ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Transcript

1 ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Α1 α, Α2 δ, Α3 γ, Α4 β, Α5 β ΘΕΜΑ Β Β1. Σελ. 13 βιβλίου: «το με τα νεκρά λεία βακτήρια» Β2. Σελ. 101 βιβλίου: «βλάβες στους μηχανισμούς... τα επιδιορθωτικά ένζυμα» Β3. α) σελ. 59 βιβλίου: «το σύνολο... γονιδιωματική βιβλιοθήκη» β) σελ. 60 βιβλίου: «οι cdna βιβλιοθήκες...των εξωνίων» Β4 Γνωρίζουμε ότι τα ζευγάρια των συμπληρωματικών βάσεων σε δίκλωνο DNA, όπως και σε αυτό των βακτηρίων, είναι Α-Τ και G-C, και ότι βρίσκονται στο DNA σε ίση αναλογία. Επιπλέον από το σχολ.βιβλίο: σελ.14 «Δεδομένα... με το είδος του οργανισμού» Άρα, αφού βρέθηκε για το πρώτο βακτήριο ότι η Α=28%, τότε και η Τ=28%. Το άθροισμα των νουκλεοτιδίων του DNA που περιέχουν και τις 4 βάσεις θα είναι 100%, άρα: Α+T+G+C=100% G+C= G+C = 44%, άρα G=C=22%. Ο λόγος επομένως A+T/G+C =56/44 για το πρώτο βακτήριο Αντίστοιχα, στο δεύτερο βακτήριο βρέθηκε ότι G=28%, άρα και τα νουκλεοτίδια που περιέχουν C=28% Το άθροισμα των νουκλεοτιδίων του DNA που περιέχουν και τις 4 βάσεις θα είναι επίσης 100%, άρα: Α+T+G+C=100% Α+T = Α+T = 44%, άρα Α=Τ=22%. Ο λόγος επομένως A+T/G+C =44/56 για το δεύτερο βακτήριο. Αφού οι λόγοι A+T/G+C είναι διαφορετικοί για κάθε βακτήριο, τα βακτήρια ανήκουν σε διαφορετικά είδη. ΜΕΘΟΔΙΚΟ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ 1

2 ΘΕΜΑ Γ Γ1. Το γονίδιο που είναι υπεύθυνο για το κίτρινο χρώμα του σπέρματος στο μοσχομπίζελο είναι επικρατές στο αλληλόμορφό του για το πράσινο χρώμα, δηλ. σε ένα ετερόζυγο άτομο το γονίδιο για το κίτρινο χρώμα επικρατεί στο αλληλόμορφό του για το πράσινο. Αντίστοιχα, το γονίδιο για το μεγάλο ύψος στο μοσχομπίζελο είναι επικρατές στο αλληλόμορφό του για το μικρό ύψος. Συνήθως τα γονίδια που ελέγχουν ένα χαρακτηριστικό συμβολίζονται με το αρχικό γράμμα του χαρακτηριστικού, και χρησιμοποιούμε το κεφαλαίο για τα επικρατή και το μικρό για τα υπολειπόμενα αλληλόμορφα. Έστω Κ: κίτρινο, κ: πράσινο και Ψ: ψηλό φυτό, ψ: κοντό φυτό σελ. 73: «Η διασταύρωση... Τα ομόζυγα άτομα έχουν πάντα ένα μόνο γονότυπο που καθορίζει και το φαινότυπο». Το φυτό που έχουμε στη διάθεσή μας έχει φαινότυπο επικρατή και για τα δύο αλληλόμορφα γονίδια, άρα θα έχει έναν από τους ακόλουθους πιθανούς γονότυπους: ΚΚΨΨ, ΚκΨΨ, ΚΚΨψ, ΚκΨψ. Προκειμένου να εξακριβώσουμε το γονότυπο του φυτού αυτού θα κάνουμε διασταύρωση ελέγχου, όπως προαναφέρθηκε. Επομένως θα το διασταυρώσουμε με ένα κοντό φυτό με πράσινο χρώμα σπέρματος, δηλ. με ένα φυτό ομόζυγο και για τα δύο υπολειπόμενα αλληλόμορφα, με γονότυπο κκψψ. Οι πιθανές διασταυρώσεις είναι οι ακόλουθες: 1 η P: ΚΚΨΨ x κκψψ F1: ΚκΨψ Φαινοτυπική αναλογία: 100% κίτρινο-ψηλό Γονοτυπική αναλογία: 100% ΚκΨψ 2 η P: ΚκΨΨ x κκψψ F1: ΚκΨψ, κκψψ Φαινοτυπική αναλογία:50% κίτρινο ψηλό, 50% πράσινο ψηλό Γονοτυπική αναλογία: 50% ΚκΨψ, 50% κκψψ 3 η P: ΚΚΨψ x κκψψ F1: ΚκΨψ, Κκψψ Φαινοτυπική αναλογία:50% κίτρινο ψηλό, 50% κίτρινο κοντό Γονοτυπική αναλογία: 50% ΚκΨψ, 50% Κκψψ ΜΕΘΟΔΙΚΟ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ 2

3 4 η Ρ: ΚκΨψ x κκψψ F1: ΚΨ Κψ κψ κψ κψ ΚκΨψ Κκψψ κκψψ κκψψ Φαινοτυπική αναλογία: 25% κίτρινο ψηλό, 25% κίτρινο κοντό 25% πράσινο ψηλό, 25% πράσινο - κοντό Γονοτυπική αναλογία: 25% ΚκΨψ, 25% Κκψψ, 25% κκψψ, 25%κκψψ Εφόσον δεν προκύψουν απόγονοι με πράσινο χρώμα ή/και με μικρό ύψος, τότε το φυτό που έχουμε στη διάθεσή μας είναι ομόζυγο και για τα δύο επικρατή. Σε κάθε άλλη περίπτωση, ανάλογα με τις φαινοτυπικές αναλογίες των απογόνων, όπως αυτές εμφανίζονται στις παραπάνω διασταυρώσεις, εξάγεται το συμπέρασμα για το γονότυπο του φυτού αυτού. Οι παραπάνω διασταυρώσεις αφορούν ταυτόχρονη μελέτη δύο ζευγαριών αλληλόμορφων γονιδίων, είναι δηλ. διασταυρώσεις διϋβριδισμού, άρα ισχύει ο 2 ος νόμος του Mendel: σελ βιβλίου. Τόσο οι παραπάνω διασταυρώσεις, όσο και ο 2 ος νόμος του Mendel που προαναφέρθηκε, ισχύουν εφόσον τα γονίδια βρίσκονται σε διαφορετικά χρωμοσώματα. Σημείωση: Η λύση της προηγούμενης άσκησης με αυτογονιμοποίηση δεν πρέπει να θεωρηθεί λανθασμένη, εφόσον η εκφώνηση αναφέρει ότι «...έχετε στη διάθεσή σας ένα φυτό...». Εύκολα ένα παιδί θεωρεί ότι η εκφώνηση αφορά κυριολεκτικά (και αριθμητικά) ένα μόνο φυτό, το οποίο διαθέτουμε Γ2. σελ βιβλίου: «Αν κατά τη διάρκεια...η σωστή ανάπτυξη του ζυγωτού» και σελ. 97: «τα άτομα...(χο)» Οι πιθανοί μηχανισμοί σύμφωνα με τους οποίους μπορεί να γεννηθεί παιδί με σύνδρομο Turner από φυσιολογικούς γονείς, είναι οι εξής: Στη μητέρα: Α. να μη γίνει σωστός διαχωρισμός των φυλετικών χρωμοσωμάτων (ΧΧ) στην 1 η μειωτική διαίρεση κατά το σχηματισμό του ωαρίου, οπότε το ωάριο που δεν θα περιέχει φυλετικό χρωμόσωμα, θα ενωθεί με ένα ΜΕΘΟΔΙΚΟ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ 3

4 σπερματοζωάριο που θα περιέχει το Χ χρωμόσωμα, άρα το ζυγωτό που θα προκύψει θα περιέχει ένα μόνο Χ χρωμόσωμα (ΧΟ). Β. να μη γίνει σωστός διαχωρισμός των αδελφών χρωματίδων του Χ χρωμοσώματος στη 2 η μειωτική διαίρεση, οπότε πάλι προκύπτει ωάριο χωρίς Χ χρωμόσωμα, το οποίο ενώνεται με ένα φυσιολογικό αρσενικό γαμέτη που περιέχει το Χ χρωμόσωμα Στον πατέρα: Α. να μη γίνει σωστός αποχωρισμός των φυλετικών χρωμοσωμάτων κατά την 1 η μειωτική διαίρεση, οπότε προκύπτουν σπερματοζωάρια χωρίς φυλετικό χρωμόσωμα. Αν ένα τέτοιο σπερματοζωάριο ενωθεί με ένα φυσιολογικό ωάριο, προκύπτει ζυγωτό με ένα Χ χρωμόσωμα (ΧΟ) Β. να μη γίνει σωστός αποχωρισμός των αδελφών χρωματίδων ενός φυλετικού χρωμοσώματος στη 2 η μειωτική διαίρεση. Στην περίπτωση αυτή προκύπτουν και πάλι αρσενικοί γαμέτες χωρίς φυλετικό χρωμόσωμα. Ένα τέτοιο σπερματοζωάριο, εφόσον ενωθεί με ένα φυσιολογικό ωάριο, δημιουργεί ζυγωτό ΧΟ. Η πιθανότητα γέννησης παιδιού με κάποιο σύνδρομο, όπως το σύνδρομο Turner, συνήθως σχετίζεται με την ηλικία της μητέρας. Γ3.Γονίδιο είναι τμήμα DNA υπεύθυνο για την παραγωγή RNA ή για την παραγωγή πρωτεϊνών. Κάθε γονίδιο περιέχει περιοχές που δεν αντιστοιχούν στα αμινοξέα της πρωτεΐνης που προέρχεται με μετάφραση από αυτό και οι οποίες είναι: 1. τα εσώνια, που είναι αλληλουχίες του DNA οι οποίες μεταγράφονται μεν αλλά δεν μεταφράζονται. 2. τις 5 και 3 αμετάφραστες περιοχές, που αποτελούν τα άκρα του mrna από το οποίο προκύπτει με μετάφραση η πρωτεϊνη, αλλά επίσης δεν μεταφράζονται. 3. το κωδικόνιο λήξης, που αντιστοιχεί σε τριπλέτα βάσεων του mrna με την οποία σηματοδοτείται η λήξη της μετάφρασης. Τέλος, μία επιπλέον πιθανή εξήγηση για τη διαφορά μεταξύ αμινοξέων και νουκλεοτιδίων του γονιδίου από το οποίο προέρχεται είναι η πρωτεΐνη να έχει υποστεί μετα-μεταφραστική επεξεργασία, δηλ. να έχει αποκοπεί ένας αριθμός αμινοξέων από το αμινικό της άκρο, προκειμένου αυτή να καταστεί λειτουργική. Στην περίπτωση αυτή τα νουκλεοτίδια που αντιστοιχούν σ αυτά τα αμινοξέα συμπεριλαμβάνονται στο γονίδιο, αλλά όχι και στην πολυπεπτιδική αλυσίδα. ΜΕΘΟΔΙΚΟ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ 4

5 ΘΕΜΑ Δ Δ1. Το σχήμα στο οποίο φαίνονται τα νεοσυντιθέμενα τμήματα των πολυνουκλεοτιδικών αλυσίδων του DNA είναι το ακόλουθο: Η αιτιολόγηση του παραπάνω σχήματος βρίσκεται στη σελ. 30 του βιβλίου : «Οι DNA πολυμεράσες... συνεχής στη μία αλυσίδα και ασυνεχής στην άλλη» Δ2. Η αλληλουχία των βάσεων του πρωταρχικού τμήματος που αποτελείται από 8 νουκλεοτίδια θα είναι η εξής: 5 UCAGAUCU 3, και θα τοποθετηθεί όπως φαίνεται στο ακόλουθο σχήμα: Σελ. 28 βιβλίου «Τα κύρια ένζυμα... πρωταρχικά τμήματα» Στο παραπάνω σχήμα, το τελευταίο νουκλεοτίδιο έχει ελεύθερο 3 άκρο, στο οποίο η DNA πολυμεράση θα επιμηκύνει το συγκεκριμένο πρωταρχικό τμήμα τοποθετώντας τα συμπληρωματικά δεοξυριβονουκλεοτίδια απέναντι από τη μητρική αλυσίδα του DNA. Δ3. Σελ βιβλίου: «Ο όρος κωδικόνιο... με το κωδικόνιο λήξης», άρα η αλληλουχία των κωδικονίων στο συγκεκριμένο τμήμα θα είναι: 5 ATG TCG CGA TGC AAG TTC TAA 3. Στην αλληλουχία αυτή συμπεριλαμβάνεται και το κωδικόνιο λήξης, παρότι, ως γνωστόν, δεν αντιστοιχεί σε αμινοξύ. ΜΕΘΟΔΙΚΟ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ 5

6 Δ3. Το τμήμα του DNA που αποκόπηκε θα είναι το ακόλουθο: 5 CAAGTTCTAAT 3 3 GTTCAAGATTA 5 Δ4. To τμήμα του DNA που θα προκύψει μετά την αναστροφή θα έχει την παρακάτω αλληλουχία βάσεων: 5 TACATGTCGCGATGATTAGAACTTGCTCAATATCTT 3 3 ATGTACAGCGCTACTAATCTTGAACGAGTTATAGAA 5 Σελ. 14 βιβλίου: «μια πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα...φωσφοδιεστερικός δεσμός». Για να ενωθούν τα τμήματα που προκύπτουν μετά τη δράση της ακτινοβολίας, θα πρέπει μεταξύ τους να σχηματιστούν φωσφοδιεστερικοί δεσμοί, άρα θα πρέπει το 3 άκρο του θραύσματος της 2 ης αλυσίδας να ενωθεί με το 5 της αρχικής, οπότε δεν αλλάζει μόνο η αλληλουχία των βάσεων, αλλά και η αλυσίδα με την οποία ενώνεται το τμήμα που προκύπτει. Τα κωδικόνια που κωδικοποιούν το νέο πεπτίδιο είναι τα εξής: 5 ATG TCG CGA TGA 3 Το 5 TGA 3 είναι το νέο κωδικόνιο λήξης ΜΕΘΟΔΙΚΟ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ 6