ΑΡΧΙΚΗ ΛΥΣΕΙΣ

bullet

ΠΡΩΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΑΝΘΡΩΠΟΣ ΚΑΙ ΥΓΕΙΑ

bullet

ΔΕΥΤΕΡΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΑΝΘΡΩΠΟΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

ΑΝΘΡΩΠΟΣ ΚΑΙ ΥΓΕΙΑ

  1. Σε δοκιμαστικό σωλήνα που περιέχει βρασμένο γάλα βρίσκονται δύο σπόρια βακτηρίων. Προσθέτουμε στο σωλήνα κυανό του μεθυλενίου που προσδίδει στο γάλα ελαφρό γαλάζιο χρώμα. Το χρώμα του γάλακτος θα ξαναγίνει φυσιολογικό όταν στο γάλα δημιουργηθούν 233 βακτήρια. Τοποθετούμε το δοκιμαστικό σωλήνα σε θέση που εξασφαλίζει στους μικροοργανισμούς ιδανικές συνθήκες για την ανάπτυξή τους οπότε τα σπόρια αμέσως βλαστάνουν και τα βακτήρια πολλαπλασιάζονται. Στις ιδανικές αυτές συνθήκες τα βακτήρια διπλασιάζονται κάθε 20 λεπτά. Να υπολογίσετε πόση ώρα μετά την τοποθέτηση του δείγματος σε ιδανικές συνθήκες θα αποχρωματιστεί το δείγμα του γάλακτος.

    (Τα βακτήρια μεταβολίζουν τα σάκχαρα του γάλακτος και παράγουν οξέα που αποβάλλονται από τα κύτταρα στον εξωκυττάριο χώρο (γάλα) γεγονός που προκαλεί μεταβολή του pΗ του διαλύματος που με τη σειρά της προκαλεί αποχρωματισμό του κυανού του μεθυλενίου που είναι δείκτης και ο οποίος σε όξινο περιβάλλον χάνει το χρώμα του.)

    tidbul1c.gif (239 bytes)

  2. Δημιουργούμε δύο καλλιέργειες μικροοργανισμών. Στην πρώτη καλλιεργείται ένα είδος βακτηρίου και στην άλλη διαφορετικό είδος. Η κάθε μία από τις καλλιέργεια ξεκινάει με 10 μικροοργανισμούς και διατηρούνται στις ιδανικές, για κάθε μικροοργανισμό, συνθήκες καλλιέργειας για 12 ώρες. Διαπιστώνουμε τότε ότι στην πρώτη καλλιέργεια υπήρχαν 5.1025 βακτήρια και στη δεύτερη 5.1073 βακτήρια. Δεδομένου ότι το βακτήριο Α διχοτομείται κάθε 10 λεπτά σε ιδανικές συνθήκες ενώ το βακτήριο Β διχοτομείται κάθε 30 λεπτά στις ιδανικές συνθήκες να βρείτε ποιο είδος βακτηρίου καλλιεργήθηκε σε κάθε καλλιέργεια.

    tidbul1c.gif (239 bytes)

  3. Ένα βακτήριο όταν καλλιεργείται στις ιδανικές γι’ αυτό συνθήκες διχοτομείται κάθε 15 λεπτά. Δύο διαφορετικές καλλιέργειες αυτού του βακτηρίου, που αρχικά απαρτίζονταν από 10 άτομα η κάθε μία, περιελάμβαναν μετά από 12 ώρες η μεν πρώτη 10.220 ενώ η άλλη από 10.248 βακτήρια.

    1. Τι μπορείτε να συμπεράνετε για τις συνθήκες καλλιέργειας των βακτηρίων;

    2. Τι θα συνέβαινε αν προσθέταμε στις καλλιέργειες αυτές των βακτηρίων πενικιλίνη και γιατί;

    tidbul1c.gif (239 bytes)

  4. Ένα βακτήριο όταν καλλιεργείται στις ιδανικές γι’ αυτό συνθήκες διχοτομείται κάθε 15 λεπτά. Δύο διαφορετικές καλλιέργειες αυτού του βακτηρίου, που αρχικά απαρτίζονταν από 10 άτομα η κάθε μία, περιελάμβαναν μετά από 12 ώρες η μεν πρώτη 10.220 ενώ η άλλη από 10.248 βακτήρια.

    1. Τι μπορείτε να συμπεράνετε για τις συνθήκες καλλιέργειας των βακτηρίων;

    2. Τι θα συνέβαινε αν προσθέταμε στις καλλιέργειες αυτές των βακτηρίων πενικιλίνη και γιατί;

    tidbul1c.gif (239 bytes)

  5. Ένα πλασματοκύτταρο έχει διάρκεια ζωής περίπου 10 ημέρες και παράγει καθημερινά 2.108 μόρια αντισωμάτων.

    1. Να υπολογίσετε πόσες συνολικά πεπτιδικές αλυσίδες συνθέτει ώστε να κατασκευαστούν τα ανοσοσφαιρινικά μόρια που παράγονται.

    2. Πόσες από αυτές είναι όμοιες μεταξύ τους;

    3. Πόσων ειδών αντισώματα παράγει το κύτταρο αυτό στη διάρκεια της ζωής του; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

tidbul1c.gif (239 bytes)

  1. Εάν 10 ιοί που προκαλούν το κοινό κρυολόγημα καταφέρουν και μολύνουν ισάριθμα κύτταρα του αναπνευστικού μας συστήματος και δεδομένου ότι αυτός ο ιός σε ιδανικές συνθήκες αναπαράγεται κάθε 30 λεπτά δημιουργώντας 100 νέους ιούς, να υπολογίσετε:

    1. Πόσα κύτταρα του αναπνευστικού μας συστήματος αναμένεται να είναι μολυσμένα μετά από 6 ώρες;

    2. Πόσα κύτταρα του αναπνευστικού μας συστήματος αναμένεται να έχουν μολυνθεί συνολικά μέχρι εκείνη τη στιγμή; Θεωρούμε ότι κάθε κύτταρο του αναπνευστικού συστήματος μολύνεται μόνο μία φορά από τον ιό και ότι όλοι οι ιοί που δημιουργούνται μολύνουν κάποιο κύτταρο.

    3. Γιατί στην πραγματικότητα τα κύτταρα του οργανισμού που θα μολυνθούν θα είναι πολύ λιγότερα;

    4. Γιατί τα συμπτώματα του κοινού κρυολογήματος διαρκούν 2-3 μέρες και μετά αρχίζουν και υποχωρούν σταδιακά και εξαφανίζονται;

    5. Γιατί για την αντιμετώπιση του κοινού κρυολογήματος δεν χορηγούνται αντιβιοτικά;

    tidbul1c.gif (239 bytes)

  2. Κατά τη διάρκεια πειράματος, χορηγήθηκε αρχικά το αντιγόνο Α σε κουνέλια και μετά από ένα μήνα χορηγήθηκε σε αυτά ένα μίγμα αντιγόνων που περιείχε πάλι το αντιγόνο Α και ένα νέο αντιγόνο Β, με το οποίο τα πειραματόζωα δεν είχαν έρθει σε επαφή προηγούμενα.

    1. Να αποδώσετε γραφικά την ποσότητα κάθε είδους αντισωμάτων που περιμένετε να δημιουργήσουν τα κουνέλια για τα αντιγόνα αυτά, συναρτήσει του χρόνου, καθ' όλη τη διάρκεια του πειράματος.

    2. Να περιγράψετε την αντίδραση του ανοσοποιητικού συστήματος των κουνελιών μετά την χορήγηση του αντιγόνου Α και μετά τη χορήγηση του μίγματος των αντιγόνων.

  3. Η ευλογιά (θανατηφόρος ασθένεια) στον άνθρωπο προκαλείται από κάποιο ιό που μοιάζει με τον ιό που προκαλεί την δαμαλίτιδα στα βοοειδή (στον άνθρωπο ο ιός αυτός δεν προκαλεί θάνατο). Τον 18ο αιώνα ο γιατρός E. Jenner, έχοντας διαπιστώσει ότι όσοι είχαν προσβληθεί από τον ιό που προκαλεί την δαμαλίτιδα, δεν κινδυνεύουν από την ευλογιά, χρησιμοποίησε αγκάθια, με τα οποία τρύπησε τους ασθενείς του, αφού προηγουμένως τα είχε βάλει σε φουσκάλες με πύον μιας εργάτριας που είχε κολλήσει δαμαλίτιδα, στο βουστάσιο όπου εργάζονταν.

    1. Τι προκάλεσε η είσοδος του πύου στον οργανισμό των ασθενών του Jenner;

    2. Τι πιστεύετε ότι επεδίωκε με την ενέργειά του αυτή ο  Jenner;

  4.  Ο Δημήτρης που είναι 10 μηνών, παρόλο που μολύνθηκε από τον ιό της ιλαράς δε νόσησε, αν και δεν είχε ακόμα εμβολιαστεί. Το ίδιο συνέβη και με την αδελφή του Μαρία που είχε όμως εμβολιαστεί για την ιλαρά.

  1. Τι ονομάζεται μόλυνση και τι ανοσία;

  2. Σε τι οφείλεται η ανοσία του Δημήτρη;

  3. Σε τι οφείλεται η ανοσία της Μαρίας;

  4. Να περιγράψετε την αντίδραση του ανοσοβιολογικού συστήματος της Μαρίας μετά τον εμβολιασμό της και μετά την μόλυνσή της από τον ιό της ιλαράς.

  5. Να αποδώσετε γραφικά τη μεταβολή της ποσότητας αντισωμάτων ιλαράς στον οργανισμό της Μαρίας: μετά τον εμβολιασμό της και μετά τη μόλυνσή της από τον ιό της ιλαράς.

  6. Να συγκρίνετε την ανοσία της Μαρίας με αυτή του Δημήτρη.

  1. Τον Γιάννη τον δάγκωσε ένα άρρωστο, αδέσποτο σκυλί και προληπτικά του χορηγήθηκε αντιλυσσικός ορός. Μετά την εξέταση του σκύλου διαπιστώθηκε ότι αυτός δεν είχε λύσσα.

  1. Τι είναι ο αντιλυσσικός ορός;

  2. Σε τι αποσκοπούσε η χορήγηση ορού στον Γιάννη;

  3. Δημιουργήθηκαν στον οργανισμό του κύτταρα μνήμης για το αντιγόνο της λύσσας; Δικαιολογείστε την απάντησή σας;

  1. Το διάγραμμα που ακολουθεί περιγράφει την αντίδραση του ίδιου οργανισμού στην επαφή με το ίδιο αντιγόνο, με παραγωγή αντισωμάτων σε δύο διαφορετικές χρονικές στιγμές.

    1. Ποια καμπύλη περιγράφει την  πρώτη και ποια τη δεύτερη επαφή;

    2. Να σχεδιάσετε τις αντίστοιχες καμπύλες συγκέντρωσης του αντιγόνου.

ΑΝΘΡΩΠΟΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

1.           Οι οργανισμοί που αναφέρονται στη συνέχεια συναντώνται συχνά στην ίδια περιοχή: αλεπού, μικρά ποώδη φυτά, μελίγκρα, πασχαλίτσα, κουνέλι, κοκκινολαίμης, γεράκι, κάμπια, βατομουριά, ακρίδα,

- Το κουνέλι τρέφεται από τα μικρά ποώδη φυτά.

- Η μελίγκρα και η ακρίδα τρέφονται από τα μικρά ποώδη φυτά και τη βατομουριά.

- Ο κοκκινολαίμης τρέφεται από τη μελίγκρα, την πασχαλίτσα, την κάμπια και την ακρίδα.

- Η πασχαλίτσα τρέφεται από τη μελίγκρα.

- Η κάμπια τρώει τη βατομουριά.

- Η αλεπού τρέφεται από το κουνέλι, τον κοκκινολαίμη, τη βατομουριά και την ακρίδα.

- Το γεράκι τρέφεται από το κουνέλι και τον κοκκινολαίμη.

  1. Να σχηματίσετε το τροφικό πλέγμα της περιοχής.

  2. Ποιοι είναι οι παραγωγοί του οικοσυστήματος;

  3. Να αναφέρετε δύο οργανισμούς που είναι αποκλειστικά καταναλωτές πρώτης τάξης.

  4. Ποιοι οργανισμοί του οικοσυστήματος συμπεριφέρονται ως καταναλωτές διαφορετικών τάξεων;

      Σε ποια τάξη καταναλωτών ανήκουν και τι αποτελεί την τροφή τους κάθε φορά;

  1. Να αναφέρετε έναν οργανισμό που να ανήκει στο πρώτο τροφικό επίπεδο.

  2. Αν μειωθεί η καθαρή πρωτογενής παραγωγικότητα του οικοσυστήματος οι οργανισμοί ποιου τροφικού επιπέδου θα απειληθούν περισσότερο με εξαφάνιση και γιατί;

  3. Τι θα συμβεί στους πληθυσμούς των γερακιών και των μικρών ποωδών φυτών αν ο αριθμός των κουνελιών μειωθεί;

  4. Τι θα συμβεί αν εξοντωθούν όλοι οι κοκκινολαίμηδες;

  1. Κατά τη μελέτη τεσσάρων οικοσυστημάτων διαπιστώθηκαν οι τροφικές αλυσίδες που ακολουθούν και σχεδιάστηκαν οι αντίστοιχες τροφικές πυραμίδες.

- Το 1ο  οικοσύστημα ήταν ένα χωράφι με τα είδη: Σιτάρι- αρουραίος - ψύλλος

- Το 2ο οικοσύστημα μία βελανιδιά με τα είδη: Βελανιδιά - πουλί - ψείρα

- Το 3ο  οικοσύστημα ένα λιβάδι με τα είδη: Γρασίδι – κουνέλι - αλεπού

- Το 4ο οικοσύστημα ένας κήπος με τα είδη: Τριανταφυλλιά – μελίγκρα - πασχαλίτσα.

  1. Τι είδους τροφικές πυραμίδες απεικονίζονται;
  2. Να αντιστοιχίσετε κάθε μια από τις τροφικές αλυσίδες που ακολουθούν με την κατάλληλη τροφική πυραμίδα αριθμού ατόμων από αυτές που υπάρχουν στο σχήμα.

 

  1. Χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες που δίνονται στην εικόνα που ακολουθεί, να υπολογίσετε το ποσοστό της ενέργειας την οποία εξασφαλίζει ο γάιδαρος και καταναλώνεται από τον ίδιο μετατρεπόμενη σε κρέας.

    1. Γιατί παράγεται τόσο λίγο κρέας με την κατανάλωση τόσο μεγάλη ποσότητας χορταριού;

    2. Ποιο ποσοστό της ενέργειας που προσλαμβάνει το ζώο χρησιμοποιείται για την κάλυψη των ενεργειακών του αναγκών;

    3. Ποια από τις παρακάτω πορείες είναι καταλληλότερη για την αποδοτικότερη παραγωγή τροφής για τον άνθρωπο;

Σόγια – πρόβατο – άνθρωπος    ή    Σόγια-άνθρωπος;Αιτιολογήστε την απάντησή σας.

  1. Ένα οικοσύστημα δέχεται από τον ήλιο 5.106 kj/m2. Οι παραγωγοί του οικοσυστήματος αυτού, εκμεταλλεύονται το 1% της ηλιακής ενέργειας που πέφτει στην επιφάνειά τους. Από αυτή χρησιμοποιούν για την κάλυψη των ενεργειακών τους αναγκών το 50% ενώ η υπόλοιπη διατίθεται για την ανάπτυξή τους. Από την παραγόμενη φυτική βιομάζα, το 20% διατίθεται εξ ίσου σε τρεις πληθυσμούς  καταναλωτών πρώτης τάξης.

    1. Δεδομένου ότι ο πρώτος από αυτούς τους πληθυσμούς δαπανά για την αναπνοή του 200 kj/m2, o δεύτερος 500 kj/m2 και ο τρίτος 100 kj/m2, να υπολογίσετε την ποσότητα της ενέργειας που χρησιμοποιεί κάθε πληθυσμός για την ανάπτυξή του.

    2. Πόσα τροφικά επίπεδα καταναλωτών περιλαμβάνει το οικοσύστημα;

    3. Να σχεδιάσετε την τροφική πυραμίδα ενέργειας του οικοσυστήματος.

(Η τροφή θεωρείται  πλήρως αφομοιώσιμη).

  1. Δεδομένου ότι για να διατηρηθεί ένα τροφικό επίπεδο, θα πρέπει η καθαρή παραγωγικότητα του προηγούμενου τροφικού επιπέδου να είναι τουλάχιστον 10 Kcal/m2/έτος:

  1. Να υπολογίσετε τον μέγιστο αριθμό τροφικών επιπέδων καταναλωτών που μπορεί να συντηρήσει ένα οικοσύστημα που έχει καθαρή πρωτογενή παραγωγικότητα 100000kcal/m2/ έτος.   

  2. Γιατί η απόδοση της μεταφοράς ενέργειας από το ένα τροφικό επίπεδο στο επόμενο δεν είναι 100%;

  3. Πόσο αυξάνεται η ξερή βιομάζα του 2ου τροφικού επιπέδου ανά έτος, αν γνωρίζουμε ότι σε 1kgr βιομάζας ενός παραγωγού εμπεριέχονται περίπου 20Kcal ενέργειας;

  1. Στο διάγραμμα που ακολουθεί και που περιγράφει τη ροή ύλης (τόσο με οργανική όσο και με ανόργανη μορφή) μεταξύ τεσσάρων ομάδων οργανισμών ενός οικοσυστήματος, να βρείτε:

  1. Ποιοι είναι οι παραγωγοί;

  2. Ποιοι είναι οι καταναλωτές 1ης και 2ης τάξης;

  3. Ποιοι είναι οι αποικοδομητές;

  1. Στο διάγραμμα που ακολουθεί παριστάνεται ο κύκλος του αζώτου σε ένα φυσικό οικοσύστημα. Να ονομάσετε τις διαδικασίες 1,2,3,4 και τη μορφή με την οποία βρίσκεται το άζωτο στα Α, Β, Γ και Δ.

  1.  Σε μια βραχονησίδα του Αιγαίου ζουν αγριοκούνελα. Παρατηρώντας το οικοσύστημα αυτό για πολλά χρόνια διαπιστώνουμε ότι τη θερινή περίοδο πολλά αγριοκούνελα πεθαίνουν από έλλειψη νερού. Να εξηγήσετε γιατί η μεταφορά νερού από ανθρώπους στην βραχονησίδα μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την εξαφάνιση του αγριοκούνελων. (Βιβλίο αξιολόγησης)