Υποψήφιος Βιολογία Γενικής Παιδείας

ΖΗΤΗΜΑ 1ο Ο Νίκος και ο Πέτρος χτύπησαν με σκουριασμένο σίδερο παίζοντας. Ο Νίκος έχει κάνει στο παρελθόν το εμβόλιο για το βακτήριο του τετάνου, ενώ ο Πέτρος όχι. Πώς πρέπει να αντιμετωπιστεί αυτό το επεισόδιο και πώς μια επόμενη έκθεση των δύο παιδιών στο βακτήριο του τετάνου;

ΑΠΑΝΤΗΣΗ
Ο Νίκος όταν εμβολιάστηκε στο παρελθόν, του χορηγήθηκαν αντιγόνα του βακτηρίου του τετάνου και τότε τις επόμενες μέρες έκανε πρωτογενή ανοσοβιολογική απόκριση, παρήχθησαν δηλαδή, αντισώματα και κύτταρα μνήμης. Τώρα που πιθανόν μολύνθηκε από το βακτήριο του τετάνου με την επαφή του με σκουριασμένο σίδερο, ενεργοποιούνται τα κύτταρα μνήμης και κάνει δευτερογενή ανοσοβιολογική απόκριση. Παράγονται δηλαδή αμέσως και σε μεγάλες ποσότητες αντισώματα πριν προλάβουν να εκδηλωθούν τα συμπτώματα. (Τεχνική ενεργητική ανοσία).

Στον Πέτρο που δεν έχει κάνει το εμβόλιο, πρέπει να χορηγηθεί ορός δηλαδή έτοιμα αντισώματα που έχουν παραχθεί σε άλλον οργανισμό για να αντιμετωπιστούν άμεσα τα αντιγόνα του βακτηρίου του τετάνου που πιθανώς εισέβαλαν. (τεχνητή παθητική ανοσία). Αν το επεισόδιο επαναληφθεί στο μέλλον, ο Νίκος διατηρεί τα κύτταρα μνήμης, οπότε θα κάνει άλλη μια δευτερογενή ανοσοβιολογική απόκριση και δεν θα εκδηλωθούν συμπτώματα. Ο Πέτρος όμως, θα πρέπει να ξανακάνει τον ορό (έτοιμα αντισώματα), διότι η δράση του είναι μεν άμεση αλλά παροδική, και δεν τον καλύπτουν σε μια επόμενη έκθεση στα αντιγόνα του τετάνου.

ΖΗΤΗΜΑ 2ο α. Να αναφέρετε τα κύτταρα του ανοσοβιολογικού συστήματος που ενεργοποιούνται μετά από τη μόλυνση του ανθρώπινου οργανισμού από έναν ιό.

β. Με ποιους τρόπους παρεμποδίζεται ο πολλαπλασιασμός των ιών μέσα στα ανθρώπινα κύτταρα ξενιστές;

ΑΠΑΝΤΗΣΗ α. Μακροφάγα, Τ-βοηθητικά, Β (πλασματοκύτταρα), Τ-κυτταροτοξικά, Τ-κατασταλτικά λεμφοκύτταρα. Αν πρόκειται για επόμενη είσοδο του ιού στον οργανισμό θα ενεργοποιηθούν (εκτός από τα μακροφάγα και τα Τ-κατασταλτικά) τα Τ-βοηθητικά, Β, και Τ-κυτταροτοξικά λεμφοκύτταρα μνήμης.

β. Ο πυρετός εμποδίζει τη λειτουργία των ενζύμων των κυττάρων ξενιστών και αναστέλλεται έτσι ο πολλαπλασιασμός των ιών. Οι ιντερφερόνες ενεργοποιούν την παραγωγή πρωτεϊνών οι οποίες παρεμποδίζουν τον πολλαπλασιασμό των ιών. Τα φάρμακα ΑΖΤ και DCC παρεμποδίζουν την αντίστροφη μεταγραφή και την ανάπτυξη του ιού ΗΙV.

ΖΗΤΗΜΑ 3ο Με ποιον τρόπο δρουν οι ιντερφερόνες στον οργανισμό του ανθρώπου; Θα μπορούσαν οι ιντερφερόνες να χαρακτηριστούν σαν αντιβιοτικά;

ΑΠΑΝΤΗΣΗ
Οι ιντερφερόνες αποτελούν ένα μηχανισμό μη ειδικής άμυνας ο οποίος δρα αποκλειστικά απέναντι στους ιούς. Όταν κάποιος ιός μολύνει ένα κύτταρο, προκαλεί την παραγωγή 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 απορροφούνται από τα γειτονικά υγιή κύτταρα. Με την εισαγωγή 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 σ΄ αυτά είναι ανίκανος να πολλαπλασιαστεί.

Οι ιντερφερόνες δεν μπορούν να χαρακτηριστούν αντιβιοτικά για τους εξής λόγους:

* Δρουν αποκλειστικά και μόνο απέναντι σε ιούς ενώ τα αντιβιοτικά όπως γνωρίζουμε δεν δρουν απέναντι σε ιούς.

* Δρουν έμμεσα προκαλώντας την παραγωγή άλλων πρωτεϊνών οι οποίες παρεμποδίζουν τον πολλαπλασιασμό των ιών, ενώ τα αντιβιοτικά δρουν άμεσα.

* Παράγονται από τα ανθρώπινα κύτταρα ενώ τα αντιβιοτικά από βακτήρια, μύκητες και φυτά.

* Δεν δρουν σύμφωνα με τους μηχανισμούς δράσης των αντιβιοτικών αφού δεν παρεμποδίζουν τη σύνθεση του κυτταρικού τοιχώματος των μικροβίων ή τις λειτουργίες της πλασματικής τους μεμβράνης, αλλά ούτε και τις αντιδράσεις του μεταβολισμού ή τις διαδικασίες της αντιγραφής, μεταγραφής και μετάφρασης των μικροβίων.

ΖΗΤΗΜΑ 4ο Ένας άνθρωπος μολύνεται από έναν ιό. Σε ποιες περιπτώσεις ο άνθρωπος αυτός δεν θα εμφανίσει νόσο;

ΑΠΑΝΤΗΣΗ
Ο άνθρωπος αυτός δεν θα εμφανίσει νόσο στις εξής περιπτώσεις:

α. Εάν στο παρελθόν έχει προσβληθεί από το ίδιο στέλεχος ιού και διαθέτει λεμφοκύτταρα μνήμης που μπορούν να δράσουν απέναντι στον ιό αυτό (φυσική ενεργητική ανοσία).

β. Εάν του έχει χορηγηθεί εμβόλιο το οποίο έχει ενεργοποιήσει τον ανοσοβιολογικό του μηχανισμό και διαθέτει έτσι λεμφοκύτταρα μνήμης που μπορούν να δράσουν απέναντι στον ιό αυτό (τεχνητή ενεργητική ανοσία).

γ. Στην περίπτωση που ο ιός ενσωματώσει το γενετικό του υλικό στο γονιδίωμα του κυττάρου ξενιστή και παραμείνει σε λανθάνουσα κατάσταση χωρίς να επηρεάσει έτσι τις φυσιολογικές λειτουργίες του κυττάρου ξενιστή.

ΖΗΤΗΜΑ 5ο Σε φρυγανικό οικοσύστημα πραγματοποιήθηκε μέτρηση της καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας (Κ.Π.Π.) με τη μέθοδο του θερισμού. Οι τιμές της ξηρής φυτικής βιομάζας σε g/m 2 των τεμαχίων που επιλέχθηκαν σε δύο διαφορετικές εποχές (Νοέμβριος, Απρίλιος) είναι οι εξής:

Νοέμβριος: 770, 730, 780, 720, 750 Απρίλιος : 1060, 1040, 1050, 1070, 1030 α. Να υπολογίσετε την Κ.Π.Π. του οικοσυστήματος.

β. Να υπολογίσετε την μεικτή πρωτογενή παραγωγικότητα του οικοσυστήματος (Μ.Π.Π.) αν γνωρίζετε ότι οι παραγωγοί οξειδώνουν για την κάλυψη των ενεργειακών τους αναγκών το 40% της οργανικής ύλης που παράγουν με τη φωτοσύνθεση.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ
α. Ο υπολογισμός του μέσου όρου της ξηρής φυτικής βιομάζας που αντιστοιχεί σε 1 m 2 επιφάνειας δίνει για το Νοέμβριο (770 + 730 + 780 + 720 + 750)/5 = 750 g/m 2 και για τον Απρίλιο (1060 + 1040 + 1050 + 1070 + 1030)/5 = 1050 g/m 2.

Η μεταβολή της βιομάζας στο διάστημα που έχει μεσολαβήσει (5 μήνες) δηλαδή τα 300 g/m 2 αντιπροσωπεύει την οργανική ύλη που ενσωματώθηκε στους παραγωγούς του οικοσυστήματος δηλ. την Κ.Π.Π.

β. Η Κ.Π.Π. αποτελεί το ποσό της οργανικής ύλης που απομένει μετά την αφαίρεση της οργανικής ύλης που οξειδώθηκε προκειμένου να χρησιμοποιηθεί για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών των οργανισμών.

Συνεπώς η Κ.Π.Π. αποτελεί το 60 % της Μ.Π.Π.

Άρα θα έχουμε Κ.Π.Π. = 60/100 x Μ.Π.Π.–>Μ.Π.Π. = 100/60 x Κ.Π.Π. = 100/60x 300 = 500 g/m 2. ΖΗΤΗΜΑ 6ο Να εξηγήσετε τους μηχανισμούς με τους οποίους προσλαμβάνουν τα φυτά το άζωτο:

α. μέσω των αζωτοδεσμευτικών βακτηρίων και β. μέσω της δράσης των αποικοδομητών.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ α. Τα αζωτοσδεσμευτικά βακτήρια δεσμεύουν το μοριακό άζωτο και το μετατρέπουν σε νιτρικά ιόντα του εδάφους. Τα νιτρικά ιόντα στη συνέχεια μπορούν να τα απορροφήσουν τα φυτά με τις ρίζες τους και να τα μετατρέψουν σε οργανικές αζωτούχες ενώσεις όπως είναι π.χ οι πρωτεΐνες και τα νουκλεΐκά οξέα.

β. Οι αποικοδομητές μετατρέπουν τη νεκρή οργανική ύλη που παράγουν οι οργανισμοί (π.χ νεκρά σώματα περιττώματα, ουρία, ουρικό οξύ, φύλλα, καρποί κ.λπ.) σε αμμωνία. Την αμμωνία στη συνέχεια τα νιτροποιητικά βακτήρια τη μετατρέπουν με τη δράση τους σε νιτρικά ιόντα τα οποία μπορούν να απορροφήσουν τα φυτά και να τα ενσωματώσουν σε οργανικές αζωτούχες ενώσεις.

ΖΗΤΗΜΑ 7ο Τι ονομάζουμε ρύπους; Μπορούν να θεωρηθούν ρύποι τα νιτρικά άλατα; Εξηγήστε.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ
Σαν ρύποι μπορούν να χαρακτηριστούν οποιοιδήποτε παράγοντες έχουν δυσμενείς επιπτώσεις στους οργανισμούς. Τέτοιοι παράγοντες μπορεί να είναι χημικές ουσίες καθώς και μορφές ενέργειας όπως είναι οι ακτινοβολίες, η θερμότητα και ο ήχος. Τα νιτρικά άλατα μπορούν να θεωρηθούν χημικοί ρύποι. Γνωρίζουμε ότι τα νιτρικά άλατα αποτελούν συστατικό των λιπασμάτων που χρησιμοποιούν οι αγρότες για την αύξηση της παραγωγής τους. Όταν βρέχει όμως το νερό της βροχής παρασύρει τα λιπάσματα και τα μεταφέρει από τα χωράφια στα υδάτινα οικοσυστήματα. Εκεί προκαλούν την αύξηση των υδρόβιων φωτοσυνθετικών οργανισμών. Η αύξηση των φωτοσυνθετικών οργανισμών επιφέρει την αύξηση του ζωοπλακτού. Όταν όμως οι πλακτονικοί οργανισμοί πεθάνουν συσσωρεύεται νεκρή οργανική ύλη στο υδάτινο οικοσύστημα την οποία θα διασπάσουν οι αποικοδομητές. Οι αποικοδομητές με τη δράση τους καταναλώνουν το οξυγόνο που βρίσκεται διαλυμένο μέσα στο νερό και δεν αφήνουν οξυγόνο για άλλους οργανισμούς όπως τα ψάρια τα οποία πεθαίνουν από ασφυξία.

ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΙΜΕΛΗΘΗΚΑΝ ΤΑ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ

ΣΥΓΧΡΟΝΟ