ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 22/09/2013 ΘΕΜΑ 1 Ο Να επιλέξετε την φράση που συμπληρώνει ορθά κάθε μία από τις ακόλουθες προτάσεις: 1. Το ζεύγος των φυλετικών χρωμοσωμάτων του ανθρώπου υπάρχει: Α. σε όλα τα σωματικά του κύτταρα Β. στους γαμέτες του Γ. στα γεννητικά κύτταρα μόνον Δ. τόσο στα σωματικά κύτταρα όσο και στους γαμέτες του 2. Ένα ωάριο ανθρώπου περιέχει: Α. 46 μόρια DNA Β. 46 ζεύγη αζωτούχων βάσεων Γ. 46 χρωμοσώματα Δ. 23 χρωμοσώματα 3. Δίκλωνο και γραμμικό είναι πάντα το DNA: Α. των βακτηρίων Β. των χλωροπλαστών Γ. του πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων Δ. των μιτοχονδρίων 4. Οι θέσεις έναρξης αντιγραφής σε ένα πλασμίδιο είναι: Α. 1 Β. 12 Γ. εκατοντάδες Δ. ανάλογες του μήκους του Σελίδα 1 από 6
5. Ένζυμο-α που διασπά-ούν δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των συμπληρωματικών αλυσίδων του DNA είναι: Α. οι DNA πολυμεράσες και το πριμόσωμα Β. οι DNA ελικάσες Γ. το πριμόσωμα Δ. η DNA δεσμάση ΜΟΝΑΔΕΣ 25 ΘΕΜΑ 2 Ο Α. Να γράψετε τι είναι τα πλασμίδια και ποια γονίδια είναι δυνατό να υπάρχουν σε ένα πλασμίδιο. ΜΟΝΑΔΕΣ 5 Όπως στο σχολικό βιβλίο, σελίδα 18, από "Σε πολλά βακτήρια " έως " από ένα βακτήριο σε άλλο." Β. Να γράψετε ποια πειραματικά δεδομένα οδήγησαν τους ερευνητές του παρελθόντος στη διατύπωση του μοντέλου της διπλής έλικας του DNA. ΜΟΝΑΔΕΣ 5 Όπως στο σχολικό βιβλίο, σελίδα 14, από "Δεδομένα από την ανάλυση " έως σελίδα 15 " που το καθιστούν μόριο ιδανικό ως γενετικό υλικό." Γ. Σε δίκλωνο τμήμα DNA υπολογίστηκε για το σύνολο των βάσεων του ότι ισχύει: A T 2. G C Επιπλέον, είναι γνωστό ότι ανάμεσα στις δύο συμπληρωματικές αλυσίδες του μορίου αναπτύσσονται 7.000 δεσμοί υδρογόνου. Να υπολογίσετε πόσα νουκλεοτίδια με αζωτούχο βάση τη Τ υπάρχουν στο τμήμα και πόσοι φωσφοδιεστερικοί δεσμοί. ΜΟΝΑΔΕΣ 6 (3+3) Δεδομένου ότι Α=Τ και G=C στο δίκλωνο DNA, τότε ο λόγος γίνεται 2T T 2 ή T=2C. 2C C Ο αριθμός των δεσμών υδρογόνου στο δίκλωνο DNA δίνεται από τον τύπο 2Τ+3C, διότι ανάμεσα σε μία Α και μία Τ αναπτύσσονται 2 δεσμοί υδρογόνου και 3 ανάμεσα σε μία G και μία C. Συνεπώς, 2Τ+3C=7.000 4C+3C=7.000 C=1.000 και Τ=2.000. Σελίδα 2 από 6
Το σύνολο των βάσεων στο τμήμα είναι 2Τ+2C = 2 2.000 + 2 1.000 = 6.000. Το δίκλωνο τμήμα DNA είναι γραμμικό, άρα οι φωσφοδιεστερικοί δεσμοί είναι 6.000-2=5.998. Δ. Να περιγράψετε τη βασική μονάδα οργάνωσης της χρωματίνης. ΜΟΝΑΔΕΣ 4 Όπως στο σχολικό βιβλίο, σελίδα 18, από "Στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο " έως " σχηματίζονται τελικά τα ινίδια χρωματίνης." Ε. Να εξηγήσετε γιατί κάθε αλυσίδα νουκλεοτιδίων συντίθεται με προσανατολισμό 5 3. ΜΟΝΑΔΕΣ 5 Όπως στο σχολικό βιβλίο, σελίδα 14, από "Μία πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα σχηματίζεται " έως " προσανατολισμός αλυσίδας 5 3." ΘΕΜΑ 3 Ο Α. Το DNA από τον πυρήνα τεσσάρων σωματικών κυττάρων που απομονώθηκαν από διαφορετικούς οργανισμούς μελετήθηκε ως προς τη χρωμοσωμική σύσταση και τον συνολικό αριθμό των αζωτούχων βάσεων του και τα αποτελέσματα είναι: 1 ο κύτταρο: Στην αρχή της μεσόφασης το κύτταρο διαθέτει 8 ζεύγη χρωμοσωμάτων - 2 10 8 ζεύγη αζωτούχων βάσεων. 2 ο κύτταρο: Στη μετάφαση το κύτταρο διαθέτει 32 χρωματίδες - 8 10 9 ζεύγη αζωτούχων βάσεων. 3 ο κύτταρο: Στο τέλος της μεσόφασης το κύτταρο διαθέτει 36 μόρια DNA - 8 10 8 ζεύγη αζωτούχων βάσεων. 4 ο κύτταρο: Πριν την αντιγραφή του DNA κατά τη μεσόφαση το κύτταρο διαθέτει 18 ινίδια χρωματίνης - 4 10 8 ζεύγη αζωτούχων βάσεων. i. Να εξηγήσετε πόσα χρωμοσώματα παρατηρούνται στον καρυότυπο κάθε ενός από τα 4 κύτταρα. ii. Είναι δυνατό κάποια από τα κύτταρα αυτά να προέρχονται από οργανισμούς που ανήκουν στο ίδιο είδος; Εάν ναι, ποια κύτταρα είναι αυτά; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. iii. Ποιο από τα 4 κύτταρα είναι πιθανό να προέρχεται από οργανισμό που συγκριτικά με τους άλλους είναι εξελικτικά ανώτερος και για ποιο λόγο συμβαίνει αυτό; ΜΟΝΑΔΕΣ 10 (5+2+3) i. Για να αποσαφηνιστεί η χρωμοσωμική σύσταση των 4 κυττάρων θα ελέγξουμε πόσα χρωμοσώματα και πόσες βάσεις έχει κάθε κύτταρο στη μετάφαση. Για τους Σελίδα 3 από 6
υπολογισμούς αυτούς πρέπει να λάβουμε υπόψη ότι πριν την αντιγραφή κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από ένα μόριο DNA. Μετά την αντιγραφή και μέχρι και τη μετάφαση της μίτωσης ένα χρωμόσωμα αποτελείται από 2 μόρια DNA ή 2 αδελφές χρωματίδες. Επίσης, κατά τη μεσόφαση κάθε μόριο DNA είναι αναδιπλωμένο και πακεταρισμένο με τη βοήθεια πρωτεϊνών δημιουργώντας ινίδια χρωματίνης. Συνεπώς, στον καρυότυπο: 1 ο κύτταρο: 16 χρωμοσώματα (8 ζεύγη) και 4 10 8 ζεύγη αζωτούχων βάσεων. 2 ο κύτταρο: 16 χρωμοσώματα και 8 10 9 ζεύγη αζωτούχων βάσεων. 3 ο κύτταρο: 18 χρωμοσώματα και 8 10 8 ζεύγη αζωτούχων βάσεων. 4 ο κύτταρο: 18 χρωμοσώματα και 8 10 8 ζεύγη αζωτούχων βάσεων. ii. Το 3 ο και το 4 ο κύτταρο είναι πιθανό ότι προέρχεται από οργανισμούς του ίδιου είδους, διότι ο αριθμός και το μήκος των μορίων DNA ενός ευκαρυωτικού κυττάρου είναι χαρακτηριστικά για τα διάφορα είδη οργανισμών. iii. Εξελικτικά ανώτερο των άλλων είναι πιθανό ότι είναι το είδος από το οποίο απομονώθηκε το κύτταρο 2, διότι φέρει περισσότερο γενετικό υλικό. Αυτό συμβαίνει διότι: όπως στο σχολικό, σελίδα 14 από "Η ποσότητα του DNA " έως " περιέχει σε κάθε κύτταρό του." Β. Από σωματικό κύτταρο της Μαρίας, μαθήτριας της Θετικής Κατεύθυνσης, το οποίο βρισκόταν στη μετάφαση απομονώθηκαν 2 χρωμοσώματα. Να εξηγήσετε τις πιθανές διαφορές και ομοιότητες των χρωμοσωμάτων αυτών, στην περίπτωση που τα χρωμοσώματα: i. είναι ομόλογα (δηλαδή του ιδίου ζεύγους), ii. ανήκουν σε διαφορετικά ζεύγη. ΜΟΝΑΔΕΣ 9 (6+3) i. Ομοιότητες: όμοιο σχήμα και μέγεθος, ίδια θέση κεντρομεριδίου, ίδιες γενετικές θέσεις. Διαφορές: διαφορετική προέλευση (μητρική-πατρική) και διαφορετική αλληλουχία βάσεων. ii. Διαφορές: σχήμα και μέγεθος, γενετικές θέσεις και πιθανόν διαφορετική προέλευση (μητρική-πατρική). Γ. Να εξηγήσετε τους λόγους για τους οποίους τα αγόρια κληρονομούν περισσότερο γενετικό υλικό από τη μητέρα συγκριτικά με τον πατέρα. ΜΟΝΑΔΕΣ 6 Όπως στο σχολικό, σελίδα 20 από "Στον άνθρωπο τα φυσιολογικά.. μικρότερο σε μέγεθος από το Χ χρωμόσωμα." και σελίδα 21 από "Το ζυγωτό των ανώτερων. είναι μητρική." Σελίδα 4 από 6
ΘΕΜΑ 4 Ο Σε θηλιά αντιγραφής του DNA υπάρχει η αλληλουχία αζωτούχων βάσεων: 1 η αλυσίδα: 5 Τ Τ Τ A C C Α Α G C G T A T C C G G A C Α T G Α T 3 2 η αλυσίδα: 3 Α Α Α T G G Τ Τ C G C A T A G G C C T G Τ A C Τ A 5 Τα βέλη υποδεικνύουν τη θέση έναρξης αντιγραφής της θηλιάς. Α. Να εξηγήσετε για ποιους λόγους σε κάθε τμήμα DNA που αντιγράφεται η αντιγραφή συμβαίνει με συνεχή τρόπο στη μία αλυσίδα και με ασυνεχή στην άλλη. Να αναφέρετε ποια από τις δύο αλυσίδες του εν λόγω τμήματος DNA (1 η ή 2 η ) αντιγράφεται με τρόπο ασυνεχή. ΜΟΝΑΔΕΣ 6 (5+1) Όπως στο φροντιστηριακό βιβλίο, όλη τη σελίδα 66. Με ασυνεχή τρόπο αντιγράφεται η 2 η αλυσίδα, η οποία και αντιγράφεται από τη διχάλα προς τη θέση έναρξης αντιγραφής. B. Δεδομένου ότι το πρωταρχικό τμήμα αποτελείται από 6 νουκλεοτίδια: i. να γράψετε την αλληλουχία βάσεων του πρωταρχικού τμήματος που σχηματίζεται στο τμήμα που συντίθεται με τρόπο συνεχή και να αιτιολογήσετε την απάντησή σας, ii. να εξηγήσετε πόσοι δεσμοί υδρογόνου θα σπάσουν κατά την αντικατάσταση αυτού του πρωταρχικού τμήματος, iii. να αναφέρετε το ένζυμο που είναι υπεύθυνο για την αντικατάσταση του πρωταρχικού τμήματος και να γράψετε ποιους άλλους ρόλους επιτελεί το ένζυμο αυτό κατά τη διάρκεια της αντιγραφής. ΜΟΝΑΔΕΣ 10 (4+2+4) i. Πρωταρχικό τμήμα: 5' A U C A U G 3'. Για την αιτιολόγηση όπως στο σχολικό σελίδα 28, "Επειδή τα ένζυμα.. πρωταρχικά τμήματα". ii. iii. Θα σπάσουν 14 δεσμοί υδρογόνου, διότι μεταξύ Α και U σχηματίζονται 2 δεσμοί και μεταξύ G και C σχηματίζονται 3 δεσμοί υδρογόνου. DNA πολυμεράση. Όπως στο σχολικό, σελίδα 28 "DNA πολυμεράσες επιμηκύνουν τα πρωταρχικά τμήματα. " έως σελίδα 30 " νουκλεοτιδίου κάθε αναπτυσσόμενης αλυσίδας." Γ. Στο εν λόγω τμήμα ιχνηθετήθηκαν με ραδιενεργό Ρ τρία νουκλεοτίδια, τα οποία απεικονίζονται στο σχήμα με αστερίσκο. 1 η αλυσίδα: 5 Τ Τ Τ A C C Α Α G*C G T*A T C C G G A C Α T G Α T 3 2 η αλυσίδα: 3 Α Α Α T G G Τ Τ C G C A T A*G G C C T G Τ A C Τ A 5 Σελίδα 5 από 6
i. Να περιγράψετε το πείραμα το οποίο μέσω της ιχνηθέτησης βιολογικών μορίων απέδειξε ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό. ii. Δεδομένου ότι το τμήμα με τα ραδιενεργά νουκλεοτίδια αντιγράφηκε μία φορά σε περιβάλλον μη ραδιενεργό, να εξηγήσετε πόσες αλυσίδες με ραδιενεργά νουκλεοτίδια και πόσα έφερε το κάθε νέο τμήμα μετά το τέλος της αντιγραφής. ΜΟΝΑΔΕΣ 9 (5+4) i. Όπως στο σχολικό σελίδα 14, "Η οριστική επιβεβαίωση. οι νέοι φάγοι." ii. Το DNA αντιγράφεται με ημισυντηρητικό τρόπο, σχολικό βιβλίο, σελίδα 27, "Έτσι τα δύο θυγατρικά. ημισυντηρητικός". Συνεπώς μετά την αντιγραφή του σε περιβάλλον με μη ραδιενεργά υλικά θα υπάρχουν 2 μόρια, σε καθένα εκ των οποίων θα υπάρχει μία αλυσίδα με ραδιενεργά νουκλεοτίδια. Συγκεκριμένα η μία αλυσίδα του ενός μορίου θα φέρει τα ραδιενεργά νουκλεοτίδια G*, T* και η άλλη το νουκλεοτίδιο A*. Σελίδα 6 από 6