ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΗΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΟΙ ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΤΟΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗ κύριο ΤΡΙΓΚΑ ΓΕΩΡΓΙΟ του ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟΥ του ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟΥ www.orion.edu.gr ΘΕΜΑ A A1. γ A2. β A3. α A4. δ A5. α ΘΕΜΑ Β Β1 Η διαδικασία που εφαρµόσθηκε για πρώτη φορά το 1990 στη γονιδιακή θεραπεία της ανεπάρκειας του ανοσοποιητικού συστήµατος, η οποία οφείλεται στην έλλειψη του ενζύµου ADA είναι η εξής: Λεµφοκύτταρα του παιδιού παραλαµβάνονται και πολλαπλασιάζονται σε κυτταροκαλλιέργειες. Το φυσιολογικό γονίδιο της απαµινάσης της αδενοσίνης ενσωµατώνεται σε έναν ιόφορέα, (ο οποίος έχει καταστεί αβλαβής) µε τις τεχνικές του ανασυνδυασµένου DNA. Ο γενετικά τροποποιηµένος ιός εισάγεται στα λεµφοκύτταρα. Τα γενετικά τροποποιηµένα λεµφοκύτταρα εισάγονται µε ενδοφλέβια ένεση στο παιδί και παράγουν το ένζυµο ADA. B2 Στη µέθοδο της µικροέγχυσης χρησιµοποιούνται ωάρια του ζώου που έχουν γονιµοποιηθεί στο εργαστήριο. Σε αυτά γίνεται εισαγωγή ξένου DNA µε ειδική µικροβελόνα. Το ξένο Σελίδα 1 από 6
γενετικό υλικό ενσωµατώνεται συνήθως σε κάποιο από τα χρωµοσώµατα του πυρήνα του ζυγωτού. Το ζυγωτό τοποθετείται στη συνέχεια στη µήτρα της θετής µητέρας ενός ζώου, στο οποίο θα αναπτυχθεί το έµβρυο. Η µικροέγχυση αποτελεί τη µοναδική µέθοδο δηµιουργίας διαγονιδιακών αγελάδων, προβάτων, χοίρων και αιγών. Β3 Το γενετικό υλικό των µιτοχονδρίων περιέχει πληροφορίες σχετικές µε τη λειτουργία τους, δηλαδή σχετικά µε την οξειδωτική φωσφορυλίωση και κωδικοποιεί µικρό αριθµό πρωτεϊνών. Οι περισσότερες όµως πρωτεΐνες που είναι απαραίτητες για τη λειτουργία των µιτοχονδρίων κωδικοποιούνται από γονίδια που βρίσκονται στο DNA του πυρήνα. Το γεγονός αυτό δείχνει ότι τα οργανίδια αυτά δεν είναι ανεξάρτητα από τον πυρήνα του κυττάρου και για το λόγο αυτό χαρακτηρίζονται ως ηµιαυτόνοµα. Β4 Ο γενετικός κώδικας χαρακτηρίζεται ως εκφυλισµένος. Με εξαίρεση δύο αµινοξέα (µεθειονίνη και τρυπτοφάνη) τα υπόλοιπα 18 κωδικοποιούνται από δύο µέχρι και έξι διαφορετικά κωδικόνια. Τα κωδικόνια που κωδικοποιούν το ίδιο αµινοξύ ονοµάζονται συνώνυµα. ΘΕΜΑ Γ Γ1 Ο επικρατής χαρακτήρας «φυσιολογικά φτερά» συµβολίζεται µε το αλληλόµορφο «Α» και ο υπολειπόµενος χαρακτήρας «ατροφικά φτερά» συµβολίζεται µε το αλληλόµορφο «α». Ως εκ τούτου, οι γονείς όσον αφορά το µέγεθος των φτερών θα έχουν γονότυπο Αα και Αα. Εξετάζοντας τη φαινοτυπική αναλογία των ατόµων που εµφανίστηκαν στους απόγονους της διασταύρωσης οι 600 είχαν φυσιολογικά φτερά και οι 200 ατροφικά. Η φαινοτυπική αναλογία αυτή είναι 3:1 και σύµφωνα µε τον 1 ο Νόµο του Mendel, ο τρόπος που κληρονοµείται ο χαρακτήρας «µέγεθος φτερών» είναι αποτέλεσµα των γεγονότων που συµβαίνουν στη µείωση. Κατά την παραγωγή των γαµετών διαχωρίζονται τα δύο οµόλογα χρωµοσώµατα και συνεπώς τα δύο αλληλόµορφα γονίδια. Οι απόγονοι προκύπτουν κατά τον τυχαίο συνδυασµό των γαµετών και η κατανοµή των αλληλοµόρφων στους γαµέτες και ο συνδυασµός του είναι τυχαίος. Σελίδα 2 από 6
Η γονοτυπική διασταύρωση είναι: P : Aα Αα F1: Α Α Α ΑΑ Αα α Αα αα 3 έντοµα µε φυσιολογικά φτερά 1 έντοµο µε ατροφικά φτερά Γ2. Συµβολίζοντας το αλληλόµορφο για τα κόκκινα µάτια µε «Β» και το αλληλόµορφο για τα λευκά µάτια µε «β», οι πιθανοί γονότυποι των γονέων είναι οι εξής: i) Αν πρόκειται για φυλοσύνδετο τρόπο κληρονόµησης, οι γονότυποι των γονέων είναι: Χ β Υ και Χ Β Χ β ii) Αν πρόκειται για αυτοσωµικό τρόπο κληρονόµησης, τότε οι πιθανοί γονότυποι είναι: Αρσενικά έντοµα: Ββ Θηλυκά έντοµα: ββ ή Αρσενικά έντοµα: ββ Θηλυκά έντοµα: Ββ Οι φαινοτυπικές αναλογίες των ατόµων µε βάση το χρώµα µατιών είναι: Αρσενικά: 200 κόκκινα : 200 άσπρα Θηλυκά: 200 κόκκινα : 200 άσπρα Συνολικά: 400 κόκκινα : 400 άσπρα Σύµφωνα µε τον πρώτο νόµο του Mendel περί διαχωρισµού των αλληλοµόρφων, οι πιθανές διασταυρώσεις είναι: Φυλοσύνδετος τρόπος: Ρ: Χ β Υ x Χ Β Χ β Αρσενικά: 1 µε λευκά µάτια Β β F 1 : Χ Χ β Β β β β Χ Χ Χ Χ Χ Β β Υ Χ Υ Χ Υ Θηλυκά: 1 µε λευκά µάτια Σελίδα 3 από 6
Αυτοσωµικός τρόπος: Ρ: Ββ x ββ F Β β 1 : β Ββ ββ 1 µε λευκά µάτια Πρέπει να τονιστεί ότι σύµφωνα µε το δεύτερο νόµο του Mendel περί ανεξάρτητης µεταβίβασης των γονιδίων, το γονίδιο που ελέγχει το µέγεθος των φτερών δεν επηρεάζει το γονίδιο που ελέγχει το χρώµα των µατιών επειδή τα γονίδια βρίσκονται σε διαφορετικά ζεύγη οµόλογων χρωµοσωµάτων. Γ3. Μερικές φορές οι φαινοτυπικές αναλογίες των απόγονων δεν είναι αυτές που αναµένονται από τους νόµους του Mendel. Τέτοιες περιπτώσεις είναι: - φυλοσύνδετα γονίδια - πολλαπλά αλληλόµορφα - θνησιγόνα γονίδια - Γονίδια που βρίσκονται στο ίδιο ζεύγος οµόλογων χρωµοσωµάτων. - Χαρακτήρες που καθορίζονται από αλληλόµορφα περισσοτέρων του ενός γονιδίου. ΘΕΜΑ 1. Υβριδοποιηµένο µόριο 1: 5 AAATGAAACCAGGATAAG 3 3 T TTACTT T GGTCCTAT TCTTAA 5 Υβριδοποιηµένο µόριο 2: 5 AATTCGGGGGGC 3 3 GCCCCC CGTTAA 5 2 Το µόριο mrna που θα προκύψει από το πρώτο υβριδοποιηµένο µόριο 1 είναι: Η µεταγραφή έχει προσανατολισµό 5 3 5 AUGAAACCAGGAUAA 3 Σελίδα 4 από 6
Το κωδικόνιο έναρξης του mrna AUG αντιστοιχεί στο κωδικόνιο έναρξης της κωδικής αλυσίδας του γονιδίου ATG. Το τµήµα ενός γονιδίου και του mrna του που κωδικοποιεί µια πολυπεπτιδική αλυσίδα, αρχίζει µε το κωδικόνιο έναρξης και τελειώνει µε το κωδικόνιο λήξης ΤΑΑ. Άρα το mrna θα προκύψει από το υβριδοποιηµένο µόριο 1. 3. Το αντικωδικόνιο του trna που θα τοποθετηθεί στο ριβόσωµα µετά την αποσύνδεση του trna, το οποίο µεταφέρει τη λυσίνη είναι το CCU. Κατά την επιµήκυνση µόλις αποσυνδεθεί το trna που µεταφέρει τη λυσίνη, το ριβόσωµα κινείται κατά µήκος του mrna κατά ένα κωδικόνιο. Στην πρώτη θέση της µεγάλης ριβοσωµικής υποµονάδας θα εισέλθει το κωδικόνιο GGA που κωδικοποιεί τη γλυκίνη, οπότε το trna που µεταφέρει τη γλυκίνη θα έχει αντικωδικόνιο CCU, µε το οποίο θα προσδεθεί λόγω συµπληρωµατικότητας στο κωδικόνιο GGA της γλυκίνης. 4. Από τη δράση της DNA-δεσµάσης θα προκύψουν τα εξής µόρια: 5 AAATGAAACCAGGATAAGAATTCGGGGGGC 3 3 T TTACTT T GGTCCTAT TCT TAAGCCCCCCGTTAA 5 και 5 AAATGAAACCAGGATAAGAATTGCC CCC CG 3 3 T TTACTT T GGTCCTAT TCTT AACGGGGGGCTTAA 5 Η DNA δεσµάση θα δηµιουργήσει 3 5 φωσφοδιεστερικούς δεσµούς ανάµεσα στα δύο µόρια µε τα ελεύθερα µονόκλωνα άκρα, τα οποία είναι συµπληρωµατικά µεταξύ τους. Λόγω του προσανατολισµού των µορίων θα δηµιουργηθούν τα δύο τµήµατα που αναγράφονται παραπάνω µετά τη δράση της RNA δεσµάσης. Η EcoR1 οπότε συναντά την αλληλουχία 5 GAATTC 3 3 CTTAAG 5 κόβει την κάθε αλυσίδα µεταξύ G και Α µε κατεύθυνση 5 3 αφήνοντας µονόκλωνα άκρα µε αζευγάρωτες βάσεις στα κοµµένα άκρα. Από το πρώτο τµήµα θα προκύψουν δύο κοµµάτια επειδή η αλληλουχία υπάρχει µία φορά, ενώ από το δεύτερο τµήµα δεν αναγνωρίζεται κάποια αλληλουχία και συνεπώς δεν θα κοπεί το τµήµα. Σελίδα 5 από 6