ΘΕΜΑ 1 ο ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 1 ΙΟΥΝΙΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ Α. Στις ερωτήσεις 1-2, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. ίκλωνο κυκλικό µόριο DNA περιέχεται σε: α. γαµέτη β. ευκαρυωτικό πυρήνα γ. βακτήριο δ. νουκλεόσωµα. Μονάδες 5 2. Ασθένεια που οφείλεται σε αυτοσωµικό επικρατές γονίδιο είναι η: α. φαινυλκετονουρία β. οικογενής υπερχοληστερολαιµία γ. δρεπανοκυτταρική αναιµία δ. β-θαλασσαιµία. Μονάδες 5 Β. Να οριστούν οι παρακάτω έννοιες: 1. Ανοικτό πλαίσιο ανάγνωσης. 2. Συνεχής καλλιέργεια. Μονάδες 7 Μονάδες 8
ΘΕΜΑ 2 ο 1. Να περιγράψετε τη διαδικασία για την παραγωγή στελέχους καλαµποκιού, ποικιλίας Bt. Μονάδες 10 2. Να περιγράψετε τις διαδικασίες στις οποίες γνωρίζετε ότι βρίσκει εφαρµογή η ιχνηθέτηση. Μονάδες 15 ΘΕΜΑ 3 ο 1. ίνεται το παρακάτω τµήµα µορίου DNA προκαρυωτικού κυττάρου. 5 3 AATTCTTAATCΑAATCATAAAAATTCTA CTTAAAATTACΤTCTATATTTCTTAAATC 3 5 Το παραπάνω τµήµα DNA κόβεται µε EcoRI, προκειµένου να ενσωµατωθεί σε κατάλληλο πλασµίδιο που έχει κοπεί µε την ίδια περιοριστική ενδονουκλεάση, µε τελικό σκοπό να εισαχθεί σε βακτήριο για την παραγωγή φαρµακευτικού πολυπεπτιδίου. Να βρείτε την αλληλουχία των αµινοξέων του πολυπεπτιδίου µε χρήση του παρατιθέµενου γενετικού κώδικα. Μονάδες 6 Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 8 Παρατίθεται ο γενετικός κώδικας.
ε ύ τ ε ρ ο γ ρ ά µ µ α Π ρ ώ τ ο C A φαινυλαλανίνη C φαινυλαλανίνη A λευκίνη λευκίνη C C λευκίνη CC λευκίνη CA λευκίνη C λευκίνη C σερίνη CC σερίνη CA σερίνη C σερίνη CC CCC CCA CC προλίνη προλίνη προλίνη προλίνη A τυροσίνη AC τυροσίνη AA λήξη A λήξη CA ιστιδίνη CAC ιστιδίνη CAA γλουταµίνη CA γλουταµίνη C A C A Τ ρ ί τ ο γ ρ ά µ µ α Α A ισολευκίνη AC ισολευκίνη AA ισολευκίνη A µεθειονίνη έναρξη βαλίνη C βαλίνη A βαλίνη βαλίνη AC θρεονίνη ACC θρεονίνη ACA θρεονίνη AC θρεονίνη C αλανίνη CC αλανίνη CA αλανίνη C αλανίνη AA ασπαραγγίνη AAC ασπαραγγίνη AAA λυσίνη AA λυσίνη A ασπαρτικό οξύ AC ασπαρτικό οξύ AA γλουταµινικό οξύ A γλουταµινικό οξύ C A C A γ ρ ά µ µ α 2. Κατά τον προγεννητικό έλεγχο σε κυοφορούσα γυναίκα, διαπιστώθηκε ότι το έµβρυο νοσεί από το σύνδροµο Cri-du-chat (κλάµα της γάτας) και επιπλέον φέρει αναστροφή στο µικρό βραχίονα του χρωµοσώµατος 3. α. Να περιγράψετε τις διαδικασίες που ακολουθήθηκαν για τη διάγνωση. Μονάδες 8 β. Βάσει ποιών παρατηρήσεων έγινε η διάγνωση; Μονάδες 3 ΘΕΜΑ 4 ο Σε ένα φυτό παρατηρούνται, µεταξύ άλλων, οι εξής χαρακτήρες: Καρπός µεγάλος που ελέγχεται από το γονίδιο Μ και καρπός µικρός που ελέγχεται από το γονίδιο µ. Καρπός πλούσιος σε υδατάνθρακες που ελέγχεται από το γονίδιο Υ και καρπός φτωχός σε υδατάνθρακες που ελέγχεται από το γονίδιο υ. Έχετε στη διάθεσή σας ένα αµιγές στέλεχος µε καρπό µεγάλο και φτωχό σε υδατάνθρακες, καθώς και ένα αµιγές στέλεχος µε καρπό µικρό και πλούσιο σε υδατάνθρακες. α. Να διασταυρώσετε τα παραπάνω στελέχη και να βρείτε τους γονότυπους και φαινότυπους των απογόνων της F 1 και F 2 γενιάς. Μονάδες 4
β. Να αιτιολογήσετε τη φαινοτυπική αναλογία των ατόµων της F 2 γενιάς. Μονάδες 9 γ. Έχοντας στη διάθεσή σας τα φυτά της F 2 γενιάς, να αιτιολογήσετε πώς µπορείτε να αποµονώσετε αµιγή στελέχη µε φαινότυπο καρπό µεγάλο και πλούσιο σε υδατάνθρακες, κάνοντας τις κατάλληλες διασταυρώσεις. Μονάδες 12 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1 o Α. 1 γ, 2 β Β. 1. Σχολικό βιβλίο, σελίδα 36 «Η αλληλουχία.. λήξη όχι).» 2. Σχολικό βιβλίο, σελίδα 111 «Συνεχής καλλιέργεια ως ανάπτυξη» ΘΕΜΑ 2 o 1. Σχολικό βιβλίο, σελίδες 131-132-133. Οι ποικιλίες Β t είναι γενετικά τροποποιηµένα φυτά ανθεκτικά στα έντοµα. Από το βακτήριο του εδάφους Bacillus thuringiensis αποµονώνεται το γονίδιο που κωδικοποιεί τη σύνθεση της τοξίνης και µε τη βοήθεια του πλασµίδιου T I ενσωµατώνεται σε φυτικά κύτταρα καλαµποκιού. 2. Σχολικό βιβλίο, σελίδες 14 και 60-61. Η ιχνηθέτηση είναι µια τεχνική σήµανσης χηµικών µορίων µε τη χρήση ραδιενεργών ισοτόπων, φθοριζουσών ουσιών κ.τ.λ. Η ιχνηθέτηση βρίσκει εφαρµογή: α) Σε διάφορα πειράµατα όπως τα κλασικά πειράµατα των Hersbey και Chase,µε τα οποία δόθηκε η οριστική επιβεβαίωση ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό. β) Στην υβριδιποίηση των νουκλεϊκών οξέων για την ανίχνευση κλώνων γονιδιωµατικής ή DNA βιβλιοθήκης.(µόρια ανιχνευτές). ΘΕΜΑ 3 o 1. Η EcoRI αναγνωρίζει την αλληλουχία A A T T C C T T A A Το τµήµα DNΑ που προκύπτει από τη δράση της EcoRI είναι:
5 AATTCTTAATCAAATCATAAA 3 3 AATTACTTCTATATTTCTTAA 5 Εντοπίζουµε την κωδική αλυσίδα του τµήµατος DNA που κωδικοποιεί τη σύνθεση του φαρµακευτικού πεπτιδίου, γνωρίζοντας ότι: - το κωδικόνιο έναρξης της µετάφρασης στο m RNA A αντιστοιχεί από κωδικόνιο έναρξης της κωδικής αλυσίδας του γονιδίου AT. - τα κωδικόνια λήξης της µετάφρασης A, AA και A αντιστοιχούν στα κωδικόνια TA, TAA και TA της κωδικής αλυσίδας του γονιδίου. Η κωδική αλυσίδα είναι η κάτω και το RNA που παράγεται είναι: 5 A AC CA AA 3 Η αλληλουχία των αµινοξέων στο πεπείδιο είναι: Μεθειονίνη- Ισολευκίνη- Λευκίνη- Ιστιδίνη 2. α)το σύνδροµο Cri- du- chat είναι δοµική χρωµοσωµική ανωµαλία όπως και η αναστροφή στο µικρό βραχίονα του χρωµοσώµατος 3.α Η διάγνωση των παραπάνω γενετικών ασθενειών µπορεί να πραγµατοποιηθεί µε τη µελέτη του καρυότυπου. Τα κύτταρα που χρησιµοποιούνται παραλαµβάνονται από την κυοφορούσα γυναίκα µε : α) αµνιοπαρακέντηση ή β) λήψη χοριακών λαχνών. Σχολικό βιβλίο, σελίδες 20, 99, 100.. β)για την διαπίστωση των δοµικών χρωµοσωµικών ανωµαλιών κατά τη δηµιουργία του καρυοτύπου είναι απαραίτητη η χρώση των χρωµοσωµάτων µε τεχνικές που δηµιουργούν ζώνες στα χρωµοσώµατα, όπως ζώνες iemsa. Σχολικό βιβλίο, σελίδα 98. ΘΕΜΑ 4 o α) Μ = µεγάλος καρπός µ = µικρός καρπός Υ= πλούσιος σε υδατάνθρακες υ= φτωχός σε υδατάνθρακες P: MΜυυ µµυυ γαµέτες: Μυ µυ F 1 =Mµ Υυ µεγάλος καρπός- πλούσιος σε υδατάνθρακες (F 1 F 1 )P 1 : ΜµΥυ ΜµΥυ
γαµέτες: ΜΥ, Μυ, µυ,µυ ΜΥ,Μυ,µΥ,µυ τετράγωνο Punnett F 2 : γαµ ΜΥ Μυ µυ µυ έτες ΜΥ ΜΜΥΥ µεγάλοςπλουσιος ΜΜΥυ ΜµΥΥ Μυ ΜΜΥυ µυ ΜµΥΥ µυ ΜµΥυ ΜΜυυ µεγάλοςφτωχός ΜµΥυ Μµυυ µεγάλοςφτωχός ΜµΥυ µµυυ µικρόςπλούσιος µµυυ µικρόςπλούσιος Φαινοτυπική αναλογία F 2 γενιάς: 9 µεγάλο καρπό - πλούσιο σε υδατάνθρακες 3 µεγάλο καρπό - φτωχό σε υδατάνθρακες 3 µικρό καρπό - πλούσιο σε υδατάνθρακες 1 µικρό καρπό - φτωχό σε υδατάνθρακες ΜµΥυ Μµυυ µεγάλοςφτωχός µµυυ µικρόςπλούσιος µµυυ µικρόςφτωχός β. Η φαινοτυπική αναλογία των ατόµων της F 2 γενιάς προκύπτει από το 2 ο νόµο του Μendel, το νόµο της ανεξάρτητης µεταβίβασης γονιδίων. Σελίδα 74 «Ο ανεξάρτητος διαχωρισµός των γονιδίων γίνεται όπως ακριβώς τους προσδιόρισε ο Mendel». γ. Για να εξακριβωθεί ο γονότυπος του ζητούµενου στελέχους (ΜΜΥΥ), πραγµατοποιούµε διασταυρώσεις ελέγχου. ηλαδή θα διασταυρώσουµε τα άτοµα της F 2 που έχουν φαινότυπο µεγάλο καρπό- πλούσιο σε υδατάνθρακες, µε άτοµο οµόζυγο για τα υπολειπόµενα γονίδια, δηλαδή µε φαινότυπο µικρό καρπό- φτωχό σε υδατάνθρακες. Σελίδα 73 «Η διασταύρωση ενός ατόµου άγνωστου έως καθορίζει και το φαινότυπο,» Εάν η διασταύρωση ελέγχου «δώσει» οµοιόµορφους απογόνους (όλοι µε µεγάλο καρπό, πλούσιο σε υδατάνθρακες) τότε το προς µελέτη φυτό είναι οµόζυγο ως προς µελέτη φυτό είναι οµόζυγο ως προς τους επικρατείς χαρακτήρες (αµιγές) άρα και το επιθυµητό στέλεχος.
Εάν η διασταύρωση ελέγχου «δώσει» οµοιόµορφους απογόνους (όλοι µε µεγάλο καρπό, πλούσιο σε υδατάνθρακες) τότε το προς µελέτη φυτό είναι οµόζυγο ως προς τους επικρατείς χαρακτήρες (αµιγές) άρα και το επιθυµητό στέλεχος. Εάν η διασταύρωση ελέγχου «δώσει» ανοµοιόµορφους απογόνους τότε το προς µελέτη φυτό δεν είναι το επιθυµητό στέλεχος που ζητείται. Πιθανοί γονότυποι ατόµου µε µεγάλο καρπό πλούσιο σε υδατάνθρακες που προκύπτουν από την F 2 γενιά είναι: i. ΜΜΥΥ ii. ΜµΥΥ iii. ΜµΥυ iv. ΜΜΥυ Κάνουµε τις εξής διασταυρώσεις ελέγχου: i. P: ΜΜΥΥ µµυυ γαµέτες: ΜΥ µυ F 1 : ΜµΥυ µεγάλο- πλούσιο καρπό σε υδατάνθρακες Οι απόγονοι είναι οµοιόµορφοι µεταξύ τους άρα το προς έλεγχο στέλεχος είναι το επιθυµητό. ii. P: ΜµΥΥ µµυυ γαµέτες: ΜΥ,µΥ µυ F 1 : ΜµΥυ µµυυ µεγάλο καρπό-πλούσιο µικρό καρπό - πλούσιος σε υδατάνθρακες σε υδατάνθρακες iii. P: ΜµΥυ µµυυ γαµέτες: ΜΥ,Μυ,Μυ,µυ µυ F 1 : ΜµΥυ Μµυυ µµυυ µµυυ µεγάλο καρπό µεγάλο καρπό µικρό καρπό µικρό καρπό πλούσιο σε υδ/κες φτωχό σε υδ/κες πλούσιο σε υδ/κες φτωχό σε υδ/κες iv. P: ΜΜΥυ µµυυ γαµέτες: ΜΥ,µυ µυ
F 1 : ΜµΥυ Μµυυ µεγάλο καρπό-πλούσιο µεγάλο καρπό - φτωχό σε υδατάνθρακες σε υδατάνθρακες Στις περιπτώσεις ii, iii, και iv, οι απόγονοι της F 1 γενιάς είναι ανοµοιόµορφοι µεταξύ τους άρα το προς έλεγχο άτοµο δεν είναι το επιθυµητό.