ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 19 ΙΟΥΝΙΟΥ 2018 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α A1 δ A2 β A3 α A4 α A5 β ΘΕΜΑ Β Β1. 1 γ 2 β 3 γ 4 α 5 γ 6 γ 7 β Β2. Απάντηση: το Β Σελ 112 «Το ph επηρεάζει... σε ph 4-5» Β3. Από το σχήμα προκύπτει ότι πρόκειται για δομική χρωμοσωμική ανωμαλία, τύπου έλλειψη στο μικρό βραχίονα του 5 ου χρωμοσώματος. Σελ 101 «Η έλλειψη είναι... διανοητική καθυστέρηση» Β4.α. Θραύσματα ίσου μήκους Ο όρος αδερφές χρωματίδες χρησιμοποιείται για να περιγράψει τα διπλασιασμένα χρωμοσώματα κατά το χρονικό διάστημα που είναι συνδεδεμένα στο κεντρομερίδιο. Οι χρωματίδες έχουν προκύψει από την αντιγραφή του ίδιου μορίου DNA. β. Θραύσματα διαφορετικού μήκους Αφού τα γονίδια κωδικοποιούν διαφορετικές πολυπεπτιδικές αλυσίδες θα διαθέτουν και διαφορετική αλληλουχία νουκλεοτιδίων και επομένως διαφορετικές θέσεις αναγνώρισης της EcoRI. γ. Θραύσματα διαφορετικού μήκους Εφόσον τα πλασμίδια ανήκουν σε διαφορετικά βακτήρια, θα έχουν και διαφορετικό μήκος, οπότε το θραύσμα (αν χρησιμοποιούνται ως φορείς κλωνοποίησης) ή τα θραύσματα θα έχουν διαφορετικό μήκος.
δ. Θραύσματα ίσου μήκους Κλώνος βακτηρίων είναι το σύνολο των βακτηρίων που έχουν προκύψει από τη διαίρεση ενός αρχικού κυττάρου. Επομένως, οι βακτηριακοί κλώνοι θα είναι γενετικά πανομοιότυποι. ΘΕΜΑ Γ Γ1. Τα γονίδια διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: α) αυτά που μεταγράφονται σε mrna και μεταφράζονται σε πρωτεΐνες και β) αυτά που μεταγράφονται και παράγουν trna, rrna και snrna. Έχουμε στη διάθεση μας δύο τύπους βιβλιοθήκης, την γονιδιωματική και τη cdna βιβλιοθήκη. Μια γονιδιωματική βιβλιοθήκη αποτελείται από σύνολο των βακτηριακών κλώνων που περιέχει το συνολικό DNA του οργανισμού δότη. Από την άλλη, οι cdna βιβλιοθήκες περιέχουν αντίγραφα μόνο των mrna όλων των γονιδίων που εκφράζονται στα κύτταρα αυτά. Επομένως, θα επιλέξουμε γονιδιωματική βιβλιοθήκη. Γ2. Με βάση το γενετικό κώδικα (κωδικάς τριπλέτας, συνεχής, μη επικαλυπτόμενος, με κωδικόνιο έναρξης (AUG) και κωδικόνιο λήξης (UAA,UAG, UGA) ψάχνουμε στα δύο γονίδια τα κωδικόνια που κωδικοποιούν τα ολιγοπεπτίδια: Γονίδιο α: 3 - ATA AGT ACC GGG GCC GTA TAA-5 Κωδικόνιο Κωδικόνιο λήξης έναρξης Γονίδιο β: 3 - ATA AGT ACC GGT GCC GTA TAA-5 Κωδικόνιο Κωδικόνιο λήξης έναρξης Το φυσιολογικό trna που μεταφέρει το αμινοξύ γλυκίνη συνδέεται με το κωδικόνιο 5 GGG3 του mrna. Η μετάλλαξη στο γονίδιο του trna επηρεάζει την αλληλουχία του αντικωδικονίου και επομένως την σύνδεσή του trna με το αντίστοιχο κωδικόνιο του mrna. Παρόλα αυτά, εφόσον η μετάλλαξη δεν επιφέρει περαιτέρω επιπτώσεις στη λειτουργικότητα του trna, θα συνεχίσει να μεταφέρει το αμινοξύ γλυκίνη. Το νέο αντικωδικόνιο 3 ΑCC5 θα συνδέεται πλέον με το κωδικόνιο 5 UGG3 που κωδικοποιεί την τρυπτοφάνη. Εφόσον το βακτήριο δε διαθέτει το αντίστοιχο φυσιολογικό γονίδιο trna, δε θα μπορεί να ολοκληρώσει την σύνθεση του ολιγοπεπτιδίου που κωδικοποιείται από το γονίδιο α. Η σύνθεση του πεπτιδίου θα σταματήσει στο κωδικόνιο 5 GGG3 καθώς δε θα υπάρχει trna για να προσδεθεί σε αυτό. Επομένως, η έκφραση του γονιδίου α θα οδηγήσει στο παρακάτω διπεπτίδιο: NH 2 - Met-Pro-COOH Το mrna που θα προκύψει από το γονίδιο β θα μεταφραστεί πλήρως, με τη διαφορά ότι στη θέση της τρυπτοφάνης, που κωδικοποιείται από το κωδικόνιο 5 UGG3 θα μπει η γλυκίνη, εξαιτίας της αλλαγής που υπέστη το trna στο αντικωδικόνιο του. Το τροποποιημένο ολιγοπεπτίδιο που θα παραχθεί από το γονίδιο β θα είναι: NH 2 -Met-Pro-Trp-Pro-COOH
Γ3. Σελ 61 «Οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες αναγνωρίζουν...με το ίδιο ένζυμο». Επομένως, θέση αναγνώρισης της EcoRI με τον σωστό προσανατολισμό βρίσκεται μέσα στο γονίδιο της τετρακυκλίνης. Σελ 62-63 «Η αλληλουχία GAATTC. στο συγκεκριμένο αντιβιοτικό». Επομένως, τα βακτήρια που έχουν προσλάβει μη ανασυνδυασμένα πλασμίδια θα εμφανίζουν ανθεκτικότητα και στα δύο αντιβιοτικά. Αντίθετα, τα βακτήρια που έχουν προσλάβει ανασυνδυασμένα πλασμίδια θα είναι ανθεκτικά μόνο στην αμπικιλίνη. Συνεπώς, οι αποικίες των βακτηρίων που θα πεθάνουν σε θρεπτικό υλικό στο ο- ποίο προστέθηκε το αντιβιοτικό τετρακυκλίνη θα είναι αυτές που περιέχουν ανασυνδυασμένο πλασμίδιο. ΘΕΜΑ Δ Δ1.α. Αρχικά διαπιστώνουμε ότι η αναλογία θηλυκών/ αρσενικός είναι 1:1, επομένως δεν υπάρχει φυλοσύνδετο θνησιγόνο γονίδιο. Αναλύουμε τους απογόνους της F1 γενιάς: Χρώμα Τριχώματος Μαύρο Άσπρο Θηλυκά 59 61 Αρσενικά 62 61 Μήκος Ουράς Μακριά Κοντή Θηλυκά 61 59 Αρσενικά 60 63 Από τα παραπάνω διαπιστώνουμε ότι η αναλογία των φαινοτύπων ως προς το φύλο είναι 1:1:1:1 σε κάθε χαρακτήρα. Η αναλογία αυτή μπορεί να προκύψει από γονίδια που βρίσκονται είτε σε αυτοσωμικά χρωμοσώματα είτε στο Χ χρωμόσωμα (φυλοσύνδετα γονίδια). Επειδή τα γονίδια που ελέγχουν τους δύο χαρακτήρες βρίσκονται σε διαφορετικά χρωμοσώματα, διακρίνουμε 3 πιθανές περιπτώσεις: 1) Και τα δύο γονίδια να βρίσκονται σε αυτοσωμικά χρωμοσώματα 2) Το γονίδιο που ελέγχει το χρώμα τριχώματος να είναι αυτοσωμικό και το γονίδιο που ελέγχει το μήκος της ουράς φυλοσύνδετο 3) Το γονίδιο που ελέγχει το χρώμα τριχώματος να είναι φυλοσύνδετο και το γονίδιο που ελέγχει το μήκος της ουράς αυτοσωμικό Αποκλείουμε την περίπτωση 2 φυλοσύνδετων γονιδίων γιατί τότε τα γονίδια θα βρίσκονταν στο ίδιο (στο Χ) χρωμόσωμα.
β. 1) Στην πρώτη περίπτωση: Συμβολισμός: Μ: το αλληλόμορφο που καθορίζει το μαύρο χρώμα τριχώματος (επικρατές) μ: το αλληλόμορφο που καθορίζει το άσπρο χρώμα τριχώματος (υπολειπόμενο) Α: το αλληλόμορφο που καθορίζει την μακριά ουρά (επικρατές) α: το αλληλόμορφο που καθορίζει την κοντή ουρά (υπολειπόμενο) Γονότυπος θηλυκού γονέα: ΜμΑα 2) Στη δεύτερη περίπτωση: Συμβολισμός: Μ: το αλληλόμορφο που καθορίζει το μαύρο χρώμα τριχώματος (επικρατές) μ: το αλληλόμορφο που καθορίζει το άσπρο χρώμα τριχώματος (υπολειπόμενο) Χ Α : το αλληλόμορφο που καθορίζει την μακριά ουρά (επικρατές) Χ α : το αλληλόμορφο που καθορίζει την κοντή ουρά (υπολειπόμενο) Γονότυπος θηλυκού γονέα: Μμ Χ Α Χ α 3) Στην τρίτη περίπτωση: Συμβολισμός: Χ Μ : το αλληλόμορφο που καθορίζει το μαύρο χρώμα τριχώματος (επικρατές) Χ μ : το αλληλόμορφο που καθορίζει το άσπρο χρώμα τριχώματος (υπολειπόμενο) Α: το αλληλόμορφο που καθορίζει την μακριά ουρά (επικρατές) α: το αλληλόμορφο που καθορίζει την κοντή ουρά (υπολειπόμενο) Γονότυπος θηλυκού γονέα: Χ Μ Χ μ Αα γ. 1) Στην πρώτη περίπτωση: Γονείς: ΜμΑα μμαα Γαμέτες: ΜΑ, Μα, μα, μα μα Απόγονοι: (τετράγωνο Punnett) μα ΜΑ ΜμΑα Μα Μμαα μα μμαα μα μμαα Φαινοτυπική αναλογία: 1(μαύρο χρώμα/μακριά ουρά) 1(μαύρο χρώμα /κοντή ουρά) 1(άσπρο χρώμα /μακριά ουρά)
1(άσπρο χρώμα /κοντή ουρά) 2) Στην δεύτερη περίπτωση: Γονείς: ΜμΧ Α Χ α μμχ α Y Γαμέτες: ΜΧ Α, ΜΧ α, μχ Α, μχ α μχ α, μy Απόγονοι: (τετράγωνο Punnett) μχ α μy ΜΧ Α ΜμΧ Α Χ α ΜμΧ Α Y ΜΧ α, ΜμΧ α Χ α ΜμΧ α Y μχ Α μμχ Α Χ α μμχ Α Y μχ α μμ Χ α Χ α μμχ α Y Φαινοτυπική αναλογία: 1( μαύρο χρώμα/μακριά ουρά): 1( μαύρο χρώμα/μακριά ουρά) 1( μαύρο χρώμα/κοντή ουρά) :1( μαύρο χρώμα/κοντή ουρά) 1( άσπρο χρώμα /μακριά ουρά) :1( άσπρο χρώμα /μακριά ουρά) 1( άσπρο χρώμα /κοντή ουρά): 1( άσπρο χρώμα /κοντή ουρά) 3) Στην τρίτη περίπτωση: Γονείς: Χ Μ Χ μ Αα Χ μ Yαα Γαμέτες: Χ Μ Α, Χ Μ α, Χ μ Α, Χ μ α Χ μ α, Yα Απόγονοι: (τετράγωνο Punnett) Χ μ α Yα Χ Μ Α Χ Μ Χ μ Αα Χ Μ YΑα Χ Μ α Χ Μ Χ μ αα Χ Μ Yαα Χ μ Α Χ μ Χ μ Αα Χ μ YΑα Χ μ α Χ μ Χ μ αα Χ μ Yαα Φαινοτυπική αναλογία: 1( μαύρο χρώμα/μακριά ουρά): 1( μαύρο χρώμα/μακριά ουρά) 1( μαύρο χρώμα/κοντή ουρά) :1( μαύρο χρώμα/κοντή ουρά) 1( άσπρο χρώμα /μακριά ουρά) :1( άσπρο χρώμα /μακριά ουρά) 1( άσπρο χρώμα /κοντή ουρά): 1( άσπρο χρώμα /κοντή ουρά) Δ2. Τα γονίδια που κωδικοποιούν την πολυπεπτιδική αλυσίδα α της αιμοσφαιρίνης είναι διπλά, δηλαδή υπάρχουν δυο γονίδια α σε κάθε ομόλογο χρωμόσωμα. Ο άνδρας που έχει τρία γονίδια που κωδικοποιούν την α αλυσίδα της αιμοσφαιρίνης θα έχει γονότυπο:
Η γυναίκα που έχει δύο γονίδια που κωδικοποιούν την α αλυσίδα της αιμοσφαιρίνης θα έχει δύο πιθανούς γονότυπους: (1) ή (2) Το παιδί που απόκτησαν έχει ένα μόνο γονίδιο της α αλυσίδας της αιμοσφαιρίνης Ο παραπάνω απόγονος προέκυψε από τον συνδυασμό ενός σπερματοζωαρίου του πατέρα που έφερε ένα γονίδια της α αλυσίδας με ένα ωάριο της μητέρας που δεν έφερε κανένα γονίδιο της α αλυσίδας. Επομένως, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι ο γονότυπος της μητέρας είναι ο πρώτος (1). Διασταύρωση: Γονείς: Γαμέτες:,, Απόγονοι:,,, Από τους παραπάνω πιθανούς απογόνους, το άτομο με γονότυπο είναι το μοναδικό με φυσιολογικό φαινότυπο και γονότυπο. θα Επειδή, κάθε κύηση είναι ένα ανεξάρτητο γεγονός που το αποτέλεσμα της δεν επηρεάζεται από το αποτέλεσμα των προηγούμενων κυήσεων, η πιθανότητα το δεύτερο παιδί του ζευγαριού να έχει φυσιολογικό φαινότυπο και γονότυπο θα είναι ¼ ή 25%.
Δ3. Σελ139 «Το βακτήριο Bacillus thuringiensis. ποικιλίες Bt)». Τα φυτικά κύτταρα είναι διπλοειδή. Κατά τη δημιουργία των διαγονιδιακών φυτών ποικιλίας Bt, το γονίδιο της τοξίνης ενσωματώνεται σε ένα από τα χρωμοσώματα του πυρήνα του φυτικού κυττάρου. Το πρώτο φυτό, στο οποίο ενσωματώθηκε το γονίδιο της τοξίνης σε ένα από τα δύο ομόλογα χρωμοσώματα του πρώτου ζεύγους, θα έχει γονότυπο: Ενώ, το δεύτερο φυτό, στο οποίο ενσωματώθηκε το γονίδιο της τοξίνης σε ένα από τα δύο ομόλογα χρωμοσώματα του τέταρτου ζεύγους, θα έχει γονότυπο: (χάρη ευκολίας παραλείπονται τα υπόλοιπα 3 ζεύγη χρωμοσωμάτων του φυτού) Διασταύρωση: Γονείς: Γαμέτες:,, F 1 γενιά:,,, Τα φυτά που θα εμφανίζουν ανθεκτικότητα στα έντομα θα είναι αυτά που θα διαθέτουν τουλάχιστον ένα γονίδιο της τοξίνης: Φαινοτυπική αναλογία απογόνων: 3 φυτά με ανθεκτικότητα στα έντομα: 1 φυτό χωρίς ανθεκτικότητα.
Επομένως, το ποσοστό των απογόνων της F 1 γενιάς που θα είναι ανθεκτικό στα έντομα θα είναι 75%. ΡΑΣΟΥΛΗ ΟΛΓΑ ΒΙΟΛΟΓΟΣ SCIENCE PRESS