ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Να επιλέξετε την φράση που συμπληρώνει ορθά κάθε μία από τις ακόλουθες προτάσεις:

Transcript

1 ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 21/09/2015 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΝΟΤΑ ΛΑΖΑΡΑΚΗ ΘΕΜΑ 1 Ο ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Να επιλέξετε την φράση που συμπληρώνει ορθά κάθε μία από τις ακόλουθες προτάσεις: 1. Η δεοξυριβόζη δεν είναι δυνατό να συνδεθεί με: Α. Φωσφορική ομάδα Β. Αδενίνη Γ. Ουρακίλη Δ. Κυτοσίνη 2. Αντίστροφη μεταγραφή επιτελείται: Α. Στα απλοειδή κύτταρα Β. Από ορισμένους ιούς Γ. Κατά τη μεταγραφή Δ. Στα πρωταρχικά τμήματα 3. Γραμμικό DNA υπάρχει: Α. Στα βακτήρια Β. Στα μιτοχόνδρια των ανθρώπων Γ. Στα μιτοχόνδρια ορισμένων κατώτερων πρωτόζωων Δ. Στους χλωροπλάστες 4. Η δευτεροταγής δομή του DNA σταθεροποιείται εξαιτίας: Α. Των δεσμών υδρογόνου Β. Των φωσφοδιεστερικών δεσμών Γ. Των υδρόφιλων φωσφορικών ομάδων και πεντοζών Δ. Του προσανατολισμού 5 3 Σελίδα 1 από 7

2 5. Στο γενετικό υλικό ενός προκαρυωτικού κυττάρου δεν υπάρχουν γονίδια: Α. Ανθεκτικότητας σε αντιβιοτικά Β. Που μεταγράφονται σε mrna Γ. Που μεταγράφονται σε snrna Δ. Που μεταγράφονται σε trna ΜΟΝΑΔΕΣ 25 ΘΕΜΑ 2 Ο Α. Να περιγράψετε τη βασική μονάδα οργάνωσης της χρωματίνης. Η βασική μονάδα οργάνωσης της χρωματίνης είναι το νουκλεόσωμα. Κάθε νουκλεόσωμα αποτελείται από ένα οκταμερές πρωτεϊνών, τις ιστόνες, γύρω από τις οποίες περιτυλίγεται τμήμα DNA μήκους 146 ζευγών βάσεων. Β. Να εξηγήσετε τι είναι τα πλασμίδια και ποια γονίδια είναι δυνατό να υπάρχουν σε ένα πλασμίδιο. Όπως στο σχολικό, στην παράγραφο για το γενετικό υλικό των βακτηρίων: «Σε πολλά βακτήρια με τη μεταφορά γενετικού υλικού από ένα βακτήριο σε άλλο.» Γ. Σε μία αλυσίδα (έστω αλυσίδα Ι) δίκλωνου μορίου DNA υπολογίστηκε ότι για τις βάσεις A, T, G και C ισχύει: A T 2. G C Να υπολογιστεί η ίδια αναλογία βάσεων: i. Στη συμπληρωματική αλυσίδα του δίκλωνου μορίου (αλυσίδα ΙΙ), Στο δίκλωνο μόριο DNA. (3+3) Για το μόριο του DNA είναι γνωστό ότι ισχύει ο κανόνας της συμπληρωματικότητας των βάσεων, και απέναντι από κάθε βάση Α στη μία αλυσίδα υπάρχει Τ, ενώ απέναντι από G υπάρχει πάντα C. Κατά αυτόν τον τρόπο, όσες είναι οι Α στο μόριο είναι και οι Τ, όσες είναι οι G είναι και οι C. Έστω χ οι Α, ψ οι Τ, ζ οι G και ω οι C στην αλυσίδα Ι. Τότε ισχύει ότι χ+ψ/ζ+ω=2. i. Στην αλυσίδα ΙΙ, η αναλογία βάσεων που ζητείται είναι ψ+χ/ω+ζ που ομοίως ισούται με 2. Στο μόριο του DNA, η αναλογία που ζητείται είναι χ+ψ+ψ+χ/ζ+ω+ω+ζ = 2(χ+ψ)/2(ζ+ω) = 2. Σελίδα 2 από 7

3 Δ. Να περιγράψετε το πείραμα των Hershey και Chase. ΜΟΝΑΔΕΣ 7 Όπως στο σχολικό, στην παράγραφο για το πείραμα των Hershey Chase: «Η οριστική επιβεβαίωση οι νέοι φάγοι.» ΘΕΜΑ 3 Ο Το δίκλωνο τμήμα DNA αποτελεί την αλληλουχία βάσεων των μητρικών αλυσίδων σε μία θηλιά αντιγραφής, στο οποίο με το βέλος απεικονίζεται η θέση έναρξης αντιγραφής. Θέση έναρξης αντιγραφής T T T G G C Α Α Α Τ Τ Τ A C G A C Α Α Τ C G T A T C C G G A C Α T G Α T A A A C C G T T T A A A T G C T G T T A G C A T A G G C C T G T A C T A Τα πρωταρχικά τμήματα των θυγατρικών αλυσίδων πρόκειται να συντεθούν απέναντι από τα νουκλεοτίδια που σημειώνονται με έντομα γράμματα. Α. Να αναφέρετε (απλή αναφορά) τα ένζυμα που συμμετέχουν στην αντιγραφή και συνδέουν νουκλεοτίδια με φωσφοδιεστερικό δεσμό και να εξηγήσετε τους λόγους για τους οποίους η αντιγραφή του DNA είναι εξαιρετικά ακριβής διαδικασία. Ένζυμα: DNA πολυμεράση, πριμόσωμα, DNA δεσμάση, επιδιορθωτικά ένζυμα. Η ακρίβεια της αντιγραφής οφείλεται: Στον κανόνα της συμπληρωματικότητας μεταξύ των δύο αλυσίδων. ΜΟΝΑΔΕΣ 4 (2+2) Στη δράση της DNA πολυμεράσης, που διορθώνει λάθη που η ίδια επιτελεί κατά παράβαση του κανόνα της συμπληρωματικότητας. Η πιθανότητα να παραμείνει λάθος μετά τη δράση της είναι 1/ Στη δράση των επιδιορθωτικών ενζύμων, που διορθώνουν όσα λάθη δεν επιδιόρθωσε η DNA πολυμεράση και ο αριθμός των λαθών περιορίζεται στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς στο ένα στα Β. Να ξαναγράψετε την αλληλουχία των μητρικών αλυσίδων αυτού του τμήματος στο τετράδιό σας και να σημειώσετε τα 3 και 5 άκρα τους. Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. (1+5) Τα τμήματα Α Τ C G T A T C C G G A C Α T G Α T και A A A C C G T T T A A A T G C T G T αντιγράφονται με τη δημιουργία ενός μόνον πρωταρχικού τμήματος, από τη θέση έναρξης προς τη διχάλα της αντιγραφής. Δεδομένου ότι τα νουκλεοτίδια συνδέονται με 3-5 φωσφοδιεστερικό Σελίδα 3 από 7

4 δεσμό και κάθε νέα αλυσίδα συντίθεται με προσανατολισμό 5 3 και αντιπαράλληλα με τη μητρική αλυσίδα, τα τμήματα αυτά έχουν άκρα: 3 Α Τ C G T A T C C G G A C Α T G Α T 5 5 A A A C C G T T T A A A T G C T G T 3 Συνεπώς οι μητρικές αλυσίδες έχουν άκρα: Θέση έναρξης αντιγραφής 3 T T T G G C Α Α Α Τ Τ Τ A C G A C Α Α Τ C G T A T C C G G A C Α T G Α T 5 5 A A A C C G T T T A A A T G C T G T T A G C A T A G G C C T G T A C T A 3 Γ. Να εξηγήσετε για ποιους λόγους σχηματίζονται περισσότερα από ένα πρωταρχικά τμήματα απέναντι από τις αλληλουχίες T T T G G C Α Α Α Τ Τ Τ A C G A C Α και T A G C A T A G G C C T G T A C T A της θηλιάς. Πρόκειται για τα τμήματα της θηλιάς που αντιγράφονται με ασυνεχή τρόπο. Αιτιολόγηση, όπως στο σχολικό, στην παράγραφο της αντιγραφής: «Οι DNA πολυμεράσες λειτουργούν και ασυνεχής στην άλλη.» Επιπλέον, η θηλιά της αντιγραφής ανοίγει σταδιακά και προς τις δύο κατευθύνσεις. Δ. Το εν λόγω τμήμα DNA αντιγράφεται σε περιβάλλον που περιέχει ραδιενεργά δεοξυριβονουκλεοτίδια C και ραδιενεργά ριβονουκλεοτίδια U. Όλα τα υπόλοιπα νουκλεοτίδια που θα χρησιμοποιηθούν για την αντιγραφή αυτού του τμήματος είναι μη ραδιενεργά. Να εξηγήσετε: i. Πόσα ραδιενεργά ριβονουκλεοτίδια θα χρησιμοποιηθούν κατά τη διαδικασία της αντιγραφής αυτού του τμήματος. Πόσα ραδιενεργά νουκλεοτίδια θα υπάρχουν σε κάθε ένα νέα αλυσίδα DNA που θα προκύψει μετά την αντιγραφή του αρχικού τμήματος. ΜΟΝΑΔΕΣ 9 (5+4) i. Οι DNA πολυμεράσες δεν έχουν την ικανότητα να αρχίσουν την αντιγραφή, γι αυτό το κύτταρο διαθέτει ένα ειδικό σύμπλοκο που αποτελείται από πολλά ένζυμα, το πριμόσωμα, το οποίο συνθέτει μικρά τμήματα RNA, συμπληρωματικά προς τις μητρικές αλυσίδες, τα οποία ονομάζονται πρωταρχικά τμήματα. Στην περίπτωση της συγκεκριμένης θηλιάς, θα χρησιμοποιηθούν ριβονουκλεοτίδια U, για τη σύνθεση πρωταρχικών τμημάτων απέναντι από τις αλληλουχίες Α Τ C, A G G και C T A (απέναντι από Α θα τοποθετηθεί U). Συνεπώς, θα χρησιμοποιηθούν 3 ραδιενεργά ριβονουκλεοτίδια U. Σελίδα 4 από 7

5 Οι DNA πολυμεράσες απομακρύνουν τα πρωταρχικά τμήματα και τα αντικαθιστούν με τμήματα DNA. Η αντιγραφή γίνεται με ημισυντηρητικό μηχανισμό. Στο τέλος της αντιγραφής της θηλιάς θα έχουν προκύψει 2 μόρια DNA καθένα από τα οποία θα έχει μία αλυσίδα μητρικής προέλευσης (που δεν θα περιέχει ραδιενεργά νουκλεοτίδια) και μία θυγατρική, που θα περιέχει ραδιενεργά δεοξυριβονουκλεοτίδια C. Ο αριθμός του θα είναι όσα και τα νουκλεοτίδια C στο αρχικό μόριο, δηλαδή 14. ΘΕΜΑ 4 Ο Η Αντιγόνη και ο Χάρης είναι δύο αδέλφια, παιδιά του Θανάση και της Κασσιανής. Α. Να εξηγήσετε για ποιους λόγους ο Χάρης έχει κληρονομήσει περισσότερο γενετικό υλικό από τη μητέρα του Κασσιανή, συγκριτικά με το γενετικό υλικό που έχει κληρονομήσει από τον πατέρα του. Τα αγόρια κληρονομούν περισσότερο DNA από τη μητέρα συγκριτικά με τον πατέρα για δύο λόγους: 1. Το ζυγωτό των ανώτερων οργανισμών περιέχει μόνο τα μιτοχόνδρια που προέρχονται από το ωάριο. Επομένως, η προέλευση των μιτοχονδριακών γονιδίων είναι μητρική. 2. Στον άνθρωπο τα φυσιολογικά αρσενικά και θηλυκά άτομα έχουν στον πυρήνα των κυττάρων τους 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων. Το ένα χρωμόσωμα κάθε ζεύγους είναι μητρικής προέλευσης και το άλλο πατρικής και ελέγχουν τις ίδιες ιδιότητες. Από τα 23 ζεύγη, τα 22 είναι ίδια μορφολογικά σε αρσενικά και θηλυκά άτομα και λέγονται αυτοσωμικά. Όμως, το 23 ο ζεύγος (τα φυλετικά χρωμοσώματα) αποτελείται από δύο Χ χρωμοσώματα στα θηλυκά και από ένα Χ και ένα Υ στα αρσενικά. Το Υ χρωμόσωμα είναι μικρότερο του Χ. Ο Χάρης ως αρσενικό άτομο έχει κληρονομήσει το μεγαλύτερο σε μέγεθος Χ χρωμόσωμα από τη μητέρα του Κασσιανή και το Υ από τον πατέρα του Θανάση. Β. Να γράψετε τον ελάχιστο και τον μέγιστο αριθμό χρωμοσωμάτων που είναι δυνατό να έχει κληρονομήσει: i. Η Αντιγόνη από τον πατέρα της μητέρας της (δηλαδή τον πατέρα της Κασσιανής), Ο Χάρης από τον πατέρα του πατέρα του (δηλαδή τον πατέρα του Θανάση). ΜΟΝΑΔΕΣ 4 (2+2) ΑΠΑΝΤΗΣΗ i. Η Αντιγόνη έχει 44 αυτοσωμικά χρωμοσώματα και ΧΧ φυλετικά. Τα 23 από αυτά προέρχονται από την Κασσιανή, δηλαδή τα 22 αυτοσωμικά και το ένα Χ. Δεδομένου ότι η Κασσιανή έχει κληρονομήσει 22 αυτοσωμικά και ένα Χ από τον πατέρα της και ομοίως 22 αυτοσωμικά και ένα Χ από τη μητέρα της, είναι δυνατό να κληροδότησε και τα 23 Σελίδα 5 από 7

6 χρωμοσώματα πατρικής της προέλευσης στην κόρη της ή κανένα! Άρα, η Αντιγόνη είναι δυνατό να έχει κληρονομήσει από 0 έως 23 χρωμοσώματα από αυτόν τον παππού! Γνωρίζουμε ότι το φύλο στον άνθρωπο καθορίζεται από το Υ χρωμόσωμα και η παρουσία του Υ χρωμοσώματος οδηγεί στην εμφάνιση αρσενικού ατόμου. Ο Χάρης κληρονόμησε απαραίτητα Υ χρωμόσωμα από τον πατέρα του Θανάση, το οποίο εκείνος με τη σειρά του είχε κληρονομήσει από τον πατέρα του. Συνεπώς, ο Χάρης έχει ένα απαραίτητα χρωμόσωμα από τον παππού του, τον πατέρα του Θανάση. Άρα, ο Χάρης είναι δυνατό να έχει κληρονομήσει από 1 έως 23 χρωμοσώματα από αυτόν τον παππού! Γ. Στον πίνακα αναφέρονται κύτταρα που απομονώθηκαν από τον Χάρη. Να αντιγράψετε τον πίνακα στην κόλλα σας και να συμπληρώσετε τα κενά κελιά σχετικά με το γενετικό υλικό του ατόμου αυτού. Να μην αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Κύτταρα από τον Ζεύγη Χρωμοσώματα Φυλετικά Μόρια DNA Χρωματίδες Χάρη βάσεων χρωμοσώματα Σωματικό στην αρχή της μεσόφασης Σωματικό στη μετάφαση Γαμέτης ΜΟΝΑΔΕΣ 7,5 Δ. Από την Αντιγόνη και την Κασσιανή απομονώθηκαν κύτταρα προκειμένου να δημιουργηθεί ο καρυότυπος των δύο αυτών ατόμων. Σε δοκιμαστικό σωλήνα (σωλήνας 1) μεταφέρθηκε το 2 ο ζεύγος αυτοσωμικών χρωμοσωμάτων της Αντιγόνης και σε έναν άλλο δοκιμαστικό σωλήνα (σωλήνας 2) απομονώθηκε επίσης το 2 ο ζεύγος αυτοσωμικών χρωμοσωμάτων της Κασσιανής. i. Να γράψετε τι είναι ο καρυότυπος. i Να γράψετε ποιες διαδικασίες ακολουθούνται προκειμένου να δημιουργηθεί ο καρυότυπος των ατόμων. Να εξηγήσετε πόσα μόρια DNA του δοκιμαστικού σωλήνα 1 έχουν την ίδια αλληλουχία βάσεων με μόρια του σωλήνα 2. Σελίδα 6 από 7 ΜΟΝΑΔΕΣ 7,5 (1,5+3+3) i. Τα χρωμοσώματα ταξινομούνται σε ζεύγη κατά ελαττούμενο μέγεθος. Η απεικόνισή τους αυτή αποτελεί τον καρυότυπο. Όπως στο σχολικό, στην παράγραφο για τον καρυότυπο: «Η μελέτη των χρωμοσωμάτων στο μικροσκόπιο.»

7 i Τα μεταφασικά χρωμοσώματα είναι διπλασιασμένα, δηλαδή καθένα από αυτά αποτελείται από δύο πανομοιότυπες αδελφές χρωματίδες. Το ένα αυτοσωμικό χρωμόσωμα της Αντιγόνης είναι όμοιο με το ένα αυτοσωμικό χρωμόσωμα της Κασσιανής, δεδομένου ότι είναι μητέρα της. Στον δοκιμαστικό σωλήνα 1 υπάρχουν 4 μόρια DNA (2 όμοια για κάθε χρωμόσωμα) και τα 2 από αυτά είναι όμοια με τα 2 από τα 4 μόρια του δεύτερου σωλήνα. Σελίδα 7 από 7