Απαντήσεις στη Βιολογία Γενικής Παιδείας, Ημερήσιο Λύκειο, 20 Μάη 2015

Θέμα Α

Α1- γ
Α2- α
Α3- β
Α4- β
Α5- δ

Θέμα Β

Β1

1- Β
2- Α
3- Α
4- Β
5- Β
6- Α
7- Α
8- Β

Β2

Το γενετικό υλικό ενός ιού μπορεί να είναι είτε DNA είτε RNA και διαθέτει πληροφορίες για τη σύνθεση των πρωτεϊνών του περιβλήματος αλλά και για τη σύνθεση κάποιων ενζύμων απαραίτητων για τον πολλαπλασιασμό του.

Β3

Σε αντίξοες συνθήκες, όπως σε ακραίες θερμοκρασίες ή υπό την δράση ακτινοβολιών, πολλά βακτήρια μετατρέπονται σε ανθεκτικές μορφές, τα 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.

Β4

 Εξαιτίας του φαινομένου της όξινης βροχής καταστρέφεται το φύλλωμα των δέντρων, ελαττώνεται η γονιμότητα του εδάφους και θανατώνονται οι φυτικοί και ζωικοί οργανισμοί των υδάτινων οικοσυστημάτων. Το ίδιο όμως φαινόμενο προκαλεί καταστροφές και στα ιστορικά αρχιτεκτονικά μνημεία και στα έργα τέχνης που είναι κατασκευασμένα από μάρμαρο, γιατί τα οξέα που περιέχονται στη βροχή διαβρώνουν τις εξωτερικές επιφάνειές τους (γυψοποίηση).

Β5

Η Βιολογία, όπως και κάθε άλλη επιστήμη, βασίζεται πάνω σε μερικές θεμελιώδεις γενικεύσεις, πάνω δηλαδή σε μερικές αρχές που ισχύουν σε όλη την έκταση των αντικειμένων που μελετά. Η μια είναι η κυτταρική θεωρία, η οποία υποστηρίζει ότι όλα τα έμβια όντα αποτελοούνται από κύτταρα και από προϊόντα κυττάρων. Η άλλη γενίκευση είναι η θεωρία της εξέλιξης, η θεωρία δηλαδή που υποστηρίζει ότι όλα τα έμβια όντα είναι προϊόν εξέλιξης που υπέστησαν προγενέστεροι οργανισμοί. Χωρίς αυτή τη θεωρία η Βιολογία θα έμοιαζε με μια στείρα περιγραφή φυτικών και ζωικών οργανισμών από την οποία θα έλειπε ο μίτος που τους συνδέει μεταξύ τους.

Θέμα Γ

Γ1

Η συγκέντρωση αντισωμάτων στον οργανισμό ανθρώπου που μολύνθηκε για δεύτερη φορά από τον ίδιο ιό απεικονίζεται στο διάγραμμα 4. 

Τη δεύτερη και κάθε επόμενη φορά που ένας παθογόνος εισέρχεται στον οργανισμό, πραγματοποιείται δευτερογενής ανοσοβιολογική απόκριση. Τη στιγμή της μόλυνσης το άτομο διαθέτει αντισώματα (όπως φαίνεται και στο διάγραμμα 4) και λεμφοκύτταρα μνήμης, η παραγωγή αντισωμάτων ξεκινάει άμεσα και σε μεγάλη ποσότητα και συνήθως το άτομο δεν αντιλαμβάνεται ότι μολύνθηκε

Γ2

Η συγκέντρωση του αντιγόνου στον οργανισμό του ανθρώπου τις ημέρες που ακολουθούν μετά τον εμβολιασμό του από συγκεκριμένο αντιγόνο απεικονίζεται στο διάγραμμα 3.

Το εμβόλιο περιέχει νεκρούς ή εξασθενημένους μικροοργανισμούς ή τμήματά τους (τεχνητός τρόπος ενεργητικής ανοσίας). Το εμβόλιο, όπως θα έκανε και ο ίδιος ο μικροοργανισμός, ενεργοποιεί τον ανοσοβιολογικό μηχανισμό, για να παραγάγει αντισώματα και κύτταρα μνήμης. Το άτομο που εμβολιάζεται δεν εμφανίζει συνήθως τα συμπτώματα της ασθένειας και φυσικά δεν τη μεταδίδει. 

Στο διάγραμμα 3 βλέπουμε ότι αρχικά η συγκέντρωση του αντιγόνου είναι υψηλή και δεν αυξάνεται (αφού πρόκειται για νεκρούς ή εξασθενημένους μικροοργανισμούς), ενώ αρχίζουν να μειώνονται 5 ημέρες μετά, γεγονός που υποδεικνύει ότι τότε άρχισαν να παράγονται αντισώματα κατά την πρωτογενή ανοσοβιολογική απόκριση.

Γ3

Η συγκέντρωση των αντισωμάτων στον οργανισμό του ανθρώπου τις ημέρες που ακολουθούν μετά τον εμβολιασμό του από συγκεκριμένο αντιγόνο απεικονίζεται στο διάγραμμα 1. 

Όπως αναφέρθηκε και στην απάντηση του Γ2, το εμβόλιο προκαλεί πρωτογενή ανοσοβιολογική απόκριση, κι αυτό φαίνεται στο διάγραμμα 1 από το δεδομένο ότι τη στιγμή της εισόδου του αντιγόνου το άτομο δεν διαθέτει αντισώματα, άρα δεν διαθέτει λεμφοκύτταρα μνήμης. Τα αντισώματα αρχίζουν να παράγονται πέντε ημέρες μετά την είσοδο του αντιγόνου.

Γ4
Η συγκέντρωση των κυτταροτοξικών Τ- λεμφοκυττάρων στον οργανισμό ενός ανθρώπου που μολύνθηκε από ένα βακτήριο απεικονίζεται στο διάγραμμα 2. Τα κυτταροτοξικά Τ- λεμφοκύτταρα συμμετέχουν στην κυτταρική ανοσία, η οποία ενεργοποιείται όταν το αντιγόνο είναι κύτταρο (καρκινικό, μολυσμένο από ιό ή κύτταρο μεταμοσχευμένου ιστού). Στην περίπτωση αυτή το αντιγόνο είναι βακτήριο κι έτσι δεν ενεργοποιείται η κυτταρική ανοσία, γι' αυτό και, όπως φαίνεται στο διάγραμμα 2, δεν παρατηρείται διαφοροποίηση Τ κυτταροτοξικών λεμφοκυττάρων και  η συγκέντρωση τους παραμένει σταθερή. 

Γ5
Σύμφωνα με την εκφώνηση πρόκειται για υγιή ενήλικο άνθρωπο ο οποίος μολύνεται από παθογόνο βακτήριο. 
Μόλυνση είναι η είσοδος ενός παθογόνου στον ανθρώπινο οργανισμό, ενώ λοίμωξη είναι η εγκατάσταση και ο πολλαπλασιασμός του. 
Τρεις πιθανοί λόγοι για τους οποίους ο άνθρωπος αυτός δεν εμφάνισε συμπτώματα της ασθένειας
είναι:
1) πραγματοποιεί δευτερογενή ανοσοβιολογική απόκριση, διότι ο οργανισμός του έχει αντιμετωπίσει αυτό το παθογόνο βακτήριο στο παρελθόν και επομένως διαθέτει τα απαραίτητα λεμφοκύτταρα μνήμης. Αυτό θα μπορούσε να έχει συμβεί είτε επειδή στο παρελθόν είχε νοσήσει (ενεργητική ανοσία με φυσικό τρόπο) είτε επειδή είχε εμβολιαστεί (ενεργητική ανοσία με τεχνητό τρόπο)
2) δέχεται ορό έτοιμων αντισωμάτων που έχουν παραχθεί από άλλο άτομο ή ζώο (παθητική ανοσία με τεχνητό τρόπο) του οποίου η δράση είναι άμεση, γι' αυτό και δεν εμφανίζει συμπτώματα. Η διάρκεια της παθητικής ανοσίας είναι παροδική
3) μολύνθηκε από περιορισμένο αριθμό παθογόνων βακτηρίων τα οποία αντιμετωπίστηκαν επιτυχώς από τους εσωτερικούς μηχανισμούς μη ειδικής άμυνας (φαγοκυττάρωση, φλεγμονώδη αντίδραση, πυρετό, συμπλήρωμα και προπερδίνη) και έτσι δεν πρόλαβαν να εγκατασταθούν και να πολλαπλασιαστούν (λοίμωξη) ώστε να εμφανιστούν συμπτώματα της ασθένειας.

***ενδέχεται στην απάντηση να γίνουν δεκτοί μόνο οι δυο πρώτοι πιθανοί τρόποι που αναφέρω παραπάνω, αρκεί να έχετε γράψει ξεχωριστά τη δευτερογενή από προηγούμενο εμβολιασμό και ξεχωριστά τη δευτερογενή από προηγούμενη λοίμωξη. 

Θέμα Δ

Δ1 Η τροφική αλυσίδα του οικοσυστήματος είναι η εξής:
δέντρα --> κουνέλια --> γεράκια --> πρωτόζωα

Οι τροφικές πυραμίδες εμφανίζουν και αυτές πτωτική τάση από τροφικό επίπεδο σε τροφικό επίπεδο. Εδώ όμως παρατηρείται μια ενδιαφέρουσα εξαίρεση. Όταν σε ένα οικοσύστημα υπάρχουν παρασιτικές τροφικές σχέσεις. Εδώ η παρασιτική τροφική σχέση είναι ανάμεσα στα πρωτόζωα και στα γεράκια. Στις τροφικές πυραμίδες, το εμβαδόν που δίνεται σε κάθε ορθογώνιο είναι ανάλογο με το μέγεθος της μεταβλητής που απεικονίζεται στο συγκεκριμένο τροφικό επίπεδο

 

τροφική πυραμίδα πληθυσμού

Δ2

Αν η μέση βιομάζα ενός κουνελιού είναι 1kg και ο πληθυσμός τους 200 άτομα, τότε η συνολική βιομάζα αυτού του τροφικού επιπέδου είναι 200kg.

Έχει υπολογιστεί ότι μόνο το 10% περίπου της ενέργειας ενός τροφικού επιπέδου περνάει στο επόμενο, καθώς το 90% της ενέργειας χάνεται. Σε γενικές γραμμές, η ίδια πτωτική τάση (της τάξης του 90%) που παρουσιάζεται στις τροφικές πυραμίδες ενέργειας εμφανίζεται και στις τροφικές πυραμίδες βιομάζας, καθώς, όταν μειώνεται η ενέργεια που προσλαμβάνει κάθε τροφικό επίπεδο από το προηγούμενό του, είναι λογικό να μειώνεται και η ποσότητα της οργανικής ύλης που μπορούν να συνθέσουν οι οργανισμοί του και συνεπώς μειώνεται η βιομάζα του. 

Σύμφωνα με τα παραπάνω:

Βιομάζα δέντρων= 2.000 kg

Βιομάζα γερακιών= 20 kg

Βιομάζα πρωτοζώων= 2 kg

τροφική πυραμίδα βιομάζας

10 γεράκια ζυγίζουν 20 kg, επομένως η μέση βιομάζα ενός γερακιού είναι 2kg

Δ3. Αν η νέα βιομάζα των παραγωγών είναι 400 kg, σύμφωνα με την πτωτική τάση που αναλύθηκε στο προηγούμενο ερώτημα, η νέα βιομάζα των γερακιών είναι 4 kg, κι αφού κάθε γεράκι ζυγίζει 2kg, ο αριθμός των γερακιών που μπορεί να στηρίξει το οικοσύστημα πλέον είναι 2 γεράκια.

Δ4. 

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 Δαρβίνο Φυσική Επιλογή. Στο προηγούμενο οικοσύστημα όπου το έδαφος ήταν σκουρόχρωμο, το προσαρμοστικό πλεονέκτημα κατείχαν τα σκουρόχρωμα κουνέλια, διότι ήταν δυσδιάκριτα από τους θηρευτές τους (γεράκια), οπότε επιβίωναν και αναπαράγονταν περισσότερο από τα ανοικτόχρωμα (έτσι εξηγείται και η αριθμητική υπεροχή τους- 175- σε σχέση με τα ανοικτόχρωμα που ήταν μόλις 25). 

Μετά τη μετανάστευση όμως σε οικοσύστημα με ανοικτόχρωμο έδαφος, η δράση της φυσικής επιλογής αντιστράφηκε. Το σκούρο χρώμα που πριν ήταν ευνοϊκό για την επιβίωση, στο νέο οικοσύστημα ήταν δυσμενές (η δράση της Φυσικής Επιλογής είναι τοπικά προσδιορισμένη). Στις νέες συνθήκες λοιπόν, τα ανοικτόχρωμα κουνέλια ήταν δυσδιάκριτα από τους θηρευτές τους (γεράκια) κι επομένως είχαν το προσαρμοστικό πλεονέκτημα, οπότε επιβίωναν και αναπαράγονταν περισσότερο από τα σκουρόχρωμα, μεταβιβάζοντας το κληρονομικό χαρακτηριστικό του χρώματος στους απογόνους τους. Αυτή η σταδιακή μείωση του πληθυσμού των σκουρόχρωμων κουνελιών με ταυτόχρονη τη σταδιακή αύξηση των ανοικτόχρωμων κουνελιών φαίνεται και στο διάγραμμα στο χρονικό διάστημα που ακολούθησε τη μετανάστευσή τους.

Κατερίνα Δημητράκη, Βιολόγος

..κι ένα σχόλιο για τις φετινές Βιολογίες των πανελληνίων

Από τα απλά, λιτά και ..λίγα θέματα της Βιολογίας Γενικής όπου οι προετοιμασμένοι υποψήφιοι έκαναν περίπατο, έπαιρναν το εκατοστάρι τους και πήγαιναν στο σπίτι, στα πολλά και ιδιαίτερα θέματα της Βιολογίας Κατεύθυνσης σήμερα.

Στη Βιολογία Γενικής Παιδείας, μάθημα που μπορούν να επιλέξουν υποψήφιοι από όλες τις κατευθύνσεις, δόθηκαν θέματα εύκολα, τι κι αν είχαν δυο "ασκήσεις" (θέμα Γ και θέμα Δ) ήταν από αυτές που κάθε καθηγητής που σέβεται τον εαυτό του και τους μαθητές του τα διδάσκει στο πρώτο "πέρασμα" της ύλης και τα εμπλουτίζει στην επανάληψη με ιδιαίτερα ερωτήματα κρίσεως. Τέτοια ιδιαίτερα ερωτήματα κρίσεως φέτος δεν είχαμε κι έτσι όλοι - μέτρια ή άριστα διαβασμένοι- μπορούσαν να γράψουν πολύ μεγάλο βαθμό..

Στη Βιολογία Κατεύθυνσης, μάθημα που απευθύνεται στους υποψήφιους της Θετικής Κατεύθυνσης, δόθηκαν θέματα καλοδιατυπωμένα και επομένως σαφή ως προς το τι ήθελαν για απάντηση. Το θέμα Β1 χαρακτηρίζεται ως πρωτότυπο, καθώς δεν συνηθίζεται τέτοια μορφή ερωτήσεων στο ημερήσιο λύκειο (ζητούσαν από τους μαθητές να βάλουν στη σειρά δοσμένα ανακατεμένα βήματα για μια διαδικασία), ενώ τα Β2- Β5 ήταν πολύ μικρές ερωτήσεις ανάπτυξης (προσωπικά τους συγχαίρω που δεν αναλώθηκαν σε θέματα που απαιτούν "παπαγαλία" από το κείμενο του σχολικού βιβλίου). Το θέμα Γ συνδύαζε αρκετά εύστοχα το 5ο κεφάλαιο (συνήθης ύποπτος για ασκήσεις) με το 4ο κεφάλαιο, αλλά και με το 6ο (στο Γ5 ερώτημα). Το 6ο κεφάλαιο είχε την τιμητική του και στο Δ θέμα (ερώτημα Δ4). Αν και το θέμα Δ (τελευταίο άρα και δυσκολότερο) βασίστηκε στο 2ο κεφάλαιο (ο έτερος συνήθης ύποπτος για ασκήσεις), φαίνεται να δυσκόλεψε το ερώτημα Δ4 που αφορούσε μετάλλαξη. Δε δυσκολεύτηκαν μόνο οι υποψήφιοι, αλλά και συνάδελφοι που έσπευσαν να δημοσιεύσουν λανθασμένη απάντηση... Θεωρώ ότι η εκφώνηση ήταν σαφής, άρα χρειαζόταν ψυχραιμία από τον υποψήφιο ώστε να κατανοήσει σωστά το δεδομένο (η μισή λύση ήταν και πάλι στην εκφώνηση). Οι βαθμοί στη Βιολογία κατεύθυνσης θεωρώ ότι θα κυμανθούν υψηλά και φέτος για τους προετοιμασμένους υποψήφιους, αλλά βαθμούς πάνω από 94 δε θα δούμε πάρα πολλούς...

Επιτυχία στους υποψήφιους και καλά αποτελέσματα!!

Κατερίνα Δημητράκη, βιολόγος

Απαντήσεις στα Θέματα Βιολογίας Θετικής Κατεύθυνσης Γ' τάξης Ημερήσιου Γενικού Λυκείου 4 Ιούνη 2014

Βιολογία Θετικής Κατεύθυνσης 2014

Απαντήσεις

Θέμα Α

Α1- δ

Α2- γ

Α3- β

Α4- γ

Α5- β

Θέμα Β

Β1. 4-2-1-6-3-5

Β2. α. DNA πολυμεράση

β. πριμόσωμα

γ. DNA δεσμάση

δ. DNA ελικάσες

ε. RNA πολυμεράση

Β3. Η διάγνωση των γενετικών ασθενειών μπορεί να πραγματοποιηθεί

-με τη μελέτη του καρυότυπου, όπως για παράδειγμα κατά τον προγεννητικό έλεγχο

- με διάφορες βιοχημικές δοκιμασίες

- με την ανάλυση της αλληλουχίας των βάσεων του DNA (μοριακή διάγνωση)

Β4. Διαγονιδιακά ονομάζονται τα ζώα εκείνα στα οποία έχει τροποποιηθεί το γενετικό υλικό τους με την προσθήκη γονιδίων, συνήθως από κάποιο άλλο είδος.

Β5. Με τον όρο ζύμωση εννοούμε τη διαδικασία ανάπτυξης μικροοργανισμών σε υγρό θρεπτικό υλικό κάτω από οποιεσδήποτε συνθήκες. Ο όρος ζύμωση παλιότερα χρησιμοποιόταν μόνο για αναερόβιες διεργασίες, αλλά σήμερα χρησιμοποιείται με την ευρεία έννοια και περιλαμβάνει όλες τις διεργασίες, αερόβιες και αναερόβιες. Τα προϊόντα της ζύμωσης είναι είτε τα ίδια τα κύτταρα που ονομάζονται βιομάζα είτε τα προϊόντα των κυττάρων, όπως πρωτεϊνες και αντιβιοτικά.

Θέμα Γ

Γ1. Η ασθένεια οφείλεται σε υπολειπόμενο αλληλόμορφο.

Παρατηρώ ότι από υγιείς γονείς (άτομα Ι1 και Ι2) προκύπτει ασθενές παιδί και γνωρίζω ότι στην επικρατή κληρονομικότητα κάθε ασθενής απόγονος έχει τουλάχιστον έναν ασθενή γονέα. Επομένως δεν κληρονομείται με επικρατή τρόπο, αλλά με υπολειπόμενο. Τα άτομα Ι1 και Ι2 είναι και τα δύο ετερόζυγα (Αα) και από τη διασταύρωσή τους Αα x Αα σύμφωνα με τον πρώτο νόμο του Μέντελ προκύπτουν 25% ασθενή παιδιά (αα)

Γ2. Η ασθένεια κληρονομείται ως αυτοσωμικός χαρακτήρας.

Αποκλείεται να κληρονομείται ως φυλοσύνδετος, διότι βάσει του πρώτου νόμου του Μέντελ στη φυλοσύνδετη κληρονομικότητα είναι αδύνατον ένας υγιής πατέρας (άτομο ΙΙ4) που θα είχε γονότυπο Χ^ΑΥ να αποκτήσει ασθενή κόρη (άτομο ΙΙΙ1) που θα είχε γονότυπο Χ^αΧ^α.

Γ3. Η ασθένεια κληρονομείται με αυτοσωμικό υπολειπόμενο τρόπο.

Συμβολίζω με Α το επικρατές φυσιολογικό αλληλόμορφο

και με α το μη φυσιολογικό υπολειπόμενο

Τα υγιή άτομα έχουν γονότυπο ΑΑ ή Αα

και τα ασθενή αα

Σύμφωνα με τα δεδομένα του γενεαλογικού δέντρου και με βάση τον πρώτο νόμο του Μέντελ οι γονότυποι των μελών ΙΙ1, ΙΙ2, ΙΙ3 και ΙΙ4 είναι:

ΙΙ1: ΑΑ ή Αα (δε μπορώ να αποκλείσω κανέναν γονότυπο από τους δύο)

ΙΙ2: ΑΑ ή Αα (δε μπορώ να αποκλείσω κανέναν γονότυπο από τους δύο)

ΙΙ3: αα διότι είναι ασθενής

ΙΙ4: Αα (αποκλείω το ΑΑ διότι αποκτά παιδί που πάσχει- άτομο ΙΙΙ1- στο οποίο κληροδοτεί ένα α)

Γ4. Ο ιχνηθετημένος ανιχνευτής εντοπίζει το αλληλόμορφο α. Κάθε άτομο διαθέτει δυο αντίγραφα από κάθε γονίδιο, επομένως όπου ο ανιχνευτής δεν υβριδοποιείται καμία φορά σημαίνει ότι το άτομο είναι ομόζυγο για το επικρατές (ΑΑ), όπου ο ανιχνευτής υβριδοποιείται 1 φορά σημαίνει ότι το άτομο είναι ετερόζυγο (Αα) και όπου υβρισοποιείται δύο φορές σημαίνει ότι το άτομο είναι ομόζυγο για το υπολειπόμενο (αα)

Με βάση τα παραπάνω και τα δεδομένα του πίνακα:

το άτομο ΙΙ1 έχει γονότυπο ΑΑ και

το άτομο ΙΙ2 έχει γονότυπο Αα

Γ5. Η μερική αχρωματοψία στο πράσινο και το κόκκινο χρώμα κληρονομείται με φυλοσύνδετο υπολειπόμενο τρόπο. Από την εκφώνηση γίνεται γνωστό ότι οι γονείς έχουν φυσιολογική όραση, άρα ο πατέρας έχει γονότυπο Χ^ΑΥ και η μητέρα Χ^ΑΧ^Α ή Χ^ΑΧ^α. Το Χ^ΑΧ^Α απορρίπτεται με βάση τον πρώτο νόμο του Μέντελ, διότι παρακάτω μας γίνεται γνωστό ότι αποκτά παιδί στο οποίο κληροδοτεί το Χ^α . Το αγόρι που γεννήθηκε πάσχει από Kleinefelter και μερική αχρωματοψία, άρα έχει γονότυπο Χ^αΧ^αΥ. Αυτό μπορεί να προέκυψε από τη γονιμοποίηση ενός μη φυσιολογικού ωαρίου (με 22 αυτοσωμικά χρωμοσώματα και 2 φυλετικά- Χ^αΧ^α) από ένα φυσιολογικό σπερματοζωάριο (με 22 αυτοσωμικά κι ένα Υ)

Το μη φυσιολογικό ωάριο προέκυψε από μη διαχωρισμό αδελφών χρωματίδων κατά τη δεύτερη μειωτική διαίρεση.

Θέμα Δ

Δ1. Κωδική αλυσίδα είναι η αλυσίδα Ι. Σε αυτήν εντοπίζεται το κωδικόνιο έναρξης 5'ATG3' της κωδικής αλυσίδας και έπειτα από αυτό άλλα επτά κωδικόνια που επιβεβαιώνουν το δεδομένο της εκφώνησης ότι η αλληλουχία που δίνεται κωδικοποιεί τα 8 πρώτα αμινοξέα.

Ο προσανατολισμός των αλυσίδων είναι:

Ι 5' A G C T A T G A C C A T G A T T A C G G A T T C A C T G 3'

II 3' T C G A T A C T G G T A C T A A T G C C T A A G T G A C 5'

Το mRNA που προκύπτει από τη μεταγραφή του γονιδίου είναι συμπληρωματικό και αντιπαράλληλο με τη μη κωδική αλυσίδα του γονιδίου (μεταγραφόμενη), η οποία είναι συμπληρωματική και αντιπαράλληλη με την κωδική αλυσίδα (μη μεταγραφόμενη) Το κωδικόνιο έναρξης του mRNA είναι πάντα το 5'AUG3' και αντιστοιχεί στο κωδικόνιο 5'ATG3' της κωδικής αλυσίδας του γονιδίου και στο 3'TAC5' της μη κωδικής αλυσίδας.

(σημείωση: η αιτιολόγηση θα μπορούσε να γίνει και με το 3'TAC5' για τη μη κωδική)

Δ2. Η μεταγραφή του DNA σε RNA γίνεται με κατεύθυνση 5' προς 3'. Μεταγράφεται η μη κωδική αλυσίδα του γονιδίου (μεταγραφόμενη) και το mRNA που προκύπτει είναι συμπληρωματικό και αντιπαράλληλο με αυτήν.

Το τμήμα του mRNA που θα προκύψει από τη μεταγραφή του παραπάνω τμήματος DNA είναι:

5' A G C U A U G A C C A U G A U U A C G G A U U C A C U G 3'

Δ3. Κατά την έναρξη της μετάφρασης το mRNA προσδένεται, μέσω μιας αλληλουχίας που υπάρχει στην 5' αμετάφραστη περιοχή του, με το ριβοσωμικό RNA της μικρής υπομονάδας του ριβοσώματος, σύμφωνα με τους κανόνες συμπληρωματικότητας των βάσεων. Η 5' αμετάφραστη περιοχή στη συγκεκριμένη περίπτωση περιλαμβάνει τα νουκλεοτίδια που προηγούνται του κωδικόνιου έναρξης 5'AUG3', δηλαδή η περιοχή 5' A G C U 3'

Δ4. Αφού από την εκφώνηση μας γίνεται γνωστό ότι η μετάλλαξη στην οποία οφείλεται η παραγωγή της κατά δυο αμινοξέα μικρότερης πρωτεϊνης γίνεται στην αλληλουχία που έχει δοθεί, συμπεραίνουμε ότι πρόκειται για αντικατάσταση βάσης που καταργεί το κωδικόνιο έναρξης. Για παράδειγμα, αντικατάσταση του Τ από G, οπότε το κωδικόνιο που προκύπτει (3'GAC5' στη μη κωδική αλυσίδα) δεν αποτελεί πλέον κωδικόνιο έναρξης. Σε αυτήν την περίπτωση η μετάφραση του mRNA που θα προκύψει από αυτό θα ξεκινήσει από το επόμενο κωδικόνιο έναρξης που βρίσκεται δύο κωδικόνια μετά, κι επομένως η νέα πρωτεϊνη θα έχει δύο αμινοξέα λιγότερα.

5' A G C U C U G A C C A U G A U U A C G G A U U C A C U G 3'

Δ5. Η προσθήκη ή η έλλειψη διαδοχικών βάσεων σε οποιοδήποτε αριθμό πολλαπλάσιο του τρία δημιουργεί αντίστοιχα προσθήκη ή έλλειψη ενός ή περισσότερων αμινοξέων στην πολυπεπτιδική αλυσίδα, που μπορεί να αλλάζει τη λειτουργικότητά της. Αν ο αριθμός βάσεων είναι διαφορετικός του τρία ή πολλαπλασίων του, τότε η αλληλουχία των αμινοξέων δεν εμφανίζει πλέον πολλές ομοιότητες με την αρχική.

Σε αυτήν την περίπτωση προστίθενται τέσσερις διαδοχικές βάσεις μεταξύ 3ου και 4ου κωδικόνιου, άρα η φυσιολογική πρωτεϊνη έχει κοινά μόνο τα τρία πρώτα αμινοξέα με την πρωτεϊνη που προκύπτει από τη μετάλλαξη. Αφού λοιπόν η πρωτεϊνη έχει εντελώς διαφορετική δομή, αυτό οδηγεί σε αλλαγή της στερεοδιάταξής της με αποτέλεσμα να χάσει τη λειτουργικότητά της.

Ο ρόλος της πρωτεϊνης – καταστολέα που παράγεται από το ρυθμιστικό γονίδιο είναι να προσδένεται απουσία λακτόζης στο χειριστή και να μην επιτρέπει έτσι στην RNA πολυμεράση να προχωρήσει στη μεταγραφή των δομικών γονιδίων του οπερονίου. Επειδή όμως σε αυτήν την περίπτωση η δομή άρα και η λειτουργικότητα της πρωτεϊνης – καταστολέα έχει αλλάξει, είναι ανίκανος πλέον να προσδεθεί στο χειριστή, κι έτσι η RNA πολυμεράση θα μεταγράφει συνεχώς τα δομικά γονίδια του οπερονίου κι έτσι θα παράγονται συνεχώς τα τρία ένζυμα για τη διάσπαση της λακτόζης, ανεξάρτητα από το αν υπάρχει ή όχι λακτόζη στο περιβάλλον.

Απαντήσεις στα Θέματα Βιολογίας Γενικής Παιδείας Γ' τάξης Ημερήσιου Γενικού Λυκείου 30 Μάη 2014

Βιολογία Γενικής Παιδείας 2014

Απαντήσεις

Θέμα Α

1-δ

2-β

3-γ

4-β

5-α

Θέμα Β

1. Κάθε διαταραχή της ομοιόστασης μπορεί να προκαλέσει την εκδήλωση διαφόρων ασθενειών. Τέτοιες διαταραχές μπορεί να οφείλονται σε παθογόνους μικροοργανισμούς, σε ακραίες μεταβολές των περιβαλλοντικών συνθηκών (θερμοκρασία, ακτινοβολίες, διαθεσιμότητα οξυγόνου), ενώ συχνά είναι απόρροια του τρόπου ζωής (κάπνισμα, αλκοόλ κτλ.)
2. Με την παστερίωση το γάλα θερμαίνεται στους 62^οC για μισή ώρα, οπότε καταστρέφονται όλα τα παθογόνα αλλά και τα περισσότερα μη παθογόνα μικρόβια, ενώ συγχρόνως διατηρείται η γεύση του.
3. Η διάγνωση της νόσου γίνεται είτε με την ανίχνευση του RNA του ιού είτε με την ανίχνευση των ειδικών για τον ιό αντισωμάτων στο αίμα του ασθενούς. το δεύτερο είναι δυνατό να γίνει μετά την παρέλευση 6 εβδομάδων έως 6 μηνών από την εισβολή του ιού στον οργανισμό. Δυστυχώς όμως ύπαρξη ειδικών αντισωμάτων ή ειδικών κυτταροτοξικών Τ- λεμφοκυττάρων στον οργανισμό του ατόμου δε σημαίνει αυτόματα και ανοσία. Ο ιός συνυπάρχει στο μολυσμένο άτομο με τα αντισώματα που έχουν παραχθεί γι' αυτόν.
4. Πρέπει να τονιστεί ότι η δράση της φυσικής επιλογής είναι τοπικά και χρονικά προσδιορισμένη. Οι συνθήκες του περιβάλλοντος διαφέρουν από περιοχή σε περιοχή και από χρονική στιγμή σε χρονική στιγμή. Έτσι είναι δυνατόν ένα χαρακτηριστικό που αποδεικνύεται προσαρμοστικό σε μια περιοχή μια καθορισμένη χρονική στιγμή να είναι άχρηστο ή και δυσμενές σε μια άλλη περιοχή ή σε μια άλλη χρονική στιγμή.

Θέμα Γ

1. Στα αντιγόνα αντιστοιχεί η καμπύλη Α και στα αντισώματα η καμπύλη Β
2. Πρόκειται για πρωτογενή ανοσοβιολογική απόκριση. Παρατηρώ ότι τη στιγμή της μόλυνσης δεν υπάρχουν αντισώματα για τον ιό, άρα δεν υπάρχουν ούτε λεμφοκύτταρα μνήμης, άρα το άτομο δεν έχει έρθει ξανά σε επαφή με το συγκεκριμένο αντιγόνο. Τα αντισώματα αρχίζουν να παράγονται κάποιες ημέρες μετά τη μόλυνση, εξουδετερώνουν εντελώς τα αντιγόνα (η συγκέντρωση των αντιγόνων μηδενίζεται). Τότε σταματά η ανοσοβιολογική απόκριση και στον οργανισμό παραμένει μικρή συγκέντρωση αντισωμάτων στα Β-λεμφοκύτταρα μνήμης.
3. Επειδή πρόκειται για λοίμωξη από ιό, ενεργοποιείται τόσο η χυμική, όσο και η κυτταρική ανοσία. Οι κατηγορίες των Τ-λεμφοκυττάρων που ενεργοποιούνται είναι τα Τ-βοηθητικά λεμφοκύτταρα, τα Τ-κυτταροτοξικά λεμφοκύτταρα και τα Τ-κατασταλτικά λεμφοκύτταρα. Οι κατηγορίες των Τ-λεμφοκυττάρων που παράγονται είναι τα Τ-βοηθητικά λεμφοκύτταρα μνήμης και τα Τ-κυτταροτοξικά λεμφοκύτταρα μνήμης, τα οποία θα ενεργοποιηθούν σε πιθανή επόμενη έκθεση του οργανισμού στον ίδιο ιό.
4. Στην περίπτωση των ιών δρα ένας επιπλέον μηχανισμός μη ειδικής άμυνας. Όταν κάποιος ιός μολύνει ένα κύτταρο, προκαλεί την παραγωγή ειδικών πρωτεϊνών, των ιντερφερονών. Σε ένα πρώτο στάδιο οι ιντερφερόνες ανιχνεύονται στο κυτταρόπλασμα του μολυσμένου κυττάρου. Σε επόμενο όμως στάδιο οι ιντερφερόνες απελευθερώνονται στο μεσοκυττάριο υγρό και από εκεί συνδέονται με υποδοχείς των γειτονικών υγιών κυττάρων. Με τη σύνδεση των ιντερφερονών στα υγιή κύτταρα ενεργοποιείται η παραγωγή άλλων πρωτεϊνών, οι οποίες έχουν την ικανότητα να παρεμποδίζουν τον πολλαπλασιασμό των ιών. Έτσι, τα υγιή κύτταρα προστατεύονται, γιατί ο ιός, ακόμη και αν κατορθώσει να διεισδύσει σε αυτά, είναι ανίκανος να πολλαπλασιαστεί.

Θέμα Δ

Ποώδη φυτά → ακρίδες → βάτραχοι → φίδια → γεράκια

1)Η ενέργεια, με τη μορφή της χημικής ενέργειας που εμπεριέχεται στην τροφή των οργανισμών, περνάει από το κατώτερο τροφικό επίπεδο (των παραγωγών) στο ανώτερο.

Έχει υπολογιστεί ότι μόνο το 10% περίπου της ενέργειας ενός τροφικού επιπέδου περνάει στο επόμενο, καθώς το 90% της ενέργειας χάνεται. Αυτό οφείλεται στο ότι:

• Ένα μέρος της χημικής ενέργειας μετατρέπεται με την κυτταρική αναπνοή σε μη αξιοποιήσιμες μορφές ενέργειας (πχ θερμότητα)
• Δεν τρώγονται όλοι οι οργανισμοί
• Ορισμένοι οργανισμοί πεθαίνουν
• Ένα μέρος της οργανικής ύλης αποβάλλεται με τα κόπρανα και τα ούρα (απεκκρίσεις), τα οποία αποικοδομούνται.

Σύμφωνα με τα παραπάνω και με δεδομένο ότι η ενέργεια στις ακρίδες είναι 100.000KJ, η ενέργεια των υπόλοιπων τροφικών επιπέδων είναι:

ενέργεια γερακιών = 10% ενέργειας φιδιών = 100KJ

ενέργεια φιδιών = 10% ενέργειας βατράχων = 1.000KJ

ενέργεια βατράχων = 10% ενέργειας ακρίδων = 10.000 KJ

ενέργεια ακρίδων = 10% ενέργειας ποωδών φυτών ->

ενέργεια ποωδών φυτών = 1.000.000 KJ

                                                                 γεράκια 100KJ

                                                           ___φίδια 1.000 KJ___

                                                         __ βάτραχοι 10.000 KJ___

                                              _____ακρίδες 100.000 KJ________

                                ___________ποώδη φυτά 1.000.000KJ_________

                                                    τροφική πυραμίδα ενέργειας

2) Αν μειωθούν σημαντικά τα βατράχια, οι ακρίδες θα αυξηθούν σημαντικά, διότι τα βατράχια είναι ο μόνος θηρευτής τους. Κι επειδή ο αριθμός των ακρίδων θα αυξηθεί, αναμένουμε ο αριθμός των ποωδών φυτών να μειωθεί σημαντικά, διότι οι ακρίδες τρέφονται αποκλειστικά από τα ποώδη φυτά.

3) Οι μη βιοδιασπώμενες ουσίες δεν μεταβολίζονται, δεν διασπώνται και δεν αποβάλλονται από τους οργανισμούς, επομένως η ποσότητά τους παραμένει σταθερή και είναι κοινή για όλα τα τροφικά επίπεδα του οικοσυστήματος. Επομένως, η ίδια ποσότητα (1mg) ουσίας που υπάρχει στα ποώδη φυτά, ανιχνεύεται και στα γεράκια.

4) Ουσία 1: διοξείδιο του άνθρακα

     Ουσιά 7: νιτρικά ιόντα

Διαδικασία 2: φωτοσύνθεση

Διαδικασία 3: κυτταρική αναπνοή

Διαδικασία 4: διαπνοή / επιδερμική εξάτμιση

Διαδικασία 8: βιολογική αζωτοδέσμευση

Διαδικασία 9: ατμοσφαιρική αζωτοδέσμευση

Διαδικασία 10: απονιτροποίηση

Μικροοργανισμοί 8: αποικοδομητές

Μικροοργανισμοί 6: νιτροποιητικά βακτήρια