ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β') ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 22 ΜΑΪΟΥ 2015 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Ε Ν Δ Ε Ι Κ Τ Ι Κ Ε Σ Α Π Α Ν Τ Η Σ Ε Ι Σ Θ Ε Μ Α Τ Ω Ν ΘΕΜΑ Α Α1.β, Α2.γ, Α3.α, Α4.δ, Α5.γ ΘΕΜΑ Β Β1.: 1Α, 2Β, 3Β, 4Α, 5Α, 6Α, 7Β, 8Β Β2.: Το σύμπλοκο που δημιουργείται μετά την πρόσδεση του mrna στη μικρή υπομονάδα του ριβοσώματος και του trna που μεταφέρει τη μεθειονίνη ονομάζεται σύμπλοκο έναρξης της πρωτεϊνοσύνθεσης. Β3.: Το «ανασυνδυασμένο» μόριο DNA, είναι ένα τεχνητό μόριο DNA, που περιέχει γονίδια από δύο ή και περισσότερους οργανισμούς. Β4.: Η ινσουλίνη είναι μια ορμόνη που αποτελείται από 51 αμινοξέα και παράγεται από ειδικά κύτταρα του παγκρέατος. Η ορμόνη αυτή ρυθμίζει το μεταβολισμό των υδατανθράκων και ειδικότερα το ποσοστό της γλυκόζης στο αίμα. ΘΕΜΑ Γ Γ1. Η αντιγραφή είναι η διαδικασία που βρίσκεται σε εξέλιξη. Η κυτοσίνη (C) είναι η βάση που ενσωματώθηκε κατά παράβαση του κανόνα της συμπληρωματικότητας καθώς έχει τοποθετηθεί απέναντι από κυτοσίνη (C) ενώ σύμφωνα με τον κανόνα της συμπληρωματικότητας θα έπρεπε φυσιολογικά να τοποθετηθεί η βάση γουανίνη (G). Το τελικό δίκλωνο μόριο DNA μετά τη επιδιορθωτική δράση της DNA πολυμεράσης ή των επιδιορθωτικών ενζύμων είναι : 5 CTCTTTGTACGTATGCTG3 3 GAGAAACATGCATAC GAC5 Γ2. Τα ένζυμα που συμμετέχουν στη δημιουργία του τελικού δίκλωνου μορίου είναι: - Οι DNA ελικάσες. Για να αρχίσει η αντιγραφή του DNA, είναι απαραίτητο να ξετυλιχθούν στις θέσεις έναρξης της αντιγραφής οι δύο αλυσίδες. Αυτό επιτυγχάνεται με τη βοήθεια ειδικών ενζύμων, των DNA ελικασών που σπάζουν τους δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των δύο αλυσίδων. Όταν ανοίξει η διπλή έλικα, δημιουργείται μια «θηλιά», η οποία αυξάνεται και προς τις δύο κατευθύνσεις 1
- Το πριμόσωμα.. Επειδή οι DNA πολυμεράσες που είναι τα κύρια ένζυμα που συμμετέχουν στην αντιγραφή του DNA δεν έχουν την ικανότητα να αρχίσουν την αντιγραφή, το κύτταρο έχει ένα ειδικό σύμπλοκο που αποτελείται από πολλά ένζυμα, το πριμόσωμα, το οποίο συνθέτει στις θέσεις έναρξης της αντιγραφής μικρά τμήματα RNA, συμπληρωματικά προς τις μητρικές αλυσίδες, τα οποία ονομάζονται πρωταρχικά τμήματα. - Οι DNA πολυμέρασες που επιμηκύνουν τα πρωταρχικά τμήματα, τοποθετώντας συμπληρωματικά δεοξυριβονουκλεοτίδια απέναντι από τις μητρικές αλυσίδες του DNA. Τα νέα μόρια DNA αρχίζουν να σχηματίζονται, καθώς δημιουργούνται δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των συμπληρωματικών αζωτούχων βάσεων των δεοξυριβονουκλεοτιδίων. DNA πολυμεράσες επιδιορθώνουν επίσης λάθη που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της αντιγραφής. Μπορούν, δηλαδή, να «βλέπουν» και να απομακρύνουν νουκλεοτίδιο που οι ίδιες τοποθετούν, κατά παράβαση του κανόνα της συμπληρωματικότητας, και να τοποθετούν τα σωστά. Ταυτόχρονα DNA πολυμεράσες απομακρύνουν τα πρωταρχικά τμήματα RNA και τα αντικαθιστούν με τμήματα DNA. Οι DNA πολυμεράσες λειτουργούν μόνο προς καθορισμένη κατεύθυνση και τοποθετούν τα νουκλεοτίδια στο ελεύθερο 3' άκρο της δεοξυριβόζης του τελευταίου νουκλεοτιδίου κάθε αναπτυσσόμενης αλυσίδας. - Η DNA δεσμάση. Κατά την αντιγραφή η σύνθεση της μιας αλυσίδας είναι συνεχής και η άλλη ασυνεχής. Τα κομμάτια της ασυνεχούς αλυσίδας συνδέονται μεταξύ τους με τη βοήθεια της DNA δεσμάσης. Το ίδιο ένζυμο συνδέει και όλα τα κομμάτια που προκύπτουν από τις διάφορες θέσεις έναρξης αντιγραφής στους ευκαρυωτικούς. - Τα επιδιορθωτικά ένζυμα. Τα λάθη που δεν επιδιορθώνονται από τις DNA πολυμεράσες, επιδιορθώνονται σε μεγάλο ποσοστό από ειδικά επιδιορθωτικά ένζυμα. Έτσι ο αριθμός των λαθών περιορίζεται στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς στο ένα στα 10 10! Γ3. Το γονίδιο που δεν παράγει το ένζυμο Α είναι αυτοσωμικό υπολειπόμενο με θνησιγόνο δράση. Το γονίδιο που καθορίζει το ανοιχτό χρώμα σώματος είναι φυλοσύνδετο επικρατές. Γ4. Πρόκειται για άσκηση διϋβριδισμού καθώς μελετάται ο τρόπος κληρονόμησης δύο χαρακτήρων, η παραγωγή του ενζύμου Α και το χρώμα σώματος. Ιδιότητα : παραγωγή ενζύμου Θηλυκά άτομα: 100% παράγουν το ένζυμο Α Αρσενικά άτομα: 100% παράγουν το ένζυμο Α. Συμβολισμός: Α: επικρατές γονιδιο υπεύθυνο για παραγωγή ενζύμου 2
α: υπολειπόμενο αλληλόμορφο θνησιγόνο γονίδιο υπεύθυνο για μη παραγωγή ενζύμου. Τα άτομα που παράγουν το ένζυμο Α θα έχουν γονότυπο ΑΑ ή Αα ενώ τα άτομα που δεν επιβιώνουν θα έχουν γονότυπο αα. Η διασταύρωση των ατόμων της Ρ γενιάς είναι: Ρ: Αα x Aα Γαμέτες: Α, α / Α, α F1: ΑΑ, Αα, Αα, αα Τα άτομα με γονότυπο αα δεν επιβιώνουν. Ιδιότητα χρώμα σώματος Θηλυκά άτομα: 100% ανοιχτό χρώμα Αρσενικά άτομα: 50% ανοιχτό χρώμα 50% σκούρο χρώμα Συμβολισμός Χ Β : ανοιχτό χρώμα Χ β : σκούρο χρώμα Τα αρσενικά άτομα κληρονομούν το Υ χρωμόσωμα από το αρσενικό της πατρικής γενιάς και το Χ χρωμόσωμα από το θηλυκό της πατρικής γενιάς, ενώ τα θηλυκά άτομα ένα Χ από κάθε άτομο της Ρ γενιάς. Η διασταύρωση είναι: Ρ: Χ Β Χ β x X Β Y Γαμέτες: Χ Β, Χ β / X Β, Y F1: Χ Β Χ Β, Χ Β Χ β, Χ Β Υ, Χ β Υ Τα αποτελέσματα της διασταύρωσης επιβεβαιώνουν τις δοθείσες αναλογίες απογόνων. (Εναλλακτικά θα μπορούσε να γίνει διασταύρωση διϋβριδισμού.) ΘΕΜΑ Δ Δ1. Χρωμόσωμα Α 1 η περιπτωση 3 ΑCGGATATCTAGC5 5 TGCCTATAGATCG3 2 η περίπτωση 3 ACGGATGCTAGAT5 5 TGCCTACGATCTA3 3
Χρωμόσωμα Β 1 η περίπτωση 5 ATACACT 3 3 TATGTGA5 2 η περίπτωση 5 ATAAGTG3 3 ΤΑΤTCAC5 Δ2. Οι πιθανοί γαμέτες που προκύπτουν είναι: ΑΒ, Αβ, αβ, αβ. Δ3.: Οι απόγονοι που θα προκύψουν μετά τη γονιμοποίηση θα είναι: ΑΑΒΒ, ΑΑΒβ, ΑαΒΒ,ΑαΒβ. Το ποσοστό των απογόνων που έχουν φυσιολογικό φαινότυπο είναι 50% (ΑΑΒΒ, ΑαΒβ), ενώ αυτών που έχουν μη φυσιολογικό φαινότυπο είναι: 50% (ΑΑΒβ, ΑαΒΒ). Επιπλέον το ποσοστό των απογόνων που έχουν φυσιολογικό καρυότυπο είναι 25% (ΑΑΒΒ), ενώ αυτών με μη φυσιολογικό καρυότυπο είναι 75% (ΑαΒΒ, ΑΑΒβ, ΑαΒβ). Δ4.: Ο απόγονος με χρωμοσωμική σύσταση ΑΑΒβ: ATAAGTG. TATTCAC. θα έχει διπλασιασμό του χρωμοσώματος Α και έλλειψη τμήματος του χρωμοσώματος Β. 4
Ο απόγονος με χρωμοσωμική σύσταση ΑαΒB: ACGGATGCTAGAT. TGC C TACGATCTA. θα έχει διπλασιασμό του χρωμοσώματος Β και έλλειψη τμήματος του χρωμοσώματος Α. Ο απόγονος με χρωμοσωμική σύσταση ΑαΒβ: ACGGATGCTAGAT. TGC C TACGATCTA. ATAAGTG. TATTCAC. θα έχει αμοιβαία μετατόπιση. 5