1 ο Διαγώνισμα Βιολογίας Γ Λυκείου Θέμα Α Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση Α1. Σε ένα ανασυνδυασμένο πλασμίδιο που σχηματίστηκε με την επίδραση της EcoRI, η αλληλουχία που αναγνωρίζει η συγκεκριμένη περιοριστική ενδονουκλεάση υπάρχει: α. καμία φορά β. μία φορά γ. δύο φορές δ. τέσσερεις φορές Α2. Ο σκύλος έχει 78 χρωμοσώματα. Το κάθε ένα θυγατρικό κύτταρο που προκύπτει στην πρώτη μειωτική διαίρεση θα περιέχει. α.98 χρωμοσώματα β. 39 χρωματίδες Θ Ε Μ Α Τ Α Β Ι Ο Λ Ο Γ Ι Α Σ γ. 78 μόρια DNA δ. 76 μόρια DNA. Α3. Aπό γονείς φορείς του γονιδίου της δρεπανοκυτταρικής αναιμίας γεννήθηκε παιδί το οποίο είναι υγιές. Ποια η πιθανότητα το παιδί αυτό να είναι φορέας της ασθένειας; α. 1/4 β. 1/8 γ. 1/2 δ. 2/3 Α4. Τα διαφορετικά νουκλεοτιδία που συμμετέχουν στη δομή των νουκλεϊκών οξέων είναι: α. 2 β. 4 γ. 5 δ. 8 Α5. Στην περίπτωση των ατελώς επικρατών γονιδίων: α. Άτομα με διαφορετικό γονότυπο μπορεί να έχουν ίδιο φαινότυπο. β. Άτομα με διαφορετικό γονότυπο έχουν διαφορετικό φαινότυπο. γ. Στο φαινότυπο των ετερόζυγων ατόμων εκφράζονται και τα δύο αλληλόμορφα. δ. Δεν ισχύουν οι νόμοι του Mendel (20 μονάδες)
Να επιλέξετε αν οι παρακάτω προτάσεις είναι σωστές ή λάθος. Α6. Η φαινυλκετονουρία και ο αλφισμός είναι ασθένειες που προκαλούνται από ελλείψεις γονιδίων Α7. Όταν υπάρχει μόνο γαλακτόζη στο περιβάλλον της E.coli, το οπερόνιο μεταφράζεται, δηλαδή τα γονίδια αρχίζουν να εκφράζονται. Α8. Για την κλωνοποίηση του γονιδίου που κωδικοποιεί ένα rrna κατασκευάζουμε cdna βιβλιοθήκη. Α9. Η μεταγραφή ξεκινά από την τριπλέτα 3 -TAC- της μεταγραφόμενης αλυσίδας του ενός γονιδίου. Α10. Το γονίδιο της α 1 - αντιθρυψίνης εκφράζεται στα κύτταρα του ήπατος. (5 μονάδες) Θέμα Β Β1. Ποια ζώα ονομάζονται διαγονιδιακά; Να περιγράψετε τη μέθοδο δημιουργίας διαγονιδιακών χοίρων. (7 μονάδες) Β2. Σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα απομονώθηκε ένα ασυνεχές γονίδιο οργανισμού, καθώς και το ώριμο mrna που προκύπτει από την έκφραση του γονιδίου αυτού. Ο δοκιμαστικός σωλήνας επωάστηκε σε υψηλή θερμοκρασία έτσι ώστε να αποδιαταχθούν οι συμπληρωματικές αλυσίδες και στη συνέχεια, όλες οι αλυσίδες που υπήρχαν μέσα σ αυτόν τοποθετήθηκαν σε περιβάλλον υβριδοποίησης. Ένα από τα υβριδοποιημένα μόρια που προέκυψαν με τη διαδικασία αυτή παρουσιάζεται στο παρακάτω σχήμα:
i. Τι αντιπροσωπεύουν οι αλυσίδες Ι και ΙΙ; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. ii. Ποιες περιοχές της αλυσίδας ΙΙ βρίσκονται ανάμεσα στα σημεία Α και Β; (3 μονάδες) Β3. Να αντιστοιχίσετε κάθε μια από τις διαδικασίες που αναφέρονται στη στήλη Α με μια από τις πρακτικές που αναγράφονται στη στήλη Β. ΣΤΉΛΗ Α ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΣΤΗΛΗ Β ΠΡΑΚΤΙΚΗ Α. Κλωνοποίηση θηλαστικού 1. χρήση αδρανοποιημένου αδενοιού. Β. δημιουργία φυτών Βt 2. κατασκευή καρυότυπου. Γ. Ανίχνευση φαινυλκετονουρίας. 3. αφαίρεση απλοειδούς πυρήνα από ωάριο. Δ. Απομόνωση επιθυμητής αλληλουχίας DNA. Ε. Ανίχνευση χρωμοσωμικών ανωμαλιών ΣΤ. In vivo γονιδιακή θεραπεία 4. χρήση πλασμιδίου Τi. βιοχημικός προσδιορισμός αμινοξέος στο αίμα. 6. χρήση ιχνηθετημένου μορίου DNA ή RNA Β4. Σε ένα πλασμίδιο το οποίο είχε χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή γονιδιωματικής βιβλιοθήκης με συγκεκριμένη περιοριστική ενδονουκλεάση, συνέβη μετάλλαξη σε ένα σημείο του, οπότε μετά από αυτό κρίθηκε ακατάλληλος φορέας κλωνοποίησης. Να εντοπίσετε και να αναφέρετε τις πιθανές θέσεις στις οποίες μπορεί να έγινε η μετάλλαξη αυτή. (3 μονάδες)
Θέμα Γ Γ1. Σε ένα είδος εντόμων συμβαίνει η παρακάτω μεταβολική οδός. Το αυτοσωμικό αλληλόμορφο Β ευθύνεται για τη σύνθεση του ενζύμου Ε1, ενώ το υπολειπόμενο β δεν επιτρέπει τη σύνθεση του. Σε άλλο χρωμόσωμα του γονιδιώματος του εντόμου εντοπίζεται το αλληλόμορφο Λ και κωδικοποιεί το ένζυμο Ε2, ενώ το υπολειπόμενο του δεν συνθέτει το ένζυμο. Ομόζυγα άτομα με καφέ χρώμα διασταυρώνονται με άχρωμα. Να προσδιορίσετε ποια είναι η πιθανότητα να προκύψουν στην F2 γενιά έντομα άχρωμα. Δεν απαιτείται η διατύπωση των νόμων του Mendel. Γ2. Δίνεται το παρακάτω συνεχές γονίδιο το οποίο κωδικοποιεί μικρό πεπτίδιο. TGAACCGGATCCCCATATGCCAGGATTTTGAAAGGATCCAC 3 3 ACTTGGCCTAGGGGTATACGGTCCTAAAACTTTCCTAGGTG Το γονίδιο αυτό, το οποίο βρίσκεται στο υπογραμμισμένο τμήμα, πρόκειται να κλωνοποιηθεί σε βακτηριακά κύτταρα. Για τη διαδικασία αυτή έχουμε στη διάθεση μας δυο περιοριστικές ενδονουκλεάσες, την ΒamHI και την BcII. H ΒamHI αναγνωρίζει την αλληλουχία 5 GGATCC 3 3 CCTAGG 5 Και κόβει μεταξύ των δυο γουανινών με κατεύθυνση -3 αφήνοντας μονόκλωνα άκρα. Η BcII, αναγνωρίζει την αλληλουχία 5 TGATCA 3 3 ACTAGT 5 Και κόβει μεταξύ T και G με κατεύθυνση -3 αφήνοντας μονόκλωνα άκρα από αζευγάρωτες βάσεις στα κομμένα άκρα. Παρακάτω δίνεται πλασμίδιο, επάνω
στο οποίο φαίνονται οι θέσεις που κόβουν οι δυο περιοριστικές ενδονουκλεάσες. Να εξηγήσετε εάν θα μπορέσει να γίνει η κλωνοποίηση του γονιδίου στο συγκεκριμένο πλασμίδιο. Γ3. Σε καλλιέργεια του βακτηρίου Ε.Coli σε βιοαντιδραστήρα χρησιμοποιούμε στο θρεπτικό υλικό γλυκόζη σαν πηγή άνθρακα και έγκαιρα μετά την εξάντλησή της προσθέτουμε λακτόζη, ενώ ταυτόχρονα απομακρύνουμε τα νεκρά κύτταρα και τα τοξικά προϊόντα του μεταβολισμού των βακτηρίων. Η καλλιέργεια αφήνεται να εξελιχθεί χωρίς άλλη παρέμβαση. i. Ποιοι ρυθμιστικοί μηχανισμοί του βακτηρίου θα ενεργοποιηθούν ώστε να συνεχιστεί η ανάπτυξη του με τη χρησιμοποίηση της λακτόζης; ii. Να εξηγήσετε ποιές φάσεις παρατηρούμε στην καλλιέργεια. (7 μονάδες)
Θέμα Δ Η παρακάτω αλληλουχία απομονώθηκε από το κύριο μόριο DNA του βακτηρίου Ε. Coli στην οποία περιλαμβάνονται ο χειριστής και τα δομικά γονίδια του οπερονίου της λακτόζης. Η παρακάτω αλληλουχία αποτελεί τον χειριστή του οπερονίου. i. Να εντοπίσετε την κωδική αλυσίδα του οπερονίου (2 μονάδες). Να αιτιολογήσετε την απάντηση σας. ii. Η περιοριστική ενδονουκλεάση Α αναγνωρίζει την παρακάτω αλληλουχία και κόβει μεταξύ C και Τ. Να γράψετε το τμήμα με τα μονόκλωνα άκρα που προκύπτει από την επίδραση της περιοριστικής ενδονουκλεάσης στην αλληλουχία του οπερονίου (2 μονάδες) και να εξηγήσετε πόσοι φωσφοδιεστερικοί δεσμοί και πόσοι δεσμοί υδρογόνου θα σπάσουν κατά την επίδραση της. iii. Ένα πλασμίδιο φέρει μια φορά την αλληλουχία που αναγνωρίζει η περιοριστική ενδονουκλεάση Α, αμέσως μετά τον υποκινητή του γονιδίου ανθεκτικότητας στο αντιβιοτικό αμπικιλίνη. Παρακάτω δίνεται το εν λόγω τμήμα με τον υποκινητή του να φαίνεται με έντονα γράμματα.
Το πλασμίδιο τέμνεται από την περιοριστική ενδονουκλεάση Α και αναμειγνύεται με το τμήμα που γράψατε στο προηγούμενο ερώτημα, οπότε προκύπτει ανασυνδυασμένο πλασμίδιο. α. Ποιο ένζυμο είναι απαραίτητο για τη σύνδεση των δυο αυτών τμημάτων; (2 μονάδες) β. Να γράψετε την αλληλουχία βάσεων στο ανασυνδυασμένο πλσμίδιο. (4 μονάδες) γ. Το ανασυνδυασμένο πλασμίδιο εισέρχεται στο βακτήριο E. Coli, το οποίο δεν διαθέτει πλασμίδια και στο οποίο λόγω μιας μετάλλαξης είναι ανενεργός ο χειριστής του οπερονίου της λακτόζης. Να εξηγήσετε ποιες θα είναι οι συνέπειες για την επιβίωση του βακτηρίου, όταν αυτό καλλιεργηθεί σε θρεπτικό υλικό με γλυκόζη και αμπικιλίνη. (5 μονάδες)