id
int64
1
279
question
stringlengths
17
3.74k
question_type
stringclasses
7 values
book_chapter
stringclasses
30 values
book_id
stringclasses
3 values
answer
stringlengths
1
7.22k
101
Στον άνθρωπο πόσα χρωμοσώματα έχει ένα μυϊκό κύτταρο;
open_ended
5
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
To μυϊκό κύτταρο είναι ένα σωματικό κύτταρο του ανθρώπινου οργανισμού με 46 χρωμοσώματα.
102
Στον άνθρωπο πόσα χρωμοσώματα έχει το ωάριο;
open_ended
5
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Το ωάριο έχει τον μισό αριθμό χρωμοσωμάτων αφού προκύπτει από τη διαδικασία της μείωσης. Έχει δηλαδή 23 χρωμοσώματα.
103
Στον άνθρωπο πόσα χρωμοσώματα έχει το ζυγωτό;
open_ended
5
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Το ζυγωτό έχει τα χρωμοσώματα του ωαρίου και του σπερματοζωαρίου. Οπότε στο σύνολο του έχει 46 χρωμοσώματα.
104
Τι είναι η βιοτεχνολογία;
open_ended
6_1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Η τεχνολογία κατά την οποία αξιοποιούνται οργανισμοί, βιολογικά συστήματα ή βιολογικές διαδικασίες για την παραγωγή ενός προϊόντος ή την πραγματοποίηση μιας διεργασίας ονομάζεται βιοτεχνολογία.
105
Τι επιδιώκει ο άνθρωπος κάνοντας επιλεγμένες διασταυρώσεις σε ζώα;
open_ended
6_1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Ο άνθρωπος έχει την ικανότητα να παρατηρεί, να ερευνά και να αξιοποιεί την εμπειρία και τα αποτελέσματα της έρευνάς του σε πρακτικές εφαρμογές της καθημερινής ζωής. Εδώ και χιλιάδες χρόνια εκμεταλλεύεται τις ιδιότητες ορισμένων οργανισμών, με στόχο τη βελτίωση της ζωής του. Καλλιεργεί φυτά, εκτρέφει ζώα και, με τη μέθοδο επιλεγμένων διασταυρώσεων, δημιουργεί οργανισμούς με επιθυμητές ιδιότητες-φαινότυπους.
106
Να συμπληρώσετε με τους κατάλληλους όρους τα κενά στις παρακάτω προτάσεις: Το σύνολο των τεχνικών με τις οποίες μεταφέρεται γενετικό υλικό από έναν οργανισμό σε κάποιον άλλον ονομάζεται ....................... ...................... . Οι οργανισμοί που έχουν δεχτεί με αυτόν τον τρόπο ξένο γενετικό υλικό ονομάζονται ....................... ...................... .
gap_fill
6_2
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
γενετική μηχανική, γενετικά τροποποιημένοι
107
Πώς μπορεί να γίνει παραγωγή ινσουλίνης για τους διαβητικούς;
open_ended
6_2
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Μπορούμε να την πάρουμε από το πάγκρεας βοοειδών και χοίρων, μετά τη σφαγή τους, όμως υπάρχουν κάποια μειονεκτήματα: το κόστος παραγωγής είναι μεγάλο, οι ποσότητες δεν είναι επαρκείς και προκαλεί αλλεργίες σε ορισμένα άτομα που τη χρησιμοποιούν. Απομονώνουμε το γονίδιο που ευθύνεται για την παραγωγή της ανθρώπινης ινσουλίνης και το εισάγουμε σε ένα βακτήριο. Το γενετικό υλικό αυτού του βακτηρίου έχει πλέον τροποποιηθεί, με αποτέλεσμα να μπορεί να παράγει ανθρώπινη ινσουλίνη. Καθώς το βακτήριο πολλαπλασιάζεται, προκύπτουν νέα βακτήρια που φέρουν επίσης το συγκεκριμένο γονίδιο. Δημιουργείται έτσι ένας πληθυσμός τροποποιημένων βακτηρίων που είναι πλέον σε θέση να παραγάγουν ινσουλίνη. Αυτή η μέθοδος είναι ιδανική. Μπορούμε με χαμηλό κόστος να παράγουμε μεγάλες ποσότητες ανθρώπινης ινσουλίνης και να προσφέρουμε λύση στο πρόβλημα πολλών εκατομμυρίων ανθρώπων.
108
Τι πρέπει κυρίως να εξετάζουμε κάθε φορά που παράγουμε με κάποια μέθοδο ένα φαρμακευτικό προϊόν;
open_ended
6_2
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Πρέπει να εξετάζουμε το αν είναι κατάλληλο και αποτελεσματικό, το ενδεχόμενο εμφάνισης παρενεργειών, το πόσο ακριβή είναι η παρασκευή του, το να παράγεταισε επαρκείς ποσότητες και να αναρωτηθούμε για πιθανά βιοηθικά ζητήματα.
109
Να χαρακτηρίσετε την παρακάτω πρόταση με το γράμμα (Σ), αν είναι σωστή, ή με το γράμμα (Λ), αν είναι λανθασμένη: Η εξέλιξη συντελείται ακόμα και σήμερα.
true_false
7_1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Σ
110
Να χαρακτηρίσετε την παρακάτω πρόταση με το γράμμα (Σ), αν είναι σωστή, ή με το γράμμα (Λ), αν είναι λανθασμένη: Η επιβίωση του καλύτερα προσαρμοσμένου ατόμου ονομάζεται Φυσική Επιλογή.
true_false
7_1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Σ
111
Να χαρακτηρίσετε την παρακάτω πρόταση με το γράμμα (Σ), αν είναι σωστή, ή με το γράμμα (Λ), αν είναι λανθασμένη: Αν ένα άτομο είναι καλά προσαρμοσμένο σε ένα περιβάλλον, τότε το ίδιο θα ισχύει ακόμα και αν αλλάξουν οι συνθήκες του περιβάλλοντος.
true_false
7_1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Λ
112
Να χαρακτηρίσετε την παρακάτω πρόταση με το γράμμα (Σ), αν είναι σωστή, ή με το γράμμα (Λ), αν είναι λανθασμένη: Το υλικό της Φυσικής Επιλογής το προσφέρουν οι μεταλλάξεις.
true_false
7_1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Σ
113
Να χαρακτηρίσετε την παρακάτω πρόταση με το γράμμα (Σ), αν είναι σωστή, ή με το γράμμα (Λ), αν είναι λανθασμένη: Τα στοιχεία που έχουν στη διάθεσή τους οι επιστήμονες στην προσπάθειά τους να καταγράψουν την πορεία της εξέλιξης είναι μόνο τα απολιθώματα.
true_false
7_1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Λ
114
Τι είναι η εξέλιξη; Πότε ξεκινά και πότε σταματά;
open_ended
7_1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Η αλλαγή στις ιδιότητες ενός πληθυσμού οργανισμών στο πέρασμα του χρόνου, μεταξύ διαφορετικών γενεών λέγεται εξέλιξη. Η αλλαγή αυτή μπορεί να οδηγήσει σε νέα είδη και αύξηση της ποικιλότητας του πλανήτη. Δηλαδή όλες αυτές οι μορφές ζωής κατάγονται από κάποιες άλλες που υπήρχαν πριν από πολλά χρόνια και σταδιακά αντικαταστάθηκαν από νέες. Η εξέλιξη είναι τελικά μια συνεχής διαδικασία, που ξεκίνησε από τότε που εμφανίστηκε ζωή επάνω στον πλανήτη μας και συντελείται ακόμα και σήμερα.
115
Με ποιον τρόπο πιστεύουμε σήμερα ότι συντελείται η εξέλιξη;
open_ended
7_1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Για την ποικιλομορφία που υπάρχει σήμερα είναι υπεύθυνες οι μεταλλάξεις. Οι οργανισμοί που εμφανίζουν μεταλλάξεις με τα καλύτερα προσαρμοσμένα χαρακτηριστικά στο περιβάλλον που ζουν, είναι πιο πιθανόν να επιβιώσουν και να δώσουν και τους περισσότερους απογόνους. Συνεπώς, τα ευνοικότερα χαρακτηριστικά μεταβιβάζονται και στις επόμενες γενιές, όπου και αυτές με την σειρά τους αλλάζουν.
116
Ποια η σχέση των μεταλλάξεων με την εξέλιξη;
open_ended
7_1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Όταν υπάρχουν σε έναν πληθυσμό μεταλλάξεις, υπάρχει και περισσότερη ποικιλομορφία. Οι ευνοικές για έναν πληθυσμό μεταλλάξεις, θα ευνοηθούν και θα αυξηθούν τα άτομα που τις φέρουν μέσω της Φυσικής Επιλογής καθώς θα παράγουν και περισσότερους απογόνους. Αυτό θα έχει σαν αποτέλεσμα να αυξηθούν τα άτομα με τα ευνοικά χαρακτηριστικά σε έναν πληθυσμό.
117
Ένα άτομο στείρο είναι δυνατόν να επηρεάσει την πορεία της εξέλιξης των οργανισμών του είδους του;
open_ended
7_1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Όταν ένα άτομο είναι στείρο δεν γίνεται να μεταβιβάσει τα χαρακτηριστικά του στις επόμενες γενιές οπότε δεν μπορεί να επηρεάσει την πορείας της εξέλιξης των οργανισμών του είδους του.
118
Μία θεωρία υποστηρίζει ότι έγιναν διασταυρώσεις μεταξύ των Νεάντερταλ και των Homo sapiens sapiens. Στηριζόμενος σε αυτή τη θεωρία, θα μπορούσε κάποιος να ισχυριστεί ότι τα γονίδια των Νεάντερταλ εξακολουθούν και σήμερα να υπάρχουν στους ανθρώπους του 21ου αιώνα; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.
open_ended
7_2
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Ναι, μπορεί να εξακολουθούν να υπάρχουν στους ανθρώπους του 21ου αιώνα. Μέσα από διασταυρώσεις μπορεί να έχουν κληρονομηθεί σε κάποιους απογόνους αν ισχύει η συγκεκριμένη θεωρία.
119
Να συμπληρώσετε με τους κατάλληλους όρους τα κενά στο παρακάτω κείμενο: Η ιστορία της ανθρώπινης εξέλιξης άρχισε πριν από 4.000.000 χρόνια στην ................. ................. από μια ομάδα ζώων που ονομάζονται ................. και κατέληξε στο Homo ................., δηλαδή τον σημερινό άνθρωπο. Mετά τον Αυστραλοπίθηκο εμφανίστηκε ο Homo ................. και μετά ο Homo .................. Όμως, με την εμφάνιση τoυ Homo ................. οι άνθρωποι μπορούσαν πλέον να συζητούν αφηρημένες έννοιες, όπως το μέλλον και το παρελθόν.
gap_fill
7_2
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Ανατολική Αφρική, Αυστραλοπίθηκοι, sapiens, habilis, erectus, sapiens
120
Πολλοί πιστεύουν ότι τις βάσεις για τη διατύπωση της θεωρίας της εξέλιξης δεν τις έβαλε ο Δαρβίνος αλλά ο αρχαίος Έλληνας φιλόσοφος Εμπεδοκλής (495-435 π.Χ.). Αυτός πίστευε ότι από τη λάσπη δημιουργούνταν ζωή και ότι τα φυτά μετατρέπονταν σε ζώα. Για να εξηγήσει πώς έπαιρναν τη μορφή τους τα ζώα, υποστήριξε ότι τα πρώτα πλάσματα ήταν τερατόμορφα, αποτελούμενα από τυχαία μέρη σώματος. Τα περισσότερα πέθαιναν, γιατί δεν μπορούσαν να τραφούν ή να κινηθούν. Σε κάποια ζώα όμως, τα διάφορα μέλη του σώματος ήταν έτσι αναπτυγμένα, ώστε να είναι περισσότερο λειτουργικά. Αυτά τα ζώα επιβίωσαν και είναι οι πρόγονοι των σημερινών οργανισμών. Να συγκρίνετε τη θεωρία του Εμπεδοκλή με τη θεωρία του Δαρβίνου. Να αναφέρετε κοινά στοιχεία και διαφορές.
open_ended
7
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Οι διαφορές στη διατύπωση της θεωρίας της εξέλιξης του Δαρβίνου με τον Εμπεδοκλή είναι ότι ο δεύτερος υποστήριξε ότι από την ανόργανη ύλη γεννήθηκε ζωή και ότι τα φυτά μετατρέπονταν σε ζώα. Γνωρίζουμε ότι ένας οργανισμός φυτικής προέλευσης δε γίνεται να έχει κάποια σχέση με έναν ζωικής. Τα κοινά στοιχεία είναι ότι οι οργανισμοί που έχουν την ικανότητα να επιβιώνουν, είναι και οι καλύτερα προσαρμοσμένοι στο περιβάλλον τους. Όπως υποστηρίζει δηλαδή και ο Εμπεδοκλής: «τα ζώα που αποτελούνταν από τυχαία μέρη του σώματος δε μπορούσαν να επιβιώσουν και πέθαιναν ενώ αυτά που είχαν μέλη σώματος πιο λειτουργικά ανεπτυγμένα, αυτά και επιβίωναν».
121
Προηγήθηκε η μελέτη των απολιθωμάτων ή η μελέτη των βιοχημικών δεδομένων; Ποια η σχέση των δεδομένων στις περιπτώσεις αυτές; Έρχονται σε αντίθεση ή επιβεβαιώνουν τα μεν τα δε;
open_ended
7
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Προηγήθηκε η μελέτη των απολιθωμάτων καθώς πρωτοβρέθηκαν σχετικά ευρήματα οπότε και μελετήθηκαν. Οι βιοχημικές μελέτες προυποθέταν την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών οπότε υπήρξαν μεταγενέστερα. Σε κάθε περίπτωση οι σχέσεις των δεδομένων αυτών συμβαδίζουν μεταξύ τους και επαληθεύουν η μία την άλλη.
122
Τα αντιβιοτικά, που είναι ουσίες με αντιμικροβιακή δράση, με το πέρασμα του χρόνου και την αλόγιστη χρήση τους έγιναν λιγότερο αποτελεσματικά έναντι των μικροβίων. Μάλιστα, η πενικιλίνη, που ανακάλυψε ο Φλέμινγκ το 1920, σήμερα έχει ελάχιστη αποτελεσματικότητα. Πώς σχετίζεται αυτό με τη Φυσική Επιλογή;
open_ended
7
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Τα μικρόβια έχουν μικρό κύκλο ζωής, μεταλλάσονται σε σύντομο χρονικό διάστημα και αναπτύσσουν ανθεκτικά στελέχη παρουσία αντιβιοτικού. Αυτό το χαρακτηριστικό μεταβιβάζεται στους απογόνους τους. Αντίθετα, στελέχη μη ανθεκτικά σε αντιβιοτικό, με την συνεχή έκθεση τους σε αυτό (λόγω της αλόγιστης χρήσης) δεν επιβιώνουν. Αυξάνεται λοιπόν ο αριθμός των ανθεκτικών μικροβίων και αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να έχουν γίνει λιγότερο αποτελεσματικά κάποια αντιβιοτικά.
123
Πολλά κύτταρα του οργανισμού μας πεθαίνουν και χρειάζεται να αντικατασταθούν από νέα κύτταρα. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει πόσο ζουν ορισμένα κύτταρα του ανθρώπου. ΚΥΤΤΑΡΟΔΙΑΡΚΕΙΑ ΖΩΗΣ (σε ημέρες) α ηπατικό κύτταρο 250 β μυϊκό κύτταρο 240 γ ερυθρό αιμοσφαίριο 100 δ κύτταρο επιδερμίδας 18 2. Ν α διαβάσετε προσεκτικά τις παρακάτω πληροφορίες που αφορούν τα νευρικά κύτταρα: • Τα ν ευρικά κύτταρα αναπτύσσονται όταν ο άνθρωπος είναι σε πολύ νεαρή ηλικία. • Οι περισσότεροι άνθ ρωποι στην Ελλάδα ζουν περισσότερο από 70 χρόνια. • Όσο οι άνθ ρωποι γερνούν, δυσκολεύονται να θυμηθούν πολλά πράγματα. • Τα πρά γματα που θυμόμαστε «αποθηκεύονται» στα νευρικά κύτταρα του εγκεφάλου μας. • Τα ν ευρικά κύτταρα δεν αντικαθίστανται ποτέ. Να εξηγήσετε τι συμπέρασμα βγάζετε για τη διάρκεια ζωής των νευρικών κυττάρων.
open_ended
1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Τα νευρικά κύτταρα αναπτύσσονται όταν ο άνθρωπος είναι σε πολύ νεαρή ηλικία και δεν αντικαθίστανται ποτέ, πράγμα που σημαίνει, ότι ο αριθμός των νευρικών μας κυττάρων παραμένει περίπου ο ίδιος σε όλη τη διάρκεια της ζωής μας. Άρα τα νευρικά κύτταρα των ηλικιωμένων είναι γερασμένα ή κάποια από αυτά έχουν πεθάνει, και έτσι, μερικά από τα δεδομένα που αποθηκεύονται στα νευρικά κύτταρα του εγκεφάλου τους, χάνονται. Έτσι εξηγείται γιατί οι ηλικιωμένοι άνθρωποι δεν μπορούν να θυμηθούν πολλά πράγματα.
124
Να αναφέρετε δύο δραστηριότητες του ανθρώπου με τις οποίες μπορεί να διαταραχτεί ο κύκλος του άνθρακα.
open_ended
2
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Ο κύκλος του άνθρακα διαταράσσεται όταν καταστρέφονται τα δάση με την υπερβολική υλοτόμηση και την εκχέρσωση. Στην περίπτωση αυτή ελαττώνεται η ποσότητα του παραγόμενου οξυγόνου, αλλά και η απορρόφηση του διοξειδίου του άνθρακα. Επίσης, οι καύσεις των ορυκτών καυσίμων διαταράσσουν τον κύκλο του άνθρακα γιατί παράγονται υπερβολικά μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα. που είναι αδύνατο να χρησιμοποιηθούν από τους ήδη λιγότερους παραγωγούς. Στη σημερινή εποχή, επειδή συμβαίνουν και τα δύο, έχει ενταθεί το φαινόμενο του θερμοκηπίου.
125
Ποιοι ρύποι είναι χημικές ενώσεις του άνθρακα; Στην πρόκληση ποιων φαινομένων συντελούν αυτοί οι ρύποι;
open_ended
2
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Πολλές ενώσεις του άνθρακα αποτελούν ρύπους και συντελούν στην πρόκληση φαινόμένων με δυσάρεστες συνέπειες για το περιβάλλον και για την υγεία μας. Συγκεκριμένα: – Η αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα συντελεί στην ένταση του φαινομένου του θερμοκηπίου. – Το μονοξείδιο του άνθρακα συντελεί στην δημιουργία του φωτοχημικού νέφους. – Οι χλωροφθοράνθρακες συντελούν στην εξασθένηση της στιβάδας του όζοντος.
126
Να αναφέρετε δύο δραστηριότητες του ανθρώπου με τις οποίες μπορεί να διαταραχτεί ο κύκλος του αζώτου.
open_ended
2
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Ο κύκλος του αζώτου διαταράσσεται από την υπερβολική χρήση αζωτούχων λιπασμάτων, τα οποία παρασύρονται από το νερό της βροχής και καταλήγουν στα υδάτινα οικοσυστήματα. Έτσι προκαλείται το φαινόμενο του ευτροφισμού. Ανάλογες συνέπειες έχει και η απόρριψη των αστικών λυμάτων, που περιέχουν νιτρικά ιόντα, στα υδάτινα οικοσυστήματα.
127
Ποιοι ρύποι είναι χημικές ενώσεις του αζώτου; Στην πρόκληση ποιων φαινομένων συντελούν αυτοί οι ρύποι;
open_ended
2
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Τα οξείδια του αζώτου που εκλύονται από την καύση ορυκτών καυσίμων και συμμετέχουν στην δημιουργία του φωτοχημικού νέφους και της όξινης βροχής. Ακόμη, αζωτούχα λιπάσματα και αστικά λύματα που καταλήγουν στα υδάτινα οικοσυστήματα, προκαλούν ευτροφισμό.
128
Aς υποθέσουμε ότι, για να διατηρήσει ένας άνθρωπος τη μάζα του, πρέπει η ενέργεια που προσλαμβάνει με την τροφή του να ισούται με την ενέργεια που απαιτείται για τις καθημερινές του δρα στηριότητες. Αν η ενέργεια της τροφής υπερτερεί των ενεργειακών αναγκών του ατόμου, τότε γίνονται περισσότερες αντιδράσεις αναβολισμού και το άτομο παχαίνει, ενώ, αν η ενέργεια που παίρνει από την τροφή του δεν επαρκεί για να καλύψει τις ενεργειακές του ανάγκες, τότε γίνονται περισσότερες αντιδράσεις καταβολισμού για την κάλυψη των αναγκών του. Με βάση τα παραπάνω, κι αφού συμβουλευτείτε τον παρακάτω πίνακα, να απαντήσετε στην ερώτηση που ακολουθεί. ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΦΑΓΗΤΩΝ ΣΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Είδος φαγητού Ενέργεια (σε χιλιοθερμίδες) Μακαρονάδα με κιμά 675 Παγωτό (δύο μπάλες) 240 Πράσινη σαλάτα 123 Χάμπουργκερ 400 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ ΓΙΑ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΕΝΟΣ ΜΕΣΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ Δραστηριότητα (για μισή ώρα) Ενέργεια (σε χιλιοθερμίδες) Ύπνος: 35 Κολύμβηση: 200 Διάβασμα: 70 Πόση ώρα πρέπει να κολυμπήσετε για να «κάψετε» τις θερμίδες μιας μακαρονάδας;
open_ended
3
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Σύμφωνα με τα δεδομένα, κάθε 30 λεπτά που κολυμπάμε, «καίγονται» 200 θερμίδες. Επομένως για να «κάψουμε» 675 θερμίδες της μακαρονάδας, πρέπει να κολυμπήσουμε: 30 . 675 / 200 = 101.25 λεπτά (1ώρα και 42 λεπτά).
129
Aς υποθέσουμε ότι, για να διατηρήσει ένας άνθρωπος τη μάζα του, πρέπει η ενέργεια που προσλαμβάνει με την τροφή του να ισούται με την ενέργεια που απαιτείται για τις καθημερινές του δρα στηριότητες. Αν η ενέργεια της τροφής υπερτερεί των ενεργειακών αναγκών του ατόμου, τότε γίνονται περισσότερες αντιδράσεις αναβολισμού και το άτομο παχαίνει, ενώ, αν η ενέργεια που παίρνει από την τροφή του δεν επαρκεί για να καλύψει τις ενεργειακές του ανάγκες, τότε γίνονται περισσότερες αντιδράσεις καταβολισμού για την κάλυψη των αναγκών του. Με βάση τα παραπάνω, κι αφού συμβουλευτείτε τον παρακάτω πίνακα, να απαντήσετε στην ερώτηση που ακολουθεί. ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΦΑΓΗΤΩΝ ΣΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Είδος φαγητού Ενέργεια (σε χιλιοθερμίδες) Μακαρονάδα με κιμά 675 Παγωτό (δύο μπάλες) 240 Πράσινη σαλάτα 123 Χάμπουργκερ 400 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ ΓΙΑ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΕΝΟΣ ΜΕΣΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ Δραστηριότητα (για μισή ώρα) Ενέργεια (σε χιλιοθερμίδες) Ύπνος: 35 Κολύμβηση: 200 Διάβασμα: 70 Πόση ώρα πρέπει να διαβάσετε για να «κάψετε» τις θερμίδες ενός παγωτού;
open_ended
3
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Σύμφωνα με τα δεδομένα, κάθε 30 λεπτά που διαβάζουμε, «καίγονται» 70 θερμίδες. Επομένως για να κάψουμε τις 240 θερμίδες του παγωτού, πρέπει να διαβάσουμε: 30 . 240 / 70 = 102.86 λε- πτά (1 ώρα και 43 λεπτά).
130
Aς υποθέσουμε ότι, για να διατηρήσει ένας άνθρωπος τη μάζα του, πρέπει η ενέργεια που προσλαμβάνει με την τροφή του να ισούται με την ενέργεια που απαιτείται για τις καθημερινές του δρα στηριότητες. Αν η ενέργεια της τροφής υπερτερεί των ενεργειακών αναγκών του ατόμου, τότε γίνονται περισσότερες αντιδράσεις αναβολισμού και το άτομο παχαίνει, ενώ, αν η ενέργεια που παίρνει από την τροφή του δεν επαρκεί για να καλύψει τις ενεργειακές του ανάγκες, τότε γίνονται περισσότερες αντιδράσεις καταβολισμού για την κάλυψη των αναγκών του. Με βάση τα παραπάνω, κι αφού συμβουλευτείτε τον παρακάτω πίνακα, να απαντήσετε στην ερώτηση που ακολουθεί. ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΦΑΓΗΤΩΝ ΣΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Είδος φαγητού Ενέργεια (σε χιλιοθερμίδες) Μακαρονάδα με κιμά 675 Παγωτό (δύο μπάλες) 240 Πράσινη σαλάτα 123 Χάμπουργκερ 400 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ ΓΙΑ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΕΝΟΣ ΜΕΣΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ Δραστηριότητα (για μισή ώρα) Ενέργεια (σε χιλιοθερμίδες) Ύπνος: 35 Κολύμβηση: 200 Διάβασμα: 70 Πόσες μερίδες σαλάτα πρέπει να φάτε για να πάρετε τις θερμίδες που θα σας έδινε ένα χάμπουργκερ;
open_ended
3
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Ένα χάμπουργκερ έχει 400 θερμίδες και μία μερίδα σαλάτα 123 θερμίδες. Επομένως ένα χάμπουργκερ ισοδυναμεί με τρεις μερίδες σαλάτα και ένα τέ- ταρτο της μερίδας: 400 /123 = 3.25 μερίδες σαλάτα, δηλαδή, 3 μερίδες σαλάτα και το 1/4 μιας μερίδας.
131
• Για να κινηθούμε, απαιτείται ενέργεια. Να λυγίσεις τον αγκώνα του δεξιού σου χεριού πιάνοντας με την αριστερή σου παλάμη το εμπρός μέρος του βρα χίονά σου. Να επαναλάβεις την κίνηση πιάνοντας το πίσω μέρος του βραχίο-να. Τι παρατηρείς; Ο δικέφαλος μυς που βρίσκεται στην πρόσθια πλευρά συστέλλεται (σαν ένα ελατήριο που συσπειρώνεται), ενώ ο τρικέφαλος που βρίσκεται στην πίσω διαστέλλεται (σαν ένα ελατήριο που τεντώνεται). Οι μεταβολές αυτές είναι το αποτέλεσμα διάφορων αντιδράσε ων που συμβαίνουν μέσα στα μυϊκά κύτταρα, όταν καταλήξουν σε αυτά νευρικά ερεθίσματα που ξεκινούν από τον εγκέφαλο. Οι αντιδράσεις αυτές απαιτούν ενέργεια. • Για να διατηρηθεί η κυτταρική οργάνωση, απαιτείται ενέργεια. Έχουμε ήδη μελετήσει τη δομή και τη λειτουργία των κυττάρων. Γνωρίζουμε, για παράδειγμα, ότι τα κυτταρικά οργανίδια αποτελούνται ή πε ριβάλλονται από μεμβράνες. Τι θα συμβεί αν, για παράδειγμα, κάποια μόρια λιπιδίων ή πρωτεϊνών της πλασματικής μεμβράνης καταστραφούν; Αν το κύτταρο δεν «μπαλώσει την τρύπα», τότε η μεμβράνη δεν θα μπορεί να επιτελέσει τον ρόλο της, με αποτέλεσμα κάποιες ουσίες να εισέρχονται ανεξέλεγκτα στο κύτταρο, το οποίο πιθανότατα θα καταστραφεί. Πώς μπορεί το κύτταρο να αντικατα-στήσει τα συστατικά αυτά; Οι «επιδιορθώσεις» αυτές απαιτούν ενέργεια.Αφού διαβάσετε το παραπάνω κείμενο, να απαντήσετε στην ερώτηση που ακολουθεί. Πώς εξασφαλίζουν τα κύτταρα την απαραίτητη ενέργεια;
open_ended
3
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Τα κύτταρα εξασφαλίζουν ενέργεια με την κυτταρική αναπνοή, κατά την οποία γί- νεται καταβολισμός χημικών ενώσεων υδατανθράκων (π.χ. γλυκόζη).
132
• Για να κινηθούμε, απαιτείται ενέργεια. Να λυγίσεις τον αγκώνα του δεξιού σου χεριού πιάνοντας με την αριστερή σου παλάμη το εμπρός μέρος του βρα χίονά σου. Να επαναλάβεις την κίνηση πιάνοντας το πίσω μέρος του βραχίο-να. Τι παρατηρείς; Ο δικέφαλος μυς που βρίσκεται στην πρόσθια πλευρά συστέλλεται (σαν ένα ελατήριο που συσπειρώνεται), ενώ ο τρικέφαλος που βρίσκεται στην πίσω διαστέλλεται (σαν ένα ελατήριο που τεντώνεται). Οι μεταβολές αυτές είναι το αποτέλεσμα διάφορων αντιδράσε ων που συμβαίνουν μέσα στα μυϊκά κύτταρα, όταν καταλήξουν σε αυτά νευρικά ερεθίσματα που ξεκινούν από τον εγκέφαλο. Οι αντιδράσεις αυτές απαιτούν ενέργεια. • Για να διατηρηθεί η κυτταρική οργάνωση, απαιτείται ενέργεια. Έχουμε ήδη μελετήσει τη δομή και τη λειτουργία των κυττάρων. Γνωρίζουμε, για παράδειγμα, ότι τα κυτταρικά οργανίδια αποτελούνται ή πε ριβάλλονται από μεμβράνες. Τι θα συμβεί αν, για παράδειγμα, κάποια μόρια λιπιδίων ή πρωτεϊνών της πλασματικής μεμβράνης καταστραφούν; Αν το κύτταρο δεν «μπαλώσει την τρύπα», τότε η μεμβράνη δεν θα μπορεί να επιτελέσει τον ρόλο της, με αποτέλεσμα κάποιες ουσίες να εισέρχονται ανεξέλεγκτα στο κύτταρο, το οποίο πιθανότατα θα καταστραφεί. Πώς μπορεί το κύτταρο να αντικατα-στήσει τα συστατικά αυτά; Οι «επιδιορθώσεις» αυτές απαιτούν ενέργεια.Αφού διαβάσετε το παραπάνω κείμενο, να απαντήσετε στην ερώτηση που ακολουθεί. Πώς εξασφαλίζουν τα μυϊκά κύτταρα την απαραίτητη ενέργεια;
open_ended
3
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Τα μυϊκά κύτταρα εξασφαλίζουν ενέργεια μέσω της αερόβιας κυτταρικής αναπνοής (παρουσία οξυγόνου) και της αναερόβιας κυτταρικής αναπνοής απουσία οξυγόνου. Και οι δύο αποτελούν αντιδράσεις καταβολισμού, δηλαδή βασικές χημικές αντιδράσεις που προμηθεύουν το κύτταρο με ενέργεια.
133
• Για να κινηθούμε, απαιτείται ενέργεια. Να λυγίσεις τον αγκώνα του δεξιού σου χεριού πιάνοντας με την αριστερή σου παλάμη το εμπρός μέρος του βρα χίονά σου. Να επαναλάβεις την κίνηση πιάνοντας το πίσω μέρος του βραχίο-να. Τι παρατηρείς; Ο δικέφαλος μυς που βρίσκεται στην πρόσθια πλευρά συστέλλεται (σαν ένα ελατήριο που συσπειρώνεται), ενώ ο τρικέφαλος που βρίσκεται στην πίσω διαστέλλεται (σαν ένα ελατήριο που τεντώνεται). Οι μεταβολές αυτές είναι το αποτέλεσμα διάφορων αντιδράσε ων που συμβαίνουν μέσα στα μυϊκά κύτταρα, όταν καταλήξουν σε αυτά νευρικά ερεθίσματα που ξεκινούν από τον εγκέφαλο. Οι αντιδράσεις αυτές απαιτούν ενέργεια. • Για να διατηρηθεί η κυτταρική οργάνωση, απαιτείται ενέργεια. Έχουμε ήδη μελετήσει τη δομή και τη λειτουργία των κυττάρων. Γνωρίζουμε, για παράδειγμα, ότι τα κυτταρικά οργανίδια αποτελούνται ή πε ριβάλλονται από μεμβράνες. Τι θα συμβεί αν, για παράδειγμα, κάποια μόρια λιπιδίων ή πρωτεϊνών της πλασματικής μεμβράνης καταστραφούν; Αν το κύτταρο δεν «μπαλώσει την τρύπα», τότε η μεμβράνη δεν θα μπορεί να επιτελέσει τον ρόλο της, με αποτέλεσμα κάποιες ουσίες να εισέρχονται ανεξέλεγκτα στο κύτταρο, το οποίο πιθανότατα θα καταστραφεί. Πώς μπορεί το κύτταρο να αντικατα-στήσει τα συστατικά αυτά; Οι «επιδιορθώσεις» αυτές απαιτούν ενέργεια.Αφού διαβάσετε το παραπάνω κείμενο, να απαντήσετε στην ερώτηση που ακολουθεί. Τι μετατροπές ενέργειας μπορούμε να παρατηρήσουμε κατά την κίνηση των μυϊκών κυττάρων; Υπάρχουν «απώλειες»;
open_ended
3
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Κατά την κίνηση των μυών, ένα μέρος της χημικής ενέργειας των δεσμών των χημικών ενώσεων, μετατρέπεται σε μηχανικό έργο και ένα άλλο μέρος της χημικής ενέργειας, μετατρέπεται σε θερμότητα, γιατί κάθε μετατροπή από τη μία μορφή στην άλλη έχει απώλειες σε θερμότητα.
134
Μία από τις ασθένειες που έχει ταλαιπωρήσει και ακόμα ταλαιπωρεί την ανθρωπότητα είναι η ελονοσία. Σήμερα, αν και η νόσος αυτή έχει περιοριστεί αρκετά, υπάρχουν 280 εκατομμύρια άνθρωποι σε όλο τον κόσμο που υποφέρουν από ελονοσία, από τους οποίους πεθαίνουν κάθε χρόνο περίπου 2 εκατομμύρια. Το πρωτόζωο που την προκαλεί ονομάζεται πλασμώδιο (Plasmodium ) και δεν μεταδί δεται από άτομο σε άτομο παρά μόνο με το τσίμπημα ενός είδους κουνουπιού ( Culex anopheles ). Το κουνούπι, όταν τσιμπά τον άνθρωπο, για να μπορέσει να ρουφήξει καλύτερα το αίμα, εισάγει, την ώρα που τον τσιμπάει, κάποια ένζυμα που αποτρέπουν την πήξη του αίματος, ώστε να μπορεί να το ρουφήξει καλύτερα. Αν το κουνούπι αυτό είχε προηγουμένως τσιμπήσει κάποιον άνθρωπο που ήταν φορέας του πλασμωδίου της ελονοσίας, τότε την ώρα εκείνη εισάγει το πλασμώδιο στο άτομο που τσιμπά. Το πλασμώδιο της ελονοσίας προσβάλλει το συκώτι και στη συνέχεια τα ερυθρά αιμο-σφαίρια, τα οποία περιοδικά καταστρέφονται. Τότε το άτομο εκδηλώνει τα συμπτώματα της ελονοσίας, που είναι: ρίγη, σπασμοί, πυρετός, έντονη εφί-δρωση και φυσικά αναιμία λόγω της καταστροφής των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Δυ-στυχώς τα φάρμακα που υπάρχουν σήμερα δεν μπορούν να καταστρέψουν τα πλασμώδια που έχουν ήδη προσβάλει το συκώτι. Συνεπώς, ένα άτομο που έχει προσβληθεί από τη νόσο θα είναι πάντα φορέας. Επειδή αναπτύσσονται συνεχώς ανθεκτικές μορφές του πλασμωδίου, οι προσπάθειες καταπολέμησης της νόσου στρέφονται κυρίως στην εξάλειψη του κουνουπιού που το μεταφέρει.Αφού μελετήσετε προσεκτικά το παραπάνω κείμενο, να απαντήσετε στην ερώτηση που ακολουθεί. Μπορούν όλα τα κουνούπια να μεταδώσουν την ελονοσία;
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Τα είδη Anopheles sacharovi, Anopheles hydranus, Anopheles maculipennis, και Anopheles superpictus ευθύνονται για την μετάδοση της ελο- νοσίας στον άνθρωπο.
135
Μία από τις ασθένειες που έχει ταλαιπωρήσει και ακόμα ταλαιπωρεί την ανθρωπότητα είναι η ελονοσία. Σήμερα, αν και η νόσος αυτή έχει περιοριστεί αρκετά, υπάρχουν 280 εκατομμύρια άνθρωποι σε όλο τον κόσμο που υποφέρουν από ελονοσία, από τους οποίους πεθαίνουν κάθε χρόνο περίπου 2 εκατομμύρια. Το πρωτόζωο που την προκαλεί ονομάζεται πλασμώδιο (Plasmodium ) και δεν μεταδί δεται από άτομο σε άτομο παρά μόνο με το τσίμπημα ενός είδους κουνουπιού ( Culex anopheles ). Το κουνούπι, όταν τσιμπά τον άνθρωπο, για να μπορέσει να ρουφήξει καλύτερα το αίμα, εισάγει, την ώρα που τον τσιμπάει, κάποια ένζυμα που αποτρέπουν την πήξη του αίματος, ώστε να μπορεί να το ρουφήξει καλύτερα. Αν το κουνούπι αυτό είχε προηγουμένως τσιμπήσει κάποιον άνθρωπο που ήταν φορέας του πλασμωδίου της ελονοσίας, τότε την ώρα εκείνη εισάγει το πλασμώδιο στο άτομο που τσιμπά. Το πλασμώδιο της ελονοσίας προσβάλλει το συκώτι και στη συνέχεια τα ερυθρά αιμο-σφαίρια, τα οποία περιοδικά καταστρέφονται. Τότε το άτομο εκδηλώνει τα συμπτώματα της ελονοσίας, που είναι: ρίγη, σπασμοί, πυρετός, έντονη εφί-δρωση και φυσικά αναιμία λόγω της καταστροφής των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Δυ-στυχώς τα φάρμακα που υπάρχουν σήμερα δεν μπορούν να καταστρέψουν τα πλασμώδια που έχουν ήδη προσβάλει το συκώτι. Συνεπώς, ένα άτομο που έχει προσβληθεί από τη νόσο θα είναι πάντα φορέας. Επειδή αναπτύσσονται συνεχώς ανθεκτικές μορφές του πλασμωδίου, οι προσπάθειες καταπολέμησης της νόσου στρέφονται κυρίως στην εξάλειψη του κουνουπιού που το μεταφέρει.Αφού μελετήσετε προσεκτικά το παραπάνω κείμενο, να απαντήσετε στην ερώτηση που ακολουθεί. Γιατί πιστεύετε ότι η ελονοσία εξαπλώνεται κυρίως γύρω από ελώδεις περιοχές;
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Η ελονοσία εξαπλώνεται από ελώδεις περιοχές, γιατί εκεί υπάρχει υγρασία και νερό που είναι απαραίτητα για τα πρώτα στάδια ανάπτυξης των κουνουπιών.
136
Μία από τις ασθένειες που έχει ταλαιπωρήσει και ακόμα ταλαιπωρεί την ανθρωπότητα είναι η ελονοσία. Σήμερα, αν και η νόσος αυτή έχει περιοριστεί αρκετά, υπάρχουν 280 εκατομμύρια άνθρωποι σε όλο τον κόσμο που υποφέρουν από ελονοσία, από τους οποίους πεθαίνουν κάθε χρόνο περίπου 2 εκατομμύρια. Το πρωτόζωο που την προκαλεί ονομάζεται πλασμώδιο (Plasmodium ) και δεν μεταδί δεται από άτομο σε άτομο παρά μόνο με το τσίμπημα ενός είδους κουνουπιού ( Culex anopheles ). Το κουνούπι, όταν τσιμπά τον άνθρωπο, για να μπορέσει να ρουφήξει καλύτερα το αίμα, εισάγει, την ώρα που τον τσιμπάει, κάποια ένζυμα που αποτρέπουν την πήξη του αίματος, ώστε να μπορεί να το ρουφήξει καλύτερα. Αν το κουνούπι αυτό είχε προηγουμένως τσιμπήσει κάποιον άνθρωπο που ήταν φορέας του πλασμωδίου της ελονοσίας, τότε την ώρα εκείνη εισάγει το πλασμώδιο στο άτομο που τσιμπά. Το πλασμώδιο της ελονοσίας προσβάλλει το συκώτι και στη συνέχεια τα ερυθρά αιμο-σφαίρια, τα οποία περιοδικά καταστρέφονται. Τότε το άτομο εκδηλώνει τα συμπτώματα της ελονοσίας, που είναι: ρίγη, σπασμοί, πυρετός, έντονη εφί-δρωση και φυσικά αναιμία λόγω της καταστροφής των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Δυ-στυχώς τα φάρμακα που υπάρχουν σήμερα δεν μπορούν να καταστρέψουν τα πλασμώδια που έχουν ήδη προσβάλει το συκώτι. Συνεπώς, ένα άτομο που έχει προσβληθεί από τη νόσο θα είναι πάντα φορέας. Επειδή αναπτύσσονται συνεχώς ανθεκτικές μορφές του πλασμωδίου, οι προσπάθειες καταπολέμησης της νόσου στρέφονται κυρίως στην εξάλειψη του κουνουπιού που το μεταφέρει.Αφού μελετήσετε προσεκτικά το παραπάνω κείμενο, να απαντήσετε στην ερώτηση που ακολουθεί. Θεραπεύονται τα άτομα που πάσχουν από ελονοσία;
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Ένα άτομο που έχει προσβληθεί από τη νόσο θα είναι πάντα φορέας.
137
Τα κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού διαιρούνται άλλα με γρήγορους και άλλα με αργούς ρυθ μούς, ανάλογα με τις ανάγκες του σώματος (ανάπτυξη, αντικατάσταση κυττάρων που γερνούν, επού λωση πληγών κ.ά.) και πάντα υπό έλεγχο. Σε μερικές όμως περιπτώσεις είναι δυνατόν κάποια κύτταρα να διαιρούνται ανεξέλεγκτα, ενώ ταυτόχρονα χάνουν τον αρχικό τους ρόλο μέσα στον οργανισμό. Συνε-πώς, δημιουργείται ένα συσσωμάτωμα άχρηστων κυττάρων. Αυτά τα κύτταρα ονομάζονται καρκινικά και η μάζα που δημιουργούν ονομάζεται όγκος. Ο καρκίνος αποτελεί σήμερα τη δεύτερη αιτία θανάτου μετά τις καρδιοπάθειες. Για κάθε είδος καρκίνου έχουν ενοχοποιηθεί διάφοροι παράγοντες, όπως περιβαλλοντικοί (π.χ. ακτινοβολίες, αμίαντος, κάπνισμα), κάποιοι ιοί, ενώ τα τελευταία χρόνια βρέθηκε ότι υπάρχει και κάποια κληρονομικότητα. Αυτό δεν σημαίνει ότι κάποιος του οποίου οι γονείς ή άλλα στενά συγγενικά πρόσωπα έπασχαν από καρκίνο θα νοσήσει κι αυτός, αλλά μπορεί να σημαίνει ότι τα κύτταρά του είναι πιο ευάλωτα σε σχέση με τα κύτταρα ενός άλλου ατόμου σε παράγοντες που ευθύνονται για καρκινογένεση. Το σίγουρο είναι ότι, εφόσον δεν έχει βρεθεί ακόμα κάποιο αποτελεσματικό φάρμακο κατά του καρ κίνου, ο μόνος τρόπος αντιμετώπισής του είναι η πρόληψη και η έγκαιρη διάγνωση. Αν μία καρκινική κατάσταση εντοπιστεί εγκαίρως, τότε ο γιατρός, πάντα ανάλογα με την περίσταση, μπορεί να αφαιρέσει τα καρκινικά κύτταρα και να προλάβει μία πιθανή μετάσταση, δηλαδή τη δημιουργία νέου όγκου σε άλλο μέρος του σώματος από καρκινικά κύτταρα που πέρασαν στο κυκλοφορικό σύστημα. Αφού μελετήσετε προσεκτικά το παραπάνω κείμενο, να απαντήσετε στην ερώτηση που ακολουθεί. Ο καρκίνος είναι σήμερα πολύ πιο συχνός απ’ ό,τι πριν από εκατό χρόνια. Πού νομίζετε ότι οφείλε ται αυτό;
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Ένας σημαντικός παράγοντας για την εμφάνιση του καρκίνου είναι η ρύπαν- ση του περιβάλλοντος. Τα τελευταία χρόνια είμαστε εκτεθειμένοι σε κάθε είδους ακτινοβολία που σχετίζεται με την εμφάνιση καρκίνου ( υπεριώδης ακτινοβολία, λόγω της εξασθένησης της στιβάδας του όζοντος, ραδιενέργεια π.χ. Τσερνο- μπίλ, στην ακτινοβολία των κινητών τηλεφώνων κ.α), παράγοντες που δεν υπήρχαν πριν εκατό χρόνια. Επίσης σήμερα γίνεται χρήση φυτοφαρμάκων, εντομοκτόνων, χημικών ουσιών και πρόσθετων στα τρόφιμα, ενώ το κάπνισμα αποτελεί έναν από τους πλέον επιβαρυντικούς παράγοντες για την εμφάνιση καρκίνου.
138
Τα κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού διαιρούνται άλλα με γρήγορους και άλλα με αργούς ρυθ μούς, ανάλογα με τις ανάγκες του σώματος (ανάπτυξη, αντικατάσταση κυττάρων που γερνούν, επού λωση πληγών κ.ά.) και πάντα υπό έλεγχο. Σε μερικές όμως περιπτώσεις είναι δυνατόν κάποια κύτταρα να διαιρούνται ανεξέλεγκτα, ενώ ταυτόχρονα χάνουν τον αρχικό τους ρόλο μέσα στον οργανισμό. Συνε-πώς, δημιουργείται ένα συσσωμάτωμα άχρηστων κυττάρων. Αυτά τα κύτταρα ονομάζονται καρκινικά και η μάζα που δημιουργούν ονομάζεται όγκος. Ο καρκίνος αποτελεί σήμερα τη δεύτερη αιτία θανάτου μετά τις καρδιοπάθειες. Για κάθε είδος καρκίνου έχουν ενοχοποιηθεί διάφοροι παράγοντες, όπως περιβαλλοντικοί (π.χ. ακτινοβολίες, αμίαντος, κάπνισμα), κάποιοι ιοί, ενώ τα τελευταία χρόνια βρέθηκε ότι υπάρχει και κάποια κληρονομικότητα. Αυτό δεν σημαίνει ότι κάποιος του οποίου οι γονείς ή άλλα στενά συγγενικά πρόσωπα έπασχαν από καρκίνο θα νοσήσει κι αυτός, αλλά μπορεί να σημαίνει ότι τα κύτταρά του είναι πιο ευάλωτα σε σχέση με τα κύτταρα ενός άλλου ατόμου σε παράγοντες που ευθύνονται για καρκινογένεση. Το σίγουρο είναι ότι, εφόσον δεν έχει βρεθεί ακόμα κάποιο αποτελεσματικό φάρμακο κατά του καρ κίνου, ο μόνος τρόπος αντιμετώπισής του είναι η πρόληψη και η έγκαιρη διάγνωση. Αν μία καρκινική κατάσταση εντοπιστεί εγκαίρως, τότε ο γιατρός, πάντα ανάλογα με την περίσταση, μπορεί να αφαιρέσει τα καρκινικά κύτταρα και να προλάβει μία πιθανή μετάσταση, δηλαδή τη δημιουργία νέου όγκου σε άλλο μέρος του σώματος από καρκινικά κύτταρα που πέρασαν στο κυκλοφορικό σύστημα. Αφού μελετήσετε προσεκτικά το παραπάνω κείμενο, να απαντήσετε στην ερώτηση που ακολουθεί. Ένας καρκίνος που εμφανίζεται σε μικρή ηλικία θεωρείται δυσκολότερη περίπτωση από κάτι αντί στοιχο σε έναν ηλικιωμένο άνθρωπο. Να δώσετε μια πιθανή εξήγηση.
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Tα κύτταρα ενός νέου ανθρώπου διαιρούνται πολύ πιο γρήγορα γιατί ο νέος άνθρωπος αναπτύσσεται. Έτσι και τα καρκινικά κύτταρα πολλαπλασιάζονται με γρήγορους ρυθμούς, με αποτέλεσμα να είναι πιο δύσκολη η αντιμετώπιση της ασθένειας σε έναν νέο άνθρωπο, απ’ ό,τι σε έναν ηλικιωμένο.
139
Μέχρι το 1906 ο τυφοειδής πυρετός ευθυνόταν για τον θάνατο 25.000 περίπου ατόμων ετησίως στις ΗΠΑ. Το καλοκαίρι εκείνου του έτους εμφανίστηκε ένα περίεργο ξέσπασμα κρουσμάτων στο Λονγκ Άιλαντ της Νέας Υόρκης. Ένα κορίτσι πέθανε και πέντε άλλα άτομα προσβλήθηκαν από την ασθένεια, αλλά ούτε το νερό ούτε κάποια τροφή μπόρεσαν να εντοπιστούν ως πιθανά αίτια. Τελικά προσέλαβαν έναν ειδικό, τον Σόπερ, ο οποίος μετά από έρευνες που διεξήγαγε εστίασε τις υποψίες του στη Μαίρη Μαλόν, μια φαινομενικά υγιή μαγείρισσα, η οποία είχε εξαφανιστεί τρεις εβδομάδες μετά το ξέσπασμα της ασθένειας. Ο Σόπερ ήταν εξοικειωμένος με τη θεωρία του Κοχ ότι ασθένειες όπως αυτή θα μπορού σαν να εξαπλώνονται από άτομα που φέρουν τους μικροοργανισμούς. Άρχισε λοιπόν να ψάχνει αυτή τη γυναίκα, που θα γινόταν πλέον γνωστή ως «Τυφοειδής Μαίρη». Οι έρευνές του τον οδήγησαν δέκα χρόνια πίσω, τότε που η γυναίκα αυτή διετέλεσε μαγείρισσα σε διάφορα νοικοκυριά. Είκοσι οκτώ περιπτώσεις τυφοειδούς πυρετού είχαν εμφανιστεί σε εκείνα τα νοικοκυριά και κάθε φορά η μαγείρισσα έφευγε αμέσως μετά το ξέσπασμα της ασθένειας. Μία επιδημία το 1903 στην Ιθάκα της Νέας Υόρκης εξαπλώθηκε στην κοινότητα και πέθαναν 1.300 άτομα. Τελικά εντόπισε τη Μαίρη μέσα από τα διάφορα πρακτορεία ανεύρεσης εργασίας και ήρθε πρόσωπο με πρόσωπο με αυτήν τον Μάρτιο του 1907. Χρησιμοποιούσε άλλο όνομα και δούλευε σε μια οικογέ νεια όπου είχε εκδηλωθεί τυφοειδής πυρετός. Ο Σόπερ εξήγησε τη θεωρία του, ότι δηλαδή ήταν φορέας της ασθένειας, και την παρακάλεσε να εξεταστεί για τα συγκεκριμένα βακτήρια. Όταν αρνήθηκε να εξε ταστεί, η αστυνομία τη μετέφερε διά της βίας σε ένα κρατικό νοσοκομείο σε ένα νησί έξω από τις ακτές του Μπρονξ. Οι εξετάσεις έδειξαν ότι τα κόπρανά της ήταν γεμάτα με τους οργανισμούς που προκαλούν τον τυφοειδή πυρετό, αλλά φοβούμενη ότι θα κινδύνευε η ζωή της αρνήθηκε να υποβληθεί σε εγχείρη-ση αφαίρεσης χοληδόχου κύστης που θα την απάλλασσε από τα μικρόβια. Καθώς εξαπλώνονταν τα νέα της κράτησής της, άρχισε να γίνεται διάσημη. Τελικά, εξαιτίας ενός νόμου που απαγόρευε την κράτηση των φορέων, απελευθερώθηκε το 1910. Ωστόσο, ο θρύλος της Μαίρης δεν είχε τελειώσει. Το 1915 εμφανίστηκε σε νοσοκομείο της Νέας Υόρ κης, όπου εργαζόταν ως μαγείρισσα με άλλο πάλι όνομα. Τότε 8 άτομα πέθαναν από τυφοειδή πυρετό, τα περισσότερα από τα οποία ήταν γιατροί και νοσοκόμοι. Η Μαίρη μεταφέρθηκε πάλι στο νησί, αυτή τη φορά με χειροπέδες. Και πάλι όμως αρνήθηκε την εγχείρηση και δεν δέχτηκε να αλλάξει επάγγελμα. Οι γιατροί την έβαλαν σε απομόνωση προσπαθώντας να αποφασίσουν τι θα κάνουν. Έτσι πέρασαν αρκετές εβδομάδες. Τελικά η Μαίρη άλλαξε γνώμη και δέχτηκε μια μόνιμη διαμονή σε μια καλύβα στο νησί. Σταδιακά αποδέχτηκε τη μοίρα της και άρχισε να βοηθά σε καθημερινές δουλειές του νοσοκομεί-ου. Όμως της είχε επιβληθεί να τρώει μόνη της και της επιτρέπονταν πολύ λίγοι επισκέπτες. Πέθανε το 1938, σε ηλικία 70 ετών, εξαιτίας εγκεφαλικού. Θάφτηκε σε ένα τοπικό νεκροταφείο.Αφού διαβάσετε το παραπάνω κείμενο, να απαντήσετε στην ερώτηση που ακολουθεί. Γιατί είναι απαραίτητο όσοι εργάζονται σε μαγειρεία να υποβάλλονται σε αυστηρό υγειονομικό έλεγχο;
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Πολλές ασθένειες μεταδίδονται με τα σταγονίδια του βήχα ή από βρώμικα χέρια. Έτσι, είναι δυνατόν κατά το στάδιο προετοιμασίας των γευμάτων, ένας εργαζόμενος που πάσχει από κάποια ασθένεια, να τη μεταδώσει σε πολύ κόσμο. Για να αποφευχθεί αυτό, είναι απαραίτητος ο αυστηρός υγειονομικός έλεγχος σε όσους κάνουν τα επαγγέλματα αυτά.
140
Αφού διαβάσετε τα παρακάτω δεδομένα για το κάπνισμα, να απαντήσετε στις ερωτήσεις που ακολουθούν. * Στους 1.000 έφηβους που καπνίζουν, 250 περίπου θα πεθάνουν νωρίς από ασθένειες που σχετίζονται με το κάπνισμα και θα χάσουν 10-15 χρόνια από τη ζωή τους. * Τ ο 95% των ανθρώπων που πάσχουν από βρογχίτιδα είναι καπνιστές. * Τ ο 90% των ανθρώπων που πεθαίνουν από καρκίνο του πνεύμονα είναι καπνιστές. * Οι καπνιστές 20 τσιγάρων την ημέρα συντομεύουν τη ζωή τους κατά 5 χρόνια ή, αλλιώς, κάθε τσιγάρο «κοστίζει» 5,5 λεπτά ζωής. * Οι καπνίστριες γεννούν μωρά με βάρος λιγότερο κατά 200 γραμμάρια περίπου από τις μη κα πνίστριες. * Τέ σσερα στα πέντε παιδιά που καπνίζουν ακόμη και ένα μόνο τσιγάρο την εβδομάδα καταλή γουν ισόβιοι καπνιστές. * Οι υπηρεσίες υγείας πληρώνουν ετησίως εκατοντάδες εκατομμύρια ευρώ για την περίθαλψη ασθενών οι οποίοι πάσχουν από ασθένειες που σχετίζονται με το κάπνισμα. * Οι καπνοβιομηχανίες ξοδεύουν ετησίως εκατοντάδες εκατομμύρια ευρώ για τη διαφήμιση των προϊόντων τους. α. Πόσο χρόνο από τη ζωή του θα χάσει ένας καπνιστής που καπνίζει 20 τσιγάρα την ημέρα για είκοσι χρόνια;
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
α. Αφού κάθε τσιγάρο κοστίζει 5.5 λεπτά ζωής, ένας καπνιστής που καπνίζει 20 τσιγάρα την ημέρα για 20 χρόνια (365 x 20 = 7.300 ημέρες) τότε: 20 τσιγάρα x 7.300 ημέρες = 146.000 τσιγάρα. 146.000 τσιγάρα x 5.5 λεπτά = 803.000 λεπτά, δηλαδή: 803.000 / 60 x 24 x 365 = 1.5 χρόνο από τη ζωή του.
141
Αφού διαβάσετε το παρακάτω κείμενο, να απαντήσετε στις ερωτήσεις που ακολουθούν. Η κατανάλωση οινοπνευματωδών ποτών είναι κοινωνική συνήθεια της οποίας η έναρξη συμπίπτει με την αρχή της ιστορίας του ανθρώπου, όταν τυχαία ανακαλύφθηκε η δράση ορισμέ-νων χυμών φρούτων που εί χαν υποστεί κάποια ζύμωση. Στην αρχαία Ελλάδα κατανά-λωναν οινοπνευματώδη ποτά σε πολλές θρησκευτικές και εθιμοτυπικές τελετουργίες. Ο Διόνυσος ήταν ο θεός της αμπέλου και του οίνου. Στη Βαβυλώνα του 1500 π.Χ., ο βασιλιάς Χαμουραμπί συ νέταξε σειρά νόμων για να περιορίσει το μεθύσι των υπηκόων του. Το «σάκε», που σημαίνει «νερό της ζωής», ήταν ένα ιερό οινοπνευματώδες ποτό για τους αρχαίους Κινέζους και τους Ιάπωνες. Οι Ίνκας παρασκεύαζαν από κριθάρι ένα είδος μπίρας , την «Τσίτσα», για τις θρησκευτικές τους τελετές. Τρεις φυλές φαίνεται ότι αγνοούσαν τα οινοπνευματώδη ποτά, ώσπου τα εισήγαγαν οι κατακτητές: οι Εσκιμώοι, οι Ινδιάνοι της Β. Αμερικής και οι ιθαγενείς της Αυστραλίας. Στα τέλη του 18ου αιώνα και στις αρχές του 19ου περιγράφηκαν λεπτομερώς τα συμπτώματα που προκαλούνται από την κατανάλωση οινοπνεύματος και μόλις τότε αναγνωρίστηκε ο αλκοολισμός ως «ασθένεια», όχι μόνο για τον ίδιο τον χρήστη αλλά και για τον κοινωνικό του περίγυρο. Παράλληλα, άρχισαν για πρώτη φορά να επιβάλλονται νόμοι που καθόριζαν τον τρόπο χρήσης των αποστακτήρων, την αποθήκευση και τη διάθεση των οινοπνευματωδών ποτών.ΣΥΜΠΤΩΜΑΤΑ ΔΗΛΗΤΗΡΙΑΣΗΣ ΜΕ ΟΙΝΟΠΝΕΥΜΑ Συγκέντρωση αλκοόλης σε mg /dL αίματοςΣυμπτώματα μέχρι 50 άνθρωποι συνήθως νηφάλιοι, ελαφρές διαταραχές 50 - 100 άρση φυσιολογικών αναστολών, ευφορία, φλυαρία 100 - 200 μείωση ικανοτήτων, σύγχυση, διαταραχές στην ομιλία 200 - 300 ελάττωση των ανακλαστικών, απώλεια των αισθήσεων 300 - 350 αναισθησία, καταστολή των ανακλαστικών >350 κώμα, θάνατος Η ταχύτητα απορρόφησης της αλκοόλης, επομένως και ο χρόνος εμφάνισης των επιπτώσεών της, εξαρτώνται από πολλούς παράγοντες:  Από την πληρότητα του στομάχου (το γεμάτο με τροφή στομάχι επιβραδύνει την απορρόφηση).  Από το είδος του ποτού και την περιεκτικότητά του σε αλκοόλη.  Από το βάρος του σώματος.  Από την ψυχική διάθεση του χρήστη (κούραση, άγχος).  Από τον μεταβολισμό του χρήστη (η μεταβολική διαδικασία, καθώς και η διαπερατότητα του γαστρικού και του εντερικού βλεννογόνου διαφέρουν από άνθρωπο σε άνθρωπο). Οι παθήσεις που προκαλεί η χρόνια χρήση αλκοόλης είναι πολυάριθμες, όπως χρόνια και οξεία πα γκρεατίτιδα, χρόνια γαστρίτιδα, διαταραχές του νευρικού συστήματος και εγκεφαλικές βλάβες. Επειδή ο μεταβολισμός της αλκοόλης γίνεται κυρίως στο ήπαρ, η συχνή και μακρόχρονη χρήση νεκρώνει τα κύτταρά του (κίρρωση του ήπατος). Σοβαρές επίσης βλάβες προκαλούνται στο έμβρυο από την κατανά-λωση αλκοόλης κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, όπως διανοητική καθυστέρηση, ηπατικές βλάβες, νευρολογικά σύνδρομα. Ύστερα από χρόνια χρήση οινοπνεύματος χρειάζονται υψηλότερα επίπεδα αλ-κοόλης στο αίμα, για να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα. Η κατάσταση αυτή οδηγεί σε προοδευτι-κή αύξηση της κατανάλωσης οινοπνευματωδών ποτών. Με την πάροδο του χρόνου ο άνθρωπος αποκτά εξάρτηση (αλκοολισμός). Η διακοπή της αλκοόλης τότε προκαλεί δυσάρεστα συμπτώματα, όπως κεφαλαλγίες, νευρικότητα, ναυτία, εφιδρώσεις, ψευδαισθήσεις, επιληπτικές κρίσεις, τρομώδες παραλήρημα (Delirium tremens ). Ο αλκοολισμός έχει κοινωνικές, νομικές και ιατρικές επεκτάσεις. Αλκοολικός είναι ο άνθρωπος που λόγω της χρόνιας χρήσης αλκοόλης αντιμετωπίζει προβλήματα σε επίπεδο υγείας, εργασίας και κοινωνικού περιβάλλοντος. 1. Αν δύο άτομα καταναλώσουν την ίδια ποσότητα ενός συγκεκριμένου αλκοολούχου ποτού, αλλά ο ένας είναι πολύ πιο μεγαλόσωμος από τον άλλο, θα έχουν τα ίδια συμπτώματα από την κατανάλωση του ποτού; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Η ταχύτητα απορρόφησης της αλκοόλης εξαρτάται από το σωματικό βάρος, έτσι αυτός που έχει μεγαλύτερο σωματικό βάρος θα έχει πιο ήπια συμπτώματα, ενώ αυτός με το μικρότερο σωματικό βάρος θα έχει σοβαρότερα συμπτώματα, καταναλώνοντας την ίδια ποσότητα αλκοολούχου ποτού. Κάποιος που έχει μεγάλο βάρος έχει περισσότερα σωματικά υγρά, απ’ ότι κάποιος που έχει μικρότερο βάρος. Έτσι ένα πιο ελαφρύ άτομο επηρεάζεται πε- ρισσότερο απ’ ό,τι ένα βαρύ άτομο που έχει πιει τον ίδιο αριθμό αλκοολούχων ποτών. Υπάρχει επίσης διαφορά και ανάμεσα στους άντρες και τις γυναίκες. Το γυναικείο σώμα περιλαμβάνει κατά μέσο όρο λιγότερα υγρά ανά κιλό απ’ ό,τι ένα αντρικό.
142
Η ένωση δύο αμινοξέων με πεπτιδικό δεσμό δημιουργεί ένα διπεπτίδιο. Προσθήκη ενός ακόμα αμινοξέος δη μιουργεί ένα τριπεπτίδιο κ.ο.κ. Οι πρωτεΐνες αποτελούνται από μία ή περισσότερες πολυπεπτιδικές αλυσίδες (πολυπεπτίδια). Με βάση το παράρτημα του γενετικού κώδικα: [Φαινυλαλανίνη: UUU, UUC Λευκίνη: UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG Σερίνη: UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC Τυροσίνη: UAU, UAC Κυστεΐνη: UGU, UGC Τρυπτοφάνη: UGG Προλίνη: CCU, CCC, CCA, CCG Ιστιδίνη: CAU, CAC Γλουταμίνη: CAA, CAG Ασπαραγίνη: AAU, AAC Λυσίνη: AAA, AAG Ισολευκίνη: AUU, AUC, AUA Μεθειονίνη: AUG Βαλίνη: GUU, GUC, GUA, GUG Αλανίνη: GCU, GCC, GCA, GCG Ασπαρτικό οξύ: GAU, GAC Γλουταμινικό οξύ: GAA, GAG Γλυκίνη: GGU, GGC, GGA, GGG Αργινίνη: CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG Θρεονίνη: ACU, ACC, ACA, ACG Λήξη: UAA, UAG, UGA] να διαπιστώσετε τον τρόπο με τον οποίο η αλληλουχία των βάσεων των ριβονουκλεοτιδίων ενός mRNA μετα-τρέπεται-μεταφράζεται σε αλληλουχία αμινοξέων μιας πρωτεΐνης. Να χρησιμοποιήσετε τις γνώσεις σας σχετικά με τη δομή του DNA και τη μεταγραφή και να συμπλη ρώσετε την παρακάτω άσκηση. Έστω ότι ένα τριπεπτίδιο αποτελείται από την ακό λουθη αλληλουχία αμινοξέων: γλυκίνη α λανίνη βα λίνη 1. Αλληλουχία βάσεων στο mRNA: _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2. Δίκλωνο τμήμα DNA: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
open_ended
5
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
1.GGU-GCU-GUA 2. GGT-GCT-GTA CCA-CGA-CAT
143
Η ένωση δύο αμινοξέων με πεπτιδικό δεσμό δημιουργεί ένα διπεπτίδιο. Προσθήκη ενός ακόμα αμινοξέος δη μιουργεί ένα τριπεπτίδιο κ.ο.κ. Οι πρωτεΐνες αποτελούνται από μία ή περισσότερες πολυπεπτιδικές αλυσίδες (πολυπεπτίδια). Με βάση το παράρτημα του γενετικού κώδικα: [Φαινυλαλανίνη: UUU, UUC Λευκίνη: UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG Σερίνη: UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC Τυροσίνη: UAU, UAC Κυστεΐνη: UGU, UGC Τρυπτοφάνη: UGG Προλίνη: CCU, CCC, CCA, CCG Ιστιδίνη: CAU, CAC Γλουταμίνη: CAA, CAG Ασπαραγίνη: AAU, AAC Λυσίνη: AAA, AAG Ισολευκίνη: AUU, AUC, AUA Μεθειονίνη: AUG Βαλίνη: GUU, GUC, GUA, GUG Αλανίνη: GCU, GCC, GCA, GCG Ασπαρτικό οξύ: GAU, GAC Γλουταμινικό οξύ: GAA, GAG Γλυκίνη: GGU, GGC, GGA, GGG Αργινίνη: CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG Θρεονίνη: ACU, ACC, ACA, ACG Λήξη: UAA, UAG, UGA] να διαπιστώσετε τον τρόπο με τον οποίο η αλληλουχία των βάσεων των ριβονουκλεοτιδίων ενός mRNA μετα-τρέπεται-μεταφράζεται σε αλληλουχία αμινοξέων μιας πρωτεΐνης. Να χρησιμοποιήσετε τις γνώσεις σας σχετικά με τη δομή του DNA και τη μεταγραφή και να συμπληρώσετε την παρακάτω άσκηση. Έστω ότι ένα τριπεπτίδιο αποτελείται από την ακό λουθη αλληλουχία αμινοξέων: γλυκίνη α λανίνη βα λίνη Ποιο θα είναι το τριπεπτίδιο που θα προκύψει όταν η αλληλουχία των δεοξυριβονουκλεοτιδίων του DNA, που θα μεταγραφεί σε mRNA, είναι: CAT CCA CGA; mRNA: _ _ _ _ _ _ _ _ _ τριπεπτίδιο: …………………………… - …………………………… - ……………………………
open_ended
5
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
DNA: CAT-CCA-CGA mRNA: GUA-GGU-GCU το τριπεπτίδιο είναι: βαλίνη -γλυκίνη- αλανίνη.
144
Αφού διαβάσετε το παρακάτω κείμενο, να απαντήσετε στις ερωτήσεις που ακολουθούν. Από την ανακάλυψη της πενικιλίνης, στα τέλη της δεκαετίας του 1920, από τον Αλέξανδρο Φλέμινγκ (Alexander Fleming, 1881-1955) μέχρι σήμερα, δεκάδες αντιβιοτικά έχουν αναπτυχθεί για την καταπολέμηση πολλών μικροβιακών μολύνσεων. Για παράδειγμα, αν και υπήρχε η πρόβλεψη ότι οι περισσό τερες βακτηριακές μολύνσεις σύντομα θα μπορούσαν να εξαλειφθούν, η προσδοκία αυτή δυστυχώς αποδείχθηκε λανθασμένη. Σήμερα, κάθε μικροοργανισμός που προκαλεί κάποια ασθένεια εμφανίζει μεταλλαγμένα στελέχη ικανά να αντισταθούν σε ένα από τα εκατό και πλέον αντιβιοτικά που χρησιμο-ποιούν οι γιατροί. Τα βακτήρια, για παράδειγμα, αναπτύσσουν αντίσταση στα αντιβιοτικά, επιβιώνουν και περνούν την αντίσταση αυτή στις επόμενες γενιές. Παρ’ όλα αυτά, το αντιβιοτικό καταστρέφει τα περισσότερα από τα βακτήρια, αλλά το μεταλλαγμένο βακτήριο επιβιώνει και παράγει την επόμενη γενιά, η οποία είναι τώρα ανθεκτική στο αντιβιοτικό. Ενώ τα βακτήρια «αποκτούν δύναμη» με την εξελικτική έννοια (ανθεκτικότητα), γιατροί και ασθενείς φαίνεται ότι «διευκολύνουν» τα βακτήρια σε αυτή την προσαρμογή τους στα αντιβιοτικά. Οι γιατροί πολλές φορές πιέζονται να γράψουν μια συνταγή για τον καθένα που νιώθει ασθενής. Έτσι, αν και τα αντιβιοτικά είναι άχρηστα στις ιογενείς μολύνσεις, όπως το κρυολόγημα και η γρίπη, οι ασθενείς συχνά ζητούν από τους γιατρούς αντιβιοτικά για κάθε ασθένεια. Αυτή η υπερκατανάλωση των αντιβιοτικών διευκολύνει την εξάπλωση ανθεκτικών βακτηρίων. Πολλές φορές, εξάλλου, χορηγούνται, χωρίς σοβαρό λόγο, αντιβιοτικά με ευρύ φάσμα δράσης, που έχουν δηλαδή επίδραση σε πολλά είδη βακτηρίων. Με αυτό τον τρόπο αντιμετωπίζεται η ασθένεια σε σύντομο χρονικό διάστημα, αλλά η επίδραση επεκτείνε ται και στα βακτήρια της φυσιολογικής χλωρίδας του οργανισμού. Οι κτηνοτρόφοι είναι επίσης υπεύθυ νοι για κατάχρηση αντιβιοτικών. Χορηγούν στα ζώα αντιβιοτικά και άλλα φάρμακα, για να αποφύγουν τις μολύνσεις ή για να υποβοηθήσουν τη γρήγορη ανάπτυξη των ζώων. Καθώς εμφανίζονται ανθεκτικά στελέχη στα ζώα, όπως ακριβώς και στον άνθρωπο, μερικά από αυτά περνούν στον άνθρωπο μέσω του μισοψημένου κρέατος και άλλων ζωικών προϊόντων. Πότε θα είναι σοβαρότερες οι επιπτώσεις στην υγεία σας, αν κολλήσετε φυματίωση από ένα άτομο που πάσχει από την ανθεκτική μορφή του βακτηρίου ή αν κολλήσετε από ένα άτομο που πάσχει από τη μη ανθεκτική μορφή; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.
open_ended
7
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Οι επιπτώσεις στην υγεία μας θα είναι σοβαρότερες αν κολλήσουμε την ανθεκτική μορφή του βακτηρίου, επειδή το βακτήριο αυτό θα είναι πιο ανθεκτικό στα αντιβιοτικά και έτσι θα είναι πιο δύσκολο να καταπολεμηθεί. Πιθανότατα θα νοσήσουμε για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και οι βλάβες στους ιστούς θα εί- ναι περισσότερες.
145
Αφού διαβάσετε το παρακάτω κείμενο, να απαντήσετε στις ερωτήσεις που ακολουθούν. Από την ανακάλυψη της πενικιλίνης, στα τέλη της δεκαετίας του 1920, από τον Αλέξανδρο Φλέμινγκ (Alexander Fleming, 1881-1955) μέχρι σήμερα, δεκάδες αντιβιοτικά έχουν αναπτυχθεί για την καταπολέμηση πολλών μικροβιακών μολύνσεων. Για παράδειγμα, αν και υπήρχε η πρόβλεψη ότι οι περισσό τερες βακτηριακές μολύνσεις σύντομα θα μπορούσαν να εξαλειφθούν, η προσδοκία αυτή δυστυχώς αποδείχθηκε λανθασμένη. Σήμερα, κάθε μικροοργανισμός που προκαλεί κάποια ασθένεια εμφανίζει μεταλλαγμένα στελέχη ικανά να αντισταθούν σε ένα από τα εκατό και πλέον αντιβιοτικά που χρησιμο-ποιούν οι γιατροί. Τα βακτήρια, για παράδειγμα, αναπτύσσουν αντίσταση στα αντιβιοτικά, επιβιώνουν και περνούν την αντίσταση αυτή στις επόμενες γενιές. Παρ’ όλα αυτά, το αντιβιοτικό καταστρέφει τα περισσότερα από τα βακτήρια, αλλά το μεταλλαγμένο βακτήριο επιβιώνει και παράγει την επόμενη γενιά, η οποία είναι τώρα ανθεκτική στο αντιβιοτικό. Ενώ τα βακτήρια «αποκτούν δύναμη» με την εξελικτική έννοια (ανθεκτικότητα), γιατροί και ασθενείς φαίνεται ότι «διευκολύνουν» τα βακτήρια σε αυτή την προσαρμογή τους στα αντιβιοτικά. Οι γιατροί πολλές φορές πιέζονται να γράψουν μια συνταγή για τον καθένα που νιώθει ασθενής. Έτσι, αν και τα αντιβιοτικά είναι άχρηστα στις ιογενείς μολύνσεις, όπως το κρυολόγημα και η γρίπη, οι ασθενείς συχνά ζητούν από τους γιατρούς αντιβιοτικά για κάθε ασθένεια. Αυτή η υπερκατανάλωση των αντιβιοτικών διευκολύνει την εξάπλωση ανθεκτικών βακτηρίων. Πολλές φορές, εξάλλου, χορηγούνται, χωρίς σοβαρό λόγο, αντιβιοτικά με ευρύ φάσμα δράσης, που έχουν δηλαδή επίδραση σε πολλά είδη βακτηρίων. Με αυτό τον τρόπο αντιμετωπίζεται η ασθένεια σε σύντομο χρονικό διάστημα, αλλά η επίδραση επεκτείνε ται και στα βακτήρια της φυσιολογικής χλωρίδας του οργανισμού. Οι κτηνοτρόφοι είναι επίσης υπεύθυ νοι για κατάχρηση αντιβιοτικών. Χορηγούν στα ζώα αντιβιοτικά και άλλα φάρμακα, για να αποφύγουν τις μολύνσεις ή για να υποβοηθήσουν τη γρήγορη ανάπτυξη των ζώων. Καθώς εμφανίζονται ανθεκτικά στελέχη στα ζώα, όπως ακριβώς και στον άνθρωπο, μερικά από αυτά περνούν στον άνθρωπο μέσω του μισοψημένου κρέατος και άλλων ζωικών προϊόντων. Ορισμένες φορές είναι απαραίτητη η χορήγηση αντιβιοτικών σε περιπτώσεις ιώσεων του αναπνευ στικού συστήματος. Μπορείτε να πιθανολογήσετε γιατί;
open_ended
7
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Η χορήγηση των αντιβιοτικών σε μία ίωση δεν πρόκειται να βοηθήσει, γιατί δεν υπάρχουν αντιβιοτικά που να καταπολεμούν τους ιούς. Όμως σε περιπτώ- σεις που το ανοσοποιητικό σύστημα ενός ατόμου, που πάσχει από ίωση, είναι εξασθενημένο, υπάρχει ο κίνδυνος να προσβληθεί και από κάποιο μικρόβιο. Σε τέτοιες περιπτώσεις μπορεί να γίνει χρήση των αντιβιοτικών, αυτό όμως είναι κάτι που πρέπει να το κρίνει ο ειδικός ιατρός μετά από την ανάλογη εξέταση.
146
Να διαβάσετε το παρακάτω κείμενο σχετικά με τον Λαμάρκ και τη θεωρία του για την εξέλιξη. Επίσης, να ανακαλέσετε στη μνήμη σας όσα μάθατε για τη θεωρία της εξέλιξης, όπως αυτή διατυπώθηκε από τον Δαρβίνο. Στη συνέχεια: Να συμπληρώσετε τα κενά στο κείμενο που ακολουθεί. ΛΑΜΑΡΚ Ο Λαμάρκ (Jean Baptiste de Monet, Chevalier de Lamarck, 1744-1829) δημοσίευσε το 1809 μία αρκετά αντιφατική θεωρία σχετικά με την εξέλιξη. Προσπαθούσε να εξηγήσει τις ομοιότητες μεταξύ διαφορετικών ζώων, υποστηρίζοντας ότι όλες οι μορφές ζωής ξεκίνησαν αρχικά από απλά σκουλήκια και είχαν μια εσωτερική τάση να εξελιχθούν σε πολυπλοκότερους οργανισμούς. Τελικά, μέσα από αυτή την εξελικτική δύναμη προέκυψαν τα θηλαστικά, καθώς και οι άνθρωποι. Η θε ωρία του Λαμάρκ ότι οι οργανισμοί μετέβαιναν από τον ένα τύπο στον άλλο αποτελεί ακόμα και σήμερα την κεντρική ιδέα πολλών σύγχρονων απόψεων σχετικά με την εξέλιξη. Όμως το γεγονός ότι τα σωματικά όργανα μεταβάλλονται ανάλογα με την προσαρμογή τους στο περιβάλλον (κληρο-νόμηση επίκτητων χαρακτηριστικών) δεν είναι αποδεκτό από την επιστημονική κοινότητα. Σύμφωνα με τον ………………………, οι καμηλοπαρδάλεις εξελίχθηκαν τεντώνοντας τον λαιμό τους, για να μπορέσουν να φτάσουν τα ψηλά φύλλα στα δέντρα, με αποτέλεσμα κάθε γενιά να γεννιέται με έναν ελαφρά μακρύτερο λαιμό. Σύμφωνα με τον ………………………, μεταξύ των καμηλοπαρδάλεων υπάρχουν κάποιες με μακρύτε ρους και κάποιες με κοντύτερους λαιμούς. Αυτές που έχουν το πρώτο χαρακτηριστικό είναι ευνοημένες έναντι των άλλων, γιατί μπορούν και βρίσκουν ευκολότερα τροφή στα ψηλά κλαδιά των δέντρων. Συνε πώς οι καμηλοπαρδάλεις που έχουν αυτό το χαρακτηριστικό και επιβιώνουν είναι περισσότερες από τις άλλες και ταυτόχρονα μπορούν να κάνουν περισσότερους απογόνους, αυξάνοντας τη συχνότητα αυτού του χαρακτηριστικού στις επόμενες γενιές.
open_ended
7
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου-Τετράδιο-Εργασιών
Λαμάρκ, ∆αρβίνο
147
Ποια είναι η σημασία του νερού για τη ζωή στον πλανήτη μας;
open_ended
1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Tο νερό είναι ένα από τα πιο απλά χημικά μόρια που συναντάμε σε μεγάλες ποσότητες στο περιβάλλον μας αλλά και ως συστατικό των οργανισμών. Ωκεανοί, θάλασσες, ποτάμια, λίμνες και υπόγεια νερά καλύπτουν περισσότερο από το 70% της επιφάνειας του πλανήτη μας και αποτελούν το περιβάλλον στο οποίο αναπτύσσονται και αναπαράγονται πολλοί οργανισμοί. Με τη βροχή, το χιόνι ή το χαλάζι το νερό πέφτει στο έδαφος και στις θάλασσες και επιστρέφει με την εξάτμιση στην ατμόσφαιρα. Επιπλέον, οι οργανισμοί, μονοκύτταροι και πολυκύτταροι, φυτικοί και ζωικοί, προσλαμβάνουν νερό από το περιβάλλον και στη συνέχεια το αποδίδουν σε αυτό. Για παράδειγμα, τα χερσαία φυτά προσλαμβάνουν νερό από το έδαφος με τις ρίζες τους και ελευθερώνουν νερό από τα στόματα των φύλλων με τη διαδικασία της διαπνοής. Όλες οι παραπάνω διαδικασίες επαναλαμβάνονται συνεχώς και αναγκάζουν το νερό να κυκλοφορεί αδιάκοπα στη φύση. Ο κύκλος του νερού είναι απαραίτητος για τη διατήρηση της ζωής στη Γη. Όμως το νερό είναι και το κυριότερο συστατικό των οργανισμών. Το 70% περίπου του ανθρώπινου σώματος είναι νερό και από αυτό περισσότερο από το μισό βρίσκεται στο εσωτερικό των κυττάρων. Η παρουσία του εκεί βοηθάει την ομαλή λειτουργία του κυττάρου. Αυτό συμβαίνει επειδή το νερό έχει μεγάλη διαλυτική ικανότητα. Πολλές δηλαδή χημικές ουσίες μπορούν να διαλυθούν στο νερό και έτσι να έρθουν σε επαφή και να αντιδράσουν εύκολα μεταξύ τους. Επιπλέον, το νερό είναι απαραίτητο και για τη μεταφορά ουσιών σε όλους τους οργανισμούς, ζωικούς ή φυτικούς. Το νερό που ρέει στην κοίτη ενός ποταμού παρασύρει άλατα από το έδαφος και τα γύρω πετρώματα και τα οδηγεί στη θάλασσα. Αποτέλεσμα αυτού είναι το νερό της θάλασσας να είναι αλμυρό (περιέχει περίπου 4% διαλυμένα άλατα). Όταν στη συνέχεια το νερό αυτό εξατμίζεται, τα άλατα παραμένουν στη θάλασσα. Η βροχή που σχηματίζεται και πέφτει εμπλουτίζοντας τις λίμνες και τον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα δεν περιέχει άλατα. Αυτή η διαφορά σε περιεκτικότητα αλάτων καθιστά τη θάλασσα διαφορετικό περιβάλλον ανάπτυξης οργανισμών από τη λίμνη και τον ποταμό. Άλλοι οργανισμοί έχουν προσαρμοστεί και ζουν στα γλυκά νερά των ποταμών και των λιμνών και άλλοι στα αλμυρά νερά των θαλασσών.
148
Ποια είναι η μορφή και οι λειτουργίες των οργανιδίων του ευκαρυωτικού κυττάρου;
open_ended
1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Τα ευκαρυωτικά κύτταρα διαφέρουν αρκετά μεταξύ τους, έχουν όμως και ορισμένα κοινά χαρακτηριστικά. Κάθε ευκαρυωτικό κύτταρο περιβάλλεται από την πλασματική μεμβράνη, η οποία δομείται από λιπίδια και πρωτεΐνες. Η πλασματική μεμβράνη διαχωρίζει και εξατομικεύει το κύτταρο από το περιβάλλον του. Ο ρόλος της όμως δεν περιορίζεται στο να είναι ένα απλό σύνορο. Ελέγχει επιπλέον ποιες ουσίες εισέρχονται ή εξέρχονται από το κύτταρο εξυπηρετώντας την επικοινωνία του με το περιβάλλον. Ο πυρήνας έχει, συνήθως, σχήμα σφαιρικό ή ωοειδές και αποτελεί το «κέντρο ελέγχου» του κυττάρου. Εκεί βρίσκεται το γενετικό υλικό (DNA) στο οποίο είναι καταγραμμένες οι πληροφορίες για όλα τα χαρακτηριστικά του κυττάρου (δομικά και λειτουργικά). Περιβάλλεται από διπλή μεμβράνη (πυρηνική) με ανοίγματα (πόρους), μέσω των οποίων γίνεται ανταλλαγή μορίων μεταξύ του πυρήνα και του υπόλοιπου κυττάρου. Τον χώρο ανάμεσα στην πλασματική μεμβράνη και στον πυρήνα καταλαμβάνει το κυτταρόπλασμα. Στο κυτταρόπλασμα υπάρχουν διάφορα οργανίδια, τα οποία επιτελούν τις διάφορες λειτουργίες του κυττάρου. Ενδοπλασματικό δίκτυο: Είναι ένα σύστημα μεμβρανών που συνδέονται με την πλασματική και την πυρηνική μεμβράνη. Αποτελεί ένα ενιαίο δίκτυο αγωγών και κύστεων, μέσω των οποίων εξασφαλίζεται η μεταφορά ουσιών σε όλα τα μέρη του κυττάρου. Στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο διακρίνουμε δύο μορφές ενδοπλασματικού δικτύου, το αδρό και το λείο. Στην επι-φάνεια του αδρού ενδοπλασματικού δικτύου υπάρχουν μικροί σχηματισμοί, τα ριβοσώματα, που του δίνουν όψη αδρή (τραχειά). Τα ριβοσώματα αποτελούνται από πρωτεΐνες και RNA. Σε αυτά γίνεται η σύνθεση των πρωτεϊνών. Ριβοσώματα υπάρχουν επίσης ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα. Συνέχεια του αδρού αποτελεί το λείο ενδοπλασματικό δίκτυο, στο οποίο δεν υπάρχουν ριβοσώματα. Η λειτουργία του έχει σχέση με τη σύνθεση λιπιδίων και την αποθήκευση διαφόρων πρωτεϊνών. Σύμπλεγμα Golgi: Το σύμπλεγμα αυτό αποτελείται από ένα σύνολο παράλληλων πεπλατυσμένων σάκων στους οποίους οι πρωτεΐνες, μετά τη σύνθεσή τους, τροποποιούνται και παίρνουν την τελική τους μορφή. Λυσοσώματα: Έχουν σφαιρικό σχήμα και περιέχουν δραστικά ένζυμα, τα οποία συντελούν στη διάσπαση ουσιών, π.χ. πρωτεϊνών, αλλά και μικροοργανισμών, όπως είναι, για παράδειγμα, τα διάφορα μικρόβια που μολύνουν τον οργανισμό μας. Κενοτόπια: Είναι κυστίδια που περιέχουν ένα υδατώδες υγρό. Χαρακτηριστικά κενοτόπια είναι τα πεπτικά, τα οποία συναντάμε στα ζωικά κύτταρα, και τα χυμοτόπια, τα οποία συναντάμε στα φυτικά κύτταρα. Τα πεπτικά κενοτόπια σχηματίζονται όταν εισέρχονται στο ζωικό κύτταρο τροφικά σωματίδια ή μικροοργανισμοί που, στη συνέχεια, θα χρησιμοποιηθούν ή θα καταστραφούν. Τα χυμοτόπια αποτελούν αποθήκες θρεπτικών ουσιών για το φυτικό κύτταρο και καταλαμβάνουν το μεγαλύτερο μέρος του. Μιτοχόνδρια: Έχουν σχήμα επίμηκες, σφαιρικό ή ωοειδές. Ο ρόλος τους είναι να εξασφαλίζουν ενέργεια, που είναι απαραίτητη για τις λειτουργίες του κυττάρου. Για τον σκοπό αυτό τα μιτοχόνδρια είναι παρόντα στα ευκαρυωτικά κύτταρα και ο αριθμός τους ποικίλλει ανάλογα με τις ενεργειακές ανάγκες του κυττάρου. Έτσι, τα μυϊκά κύτταρα του ανθρώπου διαθέτουν πολλά μιτοχόνδρια, ενώ άλλα κύτταρα έχουν λιγότερα. Η απαραίτητη ενέργεια απελευθερώνεται από τη διάσπαση χημικών ενώσεων που συμβαίνει κατά την κυτταρική αναπνοή. Η διαδικασία αυτή γίνεται με τη βοήθεια ειδικών ενζύμων που υπάρχουν στο εσωτερικό των μιτοχονδρίων. Χλωροπλάστες: Έχουν σχήμα φακοειδές. Στα οργανίδια αυτά γίνεται η φωτοσύνθεση, κατά την οποία απλά ανόργανα μόρια (π.χ. διοξείδιο του άνθρακα και νερό) μετατρέπονται με τη βοήθεια της ηλιακής ενέργειας σε οργανικά (π.χ. γλυκόζη). Ταυτόχρονα απελευθερώνεται οξυγόνο. Οι χλωροπλάστες περιέχουν ειδικά ένζυμα και άλλα μόρια, όπως χλωροφύλλη, που είναι απαραίτητα για τη φωτοσύνθεση. Παρ ́ ότι οι χλωροπλάστες βρίσκονται μόνο στα φωτοσυνθετικά κύτταρα, τα οργανικά μόρια και το οξυγόνο που παράγουν είναι απαραίτητα για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών και τη διατήρηση της ζωής όλων των οργανισμών της Γης. Κυτταρικό τοίχωμα: Το τοίχωμα αυτό περιβάλλει την πλασματική μεμβράνη των φυτικών κυττάρων. Έχει κυρίως στηρικτικό ρόλο. Είναι συμπαγές, ανθεκτικό και αποτελείται από πολυσακχαρίτες, κυριότερος από τους οποίους είναι η κυτταρίνη.
149
Ποιες είναι οι ομοιότητες και οι διαφορές μεταξύ φυτικού και ζωικού κυττάρου;
open_ended
1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Κενοτόπια: Είναι κυστίδια που περιέχουν ένα υδατώδες υγρό. Χαρακτηριστικά κενοτόπια είναι τα πεπτικά, τα οποία συναντά- με στα ζωικά κύτταρα, και τα χυμοτόπια, τα οποία συναντάμε στα φυτικά κύτταρα. Τα πεπτικά κενοτόπια σχηματίζονται όταν εισέρχονται στο ζωικό κύτταρο τροφικά σωματίδια ή μικροοργανισμοί που, στη συνέχεια, θα χρησιμοποιηθούν ή θα καταστραφούν. Τα χυμοτόπια αποτελούν αποθήκες θρεπτικών ουσιών για το φυτικό κύτταρο και καταλαμβάνουν το μεγαλύτερο μέρος του. Χλωροπλάστες: Έχουν σχήμα φακοειδές. Στα οργανίδια αυτά γίνεται η φωτοσύνθεση, κατά την οποία απλά ανόργανα μόρια (π.χ. διοξείδιο του άνθρακα και νερό) μετατρέπονται με τη βοήθεια της ηλιακής ενέργειας σε οργανικά (π.χ. γλυκόζη). Ταυτόχρονα απελευθερώνεται οξυγόνο. Οι χλωροπλάστες περιέχουν ειδικά ένζυμα και άλλα μόρια, όπως χλωροφύλλη, που είναι απαραίτητα για τη φωτοσύνθεση. Παρ ́ ότι οι χλωροπλάστες βρίσκονται μόνο στα φωτοσυνθετικά κύτταρα, τα οργανικά μόρια και το οξυγόνο που παράγουν είναι απαραίτητα για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών και τη διατήρηση της ζωής όλων των οργανισμών της Γης. Κυτταρικό τοίχωμα: Το τοίχωμα αυτό περιβάλλει την πλασματική μεμβράνη των φυτικών κυττάρων. Έχει κυρίως στηρικτικό ρόλο. Είναι συμπαγές, ανθεκτικό και αποτελείται από πολυσακχαρίτες, κυριότερος από τους οποίους είναι η κυτταρίνη.
150
Ποιες είναι οι ομοιότητες και οι διαφορές μεταξύ ευκαρυωτικού και προκαρυωτικού κυττάρου;
open_ended
1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Τα κύτταρα που διαθέτουν πυρηνική μεμβράνη (η οποία περιβάλλει το γενετικό τους υλικό) ονομάζονται ευκαρυωτικά. Τα ευκαρυωτικά κύτταρα λοιπόν έχουν πυρήνα. Τα κύτταρα που δεν διαθέτουν πυρηνική μεμβράνη ονομάζονται προκαρυωτικά. Τα προκαρυωτικά κύτταρα λοιπόν δεν έχουν πυρήνα. Επίσης, τα προκαρυωτικά κύτταρα έχουν απλούστερη δομή και μικρότερο μέγεθος σε σχέση με τα ευκαρυωτικά.
151
Ποια η σχέση μεταξύ της μορφολογίας και της λειτουργίας του κυττάρου;
open_ended
1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Οι μονοκύτταροι οργανισμοί ζουν μεμονωμένοι ή οργανώνονται σε αποικίες. Τα κύτταρα-μέλη μιας αποικίας προέρχονται από τον πολλαπλασιασμό ενός αρχικού μονοκύτταρου οργανισμού. Υπάρχουν αποικίες στις οποίες κάθε κύτταρο-μέλος είναι όμοιο με τα υπόλοιπα και λειτουργεί αυτόνομα. Σε άλλες, οι μονοκύτταροι οργανισμοί που τις αποτελούν παρουσιάζουν μορφολογικές και λειτουργικές διαφορές μεταξύ τους. Στην περίπτωση αυτή, σχηματίζουν μικρότερες ομάδες, καθεμιά από τις οποίες επιτελεί ένα συγκεκριμένο έργο (π.χ. τη διατροφή ή την αναπαραγωγή της αποικίας). Υπάρχει δηλαδή καταμερισμός εργασίας. Κάθε πολυκύτταρος οργανισμός αποτελείται από πολλά –ευκαρυωτικά– κύτταρα, τα οποία προέρχονται από ένα αρχικό και, κατά κανόνα, εμφανίζουν διαφορές μεταξύ τους στη μορφή και στη λειτουργία. Υπάρχει στενή σχέση μεταξύ της μορφολογίας και της λειτουργίας των κυττάρων σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό. Τα κύτταρά του τροποποιούνται, οργανώνονται σε ιστούς και εξειδικευονται σε συγκεκριμένες λειτουργίες. Έτσι, για παράδειγμα τα κύτταρα που ανήκουν σε έναν ιστό και έχουν παρόμοια μορφή και επιτελούν την ίδια λειτουργία.
152
Πώς οργανώνεται η ζωή από το κύτταρο ως το οικοσύστημα;
open_ended
1
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Οι πολυκύτταροι οργανισμοί χαρακτηρίζονται από ιδιαίτερη πολυπλοκότητα. Οι ανώτεροι ζωικοί οργανισμοί διαθέτουν διάφορα συστήματα (π.χ. μυϊκό, αναπνευστικό), καθένα από τα οποία είναι υπεύθυνο για συγκεκριμένο έργο. Τα συστήματα αυτά ελέγχονται και συντονίζονται από το νευρικό σύστημα και τις ορμόνες, ώστε ο οργανισμός να λειτουργεί αρμονικά ως ένα ενιαίο σύνολο και όχι σαν άθροισμα πολλών ανεξάρτητων κυττάρων. Κάθε σύστημα αποτελείται από επιμέρους όργανα που συνεργάζονται για την επιτέλεση συγκεκριμένου έργου. Για παράδειγμα, τα όργανα του κυκλοφορικού συστήματος του ανθρώπου (καρδιά, αρτηρίες, φλέβες και τριχοειδή αγγεία) συνεργάζονται για τη μεταφορά ουσιών στο σώμα. Κάθε όργανο συγκροτείται από διαφορετικούς ιστούς, δηλαδή ομάδες κυττάρων που έχουν παρόμοια μορφή και επιτελούν την ίδια λειτουργία. Τα φυτά διαθέτουν ιστούς και όργανα αλλά όχι συστήματα οργάνων. Οι οργανισμοί που ανήκουν σε διαφορετικούς πληθυσμούς (π.χ. γεράκια, ποντίκια, βελανιδιές) και κατοικούν στον ίδιο βιότοπο συγκροτούν βιοκοινότητες. Οι οργανισμοί ενός βιότοπου (βιοτικοί παράγοντες), το άβιο περιβάλλον (αβιοτικοί παράγοντες) και όλες οι μεταξύ τους σχέσεις αποτελούν ένα οικοσύστημα (π.χ. δάσος).
153
Γιατί οι οργανισμοί χρειάζονται ενέργεια;
open_ended
3
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Έχουμε ήδη ολοκληρώσει ένα μεγάλο ταξίδι που ξεκίνησε από τα κύτταρα και την εσωτερική τους οργάνωση και κατέληξε στην οργάνωση των οικοσυστημάτων. Σε όλους τους σταθμούς αυτού του ταξιδιού συναντήσαμε την ενέργεια, ως απαραίτητη προϋπόθεση της ζωής. Η αξιοποίηση διάφορων μορφών ενέργειας κατέχει σημαντικό ρόλο και σε πολλές διαδικασίες της καθημερινότητάς μας, όπως είναι η κίνηση του αυτοκινήτου και η διατήρηση της οργάνωσης ενός σπιτιού.
154
Πώς εξασφαλίζουν τα κύτταρα ενέργεια και χημικές ουσίες από την τροφή;
open_ended
3
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Όταν δίνουμε σε ένα παιδί μια κατασκευή από συναρμολογούμενα τουβλάκια, το παιδί θα διαλύσει την κατασκευή για να συνθέσει με τα τουβλάκια που θα προκύψουν μια άλλη κατασκευή δικής του επινόησης. Κάπως έτσι λειτουργεί και ο οργανισμός μας. Με την τροφή προμηθεύεται διάφορες χημικές ενώσεις τις οποίες διασπά στους βασικούς δομικούς τους λίθους, κάποιους από τους οποίους στη συνέχεια χρησιμοποιεί για να συνθέσει δικές του χημικές ενώσεις. Οι αντιδράσεις κατά τις οποίες γίνεται διάσπαση μορίων συνοδεύονται από απελευθέρωση ενέργειας. Ο άνθρωπος, όπως όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί, αξιοποιεί τη χημική ενέργεια των ουσιών που περιέχονται στην τροφή, τη μετατρέπει σε άλλες μορφές ενέργειας και παράγει έργο (μηχανικό κ.ά.), καλύπτοντας με τον τρόπο αυτό τις ενεργειακές του ανάγκες. Οι οργανισμοί, χάρη στο γενετικό υλικό των κυττάρων τους, διαθέτουν προγραμματισμό και εσωτερικούς μηχανισμούς παραγωγής έργου (μηχανικού, χημικού, μεταφοράς ουσιών κτλ.), μέσω των οποίων διατηρούν την οργάνωσή τους και επιτελούν τις λειτουργίες τους.Ο ανθρώπινος οργανισμός αποτελείται από κύτταρα που οργανώνονται σε ιστούς, όργανα και συστήματα οργάνων που συνεργάζονται αρμονικά και συντονισμένα. Για να επιβιώσει και να αναπαραχθεί, πρέπει να μπορεί να διατηρεί αυτή την πολύπλοκη δομή και να επιτελεί διάφορες λειτουργίες. Οι διαδικασίες αυτές απαιτούν διαρκή προσφορά ενέργειας, όπως συμβαίνει με την κίνηση ενός αυτοκινήτου και τη διατήρηση της οργάνωσης ενός σπιτιού. Ο άνθρωπος, όπως όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί, αξιοποιεί τη χημική ενέργεια των ουσιών που περιέχονται στην τροφή, τη μετατρέπει σε άλλες μορφές ενέργειας και παράγει έργο (μηχανικό κ.ά.), καλύπτοντας με τον τρόπο αυτό τις ενεργειακές του ανάγκες.Οι κινήσεις και η διατήρηση της οργάνωσης των κυττάρων του ανθρώπινου σώματος είναι δύο από τις πολλές διαδικασίες που συμβαίνουν συνεχώς και απαιτούν ενέργεια.
155
Τι είναι ο μεταβολισμός και ποιος ο ρόλος του;
open_ended
3
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Όταν δίνουμε σε ένα παιδί μια κατασκευή από συναρμολογούμενα τουβλάκια, το παιδί θα διαλύσει την κατασκευή για να συνθέσει με τα τουβλάκια που θα προκύψουν μια άλλη κατασκευή δικής του επινόησης. Κάπως έτσι λειτουργεί και ο οργανισμός μας. Με την τροφή προμηθεύεται διάφορες χημικές ενώσεις τις οποίες διασπά στους βασικούς δομικούς τους λίθους, κάποιους από τους οποίους στη συνέχεια χρησιμοποιεί για να συνθέσει δικές του χημικές ενώσεις. Αυτό γίνεται συνεχώς, δηλαδή ο οργανισμός δεν βρίσκεται σε μια στατική κατάσταση, αλλά χρειάζεται συνεχώς να διασπά και να συνθέτει διάφορες ουσίες μέσα από χημικές αντιδράσεις. Οι αντιδράσεις κατά τις οποίες γίνεται διάσπαση μορίων αποτελούν τον καταβολισμό και συνοδεύονται από απελευθέρωση ενέργειας, ενώ οι αντιδράσεις κατά τις οποίες γίνεται σύνθεση χημικών ενώσεων αποτελούν τον αναβολισμό, που απαιτεί ενέργεια. Ο καταβολισμός και ο αναβολισμός συναποτελούν τον μεταβολισμό ενός οργανισμού, δηλαδή το σύνολο των χημικών αντιδράσεων με τις οποίες ένα κύτταρο, και κατ’ επέκταση ο οργανισμός, ανταλλάσσει ύλη και ενέργεια με το περιβάλλον του.
156
Τι είναι και πώς δρουν τα ένζυμα;
open_ended
3
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Ορισμένες χημικές αντιδράσεις του μεταβολισμού πρέπει να γίνονται πάρα πολύ γρήγορα. Αυτό γίνεται αντιληπτό αν ανα-λογιστούμε ότι κάποιοι οργανισμοί έχουν πολύ μικρή διάρκεια ζωής, π.χ. είκοσι λεπτά. Υπάρχουν επίσης αντιδράσεις, όπως η διάσπαση της γλυκόζης, που πρέπει να γίνονται σταδιακά. Με αυτόν τον τρόπο δεν καταστρέφεται το κύτταρο, ενώ παράλληλα αξιοποιούνται καλύτερα τα ποσά της ενέργειας που απελευθερώνονται σε κάθε στάδιο. Οι απαιτήσεις αυτές ικανοποιούνται από την ύπαρξη ειδικών πρωτεϊνικών μορίων, των ενζύμων. Ο ρόλος των ενζύμων είναι να διευκολύνουν τις χημικές αντιδράσεις που γίνονται μέσα σε έναν οργανισμό, δρώντας ουσιαστικά ως βιολογικοί καταλύτες. Αυτό σημαίνει ότι κάθε ένζυμο παραμένει αναλλοίωτο στο τέλος της αντίδρασης και έτσι μπορεί να δράσει πολλές φορές. Η δράση των ενζύμων είναι ειδική, δηλαδή κάθε ένζυμο καταλύει μια συγκεκριμένη αντίδραση. Τα ένζυμα δεν διευκολύνουν απλώς τις χημικές αντιδράσεις, αλλά, κατά κάποιον τρόπο, τις ελέγχουν κιόλας. Αυτό σημαίνει ότι, για να γίνει μια αντίδραση, είναι απαραίτητο να υπάρχει το κατάλληλο ένζυμο που θα την καταλύσει. Αν αυτό δεν υπάρχει, τότε η αντίδραση πρακτικά δεν γίνεται. Η δομή κάθε ενζύμου, όπως και κάθε πρωτεΐνης, είναι καθοριστική για τη λειτουργικότητά του. Το ίδιο σημαντική είναι και η διατήρηση αυτής της δομής. Αυτό σημαίνει ότι όποιος παράγοντας επηρεάσει τη δομή ενός ενζύμου θα μεταβάλει και τη δραστικότητά του. Στους παράγοντες που επηρεάζουν αυτή τη δομή ανήκουν η θερμοκρασία και η οξύτητα (pH) του περιβάλλοντος του ενζύμου. Η δραστικότητα κάθε ενζύμου γίνεται άριστη σε συγκεκριμένες συνθήκες. Έτσι, άλλα ένζυμα λειτουργούν σε όξινες συνθήκες, άλλα σε βασικές, άλλα σε υψηλή θερμοκρασία και άλλα σε χαμηλή.
157
Μέσα στα κύτταρα πραγματοποιούνται χημικές αντιδράσεις, εξώθερμες και ενδόθερμες;
open_ended
3
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Οι αντιδράσεις κατά τις οποίες γίνεται διάσπαση μορίων αποτελούν τον καταβολισμό και συνοδεύονται από απελευθέρωση ενέργειας (είναι δηλαδή εξώθερμες αντιδράσεις), ενώ οι αντιδράσεις κατά τις οποίες γίνεται σύνθεση χημικών ενώσεων αποτελούν τον αναβολισμό που απαιτεί ενέργεια (είναι δηλαδή ενδόθερμες αντιδράσεις). Ο καταβολισμός και ο αναβολισμός συναποτελούν τον μεταβολισμό ενός οργανισμού, δηλαδή το σύνολο των χημικών αντιδράσεων με τις οποίες ένα κύτταρο, και κατ’ επέκταση ο οργανισμός, ανταλλάσσει ύλη και ενέργεια με το περιβάλλον του.
158
Τι είναι η ομοιόσταση και πώς λειτουργούν οι μηχανισμοί που τη ρυθμίζουν;
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Διάφορες συσκευές που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή μας ζωή διαθέτουν μηχανισμούς αυτορύθμισης. Για παράδειγμα, το ηλεκτρικό σίδερο διατηρεί, όσο σιδερώνουμε, περίπου σταθερή τη θερμοκρασία του. Αυτό γίνεται με τη βοήθεια μιας αντίστασης και ενός θερμοστάτη. Εμείς ρυθμίζουμε τον θερμοστάτη στην επιθυμητή θερμοκρασία. Όταν η αντίσταση υπερθερμαίνεται, ο θερμοστάτης το «αντιλαμβάνεται» και σταματά τη λειτουργία της. Όταν η θερμοκρασία της αντίστασης μειωθεί, τότε ο θερμοστάτης το «αντιλαμβάνεται» και πάλι, και επιτρέπει ξανά τη λειτουργία της. Αποτέλεσμα αυτού του μηχανισμού είναι το σίδερο να διατηρεί περίπου σταθερή τη θερμοκρασία του όση ώρα λειτουργεί. Αν δεν συνέβαινε αυτό, το σίδερο θα υπερθερμαινόταν και τα ρούχα μας θα καίγονταν. Με αυτόν τον μηχανισμό αυτορύθμισης διατηρείται σταθερή η προγραμματισμένη θερμοκρασία του σίδερου, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία του εξωτερικού περιβάλλοντος. Παρόμοιους μηχανισμούς αυτορύθμισης συναντάμε και στους ζωντανούς οργανισμούς. Για να λειτουργήσουν σωστά, θα πρέπει να μπορούν να διατηρούν το εσωτερικό τους περιβάλλον (σύσταση και ποσότητα υγρών, θερμοκρασία, pH κ.ά.) σχετικά σταθερό, ανεξάρτητα από τις συνθήκες του εξωτερικού περιβάλλοντος στο οποίο ζουν. Η ικανότητά τους αυτή ονομάζεται ομοιόσταση και, για να επιτευχθεί, απαιτείται ενέργεια. Απαιτείται επίσης συντονισμός της λειτουργίας διάφορων οργάνων και συστημάτων. Οι ρυθμιστικοί μηχανισμοί με τους οποίους επιτυγχάνεται η ομοιόσταση ονομάζονται ομοιοστατικοί μηχανισμοί. Με τέτοιους μηχανισμούς ρυθμίζονται: η θερμοκρασία του σώματος, η οξύτητα (pH) του αίματος, η συγκέντρωση της γλυκόζης και των αλάτων του αίματος κ.ά. Ορισμένα όργανα και συστήματα οργάνων συμμετέχουν σε διάφορους ομοιοστατικούς μηχανισμούς. Για παράδειγμα, το αναπνευστικό σύστημα συμβάλλει στη ρύθμιση της ποσότητας οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα στους ιστούς, το συκώτι και οι νεφροί στη χημική σύσταση του αίματος κτλ. Ο κεντρικός έλεγχος όλων των λειτουργιών του οργανισμού είναι αποτέλεσμα της συνεργασίας του νευρικού και του ενδοκρινικού συστήματος. Χαρακτηριστικό αποτέλεσμα δράσης ομοιοστατικού μηχανισμού στον άνθρωπο είναι να διατηρείται σταθερή η θερμοκρασία του σώματός του (περίπου 37 οC), ανεξάρτητα από τις μεταβολές της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος.
159
Τι είναι η ασθένεια και ποιοι παράγοντες την προκαλούν;
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Ένας υγιής πολυκύτταρος οργανισμός καταφέρνει να διατηρεί την ομοιόστασή του χάρη στη συνεργασία διάφορων συστημάτων. Αν διαταραχτεί η ομοιόσταση για μεγάλο χρονικό διάστημα, τότε ο οργανισμός ασθενεί και, αν αυτή η κατάσταση συνεχιστεί, τότε μπορεί να οδηγήσει και στον θάνατο. Πολλοί είναι οι παράγοντες που μπορεί να προκαλέσουν διαταραχή της ομοιόστασης σε έναν οργανισμό, όπως, για παράδειγμα, στον άνθρωπο. Σε αυτούς ανήκουν:• διάφοροι περιβαλλοντικοί παράγοντες (π.χ. ακτινοβολίες, ακραίες μεταβολές της θερμοκρασίας) • παθογόνοι μικροοργανισμοί (ιοί, βακτήρια, μύκητες και πρωτόζωα) • ψυχολογικές διαταραχές • κληρονομικές δυσλειτουργίες • ο τρόπος ζωής ή συμπεριφοράς (π.χ. κάπνισμα, κατάχρηση οινοπνευματωδών ποτών, μη ισορροπημένη διατροφή). Επομένως, η ασθένεια είναι μία κατάσταση που βιώνει ένας οργανισμός όταν έχει διαταραχτεί η ομοιόστασή του.
160
Πώς ορισμένοι μικροοργανισμοί προκαλούν ασθένειες;
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Ένας μικροοργανισμός που εισέρχεται στον άνθρωπο και του προκαλεί ασθένεια χαρακτηρίζεται παθογόνος. Ο άνθρωπος που προσβάλλεται ονομάζεται ξενιστής. Η είσοδος του παθογόνου μικροοργανισμού σε έναν ξενιστή ονομάζεται μόλυνση. Από τη στιγμή που θα μας προσβάλει ένας μικροοργανισμός μπορεί να περάσουν ώρες, μέρες ή ακόμα και μήνες μέχρι να αρχίσουν να εμφανίζονται τα πρώτα συμπτώματα της ασθένειας. Αυτό εξαρτάται από την περίοδο επώασης του μικροοργανισμού, δηλαδή από τον χρόνο που απαιτείται μεταξύ της μόλυνσης και της εμφάνισης των πρώτων συμπτωμάτων της ασθένειας. Οι κατηγορίες των παθογόνων μικροοργανισμών είναι τέσσερις: ιοί, βακτήρια, μύκητες και πρωτόζωα. Για να κατανοήσουμε τον τρόπο με τον οποίο κάθε ομάδα μικροοργανισμών μπορεί να μολύνει και να προκαλέσει ασθένεια στον άνθρωπο, θα μελετήσουμε ορισμένα παραδείγματα: Α. Όσα βακτήρια μας βλάπτουν, το κάνουν ουσιαστικά με δύο τρόπους: α. είτε άμεσα, προσβάλλοντας και καταστρέφοντας τους ιστούς μας, β. είτε έμμεσα, με κάποιες βλαβερές ουσίες που παράγουν, τις τοξίνες. Β. Οι ιοί δεν εκδηλώνουν αυτόνομα τις λειτουργίες της ζωής (π.χ. αναπαραγωγή, μεταβολισμό κ.ά.), αλλά μόνο όταν παρασιτούν στα κύτταρα άλλου οργανισμού. Οι ιοί δηλαδή πολλαπλασιάζονται και συνθέτουν τα συστατικά τους μόνο όταν χρησιμοποιούν τα υλικά και τους μηχανισμούς των κυττάρων του οργανισμού-ξενιστή. Το γεγονός αυτό όμως διαταράσσει την ομαλή λειτουργία των κυττάρων και κατά συνέπεια ολόκληρου του οργανισμού. Ένας ιός μπορεί να βρίσκεται σε «λανθάνουσα κατάσταση» μέσα στο κύτταρο, οπότε δεν παράγονται νέοι ιοί. Τότε ο οργανισμός που έχει προσβληθεί από αυτόν δεν εκδηλώνει κανένα σύμπτωμα. Ωστόσο, κάποια στιγμή ο ιός μπορεί να ενεργοποιηθεί και να πολλαπλασιαστεί. Οι νέοι ιοί που θα προκύψουν θα προσβάλουν κι άλλα κύτταρα, προκαλώντας συχνά σοβαρές ασθένειες, τις ιώσεις. Γ. Λίγα είναι τα πρωτόζωα που προσβάλλουν τον άνθρωπο προκαλώντας του σοβαρές ασθένειες.
161
Πώς μεταδίδονται οι μολυσματικές ασθένειες και πώς μπορούμε να προφυλαχθούμε από αυτές;
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι μετάδοσης μιας ασθένειας: • Με σταγονίδια, όπως αυτά που δημιουργούνται όταν κάποιος βήχει ή φταρνίζεται. • Με τη σκόνη, η οποία μπορεί να περιέχει κάποιους μικροοργανισμούς και να τους μεταφέρει πολύ μακριά. • Με την επαφή με μολυσμένα αντικείμενα (π.χ. πετσέτες ή οδοντόβουρτσες). • Με τα κόπρανα, όταν τα μικρόβια που υπάρχουν σε αυτά περάσουν στο πόσιμο νερό ή στην τροφή. • Με τα ζώα. Κάποια ζώα, για παράδειγμα οι μύγες, μπορούν να μεταφέρουν παθογόνους μικροοργανισμούς σε ένα τρόφιμο που κατά τα άλλα είναι απαλλαγμένο από μικρόβια. Επίσης, κάποια ζώα, όπως το κουνούπι, ρουφούν αίμα και μεταφέρουν έτσι μικρόβια από το ένα άτομο στο άλλο. • Με το αίμα. Σε περίπτωση που το αίμα ενός μολυσμένου ατόμου έρθει σε επαφή με το αίμα ενός υγιούς (π.χ. με μετάγγιση αίματος), είναι δυνατόν να προκληθεί μόλυνση του υγιούς ατόμου. • Με τη σεξουαλική επαφή με μολυσμένο άτομο.
162
Με ποιους τρόπους αμύνεται το ανθρώπινο σώμα απέναντι στους παθογόνους μικροοργανισμούς;
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Ο κόσμος που μας περιβάλλει είναι γεμάτος μικρόβια, άλλα παθογόνα και άλλα όχι. Ο οργανισμός μας, για να προστατευτεί από τα παθογόνα μικρόβια, έχει αναπτύξει αμυντικούς μηχανισμούς. Αυτοί διακρίνονται σε εξωτερικούς και εσωτερικούς. Οι πρώτοι έχουν στόχο να εμποδίσουν την είσοδο των παθογόνων μικροβίων στον οργανισμό και οι δεύτεροι καταπολεμούν τους εισβολείς, εφόσον αυτοί έχουν κατορθώσει τελικά να εισέλθουν. Οι εσωτερικοί αμυντικοί μηχανισμοί διακρίνονται σε: • γενικούς (η δράση τους είναι κοινή για όλους τους μικροοργανισμούς) • ειδικούς (με εξειδικευμένη δράση). Στους γενικούς εσωτερικούς αμυντικούς μηχανισμούς περιλαμβάνονται: • η φλεγμονή. Η διαδικασία αυτή ενεργοποιείται μετά από καταστροφή των ιστών. Τα συμπτώματά της είναι τοπική άνοδος της θερμοκρασίας, πρήξιμο στη συγκεκριμένη περιοχή, πόνος και κοκκίνισμα. • ο πυρετός, δηλαδή άνοδος της θερμοκρασίας του σώματος μετά από γενικευμένη μόλυνση. • ουσίες με αντιμικροβιακή δράση. • η φαγοκυττάρωση. Αν ο εισβολέας δεν καταστραφεί από τους γενικούς αμυντικούς μηχανισμούς, τότε ενεργοποιούνται οι ειδικοί εσωτερικοί αμυντικοί μηχανισμοί. Χάρη σ’ αυτούς αναγνωρίζονται οι «ξένοι» παράγοντες που εισέρχονται στον οργανισμό μας. Οι παράγοντες αυτοί (μικρόβια, μικροβιακές ουσίες κτλ.) ονομάζονται αντιγόνα. Η αναγνώριση του αντιγόνου πυροδοτεί μια σειρά αντιδράσεων στον οργανισμό, την ανοσολογική απόκριση. Αυτή περιλαμβάνει την ενεργοποίηση ειδικών λευκοκυττάρων τα οποία παράγουν αντισώματα. Τα αντισώματα είναι πρωτεΐνες με δομή τέτοια ώστε να ταιριάζουν με το αντιγόνο όπως το κλειδί με την κλειδαριά, οδηγώντας τελικά στην εξουδετέρωση του αντιγόνου. Όμως, μέχρι ο αριθμός των αντισωμάτων να φτάσει να είναι αρκετός ώστε να εξουδετερωθεί ο εισβολέας, μπορεί να περάσουν μερικές μέρες. Στο διάστημα αυτό, παρά την παράλληλη δράση των γενικών αμυντικών μηχανισμών, το μολυσμένο άτομο μπορεί να εμφανίσει τα συμπτώματα της ασθένειας. Το εντυπωσιακό με τους μηχανισμούς ειδικής άμυνας είναι ότι, παράλληλα με την αντιμετώπιση του εισβολέα, δημιουργούν και ειδικά κύτταρα «μνήμης». Δηλαδή, την επόμενη φορά που θα προσβληθούμε από το ίδιο αντιγόνο, τα κύτταρα αυτά ενεργοποιούνται και τελικά παράγονται τα κατάλληλα αντισώματα πολύ γρήγορα και σε μεγάλες ποσότητες. Έτσι, το αντιγόνο εξουδετερώνεται ταχύτατα και δεν εμφανίζονται τα συμπτώματα της ασθένειας. Τότε λέμε ότι έχουμε αποκτήσει ανοσία απέναντι στο συγκεκριμένο αντιγόνο. Θα μπορούσε κανείς να πει ότι τη δεύτερη φορά ο οργανισμός μας έχει ήδη έτοιμο το «καλούπι» και είναι εύκολο πλέον να κάνει μαζική παραγωγή αντισωμάτων.
163
Ποιος είναι ο ρόλος των εμβολίων και των ορών;
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Με τον εμβολιασμό εισάγεται στο σώμα μας μια μικρή ποσότητα νεκρών ή ανενεργών μικροοργανισμών ή και τμημάτων τους (εμβόλιο). Το περιεχόμενο του εμβολίου αρκεί για να ενεργοποιηθεί η διαδικασία της ανοσολογικής απόκρισης, ενώ συνήθως δεν είναι ικανό να προκαλέσει ασθένεια. Με αυτόν τον τρόπο ο οργανισμός διαθέτει πλέον κύτταρα «μνήμης» για τον συγκεκριμένο μικροοργανισμό. Χάρη στον εμβολιασμό έχουν εξαφανιστεί πολλές ασθένειες που στο παρελθόν μάστιζαν την ανθρωπότητα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η ευλογιά. Με την πρόοδο της βιολογίας τα εμβόλια εξακολουθούν συνεχώς να εξελίσσονται. Αν υπάρχει υπόνοια ότι ένα άτομο μπορεί να προσβλήθηκε από κάποιον παθογόνο μικροοργανισμό, π.χ. το βακτήριο του τετάνου, τότε ο εμβολιασμός δεν προσφέρει προστασία στο άτομο. Ο μόνος τρόπος να προστατευτεί άμεσα θα ήταν να του χορηγηθούν έτοιμα αντισώματα (ορός). Στον ορό περιέχονται αντισώματα που λαμβάνονται από κάποιον άλλο ζωικό οργανισμό που έχει μολυνθεί από αυτόν τον μικροοργανισμό. Έτσι, σε περίπτωση υπόνοιας για προσβολή από το βακτήριο του τετάνου χορηγείται ο αντιτετανικός ορός.
164
Πώς σχετίζεται ο τρόπος ζωής μας με ορισμένες ασθένειες;
open_ended
4
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Οι εξαρτησιογόνες ουσίες διαταράσσουν την ομοιόσταση του οργανισμού επηρεάζοντας πρωτίστως τη λειτουργία του νευρικού συστήματος. Όταν εισέλθουν στον οργανισμό του ανθρώπου, μεταβάλλουν τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρεται, σκέφτεται ή αισθάνεται, επηρεάζουν δηλαδή τη σωματική και την ψυχική του κατάσταση. Όταν ένα άτομο χρησιμοποιεί επανειλημμένα μια εξαρτησιογόνα ουσία, παρατηρείται σταδιακή μείωση των αποτελεσμάτων της και ο χρήστης αναγκάζεται να αυξήσει τις δόσεις της για να πετύχει το ίδιο αποτέλεσμα. Η παρατεταμένη χρήση κάποιας εξαρτησιογόνας ουσίας οδηγεί αργά ή γρήγορα στον εθισμό, δηλαδή σε μια ψυχοσωματική κατάσταση που δημιουργεί μια όλο και λιγότερο ελεγχόμενη επιθυμία να χρησιμοποιήσει ο χρήστης την ουσία αυτή. Για τον λόγο αυτό είναι δύσκολο οι άνθρωποι που χρησιμοποιούν εξαρτησιογόνες ουσίες να ελέγξουν την επιθυμία να τις χρησιμοποιήσουν. Όταν ο άνθρωπος αισθάνεται έντονη επιθυμία να επαναλάβει τη χρήση μιας εξαρτησιογόνας ουσίας, σε μικρότερα ή μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα, για να μπορέσει να μετριάσει τη δυσφορία και το άγχος που αισθάνεται, λέμε ότι έχει αποκτήσει ψυχική εξάρτηση. Ως σωματική εξάρτηση χαρακτηρίζεται η κατάσταση κατά την οποία, όταν ο χρήστης σταματήσει τη χρήση της εξαρτησιογόνας ουσίας, εμφανίζει συμπτώματα αντίθετα από τα αποτελέσματα που προκαλεί η συγκεκριμένη ουσία. Για παράδειγμα, αν ένα άτομο είναι εθισμένο στην καφεΐνη (διεγερτική ουσία), όταν σταματήσει τη χρήση της, θα αισθάνεται υπνηλία. Στις σοβαρότερες περιπτώσεις προκαλείται σύνδρομο στέρησης, μια οργανική και μερικές φορές θανατηφόρα διαταραχή, η οποία χαρακτηρίζεται από έντονες σωματικές μεταβολές (καρδιακές, αναπνευστικές, ενδοκρινολογικές κ.ά. δυσλειτουργίες). Συχνά η ψυχική και η σωματική εξάρτηση συνυπάρχουν και προκαλούν πολύπλοκα συμπτώματα, όπως δυσφορία, ένταση και πόνο, τα οποία είναι δύσκολο να αντιμετωπιστούν. Τότε ο χρήστης αναγκάζεται να ξαναπάρει την ουσία, για να μειώσει τις αρνητικές επιδράσεις που προκαλεί η αποχή του από αυτήν. Αν ο χρήστης σταματήσει να κάνει χρήση της εξαρτησιογόνας ουσίας, σταδιακά ο οργανισμός αναπροσαρμόζεται. Αυτό σημαίνει ότι είναι δυνατόν να καταπολεμηθεί ο εθισμός, μόνο που ο χρήστης μπορεί να βιώσει δυσάρεστες καταστάσεις στη διάρκεια της περιόδου που θα εμφανίζονται τα συμπτώματα της στέρησης. Όμως τα προβλήματα που δημιουργούν οι εξαρτησιογόνες ουσίες δεν είναι μόνο αυτά. Το κάπνισμα και η κατάχρηση οινοπνευματωδών ποτών έχουν ενοχοποιηθεί για διάφορα προβλή-ματα υγείας, πολλά από τα οποία εμφανίζονται αργότερα στη ζωή ενός ανθρώπου. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας χαρακτηριστικά αναφέρει ότι «τα νοσήματα που συνδέονται με το κάπνισμα αποτελούν την κυριότερη αιτία για την κακή υγεία στις περισσότερες χώρες του κόσμου. Ο έλεγχος του καπνίσματος θα μπορούσε να συντελέσει ουσιαστικά σε μια καλύτερη και μακρύτερη ζωή περισσότερο από οποιαδήποτε άλλη ενέργεια στον τομέα της προληπτικής ιατρικής» και ότι «ο καπνός είναι ουσία που προκαλεί εξάρτηση και βλάβη της υγείας και, επειδή είναι πολύ διαδεδομένος, αποτελεί το σημαντικότερο πρόβλημα δημόσιας υγείας στις περισσότερες χώρες του κόσμου».
165
Τι είναι η γενετική πληροφορία και πού εντοπίζεται;
open_ended
5
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Η γενετική πληροφορία είναι μία πληροφορία που καθορίζει τη σειρά των αμινοξέων στις πρωτεΐνες ενός οργανισμού και συνεπώς τις ιδιότητές του. Οι γενετικές πληροφορίες περιέχονται σε συγκεκριμένα τμήματα του γενετικού υλικού (DNA) που ονομάζονται γονίδια.
166
Πώς καθορίζεται το φύλο στον άνθρωπο;
open_ended
5
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Στον άνθρωπο αλλά και σε ορισμένους άλλους οργανισμούς το φύλο καθορίζεται από ένα ζεύγος χρωμοσωμάτων, τα οποία ονομάζονται φυλετικά. Τα υπόλοιπα χρωμοσώματα δεν σχετίζονται με το φύλο και ονομάζονται αυτοσωμικά (ή αυτοσώματα). Στα κύτταρα ενός άνδρα υπάρχουν 22 ζεύγη αυτοσωμάτων και τα φυλετικά χρωμοσώματα Χ και Υ. Στα κύτταρα μιας γυναίκας, εκτός από τα 22 ζεύγη αυτοσωμάτων, υπάρχει και το φυλετικό χρωμόσωμα Χ δύο φορές. Η παρουσία του χρωμοσώματος Υ είναι αυτή που χαρακτηρίζει το αρσενικό άτομο (ΧΥ), ενώ η απουσία του καθορίζει το θηλυκό (ΧΧ).
167
Ποια η δομή και οι λειτουργίες του DNA και του RNA;
open_ended
5
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Τα νουκλεϊκά οξέα δομούνται από απλούστερες επαναλαμβανόμενες μονάδες, τα νουκλεοτίδια. Τα νουκλεοτίδια που δομούν το DNA ονομάζονται δεοξυριβονουκλεοτίδια και ενώνονται μεταξύ τους με ισχυρούς χημικούς δεσμούς, σχηματίζοντας μια αλυσίδα. Δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες ενώνονται με ασθενείς χημικούς δεσμούς που σχηματίζονται ανάμεσα στις αζωτούχες βάσεις τους. Η ένωση αυτή δεν είναι τυχαία: όπου υπάρχει αδενίνη (Α) στη μία αλυσίδα ενώνεται με θυμίνη (Τ), που υπάρχει στην απέναντι αλυσίδα, και όπου υπάρχει γουανίνη (G) ενώνεται με κυτοσίνη (C). Αυτό συμβαίνει επειδή η αδενίνη είναι συμπληρωματική της θυμίνης και η γουανίνη συμπληρωματική της κυτοσίνης. Έτσι προκύπτει ένα δίκλωνο μόριο, το οποίο στη συνέχεια περιελίσσεται στον χώρο, σχηματίζοντας τελικά μία διπλή έλικα, το DNA. Τα νουκλεοτίδια που δομούν το RNA ονομάζονται ριβονουκλεοτίδια. Οι βάσεις των ριβονουκλεοτιδίων είναι η αδενίνη, η ουρακίλη (U) (αντί της θυμίνης), η γουανίνη και η κυτοσίνη. Η ουρακίλη είναι συμπληρωματική με την αδενίνη. Τα ριβονουκλεοτίδια ενώνονται μεταξύ τους με χημικούς δεσμούς και σχηματίζουν αλυσίδες. Το RNA είναι μονόκλωνο, δεν σχηματίζει δηλαδή διπλή έλικα. Υπάρχουν διαφορετικά είδη RNA, το αγγελιαφόρο ή mRNA, το μεταφορικό ή tRNA και το ριβοσωμικό ή rRNA, των οποίων τους βιολογικούς ρόλους θα γνωρίσουμε παρακάτω. Η αλληλουχία των νουκλεοτιδίων στην αλυσίδα του DNA είναι αυτή που καθορίζει τη γενετική πληροφορία. Το mRNA περιέχει τη γενετική πληροφορία για τη σειρά των αμινοξέων της συγκεκριμένης πρωτεΐνης. Το rRNA είναι συστατικό των ριβοσωμάτων, όπου γίνεται η πρωτεϊνοσύνθεση. Το tRNA μεταφέρει στα ριβοσώματα ένα συγκεκριμένο αμινοξύ για να σχηματιστεί μία πρωτεΐνη.
168
Πώς ρέει η γενετική πληροφορία στο κύτταρο;
open_ended
5
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Το DNA κάθε κυττάρου περιέχει γενετικές πληροφορίες που είναι απαραίτητες για τη δομή και τη λειτουργία του. Κατά τη διαίρεση ενός κυττάρου προκύπτουν θυγατρικά κύτταρα στα οποία περιέχονται οι ίδιες γενετικές πληροφορίες. Αυτό επιτυγχάνεται χάρη στην ικανότητα του DNA να διπλασιάζεται με μια διαδικασία που ονομάζεται αντιγραφή. Η αντιγραφή προηγείται της κυτταρικής διαίρεσης, ώστε κάθε νέο κύτταρο να περιέχει ένα αντίγραφο του DNA του αρχικού κυττάρου. Κατ’ αρχάς, η διπλή έλικα ανοίγει σε συγκεκριμένες θέσεις, καθώς σπάνε οι δεσμοί που συγκρατούν τις συμπληρωματικές αζωτούχες βάσεις. Έτσι, οι βάσεις της κάθε αλυσίδας μένουν αζευγάρωτες. Αυτό επιτρέπει τον σχηματισμό δεσμών με συμπληρωματικές βάσεις άλλων ελεύθερων δεοξυριβονουκλεοτιδίων. Τα νουκλεοτίδια αυτά ενώνονται αφενός με τις αζευγάρωτες βάσεις της παλιάς νουκλεοτιδικής αλυσίδας και αφετέρου μεταξύ τους, σχηματίζοντας μία νέα συμπληρωματική αλυσίδα. Το αποτέλεσμα της αντιγραφής είναι ο σχηματισμός δύο δίκλωνων μορίων DNA, καθένα από τα οποία αποτελείται από μία παλιά και μία νέα αλυσίδα. Αυτά τα μόρια –σε περίπτωση που δεν έχει συμβεί κάποιο «λάθος» στη συμπληρωματικότητα των βάσεων– είναι πανομοιότυπα τόσο μεταξύ τους όσο και με το αρχικό μόριο, δηλαδή έχουν την ίδια αλληλουχία νουκλεοτιδίων και συνεπώς τις ίδιες γενετικές πληροφορίες. Όπως έχουμε ήδη αναφέρει, η σειρά των αμινοξέων στις πρωτεΐνες καθορίζεται από τις γενετικές πληροφορίες που περιέχονται σε συγκεκριμένα τμήματα του DNA, τα γονίδια. Η σύνθεση των πρωτεϊνών γίνεται στα ριβοσώματα του κυττάρου. Δεν είναι δυνατόν όμως να μεταφέρεται ολόκληρο το DNA στα ριβοσώματα, κάθε φορά που το κύτταρο συνθέτει μία συγκεκριμένη πρωτεΐνη. Η συγκεκριμένη γενετική πληροφορία μεταφέρεται από το DNA στα ριβοσώματα μέσω του mRNA. Κάθε φορά, δηλαδή, που απαιτείται η σύνθεση μιας πρωτεΐνης, το τμήμα του DNA που φέρει την πληροφορία για τη σύνθεσή της αρχικά μεταγράφεται σε mRNA. Το mRNA που συντίθεται πρέπει να περιέχει τη γενετική πληροφορία για τη σειρά των αμινοξέων της συγκεκριμένης πρωτεΐνης. Για να γίνει αυτό, το συγκεκριμένο τμήμα του DNA ξετυλίγεται και η μία αλυσίδα απομακρύνεται από την άλλη. Απέναντι από τις αζευγάρωτες πλέον αζωτούχες βάσεις των δεοξυριβονουκλεοτιδίων της μιας αλυσίδας τοποθετούνται, κατά μία συγκεκριμένη φορά, ελεύθερα ριβονουκλεοτίδια που διαθέτουν τις συμπληρωματικές αζωτούχες βάσεις. Έτσι, απέναντι από την αδενίνη, τη θυμίνη, τη γουανίνη και την κυτοσίνη του DNA τοποθετούνται ελεύθερα ριβονουκλεοτίδια που φέρουν αντίστοιχα ουρακίλη, αδενίνη, κυτοσίνη και γουανίνη. Στη συνέχεια, τα ριβονουκλεοτίδια ενώνονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας ένα μόριο mRNA στο οποίο έχει πλέον καταγραφεί η γενετική πληροφορία ως αλληλουχία ριβονουκλεοτιδίων. Το μόριο αυτό απομακρύνεται και οι συμπληρωματικές αζωτούχες βάσεις των δύο αλυσίδων του DNA ενώνονται και πάλι. Με τη μεταγραφή όμως δεν παράγεται μόνο mRNA. Διάφορα τμήματα του DNA μεταγράφονται με τον ίδιο τρόπο, για να συντεθούν και άλλα μόρια RNA, το μεταφορικό RNA (tRNA), το ριβοσωμικό RNA (rRNA). Κάθε τμήμα του μορίου DNA που έχει τη δυνατότητα να μεταγραφεί ονομάζεται γονίδιο. Τα περισσότερα γονίδια περιέχουν την πληροφορία για τη σύνθεση μιας πρωτεΐνης. Το γονίδιο αποτελεί τη στοιχειώδη μονάδα της γενετικής πληροφορίας που μεταβιβάζεται από τους γονείς στα παιδιά τους. Το mRNA που προκύπτει από τη μεταγραφή προσδένεται σε ένα ριβόσωμα, για να ξεκινήσει η διαδικασία της μετάφρασης (πρωτεϊνοσύνθεση), από την οποία θα προκύψει τελικά η πρωτεΐνη. Στην πρωτεϊνοσύνθεση είναι απαραίτητη η συμμετοχή και των τριών ειδών RNA που αναφέραμε. Το ένα άκρο του mRNA συνδέεται με μια περιοχή του rRNA του ριβοσώματος χάρη στη συμπληρωματικότητα των αζωτούχων βάσεων. Στη συνέχεια, κατάλληλα μόρια tRNA, τα οποία εμφανίζουν επίσης συμπληρωματικότητα με το mRNA, μεταφέρουν διαδοχικά στο ριβόσωμα συγκεκριμένα αμινοξέα. Κάθε αμινοξύ συνδέεται με χημικό δεσμό με το επόμενο και έτσι σχηματίζεται η συγκεκριμένη πρωτεΐνη. Οι διαδικασίες της αντιγραφής, της μεταγραφής και της μετάφρασης γίνονται με τη βοήθεια ειδικών ενζύμων. Οι διαδικασίες αυτές συνοψίζονται στο Κεντρικό Δόγμα της βιολογίας, που περιγράφει τη ροή της γενετικής πληροφορίας.
169
Πώς διαιρούνται τα κύτταρα;
open_ended
5
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Αξίζει τον κόπο να θυμηθούμε ότι η ζωή μας ξεκίνησε από ένα κύτταρο, το γονιμοποιημένο ωάριο ή ζυγωτό. Από το κύτταρο αυτό προκύπτει τελικά ένας πολυκύτταρος οργανισμός, όλα τα κύτταρα του οποίου περιέχουν τις ίδιες γενετικές πληροφορίες με το ζυγωτό. Η ανάπτυξη των οργανισμών, η ανανέωση των ιστών, για παράδειγμα του δέρματος, η επούλωση μιας πληγής, αλλά και ο πολλαπλασιασμός ορισμένων μονοκύτταρων ευκαρυωτικών οργανισμών, όπως η αμοιβάδα, απαιτούν τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό. Τα νέα κύτταρα που προκύπτουν θα πρέπει να περιέχουν τον ίδιο αριθμό χρωμοσωμάτων και τις ίδιες γενετικές πληροφορίες με το αρχικό. Αυτό εξασφαλίζεται στην κυτταρική διαίρεση, με μια διαδικασία που ονομάζεται μίτωση. Πριν από την έναρξη της κυτταρικής διαίρεσης έχει προηγηθεί η αντιγραφή του DNA και συνεπώς ο διπλασιασμός της γενετικής πληροφορίας. Μετά την αντιγραφή κάθε χρωμόσωμα αποτελείται πλέον από τα δύο αντίγραφα του DNA, που ονομάζονται αδελφές χρωματίδες. Αυτές είναι συμμετρικές και όμοιες, επειδή αποτελούν ίδια μόρια DNA, και είναι ενωμένες σε μία περιοχή τους, το κεντρομερίδιο. Κατά την έναρξη της μίτωσης τα χρωμοσώματα συσπειρώνονται και αρχίζουν να μετακινούνται, ώστε να διαταχθούν σε ένα επίπεδο. Στη συνέχεια, οι δύο αδελφές χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος αποχωρίζονται και απομακρύνονται. Το κυτταρόπλασμα διαιρείται και δημιουργούνται δύο νέα κύτταρα. Στους πολυκύτταρους οργανισμούς τα σωματικά κύτταρα διαιρούνται με μίτωση. Τα γεννητικά κύτταρα, οι γαμέτες, των διπλοειδών οργανισμών που αναπαράγονται με αμφιγονία προκύπτουν με ένα διαφορετικό είδος κυτταρικής διαίρεσης, τη μείωση. Κατά την αμφιγονία το ζυγωτό που προκύπτει από τη σύντηξη των γαμετών (γονιμοποίηση) θα πρέπει να έχει τον ίδιο αριθμό χρωμοσωμάτων με τα κύτταρα των γονέων του. Για να συμβεί αυτό, ο κάθε γαμέτης θα πρέπει να περιέχει όλες τις γενετικές πληροφορίες μία φορά. Δηλαδή να έχει τον μισό αριθμό χρωμοσωμάτων (απλοειδής αριθμός) σε σχέση με τα σωματικά κύτταρα, που είναι διπλοειδή. Η μείωση λοιπόν είναι η διαδικασία με την οποία εξασφαλίζεται ο απλοειδής αριθμός χρωμοσωμάτων των γαμετών. Πραγματοποιείται σε συγκεκριμένα διπλοειδή κύτταρα, που ονομάζονται άωρα γεννητικά κύτταρα. Από αυτά θα προκύψουν τελικά οι γαμέτες του πολυκύτταρου οργανισμού. Πριν από την έναρξη της μείωσης έχει προηγηθεί και πάλι η αντιγραφή του DNA, με αποτέλεσμα κάθε χρωμόσωμα να αποτελείται από δύο αδελφές χρωματίδες, ενωμένες στο κεντρομερίδιο. Στην αρχή της μείωσης, οι δύο αδελφές χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος συσπειρώνονται. Τα ομόλογα χρωμοσώματα διατάσσονται σε ζεύγη, το ένα απέναντι από το άλλο. Κατόπιν αποχωρίζονται τα ομόλογα χρωμοσώματα κάθε ζεύγους (αλλά όχι οι αδελφές χρωματίδες) και σχηματίζονται δύο νέα κύτταρα, που το καθένα πλέον έχει τον μισό αριθμό χρωμοσωμάτων σε σχέση με το αρχικό. Αυτή είναι η 1η μειωτική διαίρεση. Στη συνέχεια, στο καθένα από τα δύο κύτταρα οι αδελφές χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος αποχωρίζονται και προκύπτουν δύο νέα κύτταρα, που το καθένα έχει μία αδελφή χρωματίδα από κάθε ομόλογο ζευγάρι χρωμοσωμάτων (2η μειωτική διαίρεση). Συνολικά, λοιπόν, από ένα αρχικό διπλοειδές κύτταρο προκύπτουν κατά τη μείωση τέσσερα απλοειδή γεννητικά κύτταρα, που το καθένα έχει τον μισό αριθμό χρωμοσωμάτων σε σχέση με το αρχικό.
170
Τι είναι οι μεταλλάξεις και πώς προκαλούνται;
open_ended
5
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Οι οργανισμοί μερικές φορές εμφανίζουν νέα χαρακτηριστικά, τα οποία οφείλονται σε αλλαγές στο DNA τους. Πρόκειται για τυχαία και σπάνια φαινόμενα που μπορεί να συμβούν σε οποιοδήποτε κύτταρο, σωματικό ή γεννητικό. Οι αλλαγές στο DNA που συμβαίνουν είτε τυχαία είτε λόγω της επίδρασης παραγόντων του περιβάλλοντος ονομάζονται μεταλλάξεις. Παράγοντες που προκαλούν μεταλλάξεις ονομάζονται μεταλλαξογόνοι και μπορεί να είναι χημικές ουσίες ή ακτινοβολίες, όπως η υπεριώδης.
171
Τι είναι η βιοτεχνολογία;
open_ended
6
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Η τεχνολογία κατά την οποία αξιοποιούνται οργανισμοί, βιολογικά συστήματα ή βιολογικές διαδικασίες για την παραγωγή ενός προϊόντος ή την πραγματοποίηση μιας διεργασίας ονομάζεται βιοτεχνολογία.
172
Ποιες είναι οι εφαρμογές της βιοτεχνολογίας στην καθημερινή μας ζωή;
open_ended
6
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Ο άνθρωπος έχει την ικανότητα να παρατηρεί, να ερευνά και να αξιοποιεί την εμπειρία και τα αποτελέσματα της έρευνάς του σε πρακτικές εφαρμογές της καθημερινής ζωής. Εδώ και χιλιάδες χρόνια εκμεταλλεύεται τις ιδιότητες ορισμένων οργανισμών, με στόχο τη βελτίωση της ζωής του. Καλλιεργεί φυτά, εκτρέφει ζώα και, με τη μέθοδο επιλεγμένων διασταυρώσεων, δημιουργεί οργανισμούς με επιθυμητές ιδιότητες-φαινότυπους. Χρησιμοποιεί διάφορους οργανισμούς (π.χ. βότανα) ως πρώτη ύλη για την παρασκευή φαρμάκων και καλλυντικών. Επιπλέον, με τη βοήθεια συγκεκριμένων μικροοργανισμών παρασκευάζει διάφορα χρήσιμα προϊόντα (τρόφιμα και ποτά), όπως είναι το ψωμί, η μπίρα, το κρασί, το τυρί και το γιαούρτι. Η τεχνολογία κατά την οποία αξιοποιούνται οργανισμοί, βιολογικά συστήματα ή βιολογικές διαδικασίες για την παραγωγή ενός προϊόντος ή την πραγματοποίηση μιας διεργασίας ονομάζεται βιοτεχνολογία. Το «ξίνισμα» του γάλακτος, που προκαλείται από τη δράση βακτηρίων, υπήρξε πιθανότατα η αφορμή για την παρασκευή γνωστών γαλακτοκομικών προϊόντων. Το γιαούρτι και το τυρί παράγονται από τους κτηνοτρόφους εδώ και πάρα πολλά χρόνια με ενζυμική επεξεργασία του γάλακτος. Η παραγωγή τυριού ξεκινά όπως και η παραγωγή γιαουρτιού, μόνο που, όταν το γάλα αρχίζει να πήζει, αφαιρείται όλο το υγρό, συνήθως τοποθετώντας το μέσα σε ειδικές σακούλες. Για την παραγωγή κρασιού χρησιμοποιούνται αρχικά οι χυμοί από τα σταφύλια, ενώ για την παραγωγή μπίρας χρησιμοποιούνται κυρίως σπόροι κριθαριού. Και τα δύο περιέχουν σάκχαρα, τα οποία μετατρέπονται σε αλκοόλη με τη βοήθεια ενζύμων διάφορων μικροοργανισμών. Πέρα από την παρασκευή τροφίμων και ποτών, η βιοτεχνολογία έχει συνεισφέρει και σε άλλους τομείς, όπως είναι η καταπολέμηση πολλών ασθενειών. Για παράδειγμα, ο σακχαρώδης διαβήτης είναι μία από τις ασθένειες που ταλαιπωρεί μεγάλο αριθμό ατόμων σε όλο τον κόσμο. Οι διαβητικοί αντιμετωπίζουν σοβαρά προβλήματα υγείας, επειδή ο οργανισμός τους δεν μπορεί να συνθέσει μια πρωτεΐνη, την ινσουλίνη, ή τη συνθέτει σε ελάχιστες ποσότητες. Η μόνη λύση είναι να κάνουν ενέσεις ινσουλίνης κάθε μέρα. Καθώς όμως ο αριθμός των διαβητικών σε όλο τον κόσμο είναι μεγάλος, πρέπει να γίνεται μεγάλη παραγωγή ινσουλίνης από τις φαρμακοβιομηχανίες. Η ινσουλίνη είναι ορμόνη και παράγεται από το πάγκρεας. Μέχρι πρόσφατα λοιπόν την παίρναμε από το πάγκρεας βοοειδών και χοίρων, μετά τη σφαγή τους. Ωστόσο, η μέθοδος αυτή παρουσιάζει κάποια μειονεκτήματα: το κόστος παραγωγής αυτής της ινσουλίνης είναι μεγάλο, οι ποσότητες δεν είναι επαρκείς και προκαλεί αλλεργίες σε ορισμένα άτομα που τη χρησιμοποιούν. Η εμφάνιση αλλεργιών οφείλεται στο γεγονός ότι η ινσουλίνη των βοοειδών και των χοίρων δεν είναι ακριβώς ίδια με την ινσουλίνη του ανθρώπου. Η λύση θα ήταν η παραγωγή, με κάποιον τρόπο, ανθρώπινης ινσουλίνης σε μεγάλες ποσότητες και με χαμηλό κόστος. Σήμερα αυτό έχει επιτευχθεί. Οι επιστήμονες κατάφεραν να απομονώσουν το γονίδιο που ευθύνεται για την παραγωγή της ανθρώπινης ινσουλίνης και να το εισαγάγουν σε ένα βακτήριο. Το γενετικό υλικό αυτού του βακτηρίου έχει πλέον τροποποιηθεί, με αποτέλεσμα να μπορεί να παράγει ανθρώπινη ινσουλίνη. Καθώς το βακτήριο πολλαπλασιάζεται, προκύπτουν νέα βακτήρια που φέρουν επίσης το συγκεκριμένο γονίδιο. Δημιουργείται έτσι ένας πληθυσμός τροποποιημένων βακτηρίων που είναι πλέον σε θέση να παραγάγουν ινσουλίνη. Αξιοποιώντας αυτή τη μέθοδο, μπορούμε, με χαμηλό κόστος, να παράγουμε μεγάλες ποσότητες ανθρώπινης ινσουλίνης και να προσφέρουμε λύση στο πρόβλημα πολλών εκατομμυρίων ανθρώπων. Με παρόμοιο τρόπο παράγονται και πολλές άλλες πρωτεΐνες που χρησιμοποιούνται για ιατρικούς ή εμπορικούς σκοπούς. Το σύνολο των τεχνικών με τις οποίες μεταφέρεται γενετικό υλικό από έναν οργανισμό σε κάποιον άλλον ονομάζεται γενετική μηχανική. Οι οργανισμοί που προκύπτουν με τις τεχνικές αυτές φέρουν κάποια νέα γενετικά (κληρονομήσιμα) χαρακτηριστικά που τους καθιστούν χρήσιμους στον άνθρωπο. Οι οργανισμοί αυτοί ονομάζονται γενετικά τροποποιημένοι. Οι κύριες εφαρμογές της γενετικής μηχανικής αφορούν την αντιμετώπιση ασθενειών και την αύξηση της γεωργικής και κτηνοτροφικής παραγωγής. Από τη δεκαετία του ’80 και μετά αναπτύχθηκε η βιομηχανία παραγωγής προϊόντων από γενετικά τροποποιημένους οργανισμούς. Τα προϊόντα αυτά ποικίλλουν και μπορεί να είναι τρόφιμα, φάρμακα, εμβόλια κ.ά. Επίσης, γενετικά τροποποιημένοι οργανισμοί (π.χ. βακτήρια) χρησιμοποιούνται ευρύτερα και για άλλους σκοπούς, όπως είναι ο καθαρισμός πετρελαιοκηλίδων, η καταπολέμηση των ζιζανίων στα χωράφια κ.ά. Τα τελευταία χρόνια, περίπου 1.300 εταιρείες εργάζονται στον τομέα της βιοτεχνολογίας σε όλο τον κόσμο. Πολλά από τα προϊόντα που έχουν παραχθεί δεν ήταν επιτυχή ή είχαν μικρή εμπορική επιτυχία. Όμως έχουν σημειωθεί και πολύ σημαντικά επιτεύγματα μέσα από αυτή την προσπάθεια. Μερικά από τα προϊόντα της γενετικής μηχανικής που έχουν παραχθεί ή γίνονται προσπάθειες να παραχθούν παρουσιάζονται στον πίνακα 6.1. Τα τελευταία χρόνια, με τη χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος έχουμε εντοπίσει τα περισσότερα γονίδια του ανθρώπου. Κατορθώσαμε δηλαδή να βρούμε τη θέση κάθε γονιδίου στα χρωμοσώματα, καθώς και την αλληλουχία των βάσεών του. Με τον τρόπο αυτό κατορθώσαμε να εντοπίσουμε και «παθολογικά» γονίδια που ευθύνονται για συγκεκριμένες κληρονομικές ασθένειες. Η αξιοποίηση αυτών των γνώσεων μας δίνει τη δυνατότητα ακριβούς διάγνωσης ή και πρόγνωσης, αλλά και την ελπίδα της γονιδιακής θεραπείας. Με τη γονιδιακή θεραπεία στοχεύουμε στην εισαγωγή του φυσιολογικού γονιδίου στον ασθενή, ώστε να εξασφαλίζεται η ομαλή λειτουργία του οργανισμού του. Προς το παρόν, οι εφαρμογές της γονιδιακής θεραπείας είναι πολύ περιορισμένες. Η επιτυχία της δεν είναι πάντα εξασφαλισμένη και γι’ αυτό αντιμετωπίζεται με επιφύλαξη. Ωστόσο έχουν γίνει επιτυχείς εφαρμογές σε ορισμένους ασθενείς και οι προσπάθειες συνεχίζονται. Στο μέλλον είναι πιθανό η γονιδιακή θεραπεία να εφαρμόζεται και σε έμβρυα, αν έχει διαπιστωθεί ότι φέρουν «παθολογικά» γονίδια. Χαρακτηριστικό παράδειγμα ορμόνης που έχει παραχθεί με τη βοήθεια της γενετικής μηχανικής είναι η ινσουλίνη. Υπάρχουν όμως και πολλές άλλες ουσίες (π.χ. αντιβιοτικά, εμβόλια κ.ά.) που παράγονται με αυτό τον τρόπο, ενώ γίνονται προσπάθειες να παραχθούν ακόμη περισσότερες. Για την παραγωγή τους χρησιμοποιούνται γενετικά τροποποιημένα βακτήρια. Γίνεται ωστόσο προσπάθεια να παράγονται και από άλλους γενετικά τροποποιημένους οργανισμούς, όπως πρόβατα ή αγελάδες. Η γενετική μηχανική έχει επεκταθεί και στη δημιουργία γενετικά τροποποιημένων φυτών. Τα φυτά αυτά περιέχουν πλέον γονίδια άλλων οργανισμών, με αποτέλεσμα να εμφανίζουν νέες επιθυμητές ιδιότητες και να παράγουν διάφορες ουσίες. Επιπλέον στα φυτά αυτά έχουν προστεθεί γονίδια που, για παράδειγμα, τα καθιστούν ανθεκτικά σε ορισμένα παράσιτα ή σε ακραίες καιρικές συνθήκες. Ωστόσο, πέρα από τα πλεονεκτήματα αυτών των φυτών, υπάρχουν προβληματισμοί που αφορούν την ασφάλεια του ανθρώπου και την ισορροπία του περιβάλλοντος. Γενικότερα η παραγωγή φαρμακευτικών πρωτεϊνών, εμβολίων και άλλων ουσιών, με τις μεθόδους της γενετικής μηχανικής, αποτελεί σήμερα αντικείμενο εντατικής επιστημονικής έρευνας. Σε αυτήν, όπως σε κάθε τεχνολογικό επίτευγμα, πρέπει να συνυπολογίζονται τόσο τα επιθυμητά οφέλη όσο και οι πιθανές επιπτώσεις.
173
Τι είναι και τι εξυπηρετεί η γενετική μηχανική;
open_ended
6
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Πέρα από την παρασκευή τροφίμων και ποτών, η βιοτεχνολογία έχει συνεισφέρει και σε άλλους τομείς, όπως είναι η καταπολέμηση πολλών ασθενειών. Για παράδειγμα, ο σακχαρώδης διαβήτης είναι μία από τις ασθένειες που ταλαιπωρεί μεγάλο αριθμό ατόμων σε όλο τον κόσμο. Οι διαβητικοί αντιμετωπίζουν σοβαρά προβλήματα υγείας, επειδή ο οργανισμός τους δεν μπορεί να συνθέσει μια πρωτεΐνη, την ινσουλίνη, ή τη συνθέτει σε ελάχιστες ποσότητες. Η μόνη λύση είναι να κάνουν ενέσεις ινσουλίνης κάθε μέρα. Καθώς όμως ο αριθμός των διαβητικών σε όλο τον κόσμο είναι μεγάλος, πρέπει να γίνεται μεγάλη παραγωγή ινσουλίνης από τις φαρμακοβιομηχανίες. Η ινσουλίνη είναι ορμόνη και παράγεται από το πάγκρεας. Μέχρι πρόσφατα λοιπόν την παίρναμε από το πάγκρεας βοοειδών και χοίρων, μετά τη σφαγή τους. Ωστόσο, η μέθοδος αυτή παρουσιάζει κάποια μειονεκτήματα: το κόστος παραγωγής αυτής της ινσουλίνης είναι μεγάλο, οι ποσότητες δεν είναι επαρκείς και προκαλεί αλλεργίες σε ορισμένα άτομα που τη χρησιμοποιούν. Η εμφάνιση αλλεργιών οφείλεται στο γεγονός ότι η ινσουλίνη των βοοειδών και των χοίρων δεν είναι ακριβώς ίδια με την ινσουλίνη του ανθρώπου. Η λύση θα ήταν η παραγωγή, με κάποιον τρόπο, ανθρώπινης ινσουλίνης σε μεγάλες ποσότητες και με χαμηλό κόστος. Σήμερα αυτό έχει επιτευχθεί. Οι επιστήμονες κατάφεραν να απομονώσουν το γονίδιο που ευθύνεται για την παραγωγή της ανθρώπινης ινσουλίνης και να το εισαγάγουν σε ένα βακτήριο. Το γενετικό υλικό αυτού του βακτηρίου έχει πλέον τροποποιηθεί, με αποτέλεσμα να μπορεί να παράγει ανθρώπινη ινσουλίνη. Καθώς το βακτήριο πολλαπλασιάζεται, προκύπτουν νέα βακτήρια που φέρουν επίσης το συγκεκριμένο γονίδιο. Δημιουργείται έτσι ένας πληθυσμός τροποποιημένων βακτηρίων που είναι πλέον σε θέση να παραγάγουν ινσουλίνη. Αξιοποιώντας αυτή τη μέθοδο, μπορούμε, με χαμηλό κόστος, να παράγουμε μεγάλες ποσότητες ανθρώπινης ινσουλίνης και να προσφέρουμε λύση στο πρόβλημα πολλών εκατομμυρίων ανθρώπων. Με παρόμοιο τρόπο παράγονται και πολλές άλλες πρωτεΐνες που χρησιμοποιούνται για ιατρικούς ή εμπορικούς σκοπούς. Το σύνολο των τεχνικών με τις οποίες μεταφέρεται γενετικό υλικό από έναν οργανισμό σε κάποιον άλλον ονομάζεται γενετική μηχανική. Οι οργανισμοί που προκύπτουν με τις τεχνικές αυτές φέρουν κάποια νέα γενετικά (κληρονομήσιμα) χαρακτηριστικά που τους καθιστούν χρήσιμους στον άνθρωπο. Οι οργανισμοί αυτοί ονομάζονται γενετικά τροποποιημένοι. Οι κύριες εφαρμογές της γενετικής μηχανικής αφορούν την αντιμετώπιση ασθενειών και την αύξηση της γεωργικής και κτηνοτροφικής παραγωγής. Από τη δεκαετία του ’80 και μετά αναπτύχθηκε η βιομηχανία παραγωγής προϊόντων από γενετικά τροποποιημένους οργανισμούς. Τα προϊόντα αυτά ποικίλλουν και μπορεί να είναι τρόφιμα, φάρμακα, εμβόλια κ.ά. Επίσης, γενετικά τροποποιημένοι οργανισμοί (π.χ. βακτήρια) χρησιμοποιούνται ευρύτερα και για άλλους σκοπούς, όπως είναι ο καθαρισμός πετρελαιοκηλίδων, η καταπολέμηση των ζιζανίων στα χωράφια κ.ά. Τα τελευταία χρόνια, περίπου 1.300 εταιρείες εργάζονται στον τομέα της βιοτεχνολογίας σε όλο τον κόσμο. Πολλά από τα προϊόντα που έχουν παραχθεί δεν ήταν επιτυχή ή είχαν μικρή εμπορική επιτυχία. Όμως έχουν σημειωθεί και πολύ σημαντικά επιτεύγματα μέσα από αυτή την προσπάθεια. Μερικά από τα προϊόντα της γενετικής μηχανικής που έχουν παραχθεί ή γίνονται προσπάθειες να παραχθούν παρουσιάζονται στον πίνακα 6.1. Τα τελευταία χρόνια, με τη χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος έχουμε εντοπίσει τα περισσότερα γονίδια του ανθρώπου. Κατορθώσαμε δηλαδή να βρούμε τη θέση κάθε γονιδίου στα χρωμοσώματα, καθώς και την αλληλουχία των βάσεών του. Με τον τρόπο αυτό κατορθώσαμε να εντοπίσουμε και «παθολογικά» γονίδια που ευθύνονται για συγκεκριμένες κληρονομικές ασθένειες. Η αξιοποίηση αυτών των γνώσεων μας δίνει τη δυνατότητα ακριβούς διάγνωσης ή και πρόγνωσης, αλλά και την ελπίδα της γονιδιακής θεραπείας. Με τη γονιδιακή θεραπεία στοχεύουμε στην εισαγωγή του φυσιολογικού γονιδίου στον ασθενή, ώστε να εξασφαλίζεται η ομαλή λειτουργία του οργανισμού του. Προς το παρόν, οι εφαρμογές της γονιδιακής θεραπείας είναι πολύ περιορισμένες. Η επιτυχία της δεν είναι πάντα εξασφαλισμένη και γι’ αυτό αντιμετωπίζεται με επιφύλαξη. Ωστόσο έχουν γίνει επιτυχείς εφαρμογές σε ορισμένους ασθενείς και οι προσπάθειες συνεχίζονται. Στο μέλλον είναι πιθανό η γονιδιακή θεραπεία να εφαρμόζεται και σε έμβρυα, αν έχει διαπιστωθεί ότι φέρουν «παθολογικά» γονίδια. Χαρακτηριστικό παράδειγμα ορμόνης που έχει παραχθεί με τη βοήθεια της γενετικής μηχανικής είναι η ινσουλίνη. Υπάρχουν όμως και πολλές άλλες ουσίες (π.χ. αντιβιοτικά, εμβόλια κ.ά.) που παράγονται με αυτό τον τρόπο, ενώ γίνονται προσπάθειες να παραχθούν ακόμη περισσότερες. Για την παραγωγή τους χρησιμοποιούνται γενετικά τροποποιημένα βακτήρια. Γίνεται ωστόσο προσπάθεια να παράγονται και από άλλους γενετικά τροποποιημένους οργανισμούς, όπως πρόβατα ή αγελάδες. Η γενετική μηχανική έχει επεκταθεί και στη δημιουργία γενετικά τροποποιημένων φυτών. Τα φυτά αυτά περιέχουν πλέον γονίδια άλλων οργανισμών, με αποτέλεσμα να εμφανίζουν νέες επιθυμητές ιδιότητες και να παράγουν διάφορες ουσίες. Επιπλέον στα φυτά αυτά έχουν προστεθεί γονίδια που, για παράδειγμα, τα καθιστούν ανθεκτικά σε ορισμένα παράσιτα ή σε ακραίες καιρικές συνθήκες. Ωστόσο, πέρα από τα πλεονεκτήματα αυτών των φυτών, υπάρχουν προβληματισμοί που αφορούν την ασφάλεια του ανθρώπου και την ισορροπία του περιβάλλοντος. Γενικότερα η παραγωγή φαρμακευτικών πρωτεϊνών, εμβολίων και άλλων ουσιών, με τις μεθόδους της γενετικής μηχανικής, αποτελεί σήμερα αντικείμενο εντατικής επιστημονικής έρευνας. Σε αυτήν, όπως σε κάθε τεχνολογικό επίτευγμα, πρέπει να συνυπολογίζονται τόσο τα επιθυμητά οφέλη όσο και οι πιθανές επιπτώσεις.
174
Ποιοι προβληματισμοί δημιουργούνται από την ταχύτατη πρόοδο της βιοτεχνολογίας;
open_ended
6
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Οι δυνατότητες της νέας γενετικής είναι τόσες, που πολλοί πιστεύουν ότι ακόμα δεν έχουμε καν φανταστεί τι μπορεί να συμβεί στο μέλλον. Η γενετική μηχανική, για παράδειγμα, προσφέρει αναμφισβήτητα πολλά πλεονεκτήματα, ιδιαίτερα στον τομέα της γονιδιακής θεραπείας και στην παραγωγή φαρμάκων. Όμως προκύπτει και έντονος προβληματισμός με ηθικές και νομικές προεκτάσεις. Για παράδειγμα, η δυνατότητα να προβλέπουμε την πιθανή μελλοντική εκδήλωση κάποιας γενετικής ασθένειας σε ένα άτομο έχει πάντοτε θετικές συνέπειες για το άτομο και την οικογένειά του; Πώς θα αντιμετωπίσει ένα μελλοντικό ασθενή μια ασφαλιστική εταιρεία; Ακόμη, έστω ότι καταφέρνουμε να κατασκευάσουμε ένα γενετικά τροποποιημένο ιό που θα μεταφέρει το φυσιολογικό γονίδιο της ινσουλίνης και να τον εισαγάγουμε σε ένα διαβητικό άτομο. Φυσιολογικά, ο ιός αυτός θα παραμείνει στα κύτταρα του παγκρέατος. Το πλεονέκτημα είναι ότι ο ασθενής θα θεραπευτεί. Τι θα συμβεί όμως αν, κατά τύχη, ο ιός μολύνει και άλλα κύτταρα του οργανισμού; Επίσης, δεν μπορεί να αποκλειστεί η πιθανότητα μετατροπής του ανενεργού ιού σε παθογόνο. Τέλος, είναι ηθικό να έχουμε τη δυνατότητα να τροποποιούμε «κατά παραγγελία» τα κληρονομικά χαρακτηριστικά ενός ατόμου; Ποιο θα είναι το αποτέλεσμα στην περίπτωση που κάποιος θελήσει να εισαγάγει σε ένα έμβρυο γονίδια για συγκεκριμένα χαρακτηριστικά που φυσιολογικά το άτομο δεν διαθέτει, όπως γονίδια για ξανθά μαλλιά, γαλανά μάτια, γονίδια που σχετίζονται με τον βαθμό ευφυΐας κτλ.; Παρόμοιοι προβληματισμοί αναπτύσσονται και σε ό,τι αφορά τη δημιουργία και την απελευθέρωση στο περιβάλλον γενετικά τροποποιημένων οργανισμών, ιδίως φυτών. Πώς θα επηρεάσουν τους άλλους οργανισμούς που ζουν στο ίδιο περιβάλλον; Θα διαταραχθεί η ισορροπία του περιβάλλοντος; Όταν στο παρελθόν ένα είδος εισήχθη σε ένα οικοσύστημα από τον άνθρωπο, οι συνέπειες, τις περισσότερες φορές, ήταν αρνητικές. Σημαντικά είναι επίσης τα ερωτήματα που αφορούν την κατανάλωση των γενετικά τροποποιημένων προϊόντων. Είναι ασφαλή για την υγεία των καταναλωτών;
175
Ποιοι κίνδυνοι μπορεί να προκύψουν από τις εφαρμογές της βιοτεχνολογίας;
open_ended
6
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Οι δυνατότητες της νέας γενετικής είναι τόσες, που πολλοί πιστεύουν ότι ακόμα δεν έχουμε καν φανταστεί τι μπορεί να συμβεί στο μέλλον. Η γενετική μηχανική, για παράδειγμα, προσφέρει αναμφισβήτητα πολλά πλεονεκτήματα, ιδιαίτερα στον τομέα της γονιδιακής θεραπείας και στην παραγωγή φαρμάκων. Όμως προκύπτει και έντονος προβληματισμός με ηθικές και νομικές προεκτάσεις. Για παράδειγμα, η δυνατότητα να προβλέπουμε την πιθανή μελλοντική εκδήλωση κάποιας γενετικής ασθένειας σε ένα άτομο έχει πάντοτε θετικές συνέπειες για το άτομο και την οικογένειά του; Πώς θα αντιμετωπίσει ένα μελλοντικό ασθενή μια ασφαλιστική εταιρεία; Ακόμη, έστω ότι καταφέρνουμε να κατασκευάσουμε ένα γενετικά τροποποιημένο ιό που θα μεταφέρει το φυσιολογικό γονίδιο της ινσουλίνης και να τον εισαγάγουμε σε ένα διαβητικό άτομο. Φυσιολογικά, ο ιός αυτός θα παραμείνει στα κύτταρα του παγκρέατος. Το πλεονέκτημα είναι ότι ο ασθενής θα θεραπευτεί. Τι θα συμβεί όμως αν, κατά τύχη, ο ιός μολύνει και άλλα κύτταρα του οργανισμού; Επίσης, δεν μπορεί να αποκλειστεί η πιθανότητα μετατροπής του ανενεργού ιού σε παθογόνο. Τέλος, είναι ηθικό να έχουμε τη δυνατότητα να τροποποιούμε «κατά παραγγελία» τα κληρονομικά χαρακτηριστικά ενός ατόμου; Ποιο θα είναι το αποτέλεσμα στην περίπτωση που κάποιος θελήσει να εισαγάγει σε ένα έμβρυο γονίδια για συγκεκριμένα χαρακτηριστικά που φυσιολογικά το άτομο δεν διαθέτει, όπως γονίδια για ξανθά μαλλιά, γαλανά μάτια, γονίδια που σχετίζονται με τον βαθμό ευφυΐας κτλ.; Παρόμοιοι προβληματισμοί αναπτύσσονται και σε ό,τι αφορά τη δημιουργία και την απελευθέρωση στο περιβάλλον γενετικά τροποποιημένων οργανισμών, ιδίως φυτών. Πώς θα επηρεάσουν τους άλλους οργανισμούς που ζουν στο ίδιο περιβάλλον; Θα διαταραχθεί η ισορροπία του περιβάλλοντος; Όταν στο παρελθόν ένα είδος εισήχθη σε ένα οικοσύστημα από τον άνθρωπο, οι συνέπειες, τις περισσότερες φορές, ήταν αρνητικές. Σημαντικά είναι επίσης τα ερωτήματα που αφορούν την κατανάλωση των γενετικά τροποποιημένων προϊόντων. Είναι ασφαλή για την υγεία των καταναλωτών;
176
Τι είναι η χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος και ποια η σκοπιμότητά της;
open_ended
6
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Τα τελευταία χρόνια, με τη χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος έχουμε εντοπίσει τα περισσότερα γονίδια του ανθρώπου. Κατορθώσαμε δηλαδή να βρούμε τη θέση κάθε γονιδίου στα χρωμοσώματα, καθώς και την αλληλουχία των βάσεών του. Με τον τρόπο αυτό κατορθώσαμε να εντοπίσουμε και «παθολογικά» γονίδια που ευθύνονται για συγκεκριμένες κληρονομικές ασθένειες. Η αξιοποίηση αυτών των γνώσεων μας δίνει τη δυνατότητα ακριβούς διάγνωσης ή και πρόγνωσης, αλλά και την ελπίδα της γονιδιακής θεραπείας. Με τη γονιδιακή θεραπεία στοχεύουμε στην εισαγωγή του φυσιολογικού γονιδίου στον ασθενή, ώστε να εξασφαλίζεται η ομαλή λειτουργία του οργανισμού του. Προς το παρόν, οι εφαρμογές της γονιδιακής θεραπείας είναι πολύ περιορισμένες. Η επιτυχία της δεν είναι πάντα εξασφαλισμένη και γι’ αυτό αντιμετωπίζεται με επιφύλαξη. Ωστόσο έχουν γίνει επιτυχείς εφαρμογές σε ορισμένους ασθενείς και οι προσπάθειες συνεχίζονται. Στο μέλλον είναι πιθανό η γονιδιακή θεραπεία να εφαρμόζεται και σε έμβρυα, αν έχει διαπιστωθεί ότι φέρουν «παθολογικά» γονίδια.
177
Τι είναι η εξέλιξη και πώς συντελείται
open_ended
7
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Αν παρατηρήσουμε προσεκτικά τον κόσμο που μας περιβάλλει, θα ανακαλύψουμε πολύ μεγάλη ποικιλομορφία οργανισμών. Ταυτόχρονα όμως θα ανακαλύψουμε ότι οι οργανισμοί εμφανίζουν και πολλές ομοιότητες. Για παράδειγμα, όλοι οι οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα, όλοι έχουν ανάγκη από νερό, όλα τα θηλαστικά έχουν τρίχες κ.ο.κ. Είναι φυσικό να αναρωτηθούμε πώς εμφανίστηκαν όλες αυτές οι μορφές ζωής στη Γη, πού οφείλονται αυτές οι ομοιότητες και πώς προέκυψαν αυτές οι διαφορές. Οι επιστήμονες σήμερα υποστηρίζουν πως όλη αυτή η ποικιλότητα οφείλεται στην εξέλιξη. Θεωρούν δηλαδή ότι όλες αυτές οι μορφές ζωής κατάγονται από κάποιες άλλες που υπήρχαν πριν από πολλά χρόνια και σταδιακά αντικαταστάθηκαν από νέες. Η εξέλιξη είναι τελικά μια συνεχής διαδικασία, που ξεκίνησε από τότε που εμφανίστηκε ζωή επάνω στον πλανήτη μας και συντελείται ακόμα και σήμερα. Η θεωρία της εξέλιξης θεμελιώθηκε από τον Κάρολο Δαρβίνο (Charles Darwin) τον 19ο αιώνα. Ο Δαρβίνος παρατήρησε ότι εκτός από την ποικιλομορφία μεταξύ των διαφορετικών ειδών συναντάμε και ποικιλομορφία μεταξύ των ατόμων ενός είδους. Για παράδειγμα, στο ανθρώπινο είδος συναντάμε άτομα κοντά ή ψηλά, με ανοιχτό ή σκούρο χρώμα μαλλιών, παχιά ή αδύνατα κ.ά. Τα περισσότερα από αυτά τα χαρακτηριστικά οφείλονται σε γονίδια και προσδίδουν στα άτομα που τα φέρουν κάποια πλεονεκτήματα ή μειονεκτήματα τα οποία αφορούν την επιβίωσή τους στο περιβάλλον όπου ζουν. Έτσι, μια στενή και μεγάλη μύτη μπορεί να διευκολύνει την επιβίωση σε ένα ψυχρό κλίμα σε σχέση με μια κοντή και φαρδιά μύτη, γιατί ο αέρας που εισπνέεται θερμαίνεται, κατά τη δίοδό του από τη μεγάλη μύτη, μέχρι να φτάσει στους πνεύμονες. Ομοίως, ένα παχύ ζώο μπορεί να αντεπεξέλθει καλύτερα σε ψυχρές συνθήκες λόγω του λίπους που έχει στο σώμα του, αλλά το χαρακτηριστικό αυτό μπορεί να είναι μειονέκτημα σε ένα θερμό κλίμα. Συνεπώς, ένα χαρακτηριστικό από μόνο του συνήθως δεν μπορεί να θεωρηθεί αποκλειστικά θετικό ή αρνητικό για την επιβίωση ενός οργανισμού, αλλά πάντα σε σχέση με το περιβάλλον στο οποίο ζει. Σε έναν πληθυσμό, κάποια άτομα είναι καλύτερα προσαρμοσμένα στο συγκεκριμένο περιβάλλον. Αυτά έχουν περισσότερες πιθανότητες να επιβιώσουν, αλλά και να δώσουν και τους περισσότερους απογόνους. Οι απόγονοί τους θα τους μοιάζουν, άρα θα πολλαπλασιαστούν τα άτομα με τα «ευνοϊκά» χαρακτηριστικά μέσα στον πληθυσμό. Ταυτόχρονα, θα μειώνονται τα άτομα που δεν φέρουν αυτά τα χαρακτηριστικά, αφού δεν θα είναι τόσο καλά προσαρμοσμένα στο συγκεκριμένο περιβάλλον. Με το πέρασμα του χρόνου ο πληθυσμός θα αποτελείται, όλο και περισσότερο, κυρίως από άτομα που θα φέρουν τα «ευνοϊκά» χαρακτηριστικά. Αυτή η διαδικασία της επιβίωσης του καλύτερα προσαρμοσμένου οργανισμού ονομάζεται Φυσική Επιλογή. Χάρη στη διαδικασία της Φυσικής Επιλογής κάθε πληθυσμός διαφοροποιείται όλο και περισσότερο. Η διαφοροποίηση αυτή μπορεί να οδηγήσει υπό ορισμένες συνθήκες μέχρι και στη δημιουργία νέων ειδών. Η ίδια διαδικασία μπορεί, βέβαια, να οδηγήσει άλλα είδη σε εξαφάνιση. Για να δράσει η Φυσική Επιλογή, πρέπει να υπάρχει ποικιλομορφία, δηλαδή γενετική ποικιλότητα, στην οποία συμβάλλουν και οι μεταλλάξεις. Οι περισσότερες μεταλλάξεις είναι βλαβερές για τα άτομα που τις φέρουν. Υπάρχουν όμως και κάποιες που μπορεί να είναι και ευνοϊκές για την επιβίωση των ατόμων στο συγκεκριμένο περιβάλλον. Τα άτομα που φέρουν τις ευνοϊκές μεταλλάξεις θα λειτουργούν καλύτερα στις συνθήκες του συγκεκριμένου περιβάλλοντος και, φυσικά, θα επιβιώνουν ευκολότερα. Συνεπώς, θα μπορούν να παράγουν και περισσότερους απογόνους, οπότε θα μεταβιβάζουν σε αυτούς και τα «ευνοϊκά» γονίδια. Με το πέρασμα πάρα πολλών χρόνων τα άτομα που θα διαθέτουν τα ευνοϊκά χαρακτηριστικά θα γίνονται όλο και περισσότερα στον πληθυσμό. Η άμεση παρακολούθηση της εξέλιξης και η καταγραφή του σχηματισμού νέων ειδών φυτών, ζώων ή άλλων οργανισμών παρουσιάζει δυσκολίες, γιατί η εξέλιξη γίνεται με πολύ αργούς ρυθμούς.
178
Τι είναι τα απολιθώματα και ποια η σημασία τους για τους επιστήμονες;
open_ended
7
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Η άμεση παρακολούθηση της εξέλιξης και η καταγραφή του σχηματισμού νέων ειδών φυτών, ζώων ή άλλων οργανισμών παρουσιάζει δυσκολίες, γιατί η εξέλιξη γίνεται με πολύ αργούς ρυθμούς. Οι επιστήμονες λοιπόν είναι αναγκασμένοι να βρίσκουν άλλους τρόπους να συγκεντρώνουν στοιχεία για τις μεταβολές της ζωής πάνω στη Γη στην πορεία των αιώνων. Από τον καιρό του Δαρβίνου, η πιο σημαντική μέθοδος ήταν η μελέτη πετρωμάτων και απολιθωμάτων. Συνήθως, μετά τον θάνατο ενός ζώου το σώμα του αποσυντίθεται. Στην αρχή αποσυντίθενται τα μαλακά μέρη, ενώ τα σκληρά, όπως τα οστά ή τα δόντια, αποσυντίθενται και αυτά, αλλά χρειάζεται μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Υπάρχουν ωστόσο και φορές που δεν ακολουθείται αυτή η διαδικασία. Για παράδειγμα, αν το νεκρό ζώο καλυφθεί από λάσπη, υπάρχει η δυνατότητα κάποια ανόργανα υλικά να αντικαταστήσουν τα σκληρά μέρη του ζώου, δίνοντας «πέτρινα ομοιώματα» των μερών αυτών (απολίθωση). Επειδή τα υλικά αυτά δεν φθείρονται εύκολα, παραμένουν αναλλοίωτα για εκατοντάδες, ακόμα και εκατομμύρια χρόνια, δίνοντας τα απολιθώματα. Ένα απολίθωμα μπορεί να είναι ολόκληρος οργανισμός ή και τμήματά του. Με παρόμοιο τρόπο μπορούν να απολιθωθούν και φυτικοί οργανισμοί, π.χ. δέντρα.
179
Ποια βιοχημικά στοιχεία συνηγορούν υπέρ της εξέλιξης;
open_ended
7
Βιολογία-Γ-Γυμνασίου
Πέρα από τα απολιθώματα, οι ερευνητές έχουν στη διάθεσή τους και άλλα στοιχεία για να μελετήσουν την εξέλιξη των ειδών, όπως είναι κάποια βιοχημικά δεδομένα. Πιο συγκεκριμένα, μέσα από τη μελέτη των πρωτεϊνών μπορεί να διαπιστωθεί αν κάποια είδη βρίσκονται κοντά εξελικτικά ή όχι. Υπάρχουν πρωτεΐνες που επιτελούν την ίδια λειτουργία σε διαφορετικά είδη, π.χ η αιμοσφαιρίνη στα διάφορα είδη των θηλαστικών και των πτηνών. Όσο πιο όμοιες είναι αυτές οι πρωτεΐνες, δηλαδή όσο πιο όμοια είναι η αλληλουχία των αμινοξέων τους, τόσο πιο «συγγενικά» είναι τα είδη. Συνεπώς, έχουν έναν κοινό πρόγονο που έζησε στο πολύ πρόσφατο παρελθόν. Αν όμως οι πρωτεΐνες τους διαφέρουν πολύ, αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει να ανατρέξουμε αρκετά πίσω για να αναζητήσουμε τον κοινό τους πρόγονο. Η βιοχημική μελέτη της εξέλιξης των ειδών έγινε πολύ αργότερα από τη μελέτη των απολιθωμάτων και ουσιαστικά συνέβαλε στην επιβεβαίωση ή στην απόρριψη των δεδομένων που μας παρείχε μέχρι τότε το αρχείο των απολιθωμάτων.
180
Τι ρόλο παίζει το οξυγόνο στους οργανισμούς;
open_ended
RAGAs
Το οξυγόνο συμμετέχει στο σχηματισμό των χημικών μορίων των οργανισμών σε ποσοστό 96% w/w, μαζί με τον άνθρακα, το υδρογόνο και το άζωτο.
181
Ποιος είναι ο ρόλος του ασβεστίου στην ανάπτυξη των οργανισμών;
open_ended
RAGAs
Τα άλατα του ασβεστίου είναι κύριο συστατικό των οστών και παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην ομαλή ανάπτυξη και λειτουργία των οργανισμών.
182
Ποιος είναι ο ρόλος του ασβεστίου στα οστά των οργανισμών;
open_ended
RAGAs
Τα άλατα του ασβεστίου είναι το κύριο συστατικό των οστών και παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην ομαλή ανάπτυξη και λειτουργία των οργανισμών.
183
Τι κάνει το σύμπλεγμα Golgi;
open_ended
RAGAs
Το σύμπλεγμα Golgi αποτελείται από ένα σύνολο παράλληλων πεπλατυσμένων σάκων στους οποίους οι πρωτεΐνες, μετά τη σύνθεσή τους, τροποποιούνται και παίρνουν την τελική τους μορφή.
184
Ποια είναι η σημασία της διαφοροποίησης στα πολυκύτταρα οργανισμούς και πώς αυτή σχετίζεται με την οργάνωση των ιστών και των οργάνων;
open_ended
RAGAs
Η διαφοροποίηση στους πολυκύτταρους οργανισμούς είναι η διαδικασία κατά την οποία τα κύτταρα τροποποιούνται, οργανώνονται σε ιστούς και εξειδικεύονται σε συγκεκριμένες λειτουργίες. Αυτή η διαδικασία είναι κρίσιμη για την ανάπτυξη των πολυκύτταρων οργανισμών, καθώς επιτρέπει τη δημιουργία διαφορετικών τύπων ιστών, όπως ο επιθηλιακός, ο ερειστικός, ο μυϊκός και ο νευρικός ιστός. Κάθε τύπος ιστού επιτελεί συγκεκριμένες λειτουργίες, συμβάλλοντας στη συνολική λειτουργία του οργανισμού. Η διαφοροποίηση επιτρέπει επίσης την οργάνωση των κυττάρων σε όργανα και συστήματα, τα οποία συνεργάζονται για την επιτέλεση συγκεκριμένων έργων, όπως η μεταφορά ουσιών στο σώμα μέσω του κυκλοφορικού συστήματος. Έτσι, η διαφοροποίηση είναι θεμελιώδης για την πολυπλοκότητα και την αποτελεσματική λειτουργία των πολυκύτταρων οργανισμών.
185
Τι είναι ο βιότοπος και πώς σχετίζεται με τους οργανισμούς και το περιβάλλον;
open_ended
RAGAs
Η περιοχή όπου οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι ευνοϊκές για την επιβίωση των πληθυσμών ονομάζεται βιότοπος. Βιότοπος μπορεί να είναι μια λίμνη. Οι οργανισμοί του ίδιου είδους που κατοικούν στην ίδια περιοχή συγκροτούν έναν πληθυσμό, και διαφορετικοί πληθυσμοί συνυπάρχουν στην ίδια περιοχή, αλληλεπιδρώντας μεταξύ τους και με το άβιο περιβάλλον τους.
186
Πώς οι οργανισμοί στη Γη οργανώνονται και αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον τους;
open_ended
RAGAs
Όλοι οι οργανισμοί, ευκαρυωτικοί και προκαρυωτικοί, μονοκύτταροι και πολυκύτταροι, δεν ζουν απομονωμένοι. Αντίθετα, οργανώνονται, επικοινωνούν και αλληλεπιδρούν, τόσο μεταξύ τους όσο και με το άβιο περιβάλλον τους. Οι μονοκύτταροι οργανισμοί ζουν μεμονωμένοι ή οργανώνονται σε αποικίες. Τα κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισμών οργανώνονται σε ιστούς, όργανα και συστήματα. Στη συνέχεια, οι οργανισμοί οργανώνονται σε πληθυσμούς και βιοκοινότητες που συγκροτούν τα οικοσυστήματα της βιόσφαιρας. Οι επιστήμες που μελετούν τα φαινόμενα της ζωής ερευνούν τους τρόπους με τους οποίους αυτοί οργανώνονται και μελετούν τις σχέσεις που αναπτύσσουν μεταξύ τους και με το άβιο περιβάλλον τους.
187
Ποιος είναι ο ρόλος του άνθρακα στη χημική σύσταση των οργανισμών;
open_ended
RAGAs
Ο άνθρακας συμμετέχει στο σχηματισμό των χημικών μορίων των οργανισμών σε ποσοστό 96% w/w, μαζί με το υδρογόνο, το οξυγόνο και το άζωτο. Οι οργανισμοί δομούνται κυρίως από ενώσεις του άνθρακα με αυτά τα στοιχεία, οι οποίες ονομάζονται οργανικές ενώσεις. Αυτές περιλαμβάνουν υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα και λιπίδια.
188
Ποιος ειναι ο ρολος του RNA στα ριβοσωματα και πώς συμβαλλει στη συνθεση των πρωτεϊνων;
open_ended
RAGAs
Τα ριβοσωματα αποτελουνται απο πρωτεϊνες και RNA. Σε αυτα γινεται η συνθεση των πρωτεϊνων.
189
Πώς συνδέεται το RNA με τη σύνθεση πρωτεϊνών και ποιος είναι ο ρόλος του στη λειτουργία των κυττάρων;
open_ended
RAGAs
Το RNA, ή ριβονουκλεϊκό οξύ, είναι ένα από τα δύο νουκλεϊκά οξέα που σχετίζονται με τον καθορισμό των κληρονομικών γνωρισμάτων και ελέγχουν τις λειτουργίες των οργανισμών. Στα ριβοσώματα, τα οποία αποτελούνται από πρωτεΐνες και RNA, γίνεται η σύνθεση των πρωτεϊνών. Το RNA παίζει κρίσιμο ρόλο στη μεταφορά των γενετικών πληροφοριών από το DNA για τη σύνθεση πρωτεϊνών, οι οποίες είναι δομικά ή λειτουργικά συστατικά των κυττάρων. Οι πρωτεΐνες δομούνται από αμινοξέα και είναι απαραίτητες για πολλές κυτταρικές λειτουργίες.
190
Πώς το DNA στο κύτταρο σχετίζεται με τις οργανικές ενώσεις και τη λειτουργία των οργανισμών;
open_ended
RAGAs
Το DNA βρίσκεται στον πυρήνα του κυττάρου και περιέχει τις πληροφορίες για όλα τα χαρακτηριστικά του κυττάρου, τόσο δομικά όσο και λειτουργικά. Είναι ένα από τα δύο νουκλεϊκά οξέα, μαζί με το RNA, και σχετίζεται με τον καθορισμό των κληρονομικών γνωρισμάτων και τον έλεγχο των λειτουργιών των οργανισμών. Οι οργανικές ενώσεις, όπως οι υδατάνθρακες, οι πρωτεΐνες, τα νουκλεϊκά οξέα και τα λιπίδια, είναι απαραίτητες για τη δομή και τη λειτουργία των κυττάρων. Το DNA, ως νουκλεϊκό οξύ, αποτελείται από νουκλεοτίδια που σχηματίζουν πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες, οι οποίες είναι κρίσιμες για τη μεταφορά γενετικής πληροφορίας και τη ρύθμιση των βιολογικών διεργασιών.
191
Πώς το DNA στο πυρήνα των κυττάρων σχετίζεται με τις οργανικές ενώσεις που αποτελούν τους οργανισμούς;
open_ended
RAGAs
Το DNA βρίσκεται στον πυρήνα των κυττάρων και περιέχει τις πληροφορίες για όλα τα χαρακτηριστικά του κυττάρου, τόσο δομικά όσο και λειτουργικά. Οι οργανικές ενώσεις, όπως οι υδατάνθρακες, οι πρωτεΐνες, τα νουκλεϊκά οξέα και τα λιπίδια, αποτελούν τα κύρια συστατικά των κυττάρων και των οργανισμών. Τα νουκλεϊκά οξέα, συγκεκριμένα το DNA και το RNA, σχετίζονται με τον καθορισμό των κληρονομικών γνωρισμάτων και ελέγχουν τις λειτουργίες των οργανισμών. Έτσι, το DNA στον πυρήνα είναι θεμελιώδες για τη σύνθεση και τη λειτουργία αυτών των οργανικών ενώσεων, οι οποίες είναι απαραίτητες για τη ζωή.
192
Τι είναι ο επιθηλιακός ιστός και ποιος είναι ο ρόλος του στους πολυκύτταρους οργανισμούς;
open_ended
RAGAs
Ο επιθηλιακός ιστός αποτελείται από κύτταρα τα οποία συνδέονται στενά μεταξύ τους και σχηματίζουν στρώσεις (λεπτές στιβάδες). Αυτές οι στρώσεις καλύπτουν εξωτερικά το σώμα (επιδερμίδα) ή περιβάλλουν εσωτερικά όργανα ή επενδύουν το εσωτερικό κοιλοτήτων του σώματος (βλεννογόνοι). Εκτός από τον προστατευτικό αυτό ρόλο που παίζουν τα επιθηλιακά κύτταρα, μπορεί και να εκκρίνουν ή να απορροφούν διάφορες ουσίες (π.χ. βλεννογόνος του εντέρου).
193
Ποιος είναι ο ρόλος της γάτας σε ένα οικοσύστημα σύμφωνα με τις αλληλεπιδράσεις που αναπτύσσονται μεταξύ των οργανισμών;
open_ended
RAGAs
Σε ένα οικοσύστημα, η γάτα μπορεί να αναπτύσσει σχέσεις ανταγωνισμού, όπως με τον σκύλο, και να συμμετέχει σε τροφικές αλληλεπιδράσεις ως θηρευτής ή θήραμα, συμβάλλοντας στη ρύθμιση της ισορροπίας του οικοσυστήματος.
194
Ποιοι είναι οι ρόλοι των αλεπούδων σε ένα οικοσύστημα;
open_ended
RAGAs
Οι αλεπούδες σε ένα οικοσύστημα λειτουργούν ως καταναλωτές, τρέφονται με ποντίκια και συμβάλλουν στη ρύθμιση του πληθυσμού τους, βοηθώντας στη διατήρηση της ισορροπίας του οικοσυστήματος.
195
Πώς τα ποντίκια επηρεάζουν την ισορροπία του οικοσυστήματος σε ένα λιβάδι;
open_ended
RAGAs
Τα ποντίκια σε ένα λιβάδι τρέφονται με σπόρους. Αν αυξηθούν οι σπόροι, θα υπάρχει άφθονη τροφή για τα ποντίκια, οδηγώντας σε αύξηση του πληθυσμού τους. Ωστόσο, τα πολλά ποντίκια θα καταναλώνουν πολλούς σπόρους, μειώνοντας την παραγωγή νέων φυτών και σπόρων, οδηγώντας σε μείωση του πληθυσμού των ποντικιών. Επιπλέον, η αύξηση του αριθμού των ποντικιών θα οδηγήσει σε αύξηση των ζώων που τρέφονται με ποντίκια, όπως τα φίδια και οι αλεπούδες, περιορίζοντας έτσι τον αριθμό των ποντικιών και αποκαθιστώντας την ισορροπία του οικοσυστήματος.
196
Τι τρώνε τα γεράκια στο οικοσύστημα;
open_ended
RAGAs
Τα γεράκια τρέφονται με φίδια και ποντίκια στο οικοσύστημα.
197
Ποιοι οργανισμοί τρέφονται με φίδια σε ένα οικοσύστημα;
open_ended
RAGAs
Σε ένα οικοσύστημα, τα γεράκια τρέφονται με φίδια.
198
Πώς επηρεάζουν οι ανθρώπινες δραστηριότητες την ισορροπία των οικοσυστημάτων;
open_ended
RAGAs
Οι ανθρώπινες δραστηριότητες επηρεάζουν την ισορροπία των οικοσυστημάτων μέσω της υπεραύξησης του ανθρώπινου πληθυσμού, της κατανάλωσης ορυκτών καυσίμων, και της ρύπανσης που προκαλείται από καυσαέρια, εντομοκτόνα, παρασιτοκτόνα, και άλλες ουσίες. Αυτές οι δραστηριότητες μεταβάλλουν τη φυσική, χημική σύσταση του αέρα, του νερού ή του εδάφους και προκαλούν περιβαλλοντικά προβλήματα όπως η ένταση του φαινομένου του θερμοκηπίου, η εξασθένηση της στιβάδας του όζοντος, το φωτοχημικό νέφος και η όξινη βροχή.
199
Πώς ο άνθρωπος επηρεάζει το περιβάλλον και προκαλεί ρύπανση;
open_ended
RAGAs
Ο άνθρωπος επηρεάζει το περιβάλλον και προκαλεί ρύπανση μέσω της υπερβολικής χρήσης ορυκτών καυσίμων, όπως τα προϊόντα πετρελαίου, που απελευθερώνουν επιβλαβή αέρια στην ατμόσφαιρα. Οι διάφοροι ρύποι από ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως τα καυσαέρια και οι ουσίες όπως τα εντομοκτόνα, μεταβάλλουν τη φυσική και χημική σύσταση του αέρα, του νερού ή του εδάφους, προκαλώντας περιβαλλοντικά προβλήματα όπως το φαινόμενο του θερμοκηπίου, η εξασθένηση της στιβάδας του όζοντος, το φωτοχημικό νέφος και η όξινη βροχή.
200
Τι είναι οι ρύποι;
open_ended
RAGAs
Οι ρύποι είναι διάφορα επιβλαβή για τους οργανισμούς αέρια και ουσίες που ελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα από ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως η καύση ορυκτών καυσίμων, και προκαλούν ρύπανση μεταβάλλοντας τη φυσική, χημική σύσταση του αέρα, του νερού ή του εδάφους.