ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΤΕΤΑΡΤΗ 30 ΜΑΪΟΥ 2012 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΤΕΤΑΡΤΗ 30 ΜΑΪΟΥ 2012 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΘΕΜΑ Α Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ημιτελείς προτάσεις Α1 έως Α5 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη λέξη ή φράση, η οποία συμπληρώνει σωστά την ημιτελή πρόταση. Α1. Η διπλή έλικα του DNA ξετυλίγεται κατά τη μεταγραφή από το ένζυμο α. RNA πολυμεράση β. DNA πολυμεράση γ. DNA ελικάση δ. DNA δεσμάση. Μονάδες 5 Α2. Οι ιστόνες είναι α. DNA β. RNA γ. πρωτεΐνες δ. υδατάνθρακες. Μονάδες 5 Α3. Ασθένεια που μπορεί να διαγνωστεί με καρυότυπο είναι α. η φαινυλκετονουρία β. η δρεπανοκυτταρική αναιμία γ. ηβ-θαλασσαιμία δ. το σύνδρομο Cri du chat. Μονάδες 5 Α4. Σύνδεση κωδικονίου με αντικωδικόνιο πραγματοποιείται κατά την α. αντιγραφή β. μετάφραση γ. μεταγραφή δ. αντίστροφη μεταγραφή. Μονάδες 5

2 Α5. Ο αλφισμός οφείλεται σε γονίδιο α. αυτοσωμικό επικρατές β. φυλοσύνδετο επικρατές γ. αυτοσωμικό υπολειπόμενο δ. φυλοσύνδετο υπολειπόμενο. Μονάδες 5 ΘΕΜΑ Β Β1. Πώς χρησιμοποιούνται τα μονοκλωνικά αντισώματα για την επιλογή οργάνων συμβατών στις μεταμοσχεύσεις; Μονάδες 6 Σχολικό βιβλίο, σελίδα 120 παράγραφος: «Για την επιλογή οργάνων συμβατών για μεταμόσχευση» Β2. Να περιγράψετε τη διαδικασία κλωνοποίησης με την οποία δημιουργήθηκε το πρόβατο Dolly. Μονάδες 7 Σχολικό βιβλίο, σελίδα 136 «το πρόβατο Dolly.. γέννησε την Dolly» Β3. Πού οφείλεται η αυξημένη συχνότητα των ετερόζυγων ατόμων με δρεπανοκυτταρική αναιμία ή β-θαλασσαιμία σε χώρες όπου εμφανιζόταν ελονοσία; Μονάδες 6 Σχολικό βιβλίο, σελίδα 93 «Η συχνότητα των ετερόζυγων ατόμων δυνατότητα αναπαραγωγής» Β4. Να αναφέρετε ποια θρεπτικά συστατικά είναι απαραίτητα για να αναπτυχθεί ένας μικροοργανισμός σε μια καλλιέργεια. Μονάδες 6 Σχολικό βιβλίο, σελίδα 108 «Όπως όλοι οι υπόλοιποι οργανισμοί συστατικά διαφόρων μορίων» και σελίδα 109 «Στο θρεπτικό υλικό που προστίθεται στους βιοαντιδραστήρες ή σακχαρότευτλων»

3 ΘΕΜΑ Γ Γ1. Μια αρσενική μύγα Drosophila με λευκά μάτια διασταυρώθηκε με μια θηλυκή με κόκκινα μάτια. Από τη διασταύρωση αυτή πήραμε 280 απογόνους στην F 1 γενιά που είχαν όλοι κόκκινα μάτια. Διασταυρώνοντας δύο άτομα από την F 1 γενιά προκύπτουν 319 απόγονοι στην F 2 γενιά. Μια ανάλυση των απογόνων της F 2 γενιάς έδειξε ότι υπάρχουν: 159 θηλυκά με κόκκινα μάτια, 82 αρσενικά με κόκκινα μάτια και 78 αρσενικά με λευκά μάτια. Με βάση τα δεδομένα να εξηγήσετε τον τρόπο με τον οποίο κληρονομείται το παραπάνω γνώρισμα. Για τα άτομα που διασταυρώθηκαν δίνεται ότι τα θηλυκά έχουν ένα ζευγάρι X χρωμοσωμάτων (ΧΧ) και τα αρσενικά έχουν ένα Χ και ένα Ψ χρωμόσωμα (ΧΨ). Να μη ληφθεί υπόψη η περίπτωση μετάλλαξης. Μονάδες 5 Πρόκειται για διασταύρωση μονοϋβριδισμού κατά την οποία μελετάται ο τρόπος κληρονόμησησης του χρώματος των ματιών στη μύγα Drosophila. Στην P διασταυρώνονται άτομα τα οποία διαφέρουν ως προς την εκδήλωση του χαρακτήρα. Στην F1 παρατηρείται πως όλα τα άτομα είναι όμοια φαινοτυπικά και συγκεκριμένα με κόκκινο χρώμα ματιών. Το αποτέλεσμα αυτό παραπέμπει σε σχέση υπολειπόμενου επικρατούς για τα αλληλόμορφα που ελέγχουν το χρώμα, με το αλληλόμορφο υπεύθυνο για την εκδήλωση του κόκκινου χρώματος ματιών να επικρατεί έναντι του αλληλόμορφου υπεύθυνου για το λευκό χρώμα των ματιών. Στην F2 οι απόγονοι εμφανίζονται με (κατά προσέγγιση) αναλογία: 1 αρσενικό με κόκκινα μάτια: 2 θηλυκά με κόκκινα μάτια : 1 αρσενικό με λευκά μάτια Ή αλλιώς: 3 άτομα με κόκκινα μάτια : 1 άτομο με λευκά μάτια

4 Στα αποτελέσματα από την F2 συνεπώς παρατηρείται διαφοροποίηση της συχνότητας εκδήλωσης του χαρακτηριστικού σε συνάρτηση με το φύλο των ατόμων, το οποίο καθορίζεται όπως και στον Homo sapiens (από Χ και Ψ χρωμοσώματα, με τα θηλυκά άτομα να είναι ΧΧ και τα αρσενικά ΧΨ). Τα αποτελέσματα αυτά παραπέμπουν σε φυλοσύνδετο τρόπο κληρονομικότητας. Συνεπώς η υπόθεση που ελέγχεται είναι εκείνη του φυλοσύνδετου τρόπου κληρονομικότητας με τα αλληλόμορφα να έχουν σχέση επικρατούς υπολειπόμενου. Συμβολισμός αλληλόμορφων: Χ Κ : Φυλοσύνδετο επικρατές αλληλόμορφο υπεύθυνο για την εκδήλωση κόκκινου χρώματος ματιών. Χ κ : Φυλοσύνδετο υπολειπόμενο αλληλόμορφο υπεύθυνο για την εκδήλωση λευκού χρώματος ματιών. Διασταυρώσεις: P: Χ Κ Χ Κ (χ) Χ κ Ψ Γαμέτες: Χ Κ F1: Χ Κ Χ κ, Χ Κ Ψ Χ κ, Ψ Φαινοτυπική αναλογία: όλα τα άτομα με κόκκινα μάτια. F1(x)F1: Χ Κ Χ κ (χ) Χ Κ Ψ Γαμέτες: Χ Κ, Χ κ Χ Κ, Ψ F2: Χ Κ Χ κ, Χ Κ Ψ, Χ Κ Χ Κ, Χ κ Ψ Φαινοτυπική αναλογία: 1 αρσενικό με κόκκινα μάτια: 2 θηλυκά με κόκκινα μάτια : 1 αρσενικό με λευκά μάτια

5 Οι φαινοτυπικές αναλογίες που προκύπτουν σύμφωνα με την αρχική υπόθεση επιβεβαιώνουν τα δεδομένα από την εκφώνηση. Πρόκειται για φυλοσύνδετο τρόπο κληρονομικότητας με τα αλληλόμορφα να έχουν σχέση επικρατούς υπολειπόμενου. Δίνεται το παρακάτω γενεαλογικό δέντρο, όπου απεικονίζεται ο τρόπος με τον οποίο κληρονομείται μια μονογονιδιακή ασθένεια. Τα άτομα ΙΙ 2, ΙΙ 3, ΙΙΙ 3, και ΙV 3 πάσχουν από την ασθένεια αυτή. Για όλα τα παρακάτω ερωτήματα να μη ληφθεί υπόψη η περίπτωση μετάλλαξης. Γ2. Με βάση τα δεδομένα του γενεαλογικού δένδρου να εξηγήσετε τον τρόπο με τον οποίο κληρονομείται η ασθένεια. Μονάδες 6 Παρατηρήσεις από το γενεαλογικό δέντρο: Από τη διασταύρωση Ι1 (x) I2 διαπιστώνεται ότι το προς μελέτη χαρακτηριστικό κληρονομείται με υπολειπόμενο τρόπο καθώς εκδηλώνεται σε απόγονους ατόμων που δεν το εκφράζουν.

6 Από τη διασταύρωση ΙΙΙ3(x)ΙΙΙ4 διαπιστώνεται ότι ο τρόπος κληρονομικότητας είναι αυτοσωμικός και όχι φυλοσύνδετος, καθώς η ασθένεια εκδηλώνεται σε θηλυκό άτομο του οποίου ο πατέρας είναι υγιής. Άρα η ασθένεια κληρονομείται με αυτοσωμικό και υπολειπόμενο τρόπο. Γ3. Να προσδιορίσετε την πιθανότητα το ζευγάρι ΙΙΙ1, III2 να αποκτήσει αγόρι που θα πάσχει (μονάδα 1). Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες 7). Μονάδες 8 Συμβολισμός αλληλομόφρων Α: επικρατές φυσιολογικό αλληλόμορφο α: υπολειπόμενο αλληλόμορφο υπεύθυνο για την εκδήλωση της ασθένειας. Διασταύρωση: Σύμφωνα με τα δεδομένα του δέντρου τα ΙΙΙ1 και ΙΙΙ2 θα είναι ετερόζυγα (φορείς του παθολογικού αλληλόμορφου) ΙΙΙ1(x) III2 : Αα (x) Αα Γαμέτες: Α, α Α, α Απόγονοι: ΑΑ, Αα, Αα, αα Πιθανότητα να αποκτήσει το ζεύγος αγόρι που θα πάσχει είναι: (1/4)x(1/2) = 1/8 Πιθανότητα να πάσχει: ¼ Πιθανότητα να είναι αγόρι: ½

7 Γ4. Αν τα άτομα Ι 1 και Ι 4 πάσχουν από μια ασθένεια που οφείλεται σε γονίδιο μιτοχονδριακού DNA, να αναφέρετε ποια άτομα του γενεαλογικού δένδρου θα κληρονομήσουν το γονίδιο αυτό (μονάδες 2). Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες 4). Μονάδες 6 Το μιτοχονδριακό DNA κληροδοτείται πάντα από το θηλυκό άτομο σε όλους τους απόγονούς του. Συνεπώς τα άτομα που θα κληρονομήσουν το χαρακτηριστικό θα είναι τα ακόλουθα: ΙΙ4, ΙΙΙ2, III3, IV3 Οι διασταυρώσεις μονοϋβριδισμού πραγματοποιήθηκαν σύμφωνα με τον 1ο Νόμο του Mendel. ΘΕΜΑ Δ Δίνεται το παρακάτω τμήμα βακτηριακού DNA, κωδικοποιεί ένα ολιγοπεπτίδιο. το οποίο Αλυσίδα 1: GTTGAATTCTTAGCTTAAGTCGGGCATGAATTCTC Αλυσίδα 2: CAACTTAAGAATCGAATTCAGCCCGTACTTAAGAG Δ1. Να προσδιορίσετε την κωδική και τη μη κωδική αλυσίδα του παραπάνω τμήματος DNA, επισημαίνοντας τα 5 και 3 άκρα των αλυσίδων του (μονάδες 1). Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες 5). Μονάδες 6 Κωδική είναι η αλυσίδα 2 με προσανατολισμό 5 3 από δεξιά προς αριστερά.

8 Μη κωδική είναι η αλυσίδα 1 με προσανατολισμό 5 3 από αριστερά προς δεξιά. Στη δευτερη αλυσίδα εντοπίζεται κωδικόνιο έναρξης 5 ATG3 και κωδικόνιο λήξης 5 TAA3 με φορά από δεξιά προς αριστερά καθώς επίσης μεταξύ αυτών πλήθος νουκλεοτιδίων πολλαπλάσιο του 3, τα οποία και συνιστούν τα λοιπά κωδικόνια. Συνεπώς η αλυσίδα 2 είναι η κωδική με την προαναφερθείσα κατεύθυνση και η αλυσίδα 1 η μη κωδική, συμπληρωματική και αντιπαράλληλη της δεύτερης. Δ2. Το παραπάνω τμήμα DNA αντιγράφεται, και κατά τη διαδικασία της αντιγραφής δημιουργούνται τα παρακάτω πρωταρχικά τμήματα: i) 5 -GAGAAUUC-3 ii) 5 -UUAAGCUA-3 iii) 5 -GUUGAAUU-3 Να προσδιορίσετε ποια αλυσίδα αντιγράφεται, με συνεχή και ποια με ασυνεχή τρόπο (μονάδες 1). Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες 5). Μονάδες 6 Η αλυσίδα 1 αντιγράφεται με ασυνεχή τρόπο, ενώ η αλυσίδα 2 με συνεχή τρόπο. Το συμπέρασμα αυτό συνάγεται καθώς τα δύο από τα πρωταρχικά τμήματα που δίνονται είναι συμπληρωματικά και αντιπαράλληλα του άνω κλώνου ενώ μόνο ένα από αυτά είναι συμπληρωματικό και αντιπαράλληλο της αλυσίδας 2.

9 Δ3. To παραπάνω τμήμα DNA κόβεται με το ένζυμο EcoRI, προκειμένου να ενσωματωθεί σε ένα από τα δύο πλασμίδια Α και Β που δίνονται παρακάτω. Ποιο από τα δύο πλασμίδια θα επιλέξετε για τη δημιουργία ανασυνδυασμένου πλασμιδίου (μονάδα 1); Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες 4). Πόσοι φωσφοδιεστερικοί δεσμοί θα διασπαστούν στο πλασμίδιο που επιλέξατε και πόσοι θα δημιουργηθούν κατά το σχηματισμό του ανασυνδυασμένου πλασμιδίου (μονάδες 2); Μονάδες 7 Η περιοριστική ενδονουκλεάση EcoRI αναγνωρίζει την αλληλουχία 5 -GAATTC-3 και κόβει ανάμεσα στην γουανίνη και την αδενίνη. Το πλασμίδιο Α είναι και το μόνο που μπορεί να κόψει η EcoRI αφού η αλληλουχία GAATTC του πλασμιδίου Β έχει αντίθετο προσανατολισμό. Το DNA είναι δίκλωνο συνεπώς, κάθε φορά που χρησιμοποιείται η EcoRI διασπώνται 2 φωσφοδιεστερικοί δεσμοί. Άρα για να γίνει το πλασμίδιο από κυκλικό γραμμικό και να μπορέσει να δεχθεί το προς κλωνοποίηση τμήμα DNA χρειάζεται να διασπαστούν 2 φωσφοδιεστερικοί δεσμοί. Για να δημιουργηθεί το ανασυνδυασμένο πλασμίδιο, θα πρέπει το αρχικό τμήμα DNA να κοπεί και στα δύο του άκρα με EcoRI και να συνδεθούν και τα δύο με τα αντίστοιχα του κομμένου πλασμιδίου. Έτσι δημιουργούνται τέσσερις νέοι φωσφοδιεστερικοί δεσμοί.

10 Δ4. Από τη μύγα Drosophila απομονώθηκαν τρία διαφορετικά φυσιολογικά κύτταρα στα οποία προσδιορίστηκε το μέγεθος του γονιδιώματος σε ζεύγη βάσεων. Στο πρώτο κύτταρο το μέγεθος του γονιδιώματος υπολογίστηκε σε 3, ζεύγη βάσεων, στο δεύτερο κύτταρο σε 1, ζεύγη βάσεων και στο τρίτο κύτταρο σε 6, ζεύγη βάσεων. Να δικαιολογήσετε γιατί υπάρχουν οι διαφορές αυτές στο μέγεθος του γονιδιώματος των τριών κυττάρων. Μονάδες 6 Η μύγα Drosophila είναι διπλοειδής οργανισμός. Το πρώτο κύτταρο, αυτό με 3,2x10 8 ζεύγη βάσεων, πρόκειται για σωματικό κύτταρο της Drosophila πριν τον διπλασιασμό του DNA του (πχ στην αρχή της μεσόφασης) Το δεύτερο κύτταρο, αυτό με 1,6x10 8 ζεύγη βάσεων, πρόκειται για γαμετικό κύτταρο της Drosophila το οποίο αφού είναι απλοειδές έχει και τη μισή ποσότητα DNA Το τρίτο κύτταρο, αυτό με 6,4x10 8 ζεύγη βάσεων, πρόκειται για σωματικό κύτταρο της Drosophila μετά τον διπλασιασμό του DNA του (πχ στη μετάφαση της μίτωσης).