Â É Ï Ë Ï Ã É Á Ã Å Í É Ê Ç Ó Ð Á É Ä Å É Á Ó Ã ËÕÊÅÉÏÕ 1 ï Ä É Á Ã Ù Í É Ó Ì Á ÈÅÌÁ 1ï 1. Ποιος από τους κατωτέρω οργανισμούς ανήκει στα βακτήρια; á. τρυπανόσωμα â. Candida albicans ã. χλαμύδια ä. τριχομονάδες 2. Το σάλιο, τα δάκρυα και ο ιδρώτας περιέχουν: á. ιντερφερόνες â. αντιβιοτικά ã. υδροχλωρικό οξύ (HCl) ä. λυσοζύμη (ÌïíÜäåò 5) (Ìï íü äåò 5) 3. Στους δευτερογενείς ρύπους του φωτοχημικού νέφους συγκαταλέγεται: á. το μονοξείδιο του άνθρακα â. τα οξείδια του θείου ã. το όζον ä. οι υδρογονάνθρακες (ÌïíÜäåò 5) 4. Η μετατροπή της αμμωνίας σε νιτρικά ιόντα, κατά τον κύκλο του αζώτου, γίνεται από: á. τα νιτροποιητικά βακτήρια â. τους αποικοδομητές ã. τα αζωτοδεσμευτικά βακτήρια δ. τα απονιτροποιητικά βακτήρια (ÌïíÜäåò 5) 5. Σύμφωνα με την ισχύουσα ταξινόμηση των οργανισμών, δύο οργανισμοί έχουν περισσότερες ομοιότητες μεταξύ τους όταν ανήκουν: á. στην ίδια τάξη â. στην ίδια οικογένεια ã. στην ίδια κλάση ä. στο ίδιο φύλο (ÌïíÜäåò 5) Παρεμβάσεις με στόχο την αυτενέργεια του μαθητή 103
ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ Φροντιστήριο ÈÅÌÁ 2ï 1. Πού οφείλεται το γεγονός ότι μέχρι σήμερα η επιστήμη δεν διαθέτει κατάλληλα και αποτελεσματικά μέσα για την αντιμετώπιση του HIV; 2. Για ποιον λόγο η κατάταξη των καταναλωτών σε τροφικά επίπεδα δεν είναι πάντοτε εύκολη; 3. Ποια κύτταρα του αμυντικού μας συστήματος ονομάζονται αντιγονοπαρουσιαστικά, πού ανήκουν και πώς δρούν; 4. Είναι γνωστό ότι από τη διασταύρωση σκύλων διαφορετικής φυλής (ράτσας) προκύπτουν ημίαιμοι απόγονοι οι οποίοι ανήκουν στο ίδιο είδος με τους γονείς τους. Πώς εξηγείτε το γεγονός ότι ο ίππος (άλογο) και ο όνος (γα δούρι) δεν ανήκουν στο ίδιο είδος παρά το γεγονός ότι από τη διασταύρωσή τους μπορεί να προκύψει ένας ημίονος (μουλάρι); (ÌïíÜäåò 25) ÈÅÌÁ 3ï Μία μητέρα και τα δύο της παιδιά μολύνονται ταυτοχρόνως από το ίδιο βακτήριο. Η μητέρα και το μικρότερο παιδί της, που είναι νεογνό και θηλάζει, δεν εμφανίζουν συμπτώματα νόσου. Το μεγαλύτερο παιδί, που είναι τριών ετών εμφανίζει λοίμωξη από το βακτήριο και νοσεί. i. Να εξηγήσετε για ποιον λόγο η μητέρα και το νεογνό δεν νοσούν. ii. Ποιο είδος ανοσοβιολογικής αποκρίσεως λαμβάνει χώρα στην περίπτωση του μεγαλύτερου παιδιού και πώς ερμηνεύεται αυτό; iii. Τι θα συμβεί σε κάθε ένα από τα τρία μέλη αυτής της οικογένειας εάν έπειτα από τρία χρόνια μολυνθούν και πάλι από το ίδιο βακτήριο. iv. Ποια κατηγορία λεμφοκυττάρων δεν ενεργοποιείται σε καμμία περίπτωση και γιατί; (ÌïíÜäåò 25) ÈÅÌÁ 4ï Σε ένα λιμναίο οικοσύστημα ισχύει η τροφική αλυσίδα: Φυτοπλακτόν Ζωοπλακτόν Μικρά Ψάρια Μεγάλα Ψάρια Υδρόβια Πτηνά Έπειτα από ψεκασμούς πολλών ετών σε γειτονικές καλλιεργήσιμες εκτάσεις, κατέληξε στην λίμνη, μέσω των βροχοπτώσεων, ποσότητα εντομοκτόνου DDT η οποία ανιχνεύθηκε στους ιστούς των υδροβίων πτηνών σε συγκέντρωση ίση με 10g DDT ανά kg πτηνού. Εάν η βιομάζα των παραγωγών είναι 10.000 τόνοι και το μέσο βάρος κάθε πτηνού 2kg, να υπολογίσετε: i. Τη βιομάζα των υπολοίπων τροφικών επιπέδων. 104
ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ËÕÊÅÉÏÕ ii. Τον αριθμό των υδροβίων πτηνών που μπορούν να εξασφαλίσουν την τροφή τους μέσω αυτής της τροφικής αλυσίδας και iii. Τη συνολική ποσότητα του εντομοκτόνου DDT που απορροφήθηκε από το φυτοπλακτόν της λίμνης. (ÌïíÜäåò 25) Πρώτο ζητούμενο: η κατανόηση 105
ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ Φροντιστήριο Á Ð Á Í Ô Ç Ó Å É Ó 1 ï õ Ä É Á Ã Ù Í É Ó Ì Á Ô Ï Ó ÈÅÌÁ 1ï 1 γ, 2 δ, 3 γ, 4 α, 5 β. ÈÅÌÁ 2ï 1) σελ. 49: από «Δυστυχώς, μέχρι σήμερα,» έως «περιορισμό της μετάδοσης της νόσου». 2).σελ. 77: από «Η κατάταξη των καταναλωτών στα τροφικά επίπεδα» έως «γίνεται εντομοφάγος». 3) Ως αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα λειτουργούν τα μακροφάγα. Αυτά ανήκουν στα φαγοκύτταρα (μία κατηγορία λευκών αιμοσφαιρίων) και προκύπτουν έπειτα από διαφοροποίηση των μονοκυττάρων, οπότε και εγκαθίστανται στους ιστούς. Ενεργοποιούνται αμέσως μετά την εμφάνιση παθογόνου μικροοργανισμού στον οργανισμό μας και εκτός από τη δυνατότητα που έχουν να εγκλωβίζουν και να καταστρέφουν τον μικροοργανισμό, έχουν και την ικανότητα να εκθέτουν στην επιφάνειά τους τμήματα αυτού λειτουργώντας κατ αυτόν τον τρόπο ως αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα. Το τμήμα του μικροοργανισμού που εκτίθεται συνδέεται με μία πρωτε νη της επιφάνειας των μακροφάγων, χαρακτηριστική για κάθε άτομο, η οποία ονομάζεται αντιγόνο ιστοσυμβατότητας. Η αντιγονοπαρουσίαση των μακροφάγων έχει ως σκοπό την ενεργοποίηση των βοηθητικών Τ-λεμφοκυττάρων ώστε να ξεκινήσει η ανοσοβιολογική απόκριση του οργανισμού μας εναντίον του συγκεκριμένου αντιγόνου (1ο στάδιο). 4) Πράγματι το είδος περιλαμβάνει το σύνολο των διαφορετικών πληθυσμών που μπορούν να αναπαραχθούν μεταξύ τους. Δεν αρκεί, όμως, μόνον η ικανότητα δημιουργίας απογόνων. Απαραίτητη προ πόθεση ώστε δύο οργανισμοί να ανήκουν στο ίδιο είδος, όπως αυτό καθορίζεται από το μειξιολογικό κριτήριο, είναι η δυνατότητά τους να αποκτούν γόνιμους απογόνους. Το μουλάρι, ως γνωστόν, είναι στείρο! Αυτό μας οδηγεί στο συμπέρασμα ότι το άλογο και το γα δούρι δεν ανήκουν στο ίδιο είδος. Ανήκουν, απλώς, σε συγγενικά είδη. ÈÅÌÁ 3ï i. Η μητέρα δεν νοσεί διότι, προφανώς, διαθέτει λεμφοκύτταρα μνήμης (ανοσία) απέναντι στο συγκεκριμένο αντιγόνο (βακτήριο). Αυτά δημιουργήθηκαν στο παρελθόν είτε διότι, η μητέρα, είχε μολυνθεί και νοσήσει από το ίδιο βακτήριο (φυσική ενεργητική ανοσία) είτε διότι είχε εμβολιασθεί προληπτικώς για το βακτήριο (τεχνητή ενεργητική ανοσία). Επομένως, η μητέρα εμφανίζει δευτερογενή ανοσοβιολογική απόκριση με παραγωγή πολύ μεγαλύτερης ποσότητας αντισωμάτων που δρούν αμέσως και καταστρέφουν το αντιγόνο πριν αυτό προλάβει να δημιουργήσει συμπτώματα. Το νεογνό δεν νοσεί διότι, μέσω του θηλασμού, λαμβάνει έτοιμα αντισώματα από την μητέρα του (το μητρικό γάλα περιέχει αντισώματα της μητέρας= φυσική παθητική ανοσία). 106
ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ËÕÊÅÉÏÕ ii. Το μεγαλύτερο παιδί νοσεί διότι δεν διαθέτει εξειδικευμένα για το αντιγόνο λεμφοκύτταρα μνήμης. Αυτό σημαίνει ότι έρχεται για πρώτη φορά σε επαφή με το συγκεκριμένο βακτήριο με αποτέλεσμα να ενεργοποιείται στον οργανισμό του μία πρωτογενής ανοσοβιολογική απόκριση. iii. Εάν έπειτα από τρία χρόνια μολυνθούν και οι τρεις από το ίδιο βακτήριο: η μητέρα όπως και το μεγαλύτερο παιδί (που πλέον διαθέτει φυσική ενεργητική ανοσία) θα το εξουδετερώσουν χωρίς να νοσήσουν, ενώ το μικρότερο παιδί (το οποίο πλέον έχει πάψει να θηλάζει, άρα και να λαμβάνει έτοιμα αντισώματα από τη μητέρα του) θα νοσήσει εμφανίζοντας και αυτό, με τη σειρά του, μία πρωτογενή ανοσοβιολογική απόκριση. iv.επειδή το αντιγόνο είναι ένα βακτήριο δεν ενεργοποιούνται, σε καμμία από τις προαναφερθείσες περιπτώσεις τα κυτταροτοξικά Τ-λεμφοκύτταρα (ούτε βεβαίως και τα αντίστοιχα κύτταρα μνήμης). Ως γνωστόν, τα κυτταροτοξικά Τ-λεμφοκύτταρα που συμμετέχουν στην κυτταρική ανοσία (δεύτερο στάδιο ανοσοβιολογικής αποκρίσεως) ενεργοποιούνται στην περίπτωση όπου το αντιγόνο είναι καρκινικό κύτταρο, κύτταρο προσβεβλημένο από ιό ή κύτταρο μεταμοσχευμένου ιστού. Τα βακτήρια δεν ανήκουν στα κύτταρα στόχους των κυτταροτοξικών Τ-λεμφοκυττάρων. ÈÅÌÁ 4ï i. Γνωρίζουμε ότι σε μία βιώσιμη τροφική αλυσίδα η βιομάζα ενός τροφικού επιπέδου καταναλωτών αντιστοιχεί μόνο στο 10% της βιομάζας του αμέσως κατωτέρου του. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ποτέ δεν τρώγονται όλοι οι οργανισμοί ενός τροφικού επιπέδου, αρκετοί πεθαίνουν και καταλήγουν στους αποικοδομητές. Επί πλέον, ένα μέρος της χημικής ενέργειας (της τροφής) μετατρέπεται με την κυτταρική αναπνοή σε μη αξιοποιήσιμες ενεργειακές μορφές (π.χ. θερμότητα), ενώ άλλο μέρος της τροφής (οργανικής ύλης) αποβάλλεται με τα κόπρανα και αποικοδομείται. Επομένως, εφ όσον η βιομάζα των παραγωγών (δηλαδή του φυτοπλακτού) είναι 10.000 τόνοι προκύπτει: Τεχνική στη διδασκαλία, μεθοδικότητα στη γνώση, πληρότητα στο περιεχόμενο 107
ii. Η συνολική βιομάζα των πτηνών είναι 1 τόνος, δηλαδή 1000kg Άρα: iii. Το εντομοκτόνο DDT ανήκει στις μη βιοδιασπώμενες ουσίες, δηλαδή εκείνες που δεν μεταβολίζονται από τους οργανισμούς μίας τροφικής αλυσίδας και δεν αποικοδομούνται από τους αποικοδομητές του οικοσυστήματος. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μην μεταβάλλεται η ποσότητά τους καθώς μεταφέρονται από το ένα τροφικό επίπεδο στο επόμενο, αλλά να αυξάνει η συγκέντρωσή τους. Εάν, λοιπόν, υπολογίσουμε τη συνολική ποσότητα εντομοκτόνου που ανιχνεύθηκε στο τροφικό επίπεδο των υδροβίων πτηνών έχουμε αυτομάτως υπολογίσει και τη συνολική ποσότητα του εντομοκτόνου που απορροφήθηκε από το φυτοπλαγκτόν της λίμνης. Δεδομένου ότι η συγκέντρωση του εντομοκτόνου στα υδρόβια πτηνά είναι 10g DDT ανά kg πτηνού και η βιομάζα των υδροβίων πτηνών είναι 1 τόνος, δηλαδή 1000kg, προκύπτει: Κάθε 1kg υδροβίων πτηνών περιέχει 10g DDT Τα 1000kg υδροβίων πτηνών θα περιέχουν x; Επομένως, η συνολική ποσότητα εντομοκτόνου που δεσμεύθηκε από το φυτοπλαγκτόν της λίμνης είναι 10.000g (=10 kg DDT) EðéìÝëåéá: Âïõêïýôçò ÃéÜííçò 108