ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ Λυκείου. Τετάρτη 23 Απριλίου 2014

Transcript

1 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ Λυκείου Τετάρτη 23 Απριλίου ο ΘΕΜΑ Α. Να απαντηθούν οι παρακάτω ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής Βιοτεχνολογία είναι: Α. Μια χημική αντίδραση Β. Η παραγωγή ψωμιού Γ. Η παραγωγή βενζίνης από το πετρέλαιο Δ. Το PCR 2. Αερόβιο βακτήριο είναι: Α. Το βακτήριο για το οποίο το οξυγόνο είναι τοξικό Β. Το βακτήριο που απαιτεί αέρα για την ανάπτυξή του Γ. Το γένος Mycobacterium Δ. Αυτό που αναπτύσσεται και απουσία οξυγόνου. 3. Σε μια συνεχή καλλιέργεια η αναπτυξη των μικροοργανισμών βρίσκεται διαρκώς σε: Α. Λανθάνουσα φάση Β.Στατική φάση Γ. Εκθετική φάση Δ. Φάση θανάτου. 4. Το τελικό προιόν μιας ζύμωσης βρίσκεται: Α. Στο στερεό ή υγρό μέρος του μικροοργανισμού Β. Στο στερεό ή υγρό μέρος της καλλιέργειας Γ. Στο στερεό ή υγρό μέρος του βιοαντιδραστήρα Δ. Στο στερεό ή υγρό μέρος της στερεής καλλιέργειας. 5. Τα καρκινικά κύτταρα εκτός του ότι πολλαπλασιάζονται ανεξέλεγκτα Α. Μπορούν επίσης να παράγουν και καρκινικά αντισώματα Β. Διαθέτουν στην επιφάνεια τους καρκινικά αντιγόνα Γ. Μπορούν να αντιμετωπίσουν διάφορες ασθένειες Δ. Ισχύουν όλα τα παραπάνω. 2 ο ΘΕΜΑ Α. Ποια είναι τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά που απαιτούνται για τη καλλιέργεια μικροοργανισμού στο εργαστήριο; Μόρια 8 1

2 Β. Η ινσουλίνη είναι μία πρωτεΐνη που παράγεται φυσιολογικά από εξειδικευμένα παγκρεατικά κύτταρα. Να αναφέρετε τα ένζυμα που χρειάζονται για να παραχθεί φυσιολογικά η ινσουλίνη από ένα παγκρεατικό κύτταρο. Μόρια 3 Γ. Πως δικαιολογούνται οι διάφορες φάσεις μιας κλειστής καλλιέργειας; Μόρια 7 3 ο ΘΕΜΑ Α. Τι είναι ο αλφισμός και που οφείλεται; Β. Πως δημιουργείται ο καρκίνος του δέρματος και με ποια ασθένεια σχετίζεται; Μόρια 4 Γ. Τι είναι αντιγόνο και τι αντιγονικός καθοριστής; Τι είναι και πότε παράγονται φυσιολογικά τα μονοκλωνικά αντισώματα; Μόρια 7 Δ. Να γράψετε τους γονότυπους ενός ατόμου που έχει υποστεί με επιτυχία γονιδιακή θεραπεία, για τη κυστική ίνωση, στα παρακάτω κύτταρα. Ηπατικό, επιθηλιακό κύτταρο του πνεύμονα, σπερματοζωάριο. Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. Σημείωση όλα τα παραπάνω κύτταρα βρίσκονται στην αρχή της μεσόφασης και κάθε κύτταρο που έχει υποστεί τροποποίηση έχει δεχτεί μόνο ένα φυσιολογικό αλληλόμορφο. Μόρια 9 4 ο ΘΕΜΑ Α. Ποιες χρωμοσωμικές ανωμαλίες οφείλονται σε μείωση του μεγέθους των χρωμοσωμάτων και ποιες σε αύξηση; Να αναφερθούν οι περιπτώσεις. Μόρια 4 Β. Ένας άντρας και μια γυναίκα που είχαν και οι 2 κανονική όραση, απόκτησαν ένα γιο δαλτονικό με σύνδρομο Kleinefelter. Να δοθεί μια εξήγηση για αυτό το φαινόμενο και να βρεθεί ο γονότυπος του γιου, που αφορά το δαλτονισμό και τη χρωμοσωμική ανωμαλία. Έπειτα να κάνετε τη διασταύρωση και να επαληθεύσετε την εξήγηση σας. Μόρια 9 Γ. Δίνεται το παρακάτω τμήμα της κωδικής αλυσίδας ενός γονιδίου που κωδικοποιεί τμήμα μιας πρωτεΐνης. 5...CTG AAG CGA GAA CCC...3 Να προσδιορίσετε τους τύπους των μεταλλάξεων που συνέβησαν στην αρχική αλληλουχία και τις επιπτώσεις τους στο γονιδιακό προϊόν σε κάθε μια από τις παρακάτω περιπτώσεις: α. 5...CTG AAG CGA TAA CCC...3 β. 5...CTG CCG AAG CGA GAA CCC...3 Μονάδες 12 2

3 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ 1 ο ΘΕΜΑ Α. Να απαντηθούν οι παρακάτω ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής Βιοτεχνολογία είναι: Α. Μια χημική αντίδραση Β. Η παραγωγή ψωμιού Γ. Η παραγωγή βενζίνης από το πετρέλαιο Δ. Το PCR 2. Αερόβιο βακτήριο είναι: Α. Το βακτήριο για το οποίο το οξυγόνο είναι τοξικό Β. Το βακτήριο που απαιτεί αέρα για την ανάπτυξή του Γ. Το γένος Mycobacterium Δ. Αυτό που αναπτύσσεται και απουσία οξυγόνου. 3. Σε μια συνεχή καλλιέργεια η αναπτυξη των μικροοργανισμών βρίσκεται διαρκώς σε: Α.Λανθάνουσα φάση Β.Στατική φάση Γ. Εκθετική φάση Δ. Φάση θανάτου. 4. Το τελικό προιόν μιας ζύμωσης βρίσκεται: Α. Στο στερεό ή υγρό μέρος του μικροοργανισμού Β. Στο στερεό ή υγρό μέρος της καλλιέργειας Γ. Στο στερεό ή υγρό μέρος του βιοαντιδραστήρα Δ. Στο στερεό ή υγρό μέρος της στερεής καλλιέργειας. 5. Τα καρκινικά κύτταρα εκτός του ότι πολλαπλασιάζονται ανεξέλεγκτα Α. Μπορούν επίσης να παράγουν και καρκινικά αντισώματα Β. Διαθέτουν στην επιφάνεια τους καρκινικά αντιγόνα Γ. Μπορούν να αντιμετωπίσουν διάφορες ασθένειες Δ. Ισχύουν όλα τα παραπάνω. 2 ο ΘΕΜΑ Α. Ποια είναι τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά που απαιτούνται για τη καλλιέργεια μικροοργανισμού στο εργαστήριο; Μόρια 8 ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Όπως και όλοι οι υπόλοιποι οργανισμοί, για να αναπτυχθεί ένας μικροοργανισμός είναι απαραίτητο να μπορεί να προμηθεύεται από το περιβάλλον στο οποίο αναπτύσσεται μια σειρά θρεπτικών συστατικών. Σ' αυτά περιλαμβάνονται ο άνθρακας, το άζωτο, διάφορα μεταλλικά ιόντα και το νερό. Η πηγή άνθρακα για τους αυτότροφους μικροοργανισμούς είναι το CΟ2 της 3

4 ατμόσφαιρας, ενώ για τους ετερότροφους διάφορες οργανικές ενώσεις όπως οι υδατάνθρακες. Η πηγή αζώτου για τους περισσότερους μικροοργανισμούς είναι τα αμμωνιακά ή τα νιτρικά ιόντα (ΝΟ3"). Τέλος, τα μεταλλικά ιόντα είναι απαραίτητα για την πραγματοποίηση των χημικών αντιδράσεων στο κύτταρο και ως συστατικά διαφόρων μορίων. Β. Η ινσουλίνη είναι μία πρωτείνη που παράγεται φυσιολογικά από εξειδικευμένα παγκρεατικά κύτταρα. Να αναφέρετε τα ένζυμα που χρειάζονται για να παραχθεί φυσιολογικά η ινσουλίνη από ένα παγκρεατικό κύτταρο.μόρια 3 ΑΠΑΝΤΗΣΗ:RNA πολυμεράση, snrna+πρωτείνες(μικρά ριβονουκλεοπρωτεινικά σωματίδια που λειτουργούν σαν ένζυμα,ενζυμο που κόβει το ενδιάμεσο πεπτίδιο της προινσουλίνης. Γ. Πως δικαιολογούνται οι διάφορες φάσεις μιας κλειστής καλλιέργειας; Μόρια 7 ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Κατά τη λανθάνουσα φάση ο πληθυσμός των μικροοργανισμών που προέρχεται από την αρχική καλλιέργεια παραμένει σχεδόν σταθερός. Αυτό οφείλεται στο ότι οι μικροοργανισμοί χρειάζονται κάποιο χρονικό διάστημα για να προσαρμοστούν στις καινούργιες συνθήκες και να αρχίσουν να αναπτύσσονται. Στη συνέχεια, οι μικροοργανισμοί διαιρούνται με ταχύ ρυθμό, επειδή η καλλιέργεια πραγματοποιείται κάτω από άριστες συνθήκες θερμοκρασίας, ρη, συγκέντρωσης Ο2 και στο υλικό καλλιέργειας υπάρχουν άφθονα θρεπτικά συστατικά. Αυτή η φάση ανάπτυξης ονομάζεται εκθετική, επειδή ο αριθμός των μικροοργανισμών αυξάνεται εκθετικά. Ακολουθεί η στατική φάση, κατά την οποία ο πληθυσμός των βακτηρίων δεν αυξάνεται, λόγω εξάντλησης κάποιου θρεπτικού συστατικού ή λόγω συσσώρευσης τοξικών προϊόντων από το μεταβολισμό των μικροοργανισμών. Τέλος κατά τη φάση θανάτου ο αριθμός των μικροοργανισμών μειώνεται 3 ο ΘΕΜΑ Α. Τι είναι ο αλφισμός και που οφείλεται ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Ο αλφισμός οφείλεται στην έλλειψη ενός ενζύμου, το οποίο είναι απαραίτητο για το σχηματισμό της χρωστικής μελανίνης. Στα άτομα που πάσχουν από αλφισμό υπάρχει έλλειψη της χρωστικής στο δέρμα, στα μαλλιά και στην ίριδα του οφθαλμού. Ο αλφισμός εμφανίζει ετερογένεια, δηλαδή άλλα άτομα εμφανίζουν παντελή έλλειψη ενεργότητας του ενζύμου, ενώ άλλα εμφανίζουν μειωμένη ενεργότητα. Β. Πως δημιουργείται ο καρκίνος του δέρματος και με ποια ασθένεια σχετίζεται; ΑΠΑΝΤΗΣΗ: βλάβες στους μηχανισμούς επιδιόρθωσης του DNA έχουν ως αποτέλεσμα την αυξημένη συχνότητα εμφάνισης καρκίνου. Τα άτομα, για παράδειγμα, που πάσχουν από μελαγχρωματική ξηροδερμία εμφανίζουν πολλαπλάσια συχνότητα καρκίνων του δέρματος, κυρίως στις περιοχές που εκτίθενται στην ακτινοβολία του ήλιου, σε σχέση με τα φυσιολογικά άτομα. Είναι γνωστό ότι η ασθένεια δημιουργείται από ανικανότητα επιδιόρθωσης βλαβών που προκαλούνται από την υπεριώδη ακτινοβολία λόγω μετάλλαξης των γονιδίων που κωδικοποιούν τα επιδιορθωτικά ένζυμα. Γ. Τι είναι αντιγόνο και τι αντιγονικός καθοριστής; Τι είναι και πότε παράγονται φυσιολογικά τα μονοκλωνικά αντισώματα;μόρια 7 4

5 ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Τα αντισώματα είναι πρωτεϊνικά μόρια, που παράγονται από τα Β-λεμφοκύπαρα του ανοσοποιητικού μας συστήματος, όταν ένα αντιγόνο (παθογόνος μικροοργανισμός, ιός ή ξένο υλικό) προσβάλει τον οργανισμό. Τα α- ντισώματα αντιδρούν με το αντιγόνο και το εξουδετερώνουν. Ο οργανισμός μας είναι ικανός να παράγει αντισώματα εναντίον κάθε ξένου αντιγόνου. Στην πραγματικότητα, ένα αντίσωμα αναγνωρίζει μόνο μία περιοχή του αντιγόνου, η οποία ονομάζεται αντιγονικός καθοριστης. Ένα μεγάλο αντιγόνο, π.χ. ένας μικροοργανισμός, έχει πολλούς αντιγονικούς καθοριστές γι' αυτό παράγονται πολλά είδη αντισωμάτων εναντίον του. Κάθε είδος αντισώματος που αναγνωρίζει έναν αντιγονικό καθοριστή παράγεται από μια ομάδα όμοιων Β-λεμφοκυπάρων, που αποτελούν έναν κλώνο. Τα αντισώματα που παράγονται από έναν κλώνο Β-λεμφοκυπάρων ονομάζονται μονοκλωνικά. Δ. Να γράψετε τους γονότυπους ενός ατόμου που έχει υποστεί με επιτυχία γονιδιακή θεραπεία, για τη κυστική ίνωση, στα παρακάτω κύτταρα. Ηπατικό, επιθηλιακό κύτταρο του πνεύμονα, σπερματοζωάριο. Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. Σημείωση όλα τα παραπάνω κύτταρα βρίσκονται στην αρχή της μεσόφασης και κάθε κύτταρο που έχει υποστεί τροποποίηση έχει δεχτεί μόνο ένα φυσιολογικό αλληλόμορφο.μόρια 9 ΑΠΑΝΤΗΣΗ:Εστω α= αλληλόμορφο για κυστική ίνωση και Α= φυσιολογικό αλληλόμορφο. Τότε οι γονότυποι θα είναι ΓΑΜΕΤΗΣ : α ΗΠΑΤΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ :αα ΕΠΙΘΗΛΙΑΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΤΟΥ ΠΝΕΥΜΟΝΑ:ααΑ Με τις μεθόδους της γονιδιακής θεραπείας δε γίνεται αντικατάσταση του μεταλλαγμένου γονιδίου στα κύτταρα του οργανισμού αλλά ενσωμάτωση του φυσιολογικού αντιγράφου του στο γονιδίωμά συγκεκριμένων σωματικών κυττάρων. Συνεπώς δε μεταβιβάζεται στους απογόνους. Οι γαμέτες είναι κύτταρα απλοειδή ενώ τα σωματικά διπλοειδή με 2 αντίγραφα του γονιδιώματος.επίσης Η κυστική ίνωση οφείλεται σε μεταλλάξεις ενός γονιδίου, το οποίο κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη, που είναι απαραίτητη για τη σωστή λειτουργία των επιθηλιακών κυττάρων των πνευμόνων. Η ασθένεια παρουσιάζει υπολειπόμενη αυτοσωμική κληρονομικότητα και επηρεάζει πρωτίστως τη λειτουργία των πνευμόνων. 4 ο ΘΕΜΑ Α. Ποιες χρωμοσωμικές ανωμαλίες οφείλονται σε μείωση του μεγέθους των χρωμοσωμάτων και ποιες σε αύξηση; Να αναφερθούν οι περιπτώσεις.μόρια 4 ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Η έλλειψη, ο διπ[λασιασμός, η μετατόπιση και η αμοιβαία μετατόπιση Β. Ένας άντρας και μια γυναίκα που είχαν και οι 2 κανονική όραση, απόκτησαν ένα γιο με μερική αχρωματοψία με σύνδρομο Kleinefelter. Να δοθεί μια εξήγηση για αυτό το φαινόμενο και να βρεθεί ο γονότυπος του γιου, που αφορά τη μερική αχρωματοψία και τη χρωμοσωμική ανωμαλία. Έπειτα να κάνετε τη διασταύρωση και να επαληθεύσετε την εξήγηση σας. Μόρια 9 ΑΠΑΝΤΗΣΗ:Η μερική αχρωματοψία κληρονομείται με φυλοσύνδετο υπολειπόμενο τύπο κληρονομικότητας. Εστω Χ α = το αλληλόμορφο της μερικής αχρωματοψίας, αρα το Χ Α = το αλληλόμορφο της φυσιολογικής όρασης. Εφόσον 5

6 ο σύζυγος είναι υγιής ο μοναδικός γονότυπος θα είναι Χ Α Υ. Η γυναίκα έχει 2 πιθανούς γονότυπους Χ Α Χ Α ή Χ Α Χ α. Αποκλείοντας τη γονιδιακή μετάλλαξη η μητέρα θάχει γονότυπο Χ Α Χ α για να δώσει εκείνη στο παιδί της το γονίδιο της μερικής αχρωματοψίας. Το παιδί θάχει γονότυπο Χ α Χ α Υ. Τα άτομα με σύνδρομο Klinefelter έχουν φυσιολογικό αριθμό αυτοσωμικών χρωμοσωμάτων (44) και τρία φυλετικά χρωμοσώματα, τα ΧΧΥ, αντί του φυσιολογικού ζεύγους ΧΥ. Αν κατά τη διάρκεια της μειωτικής διαίρεσης δεν πραγματοποιηθεί φυσιολογικά ο διαχωρισμός των ομόλογων χρωμοσωμάτων ή των αδελφών χρωματίδων, ένα φαινόμενο που ονομάζεται μη-διαχωρισμός, τότε δημιουργούνται γαμέτες με αριθμό χρωμοσωμάτων μεγαλύτερο ή μικρότερο του φυσιολογικού. Η γονιμοποίηση των μη φυσιολογικών γαμετών, που προκύπτουν, με φυσιολογικό γαμέτη έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ζυγωτού με «λανθασμένη» ποσότητα γενετικού υλικού, το οποίο δεν αναπτύσσεται φυσιολογικά. Στη προκειμένη περίπτωση συνέβη φυσιολογικός διαχωρισμός στη 1 η και 2 η μειωτική διαίρεση στο πατέρα με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί γαμέτης με το χρωμόσωμα Υ που γονιμοποίησε το ωάριο της γυναίκας που περιείχε Χ α Χ α λόγω μη διαχωρισμού των αδελφών χρωματίδων στη 2 η μειωτική διαίρεση του χρωμοσώματος με το παθολογικό γονίδιο. Ετσι δημιουργήθηκε ζυγωτό Χ α Χ α Υ Γ. Δίνεται το παρακάτω τμήμα της κωδικής αλυσίδας ενός γονιδίου που κωδικοποιεί τμήμα μιας πρωτεΐνης. 5...CTG AAG CGA GAA CCC...3 Να προσδιορίσετε τους τύπους των μεταλλάξεων που συνέβησαν στην αρχική αλληλουχία και τις επιπτώσεις τους στο γονιδιακό προϊόν σε κάθε μια από τις παρακάτω περιπτώσεις: α. 5...CTG AAG CGA TAA CCC...3 β. 5...CTG CCG AAG CGA GAA CCC...3 Μονάδες 12 ΑΠΑΝΤΗΣΗ:1. α.εδώ έχουμε μια αντικατάσταση της γουανίνης από θυμίνη στην 4 η τριπλέταβάσεων. Αυτό οδηγεί στον σχηματισμό κωδικονίου λήξης στην θέση του αμινοξέος που κωδικοποιεί η τριπλέτα αυτή.έτσι η μετάφραση τουσχηματιζόμενου mrna θα λήξειπρόωρα και θα σχηματιστεί ένα μικρότερο πρωτεϊνικό μόριο σε σχέση με το κανονικό. β. Εδώ έχουμε την προσθήκη μιας τριπλέτας βάσεων(ccg) μεταξύ της1ης και της2ηςτριπλέτας βάσεων. Αυτό θαέχει ως αποτέλεσμα η παραγόμενη πρωτεΐνη να περιλαμβάνει ένα επιπλέον αμινοξό, και να έχει μεγαλύτερο μέγεθος. 2. Σχολικό εγχειρίδιο, σελ. 91: «Μολονότι οι περισσότερες μεταλλάξεις... αλλά και στις υπόλοιπες». Επιπλέον μεταλλάξεις σε μη μεταφραζόμενες περιοχές ενός γονιδίου Όπως εσώνια και 3 και 5 αμετάφραστες περιοχές είναι δυνατόν να μην Επηρεάζουν την παραγόμενη πρωτεΐνη και να μην είναι επιβλαβής Για τον οργανισμό χωρίς όμως αυτό να είναι απόλυτο. Ακόμα, μεταλλάξεις γονιδίων που δεν εκφράζονται σε συγκεκριμένο κυτταρικό Τύπο λόγω κυτταρικής διαφοροποίησης είναι δυνατόν και πάλι να μην είναι επιβλαβής για τον οργανισμό. Τέλος, μεταλλάξεις σε περιοχές του DNA που δεν αποτελούν γονίδια μπορεί να μην είναι επιβλαβείς για τον οργανισμό Ψαρίδης Κώστας 6