεΐνες, τα λιπίδια και τα νουκλεϊκά οξέα. 1.9 ΔÈ Â Ó È ÔÈ Ù ÓıÚ ÎÂ Î È appleôèô Ô ÚfiÏÔ ÙÔ ÛÙÔ ÔÚÁ ÓÈÛÌÔ ; Οι υδατάνθρακες ή αλλιώς σάκχαρα είναι οργανικές ενώσεις. Διακρίνονται σε: μονοσακχαρίτες (π.χ. γλυκόζη) που είναι απλές ενώσεις, και πολυσακχαρίτες (π.χ. άμυλο, κυτταρίνη, γλυκογόνο) που είναι σύνθετες ενώσεις, οι οποίες προκύπτουν από τη συνένωση πολλών μονοσακχαριτών. Ο ρόλος των υδατανθράκων στους οργανισμούς είναι εξαιρετικά σημαντικός μια και: αποτελούν πηγή ενέργειας για τους οργανισμούς αφού κατά τη διάσπασή τους απελευθερώνεται μεγάλο ποσό ενέργειας, αποτελούν δομικά συστατικά των κυττάρων. 1.10 ΔÈ Â Ó È ÔÈ appleúˆùâ ÓÂ Î È appleôèô Ô ÚfiÏÔ ÙÔ ÛÙÔ ÔÚÁ ÓÈÛÌÔ ; Οι πρωτεΐνες είναι οργανικές ενώσεις οι οποίες δομούνται από απλούστερες ενώσεις, τα αμινοξέα. Από τα 170 και περισσότερα διαφορετικά αμινοξέα τα 26

οποία απαντούν στη φύση 20 συμμετέχουν στη δημιουργία των πρωτεϊνών. Οι χημικοί δεσμοί που συνδέουν τα αμινοξέα μεταξύ τους ονομάζονται πεπτιδικοί δεσμοί. Ο ρόλος των πρωτεϊνών στους οργανισμούς είναι εξαιρετικά σημαντικός μια και: αποτελούν δομικά συστατικά των κυττάρων, αποτελούν λειτουργικά συστατικά των κυττάρων (π.χ. ένζυμα). 1.11 ΔÈ Â Ó È Ù Ó Ì ; Τα ένζυμα είναι κατηγορία πρωτεϊνών με λειτουργικό ρόλο. Τα ένζυμα επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις οι οποίες πραγματοποιούνται στους οργανισμούς. 1.12 Ô ÔÊÂ ÏÂÙ È Ë ÌÂÁ ÏË appleôèîèï ÙˆÓ appleúˆùâ ÓÒÓ ÔÈ ÔappleÔ Â apple Ú Ô Ó ÛÙÔ ÔÚÁ ÓÈÛÌÔ ; Οι πρωτεΐνες αποτελούνται από 20 διαφορετικά αμινοξέα τα οποία συνδέονται μεταξύ τους με χημικούς δεσμούς οι οποίοι ονομάζονται πεπτιδικοί δεσμοί. Ο αριθμός των αμινοξέων σε κάθε πρωτεΐνη αλλά και η σειρά με την οποία ενώνονται μεταξύ τους ποικίλλει. Όπως ο συνδυασμός των 24 γραμμάτων του ελληνικού αλφαβήτου οδηγεί στη δημιουργία χιλιάδων λέξεων, έτσι και ο συνδυασμός των 20 αμινοξέων οδηγεί στη δημιουργία χιλιάδων πρωτεϊνών. 1.13 ΔÈ Â Ó È Ù ÏÈapple È Î È appleôèô Ô ÚfiÏÔ ÙÔ ÛÙÔ ÔÚÁ ÓÈÛÌÔ ; Τα λιπίδια είναι οργανικές ενώσεις οι οποίες απαντούν στους ζωντανούς οργανισμούς. Ένα μόριο λίπους σχηματίζεται από την ένωση τριών μορίων λιπαρών οξέων με ένα μόριο γλυκερόλης. Ο ρόλος των λιπιδίων στους οργανισμούς είναι εξαιρετικά σημαντικός μια και: είναι δομικά συστατικά των κυττάρων, αποτελούν αποθήκες ενέργειας των οργανισμών, επειδή κατά τη διάσπασή τους απελευθερώνεται μεγάλη ποσότητα ενέργειας. 1.14 ÔÈÂ ÔÚÁ ÓÈÎ ÂÓÒÛÂÈ ÚËÛÈÌÂ Ô Ó ˆ appleôı ÎÂ ÂÓ ÚÁÂÈ ÁÈ ÙÔÓ ÔÚ- Á ÓÈÛÌfi; Aπάντηση Ως αποθήκες ενέργειας στους οργανισμούς χρησιμεύουν τα λιπίδια και οι υδατάνθρακες. 27

Κατά τη διάσπαση των λιπιδίων απελευθερώνεται διπλάσια ποσότητα ενέργειας σε σχέση με αυτή που απελευθερώνεται από τη διάσπαση των υδατανθράκων. 1.15 ΔÈ Â Ó È Ù ÓÔ ÎÏÂ Î ÔÍ Î È appleôèô Ô ÚfiÏÔ ÙÔ ÛÙÔ ÔÚÁ ÓÈÛÌÔ ; Τα νουκλεϊκά οξέα είναι οργανικές ενώσεις οι οποίες δομούνται από απλούστερες ενώσεις, τα νουκλεοτίδια. Υπάρχουν δύο κατηγορίες νουκλεϊκών οξέων. Το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) και το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA). Ο ρόλος των νουκλεϊκών οξέων στους οργανισμούς είναι εξαιρετικά σημαντικός μια και: καθορίζουν τα κληρονομικά γνωρίσματα, ελέγχουν τις λειτουργίες των οργανισμών. μπμ π ª Δ ÚˆÙ ÛÂÈ - ÚÔ Ï Ì Ù - Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙÂ (ÛÂÏ. 21) 1. ÓÙÈÛÙÔÈ ÛÂÙÂ ÙÔ fiúô ÙË ÛÙ ÏË π ÌÂ ÙÔ Î Ù ÏÏËÏÔ fiúô ÙË ÛÙ ÏË ππ: I II Πρωτεΐνες Υδατάνθρακες Λιπίδια Μονοσακχαρίτες Αμινοξέα Νουκλεϊκά οξέα Νουκλεοτίδια 28

2. Û ÌappleÏËÚÒÛÂÙ Ì ÙÔ Î Ù ÏÏËÏÔ fiúô Ù ÎÂÓ ÛÙÈ apple Ú Î Ùˆ appleúô- Ù ÛÂÈ : α. Το νερό είναι το κυριότερο συστατικό των οργανισμών. Έχει μεγάλη διαλυτική ικανότητα, γιατί σε αυτό μπορούν να διαλυθούν πολλές χημικές ουσίες, και αποτελεί περίπου το 70% του ανθρώπινου σώματος. β. Τα δομικά συστατικά των πρωτεϊνών είναι τα αμινοξέα ενώ των πολυσακχαριτών οι μονοσακχαρίτες. γ. Τα νουκλεϊκά οξέα είναι το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) και το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA). 3. Ó Û ÌappleÏËÚÒÛÂÙ ۈÛÙ ÙËÓ ÎÚÔÛÙÈ, ÛÙË ÚˆÌ ÙÈÛÙ ÛÙ ÏË ı Û ËÌ - ÙÈÛÙÂ Ë ÛËÌ ÓÙÈÎfiÙÂÚË ÓfiÚÁ ÓË ËÌÈÎ ÓˆÛË ÛÙÔÓ appleï Ó ÙË Ì. 1. applefi Ù appleôùâïâ Ù È Ó ÓÔ ÎÏ Îfi ÔÍ. 2. Δ ÏÈapple È appleâïâ ıâúòóô Ó ÈappleÏ ÛÈ applefi ÙÔ Ù ÓıÚ ÎÂ. 3. Δ ÙÔÈÔ ÔÍ Â Ó È ÙÔ RNA. 4. applefi Ù ÙÈ ÂÓÒÛÂÈ ÙÔ ÓıÚ Î ÔÌÔ ÓÙ È ÔÈ ÔÚÁ ÓÈÛÌÔ. 1 Ν Ο Υ Κ Λ Ε Ο Τ Ι Δ Ι Α 2 Ε Ν Ε Ρ Γ Ε Ι Α 3 Ρ Ι Β Ο Ν Ο Υ Κ Λ Ε Ϊ Κ Ο 4 Ο Ρ Γ Α Ν Ι Κ Ε Σ Στη χρωματιστή στήλη σχηματίζεται η λέξη ΝΕΡΟ. Το νερό είναι η σημαντικότερη ανόργανη χημική ένωση στον πλανήτη μας. 29

ΦYΛΛO EPΓAΣIAΣ 1.1 ªfiÚÈ Î ÙÙ Ú N ÙÔappleÔıÂÙ ÛÂÙ ÛÙËÓ Î Ù ÏÏËÏË ÛÙ ÏË ÙÔ apple Ú Î Ùˆ fiúô : νερό, κύτταρο, πρωτεΐνη, οξυγόνο, ζάχαρη, λίπος, καρδιά, ελιά, χώμα, ατμοσφαιρικός αέρας, τροφή, δέντρο, άνθρωπος, φύλλο, κρασί, γάλα, πατάτα, άμυλο, λάδι, φιστίκι. Aπάντηση 1 2 Aποτελούνται από μόρια Aποτελούνται από κύτταρα νερό, κύτταρο, πρωτεΐνη, οξυγόνο ζάχαρη, λίπος, χώμα, ατμοσφαιρικός αέρας, κρασί, γάλα, άμυλο, λάδι καρδιά, ελιά, τροφή, δέντρο, άνθρωπος, φύλλο, πατάτα, φιστίκι (Τα κύτταρα δομούνται από μόρια) ΦYΛΛO EPΓAΣIAΣ 1.2 ÔÌ Î È ÚfiÏÔ ÙˆÓ Ù ÓıÚ ÎˆÓ, appleúˆùâ ÓÒÓ, ÓÔ ÎÏ ÎÒÓ ÔÍÂÒÓ Î È ÏÈappleÈ ˆÓ Û ÌappleÏËÚÒÛÂÙ ٠ÎÂÓ Ì ÙÔ Î Ù ÏÏËÏÔ fiúô appleô ÓÔÓÙ È ÛÙËÓ appleúòùë ÛÙ ÏË, Ì Û ÛÙËÓ apple Ú ÓıÂÛË. YΔATANΘPAKAΣ ΠPΩTEΪNH NOYKΛEΪKO OΞY ΛIΠIΔIO AΠOTEΛEITAI AΠO (αμινοξέα, λιπαρά οξέα, μονοσακχαρίτες, νουκλεοτίδια) XHMIKA ΣTOIXEIA C, H, O C, H, O, N C, H, O, N, P C, H, O ΠOY ΠEPIEXEI (πιθανόν S) (πιθανόν (C, H, O, N, P, S) N, P) 30

POΛOΣ (δομικό συστατικό, λειτουργικό συστατικό, πηγή ενέργειας, έλεγχος λειτουργίας) ΠAPAΔEIΓMA (άμυλο, αιμοσφαιρίνη, DNA, λίπος) Aπάντηση YΔATANΘPAKAΣ ΠPΩTEΪNH NOYKΛEΪKO OΞY ΛIΠIΔIO AΠOTEΛEITAI AΠO (αμινοξέα, λιπαρά οξέα, μο- μονοσακ- αμινοξέα νουκλεοτίδια λιπαρά νοσακχαρίτες, χαρίτες οξέα νουκλεοτίδια) XHMIKA ΣTOIXEIA C, H, O C, H, O, N C, H, O, N, P C, H, O ΠOY ΠEPIEXEI (πιθανόν S) (πιθανόν (C, H, O, N, P, S) N, P) POΛOΣ δομικό δομικό έλεγχος δομικό (δομικό συστατικό συστατικό λειτουργίας συστατικό συστατικό, λειτουργικό πηγή λειτουργικό πηγή συστατικό, ενέργειας συστατικό ενέργειας πηγή ενέργειας, (τα ένζυμα έλεγχος ελέγχουν τις λειτουργίας) χημικές αντιδράσεις) ΠAPAΔEIΓMA (άμυλο, αιμο- άμυλο αιμοσφαιρίνη DNA λίπος σφαιρίνη, DNA, λίπος) 31

ΚΡΙΤΗΡΙΟ AΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ* (Δ ÌfiÚÈ ÙË ˆ ). ÏÂÈ Û ΠÎÏÔ ÙÔ ÁÚ ÌÌ ÙÔ ÔappleÔ Ô ÓÙÈÛÙÔÈ Â ÛÙË ÛˆÛÙ apple ÓÙËÛË: 1. ÔÈÔ Â Ó È Ô ÚÈıÌfi ÙˆÓ ËÌÈÎÒÓ ÛÙÔÈ Â ˆÓ Ù ÔappleÔ Û ÌÌÂÙ Ô Ó ÛÙË ËÌÈÔ ÚÁ ÙˆÓ ÔÚÁ ÓÈÛÌÒÓ; α. 92. β. 27. γ. 170. δ. 20. 2. ÔÈÔ ËÌÈÎfi ÛÙÔÈ Â Ô Ó ÎÂÈ ÛÙ È ÓÔÛÙÔÈ Â ; α. Ο άνθρακας. β. Το υδρογόνο. γ. Το μαγνήσιο. δ. Το οξυγόνο. 3. Ô ÂÓ apple Ú Ô Ó Ï Ù ; α. Στο νερό της θάλασσας. β. Στα οστά μας. γ. Στο νερό της βροχής. δ. Στα πετρώματα του εδάφους. 4.  appleôè Î ÙËÁÔÚ ÔÚÁ ÓÈÎÒÓ ÂÓÒÛÂˆÓ Ó ÎÂÈ Ë ÁÏ Îfi Ë; α. Στους υδατάνθρακες. β. Στις πρωτεΐνες. γ. Στα λιπίδια. δ. Στα νουκλεϊκά οξέα. 5. ÔÈ applefi ÙÈ apple Ú Î Ùˆ ÂÓÒÛÂÈ apple Ú ÂÈ Û ÌÂÁ Ï ÙÂÚÔ appleôûôûùfi ÛÙÔÓ ÓıÚÒappleÈÓÔ ÔÚÁ ÓÈÛÌfi; α. Το άμυλο. β. Το DNA. γ. Το νερό. δ. Η γλυκόζη. * Οι απαντήσεις βρίσκονται στο τέλος του βιβλίου. 32

μ. ÓÙÈÛÙÔÈ ÛÂÈ ÙÈ ÔÚÁ ÓÈÎ ÂÓÒÛÂÈ (ÛÙ ÏË ) ÌÂ Ù ÔÌÈÎ ÙÔ Û - ÛÙ ÙÈÎ (ÛÙ ÏË μ). ΣΤΗΛΗ Α ΣΤΗΛΗ Β 1. ένζυμα α. γλυκόζη 2. ριβονουκλεϊκό οξύ β. νουκλεοτίδια 3. κυτταρίνη γ. γλυκερόλη και τρία λιπαρά οξέα 4. λιπίδια δ. αμινοξέα. Ú ÎÙËÚ ÛÂÈ ÌÂ ( ) ÙÈ ÛˆÛÙ Î È ÌÂ ( ) ÙÈ Ï Óı ÛÌ ÓÂ appleúôù ÛÂÈ. ÙËÓ appleâú appleùˆûë appleô ÎÚ ÓÂÈ fiùè ÌÈ appleúfiù ÛË Â Ó È Ï Óı ÛÌ ÓË, Ó ÈÙÈÔÏÔ- Á ÛÂÈ ÙËÓ apple ÓÙËÛ ÛÔ. 1. Ο μόνος τρόπος με τον οποίο το νερό επιστρέφει στην ατμόσφαιρα είναι η διαπνοή. 2. Τα νουκλεϊκά οξέα ελέγχουν τις λειτουργίες των οργανισμών. 3. Κατά τη διάσπαση των υδατανθράκων απελευθερώνεται μεγαλύτερο ποσό ενέργειας από ό,τι κατά τη διάσπαση των λιπιδίων. 4. Στη δημιουργία των πρωτεϊνών συμμετέχουν 20 διαφορετικά αμινοξέα. 5. Το νερό βοηθάει στην ομαλή λειτουργία του κυττάρου, διότι έχει μεγάλη διαλυτική ικανότητα.. apple ÓÙ ÛÂÈ ÛÙÈ ÎfiÏÔ ıâ ÂÚˆÙ ÛÂÈ : 1. Τι είναι η διαπνοή; 2. Τι είναι τα ένζυμα; 33

º π 2 ΚΥΤΤΑΡΟ: H ΜΟΝΑΔΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ μ ÛÈÎ ÂÚˆÙ ÛÂÈ ıâˆú 2.1 Ποιος χρησιμοποίησε πρώτος τον όρο «κύτταρο»; Τον όρο «κύτταρο» τον χρησιμοποίησε πρώτος ο Ρόμπερτ Χουκ, το 1665, παρατηρώντας με ένα μικροσκόπιο, το οποίο είχε ο ίδιος κατασκευάσει, λεπτές τομές φελλού. Βέβαια, σήμερα γνωρίζουμε ότι αυτά που παρατήρησε δεν ήταν κύτταρα. 2.2 Ποιες είναι οι βασικές αρχές της κυτταρικής θεωρίας; Σύμφωνα με την κυτταρική θεωρία: Ο Άγγλος φυσικός Ρόμπερτ Χουκ, το 1665, έφτιαξε το δικό του μικροσκόπιο και παρατήρησε κύτταρα αυτός επινόησε και την ονομασία αυτή. η θεμελιώδης δομική και λειτουργική μονάδα όλων των οργανισμών είναι το κύτταρο, κάθε κύτταρο προέρχεται από ένα άλλο κύτταρο. 2.3 Ποιο είναι το βασικό εργαλείο για τη μελέτη των κυττάρων; Βασικό εργαλείο για τη μελέτη των κυττάρων είναι το μικροσκόπιο. Υπάρχουν δύο κύριες κατηγορίες μικροσκοπίων. Το οπτικό μικροσκόπιο και το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. 2.4 Ποια κύτταρα ονομάζονται προκαρυωτικά και ποια ευκαρυωτικά; Προκαρυωτικά ονομάζονται τα κύτταρα στα οποία το γενετικό τους υλικό δεν περιβάλλεται από πυρηνική μεμβράνη, δηλαδή δεν διαθέτουν οργανωμένο πυρήνα. Ευκαρυωτικά ονομάζονται τα κύτταρα στα οποία το γενετικό τους υλικό περιβάλλεται από πυρηνική μεμβράνη, δηλαδή διαθέτουν οργανωμένο πυρήνα. 34