20 Μαΐου 2015 ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Απαντήσεις Θεμάτων Πανελληνίων Εξετάσεων Ημερησίων Γενικών Λυκείων ΘΕΜΑ Α. Α1. γ Α2. α Α3. β Α4. β Α5. δ ΘΕΜΑ Β. Β1. 1. Β 2. Α 3. Α 4. Β 5. Β 6. Α 7. Α 8. Β 1
Β2. Σχολικό Βιβλίο, σελίδα 18: «Το γενετικό πολλαπλασιασμό του.» Β3. Σχολικό Βιβλίο, σελίδα 13: «Σε αντίξοες συνθήκες ενδοσπόρια.» και σελίδες 13-14: «Τα ενδοσπόρια ένα βακτήριο.» Β4. Σχολικό Βιβλίο, σελίδα 107: «Εξαιτίας του φαινομένου επιφάνειές τους.» Να προστεθεί στις συνέπειες και το φαινόμενο της ερημοποίησης. Β5. Σχολικό Βιβλίο, σελίδες 119-120: «Η βιολογία οργανισμοί.» ΘΕΜΑ Γ. Γ1. Το διάγραμμα 4 απεικονίζει τη συγκέντρωση των αντισωμάτων στον οργανισμό ενός ανθρώπου μετά από μόλυνση που προκλήθηκε για δεύτερη φορά από τον ίδιο ιό. Αιτιολόγηση: Στην περίπτωση μόλυνσης για δεύτερη φορά από τον ίδιο ιό ενεργοποιούνται τα λεμφοκύτταρα μνήμης που είχαν δημιουργηθεί κατά την πρώτη μόλυνση του ανθρώπου από τον ίδιο ιό με αποτέλεσμα την άμεση παραγωγή μεγάλης ποσότητας αντισωμάτων όπως φαίνεται και από το αντίστοιχο διάγραμμα. Στον οργανισμό του συγκεκριμένου ανθρώπου πραγματοποιείται δευτερογενής ανοσοβιολογική απόκριση. 2
Γ2. Το διάγραμμα 3 απεικονίζει τη συγκέντρωση του αντιγόνου στον οργανισμό ενός ανθρώπου, τις ημέρες που ακολουθούν μετά τον εμβολιασμό του από το συγκεκριμένο αντιγόνο. Αιτιολόγηση: Το εμβόλιο περιέχει νεκρούς ή εξασθενημένους μικροοργανισμούς ή τμήματά τους. Οπότε, τα αντιγόνα που περιέχει το εμβόλιο δεν πολλαπλασιάζονται στον οργανισμό του ανθρώπου στον οποίο χορηγείται το εμβόλιο και για το λόγο αυτό η αρχική τους συγκέντρωση σημειώνει σταδιακή μείωση μέχρι που μηδενίζεται όπως φαίνεται και από το αντίστοιχο διάγραμμα. Γ3. Το διάγραμμα 1 απεικονίζει τη συγκέντρωση των αντισωμάτων που παράγονται στον οργανισμό ενός ανθρώπου, τις ημέρες που ακολουθούν μετά τον πρώτο εμβολιασμό του. Αιτιολόγηση: Το εμβόλιο ενεργοποιεί το ανοσοβιολογικό σύστημα όπως θα έκανε και ίδιος ο μικροοργανισμός, δηλαδή, ενεργοποιεί τον ανοσοβιολογικό μηχανισμό για να παραγάγει αντισώματα και κύτταρα μνήμης. Το άτομο που εμβολιάζεται εκδηλώνει πρωτογενή ανοσοβιολογική απόκριση, αλλά δεν εμφανίζει τα συμπτώματα της ασθένειας και φυσικά δεν τη μεταδίδει. Η καθυστερημένη παραγωγή των αντισωμάτων από τη στιγμή της εισόδου του αντιγόνου στον οργανισμό του ανθρώπου όπως απεικονίζεται στο διάγραμμα 1 υποδηλώνει την εκδήλωση πρωτογενούς ανοσοβιολογικής απόκρισης. Γ4. Το διάγραμμα 2 απεικονίζει τη συγκέντρωση των κυτταροτοξικών Τ-λεμφοκυττάρων στον οργανισμό ενός ανθρώπου που μολύνθηκε από ένα βακτήριο. Αιτιολόγηση: Τα κυτταροτοξικά Τα-λεμφοκύτταρα ενεργοποιούνται και δρουν σε περίπτωση κατά την οποία το αντιγόνο είναι: 1) καρκινικό κύτταρο, 2) κύτταρο μολυσμένο από ιό ή 3) κύτταρο μεταμοσχευμένου ιστού συμμετέχοντας στην κυτταρική ανοσία. 3
Στην περίπτωση που το αντιγόνο είναι βακτήριο δεν εκδηλώνεται κυτταρική ανοσία αλλά μόνο η χυμική (παραγωγή αντισωμάτων). Οπότε, η συγκέντρωση των κυτταροτοξικών Τ-λεμφοκυττάρων στον οργανισμό ενός ανθρώπου που μολύνθηκε από ένα βακτήριο αναμένεται να είναι σταθερή όπως φαίνεται και από το διάγραμμα 2. Γ5. Ένας πιθανός λόγος για τον οποίο ένας υγιής ενήλικος άνθρωπος που μολύνεται από ένα είδος παθογόνου βακτηρίου δεν εμφάνισε τα συμπτώματα της ασθένειας μπορεί να οφείλεται στο γεγονός ότι να έχει μολυνθεί ξανά από το ίδιο παθογόνο βακτήριο οπότε να εκδηλώνει δευτερογενή ανοσοβιολογική απόκριση. Στην περίπτωση μόλυνσης για δεύτερη φορά από το ίδιο βακτήριο ενεργοποιούνται τα λεμφοκύτταρα μνήμης που είχαν δημιουργηθεί κατά την πρώτη μόλυνση του ανθρώπου από το ίδιο βακτήριο με αποτέλεσμα την άμεση έκκριση μεγάλης ποσότητας αντισωμάτων και έτσι δεν προλαβαίνουν να εμφανιστούν τα συμπτώματα. Το άτομο δεν ασθενεί και πιθανότατα δεν αντιλαμβάνεται ότι μολύνθηκε. Δευτερογενής ανοσοβιολογική απόκριση εκδηλώνεται και στην περίπτωση που το άτομο έχει εμβολιαστεί στο παρελθόν για το συγκεκριμένο βακτήριο. Οπότε και πάλι δεν εκδηλώνονται τα συμπτώματα της ασθένειας. Τέλος, η άμεση χορήγηση ορού αντισωμάτων (παθητική ανοσία με τεχνητό τρόπο) για το συγκεκριμένο βακτήριο δεν επιτρέπει την εκδήλωση των συμπτωμάτων της ασθένειας καθώς τα έτοιμα αντισώματα μπορούν να δράσουν άμεσα και να αντιμετωπίσουν το βακτήριο πριν αυτό πολλαπλασιαστεί και προκαλέσει την εκδήλωση των συμπτωμάτων. 4
ΘΕΜΑ Δ. Δ1. Η τροφική πυραμίδα πληθυσμού αυτού του δασικού οικοσυστήματος είναι η παρακάτω: 10000 πρωτόζωα 10 γεράκια 200 κουνέλια 1000 δένδρα Αιτιολόγηση: Σχολικό βιβλίο σελίδα 76: «Οι τροφικές πυραμίδες επίπεδο.» Δ2. Η μέση βιομάζα ενός κουνελιού είναι 1 Kg και συνολικά υπάρχουν 200 κουνέλια. Οπότε, η συνολική βιομάζα των κουνελιών είναι ίση με: Βιομάζα (κουνελιών)= 200 * 1 Kg= 200 Kg. Για τη βιομάζα των υπόλοιπων τροφικών επιπέδων ισχύουν τα παρακάτω: Βιομάζα (δένδρων)= 2000 Kg Βιομάζα (γερακιών)= 20 Kg Βιομάζα (πρωτοζώων)= 2 Kg Αιτιολόγηση: Σχολικό βιβλίο σελίδα 77: «Έχει υπολογιστεί ότι μειώνεται η βιομάζα του.» 5
Οπότε, η τροφική πυραμίδα βιομάζας του αντίστοιχου οικοσυστήματος είναι η ακόλουθη: Πρωτόζωα: 2 Kg Γεράκια: 20 Kg Κουνέλια: 200 Kg Δένδρα: 2000 Kg Εφόσον η συνολική βιομάζα των γερακιών είναι ίση με 20 Kg και συνολικά υπάρχουν 10 γεράκια, το μέσο βάρος κάθε γερακιού υπολογίζεται ως εξής: Μέσο βάρος γερακιού= Δ3. Βιομάζα γερακιών Αριθμός γερακιών 20 Kg = = 2 Kg 10 Αν μια ασθένεια μειώσει τη βιομάζα των παραγωγών σε 400 Kg τότε αντίστοιχα θα μειωθούν και οι βιομάζες όλων των υπολοίπων τροφικών επιπέδων που υποστηρίζονται τροφικά από τους παραγωγούς. Πιο συγκεκριμένα, Βιομάζα (δένδρων)= 400 Kg Βιομάζα (κουνελιών)= 400 * 0,1= 40 Kg Βιομάζα (γερακιών)= 40*0,1=4 Kg Δεδομένου ότι η μέση βιομάζα ενός γερακιού παραμένει σταθερή, είναι δηλαδή ίση με 2 Kg ο αριθμός των γερακιών που θα μπορεί να υποστηρίξει το οικοσύστημα υπολογίζεται ως εξής: Αριθμός γερακιών = Βιομάζα γερακιών = 4 Kg Μέσο βάρος γερακιών 2 Kg = 2 γεράκια 6
Δ4. Παρατηρούμε από τη συγκεκριμένη γραφική παράσταση ότι ο αριθμός των ανοιχτόχρωμων κουνελιών (καμπύλη Α) μετά τη μετανάστευση στο νέο οικοσύστημα αυξάνεται. Αντίστοιχα, ο αριθμός των σκουρόχρωμων κουνελιών (καμπύλη Β) μειώνεται. Οι μεταβολές των καμπυλών Α και Β στο οικοσύστημα αυτό, μπορούν να ερμηνευθούν με βάση τη θεωρία της Φυσικής Επιλογής του Δαρβίνου ως εξής: Στο οικοσύστημα αυτό το έδαφος είναι ανοιχτόχρωμο σε αντίθεση με το έδαφος του προηγούμενου οικοσυστήματος, που ήταν σκουρόχρωμο. Αυτό σημαίνει ότι πριν τη μετανάστευση, τα σκουρόχρωμα κουνέλια είχαν προσαρμοστικό πλεονέκτημα καθώς λόγω του παρόμοιου χρωματισμού τους με το έδαφος στο οποίο ζούσαν μπορούσαν να αποφεύγουν πιο αποτελεσματικά τους θηρευτές τους σε σχέση με τα ανοιχτόχρωμα. Επομένως, τα σκουρόχρωμα κουνέλια έχουν μεγαλύτερες πιθανότητες επιβίωσης και μεταβίβασης του χαρακτηριστικού τους (σκούρο χρώμα σώματος) στις επόμενες γενιές από τα ανοιχτόχρωμα. Η δράση της φυσικής επιλογής επομένως ευνοούσε την σκουρόχρωμη παραλλαγή των κουνελιών με αποτέλεσμα αυτά να αναπαράγονται με μεγαλύτερο ρυθμό σε σχέση με τα κουνέλια της ανοιχτόχρωμης παραλλαγής. Για το λόγο, αυτό ο πληθυσμός των σκουρόχρωμων κουνελιών αρχικά υπερείχε αριθμητικά των ανοιχτόχρωμων κουνελιών. Όταν τα κουνέλια μετανάστευσαν στο νέο οικοσύστημα με το ανοιχτόχρωμο έδαφος, η δράση της φυσικής επιλογής αντιστράφηκε. Αυτό σημαίνει ότι στο νέο οικοσύστημα, ευνοείται από τη δράση της φυσικής επιλογής η ανοιχτόχρωμη παραλλαγή. Έτσι, βαθμιαία άρχισαν τα ανοιχτόχρωμα κουνέλια να επικρατούν αριθμητικά καθώς επιβίωναν περισσότερο και μεταβίβαζαν με μεγαλύτερη συχνότητα το χρωματισμό τους στις επόμενες γενιές από τα σκουρόχρωμα. Για το λόγο αυτό, τα κουνέλια με την ανοιχτόχρωμη παραλλαγή στο νέο οικοσύστημα αποτελούν αριθμητικά τον κυρίαρχο πληθυσμό. 7