19 Ιουνίου 2018 ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Απαντήσεις Θεμάτων Πανελλαδικών Εξετάσεων Ημερησίων Γενικών Λυκείων ΘΕΜΑ Δ Δ.1 α, β, γ. Γνωρίζουμε ότι τα δύο χαρακτηριστικά βρίσκονται σε διαφορετικά ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων, άρα ισχύει ο 1 ος και ο 2 ος νόμος του Mendel. Εξετάζουμε 3 περιπτώσεις: 1) Να είναι κωδικοποιούνται και τα δύο από αυτοσωμικά ζεύγη χρωμοσωμάτων Έστω Μ: μαύρο τρίχωμα μ: λευκό τρίχωμα, Μ>μ και Κ: Μακριά ουρά κ: Κοντή ουρά, Κ>κ Ο γονότυπος του μαύρου θηλυκού με μακριά ουρά θα είναι ΜμΚκ εφόσον αποκτά απογόνους με λευκό χρώμα τριχώματος (μμ) και κοντή ουρά (κκ) άρα θα πρέπει να φέρει τουλάχιστον ένα από κάθε υπολειπόμενο αλληλόμορφο. Ο γονότυπος του αρσενικού με άσπρο τρίχωμα και κοντή ουρά θα είναι μμκκ Κάνουμε τη διασταύρωση διϋβριδισμού: P: ΜμΚκ x μμκκ Γαμέτες: ΜΚ, Μκ, μκ, μκ μκ 1
F1: 1 MμΚκ (μαύρο τρίχωμα, μακριά ουρά) : 1 Μμκκ (μαύρο τρίχωμα, κοντή ουρά) : 1 μμκκ (λευκό τρίχωμα, μακριά ουρά) : 1 μμκκ (λευκό τρίχωμα, κοντή ουρά) Τα άτομα κάθε φαινοτύπου αναμένονται 1:1 θηλυκά και αρσενικά, συνεπώς η υπόθεση είναι δεκτή. 2) Να είναι κωδικοποιείται το χρώμα τριχώματος από αυτοσωμικό ζεύγος χρωμοσωμάτων και το μήκος ουράς από φυλοσύνδετο. Έστω Μ: μαύρο τρίχωμα μ: λευκό τρίχωμα, Μ>μ και Χ Κ : Μακριά ουρά Χ κ : Κοντή ουρά, Χ Κ >Χ κ Ο γονότυπος του μαύρου θηλυκού με μακριά ουρά θα είναι ΜμΧ Κ Χ κ εφόσον αποκτά απογόνους με λευκό χρώμα τριχώματος (μμ) και κοντή ουρά (Χ κ Χ κ ή Χ κ Υ) άρα θα πρέπει να φέρει τουλάχιστον ένα από κάθε υπολειπόμενο αλληλόμορφο. Ο γονότυπος του αρσενικού με άσπρο τρίχωμα και κοντή ουρά θα είναι μμχ κ Υ Κάνουμε τη διασταύρωση διϋβριδισμού: P: ΜμΧ Κ Χ κ x μμχ κ Υ Γαμέτες: ΜΧ Κ, ΜΧ κ, μχ Κ, μχ κ μχ κ, μy F1: 1 MμΧ Κ Χ κ (θηλυκό μαύρο τρίχωμα, μακριά ουρά) : 1 ΜμΧ κ Χ κ (θηλυκό μαύρο τρίχωμα, κοντή ουρά) : 1 μμχ Κ Χ κ (θηλυκό λευκό τρίχωμα, μακριά ουρά) : 1 μμχ κ Χ κ (θηλυκό λευκό τρίχωμα, κοντή ουρά) : 2
1 MμΧ Κ Υ (αρσενικό μαύρο τρίχωμα, μακριά ουρά) : 1 ΜμΧ κ Υ (αρσενικό μαύρο τρίχωμα, κοντή ουρά) : 1 μμχ Κ Υ (αρσενικό λευκό τρίχωμα, μακριά ουρά) : 1 μμχ κ Υ (αρσενικό λευκό τρίχωμα, κοντή ουρά) Άρα η υπόθεση είναι δεκτή. 2) Να είναι κωδικοποιείται το χρώμα τριχώματος από φυλοσύνδετο ζεύγος χρωμοσωμάτων και το μήκος ουράς από αυτοσωμικό Έστω Χ Μ : μαύρο τρίχωμα Χ μ : λευκό τρίχωμα, Χ Μ >Χ μ και Κ: Μακριά ουρά κ: Κοντή ουρά, Κ>κ Ο γονότυπος του μαύρου θηλυκού με μακριά ουρά θα είναι ΚκΧ Μ Χ μ εφόσον αποκτά απογόνους με λευκό χρώμα τριχώματος (Χ μ Χ μ ή Χ μ Υ) και κοντή ουρά (κκ) άρα θα πρέπει να φέρει τουλάχιστον ένα από κάθε υπολειπόμενο αλληλόμορφο. Ο γονότυπος του αρσενικού με άσπρο τρίχωμα και κοντή ουρά θα είναι κκχ μ Υ Κάνουμε τη διασταύρωση διϋβριδισμού: P: ΚκΧ Μ Χ μ x κκχ μ Υ Γαμέτες: ΚΧ Μ, ΚΧ μ, κχ Μ, κχ μ κχ μ, κy F1: 1 ΚκΧ Μ Χ μ (θηλυκό μαύρο τρίχωμα, μακριά ουρά) : 1 ΚκΧ μ Χ μ (θηλυκό άσπρο τρίχωμα, μακρια ουρά) : 1 κκχ Μ Χ μ (θηλυκό μαύρο τρίχωμα, κοντή ουρά) : 1 κκχ μ Χ μ (θηλυκό λευκό τρίχωμα, κοντή ουρά) : 3
1 ΚκΧ Μ Υ (αρσενικό μαύρο τρίχωμα, μακριά ουρά) : 1 ΚκΧ μ Υ (αρσενικό άσπρο τρίχωμα, μακριά ουρά) : 1 κκχ Μ Υ (αρσενικό μαύρο τρίχωμα, κοντή ουρά) : 1 κκχ μ Υ (αρσενικό λευκό τρίχωμα, κοντή ουρά) Άρα η υπόθεση είναι δεκτή. Συνεπώς δε μπορούμε να απορρίψουμε κανένα από τους παραπάνω τρόπους κληρονόμησης. Δ.2 Τα γονίδια που κωδικοποιούν την α-πολυπεπτιδική αλυσίδα της αιμοσφαιρίνης είναι διπλασιασμένα, με αποτέλεσμα να υπάρχουν φυσιολογικά 2 σε κάθε ομόλογο χρωμόσωμα (συνολικά 4). Κατόπιν αυτού ο άνδρας θα έχει γονότυπο ΑΑΑα, όπου το Α υποδηλώνει το φυσιολογικό αλληλόμορφο και το α την έλλειψη ενός αλληλομόρφου. Κατ επέκταση θα έχει στο ένα του ομόλογο χρωμόσωμα 2 Α αλληλόμορφα και στο 2 ο μόνο ένα. Όπως φαίνεται στο σχήμα, με βάση τον 1 ο νόμο του Μendel, μετά το τέλος της 1 ης και 2 ης μειωτικής διαίρεσης προκύπτουν 2 γαμέτες από τον άνδρα, σε ίση αναλογία ΑΑ και αα. Σχήμα 1 4
Η γυναίκα έχει αντίστοιχα γονότυπο ΑΑαα και άρα υπάρχουν 2 πιθανότητες: Α περίπτωση) στο ένα ομόλογο χρωμόσωμα βρίσκονται και τα 2 αλληλόμορφα της α- αλυσίδας και στο άλλο κανένα: Σχήμα 2 Όπως φαίνεται στο σχήμα, η γυναίκα θα παράγει 2 είδη γαμετών σε ίση αναλογία: ΑΑ, αα 5
Άρα η διασταύρωση θα είναι: P: AAAα x AAαα Γαμέτες: ΑΑ, Αα ΑΑ, αα F1: AAAA, AAαα, ΑΑΑα, Αααα Γονοτυπική αναλογία: 1 : 1 : 1 : 1 Φαινοτυπική Αναλογία: 25% φυσιολογικό, 75% α-θαλασσαιμία (αυξανόμενης βαρύτητας ανάλογα με τον αριθμό των αλληλομόρφων που λείπουν) Παρατηρούμε ότι γεννιέται απόγονος Αααα, με μόνο ένα φυσιολογικό αλληλόμορφο. Άρα δεχόμαστε την περίπτωση. Η έλλειψη των αλληλομόρφων της α-πολυπεπτιδικής αλυσίδας σχετίζεται με την εμφάνιση της νόσου της α-θαλασσαιμίας. Στα άτομα που νοσούν μπορεί να απουσιάζει 1, 2, 3 ή και 4 αλληλόμορφα με αυξανόμενη βαρύτητα φαινοτύπου αντίστοιχα. Κάθε κύηση είναι ανεξάρτητο γεγονός, άρα η πιθανότητα το δεύτερο παιδί να έχει φυσιολογικό γονότυπο και καρυότυπο είναι 25%. Β περίπτωση) σε κάθε ομόλογο χρωμόσωμα βρίσκεται από ένα αλληλόμορφο της α- αλυσίδας: 6
Σχήμα 3 Όπως φαίνεται στο σχήμα, η γυναίκα θα παράγει μόνο 1 είδός γαμετών Αα, με 1 δηλαδή αλληλόμορφο της α-αλυσίδας Άρα η διασταύρωση θα είναι: P: AAAα x AAαα Γαμέτες: ΑΑ, Αα Αα F1: AAAα, AAαα, Γονοτυπική αναλογία: 1 : 1 Φαινοτυπική Αναλογία: 100% α-θαλασσαιμία (αυξανόμενης βαρύτητας ανάλογα με τον αριθμό των αλληλομόρφων που λείπουν) 7
Παρατηρούμε ότι δε γεννιέται απόγονος Αααα, με μόνο ένα φυσιολογικό αλληλόμορφο. Άρα απορρίπτουμε την περίπτωση η κατανομή των αλληλομόρφων της α-αλυσίδας στα χρωμοσώματα της μητέρας να ακολουθεί αυτό τον τρόπο. Δ.3 Σχ. Βιβλίο σελ. 133 «το βακτήριο ποικιλίες Bt». Τα φυτά που διαθέτουν έστω και ένα αντίγραφο του γονιδίου της τοξίνης θεωρούμε ότι θα είναι ανθεκτικά στα έντομα. Συμβολίζουμε με α το φυσιολογικό 1ο χρωμόσωμα και Α το 1ο χρωμόσωμα που έχει ενσωματώσει το γονίδιο της τοξίνης Βt. Aντίστοιχα συμβολίζουμε με δ το φυσιολογικό 4ο χρωμόσωμα και Δ το 4ο χρωμόσωμα που έχει ενσωματώσει το γονίδιο της τοξίνης Βt. Συνεπώς οι γονότυποι των δύο διαγονιδιακών φυτών θα είναι αντίστοιχα: Ααδδ (ενσωμάτωση στο 1ο ζεύγος) και ααδδ (ενσωμάτωση στο 4ο ζεύγος). Θεωρούμε ότι ισχύει ο 1ος και ο 2ος νόμος του Mendel, εφόσον το γονίδιο της τοξίνης βρίσκεται σε διαφορετικά ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων. Κάνουμε τη διασταύρωση διϋβριδισμού: P: Ααδδ x ααδδ Γαμέτες: Αδ, αδ αδ, αδ F1: ΑαΔδ, ααδδ, Ααδδ, ααδδ Γονοτυπική Αναλογία: 1: 1: 1: 1 Φαινοτυπική Αναλογία: 3 ανθεκτικά στα έντομα : 1 μη ανθεκτικό Βάσει της διασταύρωσης βλέπουμε ότι τα ¾ των απογόνων θα έχουν τουλάχιστον 1 αλληλόμορφο του γονιδίου της τοξίνης και άρα θα είναι ανθεκτικά στα έντομα. Έτσι το ζητούμενο ποσοστό θα είναι 75% 8