ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΖΗΤΗΜΑ 1 Ο 1. δ 2. δ 3. δ 4. β 5. δ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΖΗΤΗΜΑ 1 Ο 1. δ 2. δ 3. δ 4. β 5. δ"

Τώβιας Δραγούμης
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2008 ΖΗΤΗΜΑ 1 Ο 1. δ 2. δ 3. δ 4. β 5. δ ΖΗΤΗΜΑ 2 Ο 1. Σχολ. βιβλ. σελ : «Η ρύθµιση της έκφρασης των γονιδίων στα ευκαρυωτικά κύτταρα.µπορεί να υποστεί τροποποιήσεις για να γίνει βιολογικά λειτουργική». 2. Σχολ. βιβλ. σελ : «Το DNA αποτελείται από δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες, δηλαδή το 3 άκρο της µιας είναι απέναντι από το 5 άκρο της άλλης». 3. Παρατηρούµε πως οι απόγονοι της F1 γενιάς έχουν φαινότυπο ενδιάµεσο των 2 φυτών της πατρικής γενιάς. Επίσης, για µια κληρονοµήσιµη ιδιότητα (χρώµα ανθέων) υπάρχουν 3 διαφορετικοί φαινότυποι κάτι που συνεπάγεται πως τα αντίστοιχα γονίδια που ελέγχουν το χρώµα άνθους στο φυτό Mirabilis jalapa είναι ατελώς επικρατή. Συµβολισµός γονιδίων: Κ 1 : υπεύθυνο για το {κόκκινο χρώµα} Κ 2 : υπεύθυνο για το {λευκό χρώµα} Κατά τη διασταύρωση των ατόµων της Ρ γενιάς όλοι οι απόγονοι που προκύπτουν στην F1 εµφανίζουν τον ενδιάµεσο φαινότυπο (ροζ χρώµα), εποµένως τα φυτά της Ρ γενιάς είναι αµιγή, οµόζυγα δηλαδή για τα γονίδια K 1 και Κ 2 αντίστοιχα. Εποµένως θα έχουµε την εξής διασταύρωση: Ρ γενιά: φαινότυποι: {κόκκινο χρώµα άνθους} Χ {λευκό χρώµα άνθους} γονότυποι : Κ 1 Κ 1 Χ Κ 2 Κ 2 γαµέτες : Κ 1 Κ 2 F1 γενιά : γονότυποι : Κ 1 Κ 2 αναλογία : 100% φαινότυποι: {ροζ χρώµα άνθους} Η F2 γενιά προκύπτει από αυτογονιµοποίηση των ατόµων της F1 (απάντηση στο β ερώτηµα ), εποµένως θα έχουµε : F1 γενιά: φαινότυποι: {ροζ χρώµα άνθους} Χ{ροζ χρώµα άνθους} γονότυποι : Κ 1 Κ 2 Χ Κ 1 Κ 2

2 γαµέτες : Κ 1, Κ 2 Κ 1, Κ 2 F2 γενιά : γονότυποι : Κ 1 Κ 1, Κ 1 Κ 2, Κ 2 Κ 2 αναλογία : 1 : 2 1 φαινότυποι: {κόκκινο χρώµα άνθους}{ροζ χρώµα άνθους} {λευκό χρώµα άνθους} ΖΗΤΗΜΑ 3 Ο 1. o Σχολ. βιβλ. σελ. 125 από «Η αποκρυπτογράφηση της αλληλουχίας των βάσεων του DNA..και τον προσδιορισµό της αλληλουχίας των βάσεων του DNA στο ανθρώπινο γονιδίωµα» o Σχολ. βιβλ. σελ. 126 από «Η ανάλυση του ανθρώπινου γονιδιώµατος θα συµβάλει: στη φαρµακοβιοµηχανία, στη βιοµηχανία, στη γεωργία και την κτηνοτροφία». o Ιδιαίτερα θα πρέπει να τονιστεί η συµβολή του προγράµµατος του ανθρώπινου γονιδιώµατος στη γονιδιακή θεραπεία. Σχολ. βιβλ. σελ. 123 : «Η χαρτογράφηση όλων των γονιδίων στα χρωµοσώµατα είναι ένας από τους κύριους στόχους του προγράµµατος του ανθρώπινου γονιδιώµατος. Σήµερα έχουν χαρτογραφηθεί και κλωνοποιηθεί τα γονίδια των οποίων οι µεταλλάξεις είναι υπεύθυνες για ασθένειες όπως η κυστική ίνωση, η ασθένεια του Huntington και η µυϊκή δυστροφία Duchenne. Οι γνώσεις αυτές έδωσαν την δυνατότητα ανάπτυξης θεραπείας που στηρίζεται στην τεχνολογία του ανασυνδυασµένου DNA και ονοµάζεται γονιδιακή θεραπεία». 2. Αφού αποµονώσουµε το γονιδίωµα ενός ανθρώπινου ευκαρυωτικού κυττάρου, τότε αυτό µπορεί να κοπεί σε χιλιάδες κοµµάτια µε τη χρήση κατάλληλων ενζύµων που ονοµάζονται περιοριστικές ενδονουκλεάσες. Οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες κόβουν το δίκλωνο DNA σε ειδικές θέσεις µε συγκεκριµένο τρόπο, έτσι ώστε να αφήνουν µονόκλωνα άκρα από αζευγάρωτες βάσεις στα κοµµένα άκρα. Οι βάσεις αυτές µπορούν να σχηµατίσουν δεσµούς υδρογόνου µε συµπληρωµατικές βάσεις άλλων τµηµάτων DNA που έχουν κοπεί µε το ίδιο ένζυµο, την ίδια δηλαδή περιοριστική ενδονουκλεάση. Σχολ. βιβλ. σελ. 58 «Στη συνέχεια τα κοµµάτια αυτά ενσωµατώνονται σε ειδικούς φορείς.. σελ. 60 Η στρατηγική κλωνοποίησης είναι ίδια µε αυτή που χρησιµοποιείται στα πλασµίδια». 3. α) Σε δίκλωνα µόρια DNA απέναντι από την αζωτούχο βάση Α υπάρχει Τ και αντίστροφα και απέναντι από την αζωτούχο βάση G υπάρχει πάντα C και αντίστροφα. Επίσης οι δύο αλυσίδες του DNA είναι αντιπαράλληλες. ηλαδή το 3 άκρο της µιας είναι απέναντι από το 5 άκρο της άλλης και αντίστροφα. Εποµένως η συµπληρωµατική αλυσίδα της δοθείσας θα είναι:

3 3 TTTCTTAAGTACTΤΑTTGTTCTATTAAATTCTTAAGAAA 5 β) Εκτός από την περιοριστική ενδονουκλεάση EcoRI απαιτούνται τα εξής υλικά : o φορέας κλωνοποίησης. o DNA δεσµάση o βακτήρια ξενιστές µη ανθεκτικά στο αντιβιοτικό το αντίστοιχου γονιδίου ανθεκτικότητας που φέρει ο φορέας κλωνοποίησης. o χηµικές ουσίες για το µετασχηµατισµό o αντιβιοτικά o θρεπτικά υλικά για πραγµατοποίηση καλλιέργειας o άγαρ για στερεή καλλιέργεια o κλίβανο επώασης σηµείωση : δεν πρέπει να αναφερθούν τα ιχνηθετηµένα µόρια ανιχνευτές γιατί αυτά απαιτούνται για την εύρεση ενός επιθυµητού κλώνου µετά την κατασκευή µιας γονιδιωµατικής ή µιας cdna βιβλιοθήκης. γ) πλασµίδιο ή DNA από βακτηριοφάγο λ που να διαθέτει τα εξής χαρακτηριστικά : o θέση έναρξης της αντιγραφής, o γονίδια ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά αµπικιλίνη και καναµυκίνη o να υπάρχει η αλληλουχία 5 GAATTC3 µια και µόνο φορά µέσα σε ένα από τα γονίδια ανθεκτικότητας δ) Μια cdna βιβλιοθήκη περιέχει αντίγραφα των mrna όλων των γονιδίων που εκφράζονται στο κύτταρο το οποίο χρησιµοποιήθηκε για να αποµονωθεί το ολικό mrna προκειµένου να κατασκευαστεί η βιβλιοθήκη. Εποµένως, αν το συγκεκριµένο γονίδιο δεν εκφράζεται στα κύτταρα των ριζών της ελιάς δεν θα υπάρχει και αντίστοιχος βακτηριακός κλώνος που θα φέρει το δοθέν DNA. Η cdna βιβλιοθήκη από κύτταρα φύλλων πεύκου δεν θα χρησιµοποιηθεί γιατί είναι από διαφορετικό είδος και ενδέχεται είτε το γονίδιο αυτό να µην υπάρχει, είτε να µην εκφράζεται, είτε να φέρει διαφορετική νουκλεοτιδική αλληλουχία. Εποµένως, θα χρησιµοποιηθεί η cdna βιβλιοθήκη από κύτταρα φύλλων ελιάς, στα οποία το γονίδιο εκφράζεται και άρα θα υπάρχει και βακτηριακός κλώνος µε το συγκεκριµένο αντίγραφο του mrna. Η µέθοδος που θα ακολουθούσαµε για τον προσδιορισµό του παραπάνω βακτηριακού κλώνου έχει ως εξής: Σχολ. βιβλ. σελ. 60 «Αν επιδράσουµε στο DNA µε κατάλληλες χηµικές ουσίες. µε το DNA της βιβλιοθήκης (το οποίο έχει αποδιαταχθεί) και υβριδοποιούν µόνο το συµπληρωµατικό τους DNA» σελ. 61. Επίσης, πρέπει να τονιστεί ότι το ιχνηθετηµένο µόριο ανιχνευτής DNA (ή RNA) θα είναι συµπληρωµατικό ως προς τη δοθείσα από την άσκηση αλληλουχία. ε) Η δοθείσα αλληλουχία DNA αποτελείται από 39 νουκλεοτίδια, εποµένως στο δίκλωνο DNA υπάρχουν 39ζ.β. Σε ένα δίκλωνο γραµµικό µόριο DNA οι φωσφοδιεστερικοί δεσµοί είναι Ν 2, όπου Ν νουκλεοτίδια, αφού ένα νουκλεοτίδιο από κάθε µια αλυσίδα µένει ελεύθερο χωρίς να σχηµατίζει φωσφοδιεστερικό δεσµό. Άρα στο δίκλωνο µόριο DNA υπάρχουν 76 φωσφοδιεστερικοί δεσµοί. Το mrna που προέρχεται από τη µεταγραφή αυτού του γονιδίου είναι µονόκλωνο µόριο άρα οι φωσφοδιεστερικοί δεσµοί που σχηµατίζονται µεταξύ των νουκλεοτιδίων του είναι Ν 1 = 38 Θεωρούµε πως στη δοθείσα αλληλουχία δεν υπάρχει τµήµα υποκινητή ή αλληλουχίας λήξης της µεταγραφής)

4 Σχολ. βιβλ. σελ 57 «Μια από τις περιοριστικές ενδονουκλεάσες που χρησιµοποιείται. αφήνοντας µονόκλωνα άκρα από αζευγάρωτες βάσεις στα κοµµένα άκρα». Άρα η ΕcoRI θα διασπάσει 4 φωσφοδιεστερικούς δεσµούς. στ) 5 A A T T C A T G A A T A A C A A G A T A A T T T A A G 3 3 G T A C T Τ A T T G T T C T A T T A A A T T C T T A A 5 Η δοθείσα αλυσίδα αν είναι η κωδική, τότε διαβάζοντας µε προσανατολισµό 5-3 ψάχνουµε να βρούµε κωδικόνιο έναρξης ATG, που µε βήµα τριπλέτας να καταλήγει σε ένα από τα κωδικόνια λήξης ΤΑΑ, ΤΑG, TGA. Πράγµατι υπάρχει κωδικόνιο έναρξης και µε βήµα τριπλέτας καταλήγουµε σε κωδικόνιο λήξης µετά από 5 κωδικόνια. Εποµένως η αλυσίδα αυτή θα κωδικοποιεί το εξαπεπτίδιο : ΝΗ2 µεθειονίνη ασπαραγίνη - ασπαραγίνη λυσίνη ισολευκίνη ισολευκίνη COOH Η συµπληρωµατική αλυσίδα δε µπορεί να είναι η κωδική γιατί διαβάζοντάς την µε προσανατολισµό 5-3, ενώ βρίσκουµε κωδικόνιο έναρξης, δεν βρίσκουµε κωδικόνιο λήξης. ΖΗΤΗΜΑ 4 Ο α, β, γ) Εφόσον η µητέρα του αρσενικού ατόµου έπασχε από βαριά κώφωση θα έχει γονότυπο αα. Ο άντρας που πάσχει από σύνδροµο Down έχει 3 φορές το 21 ο χρωµόσωµα και άρα αντίστοιχα 3 αλληλόµορφα γονίδια που σχετίζονται µε το φαινότυπο της ακοής. εδοµένου ότι έχει φυσιολογική ακοή, αλλά η µητέρα του έπασχε από κώφωση υπάρχουν δύο πιθανοί γονότυποι: Ααα ή ΑΑα Τα άτοµα µε σύνδροµο Down προέρχονται από τη γονιµοποίηση ενός φυσιολογικού γαµέτη µε 1 χρωµόσωµα 21 µε ένα µη φυσιολογικό που προέκυψε από λάθος στη µειωτική διαίρεση είτε του άντρα είτε της γυναίκας. Το λάθος στη µειωτική διαίρεση µπορεί να γίνει είτε κατά τον διαχωρισµό των οµολόγων χρωµοσωµάτων (µείωση Ι), είτε κατά τον διαχωρισµό των αδελφών χρωµατίδων (µείωση ΙΙ). Όµως από τα δεδοµένα της εκφώνησης υποθέτουµε πως το λάθος έγινε κατά τη µειωτική διαίρεση της γυναίκας, εφόσον αυτή κυοφόρησε σε ηλικία µεγαλύτερη των 45 ετών, όπου η πιθανότητα για ένα τέτοιο λάθος είναι ιδιαίτερα υψηλή. Εποµένως, αν συµβεί το φαινόµενο του µη διαχωρισµού κατά τη µειωτική διαίρεση της γυναίκας αυτής θα προκύψουν γαµέτες µε 2 χρωµοσώµατα 21 και άρα 2 γονίδια α (αα) και γαµέτες χωρίς χρωµόσωµα 21. Αν ένα ωάριο (γαµέτης) αα γονιµοποιηθεί από ένα φυσιολογικό αρσενικό γαµέτη µε ένα χρωµόσωµα 21 στο οποίο περιέχεται το γονίδιο Α, τότε προκύπτει το ζυγωτό µε γονότυπο Ααα από το οποίο προέκυψε το αρσενικό άτοµο µε σύνδροµο Down και φυσιολογική ακοή. Συµπερασµατικά η υποθετική διασταύρωση θα έχει ως εξής: φαινότυποι: {, Down, φυσιολογική ακοή} {,φυσ. χρωµ.,κόφ. } γονότυποι : Ααα αα γαµέτες : Αα, Αα, α, α, Α, αα α Στο σηµείο αυτό αξίζει να τονιστεί ότι οι γαµέτες του ατόµου µε σύνδροµο Down δεν βγαίνουν σε ίσες αναλογίες, κάτι που προκύπτει αν λάβουµε υπόψη µας το µηχανισµό

5 της µείωσης και τους πιθανούς συνδυασµούς κατά το διαχωρισµό των οµολόγων χρωµοσωµάτων. Τετράγωνο Punnett α 2 Χ Αα 2 Χ Ααα 2 Χ α 2 Χ αα αα ααα Α Αα Γονοτυπικές αναλογίες : Ααα : αα : Ααα: Αα = 2: 2: 1: 1 Φαινοτυπικές αναλογίες {Down φυσιολογική ακοή} : {κώφωση} : { Down, κώφωση} : {απόλυτα φυσιολογικό} = 2: 2: 1: 1 δ) Σχολ. βιβλ. σελ. 96«Τα άτοµα µε σύνδροµο Down εµφανίζουν καθυστέρηση στην ανάπτυξη.. εµφανίζεται ένα επιπλέον χρωµόσωµα 21» ε) Σχολ. βιβλ. σελ 96 «Άλλες σχετικά συχνές αριθµητικές χρωµοσωµικές ανωµαλίες.σε µέγεθος και περιέχουν περισσότερα γονίδια»

Σχετικά έγγραφα

3. Σχ. Βιβλίο σελ «το βακτήριο Αgrobacterium.ξένο γονίδιο» Και σελ 133 «το βακτήριο Bacillus.Βt».

3. Σχ. Βιβλίο σελ «το βακτήριο Αgrobacterium.ξένο γονίδιο» Και σελ 133 «το βακτήριο Bacillus.Βt». 2 ο Διαγώνισμα Βιολογίας Γ Λυκείου Θέμα Α 1. Α 2. Β 3. Β 4. Α 5. C Θέμα Β 1. Σελ 40 «τα ριβοσώματα μπορούν..πρωτεινών» Και σελ 39 «ο γενετικός κώδικας είναι σχεδόν καθολικός πρωτείνη». 2. Σελ 98 «η φαινυλκετονουρία.φαινυλαλανίνης»