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