Προτεινόμενα θέματα βιολογίας προσανατολισμού για τις Πανελλήνιες εξετάσεις

Επιστρέφουμε στα θρανία και επικεντρωνόμαστε στις εξετάσεις! Από Δευτέρα 10/5/2021 το φροντιστήριο μέσης εκπαίδευσης ΕΝΑ, σε συνεργασία με τον Πληροφοριοδότη, προτείνει στοχευμένα θέματα για τις πανελλήνιες εξετάσεις!

Σήμερα το Φροντιστήριο ΕΝΑ παρουσιάζει ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

ΘΕΜΑ 1^ο

 Να βάλετε σε κύκλο το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. (Μονάδες 25)

1. Θεωρούμε ένα μόριο στο οποίο εξαιτίας λάθους που δεν επιδιορθώθηκε μία βάση A έχει ζευγαρώσει με μία C. Μετά από δύο κύκλους αντιγραφής, τα ζευγάρια των βάσεων στα μόριο για αυτή τη θέση, θα είναι:

α) 2 AC και 2 CG.

β) 2 TT και 2 GG.

γ) 2 AT και 2 CG.

δ) 1 AA, 1 TT, 1 CC, 1 GG

2. Το αλληλόμορφο γονίδιο που κωδικοποιεί τον φυσιολογικό παράγοντα πήξης του αίματος (VIIΙ) είναι:

α) φυλοσύνδετο υπολειπόμενο

β) αυτοσωμικό υπολειπόμενο

γ) φυλοσύνδετο επικρατές

δ) αυτοσωμικό επικρατές

3. Ο αριθμός των διαφορετικών τρισωμιών που μπορούν θεωρητικά να παρατηρηθούν στα αυτοσωμικά χρωμοσώματα του ανθρώπου είναι:

α) 23

β) 46

γ) 44

δ) 22 

4. Σε έναν φυσιολογικό καρυότυπο παρατηρούμε τρία διαδοχικά χρωμοσώματα. Αν δύο από αυτά έχουν μέγεθος λ και μ  και ισχύει ότι λ>μ, τότε το τρίτο χρωμόσωμα θα έχει μέγεθος:

α) είτε λ είτε μ

β) μ

γ) λ

δ) λ+μ/2

5. Ένα άωρο γενετικό κύτταρο εκτελεί μείωση και παράγονται τελικά 4 γαμέτες. Άτρακτος θα σχηματιστεί συνολικά:

α) 1 φορά

β) 3 φορές

γ) 2 φορές

δ) 4 φορές

ΘΕΜΑ 2^ο

Β1. Να εξηγήσετε ποιος είναι ο ελάχιστος και ποιος ο μέγιστος αριθμός χρωμοσωμάτων που έχει κληρονομήσει ένα αγόρι: α) από τους γονείς του πατέρα του και β) από τους γονείς της μητέρας του.

(μονάδες 2+2)

Β2. Κατά την κυτταρική διαίρεση ένα χρωμόσωμα άλλοτε αποτελείται από 1 μόριο DNA και άλλοτε από 2. Να αντιστοιχήσετε τα στοιχεία της στήλης Ι με τα στοιχεία της στήλης ΙΙ.

(μονάδες 10)

Β3. Το βάρος ενός χρωμοσώματος σε ένα γαμέτη είναι α ng. Να γράψετε χωρίς αιτιολόγηση το βάρος του ίδιου χρωμοσώματος:

α) Σε σωματικό κύτταρο του ίδιου οργανισμού στη μεσόφαση πριν την αντιγραφή

β) Σε σωματικό κύτταρο του ίδιου οργανισμού στη μεσόφαση μετά την αντιγραφή

γ) Σε κύτταρο που προκύπτει από την 1^η μειωτική διαίρεση.

(μονάδες 2+2+2)

Β4.  Σε μία θηλιά αντιγραφής όλα τα πρωταρχικά τμήματα που δημιουργούνται έχουν μήκος 5 βάσεις. Εάν σε κάθε τμήμα που αντιγράφεται ασυνεχώς δημιουργήθηκαν 500 πρωταρχικά τμήματα και αυτή είναι η μοναδική θηλιά που δημιουργήθηκε κατά την αντιγραφή αυτού του γενετικού υλικού, να απαντήσετε στα εξής χωρίς αιτιολόγηση:

α) Πόσα πρωταρχικά τμήματα φτιάχτηκαν από το πριμόσωμα συνολικά;

β) Πόσους φωσφοδιεστερικούς δεσμούς δημιούργησε το πριμόσωμα συνολικά στη θηλιά;

γ) Πόσους φωσφοδιεστερικούς δεσμούς έσπασε η DNA πολυμεράση κατά την αντικατάσταση των πρωταρχικών τμημάτων;

δ) Πόσους φωσφοδιεστερικούς δεσμούς δημιούργησε συνολικά η DNA δεσμάση;

ε) Ο οργανισμός είναι ευκαρυωτικός ή προκαρυωτικός;

(Μονάδες 5)

ΘΕΜΑ 3^ο

Γ1. Ένα φυσιολογικό σωματικό κύτταρο ενός οργανισμού με 30 χρωμοσώματα βρίσκεται στην αρχή μεσόφασης. Για την κατασκευή μίας γονιδιωματικής βιβλιοθήκης τέμνεται από μία περιοριστική ενδονουκλεάση 6.000 φορές.

α) Να αναφέρετε πόσα τμήματα θα προκύψουν (μονάδες 2)

β) Να αναφέρετε πόσα τμήματα είναι κατάλληλα να ενσωματωθούν σε πλασμίδιο χωρίς περαιτέρω επεξεργασία (μονάδες 2)

γ) Αν, μετά από κατάλληλη επεξεργασία, όλα τα τμήματα ενσωματώθηκαν σε πλασμίδια, να αναφέρετε τον αριθμό των διαφορετικών βακτηριακών κλώνων της γονιδιωματικής βιβλιοθήκης. (μονάδες 2)

δ) Αν, μετά από κατάλληλη επεξεργασία, όλα τα τμήματα ενσωματώθηκαν σε πλασμίδιο, να αναφέρετε τον αριθμό των διαφορετικών βακτηριακών κλώνων που θα έχει τελικά αυτή η γονιδιωματική βιβλιοθήκη  αν κατασκευαστεί σε κύτταρο που βρίσκεται στη μετάφαση (μονάδες 2)

ε) Να εξηγήσετε γιατί η ίδια περιοριστική ενδονουκλεάση τέμνει έναν γαμέτη του ίδιου οργανισμού 2000 φορές μόνο. (μονάδες 4)

Γ2. Ένας άντρας και μία γυναίκα που πρόκειται να αποκτήσουν απογόνους είναι ετερόζυγοι για αυτοσωμικό υπολειπόμενο θνησιγόνο γονίδιο.

α) Ποια η πιθανότητα να προκύψει ζυγωτό με γονότυπο ΑΑ; Να μην αιτιολογήσετε. (Μονάδες 1)

β) Ποια η πιθανότητα ένα παιδί που γεννήθηκε να έχει γονότυπο ΑΑ; Να μην αιτιολογήσετε. (Μονάδες 1)

γ) Μετά από επιβεβαιωμένη εγκυμοσύνη η γυναίκα κάνει προγεννητικό έλεγχο μέσω αμνιοπαρακέντησης. Ποια η πιθανότητα να έχει το έμβρυο γονότυπο ΑΑ; Να αιτιολογήσετε. (Μονάδες 4)

Δεν απαιτείται η διατύπωση των νόμων του Mendel.

Γ3. Σε ένα φυτό το χρώμα του άνθους μπορεί να είναι λευκό, κόκκινο ή ροζ. Από τη διασταύρωση λευκού με κόκκινο προέκυψαν: 1 κόκκινο και 80 ροζ. Να ερμηνεύσετε το αποτέλεσμα. (Μονάδες 3)

Δεν απαιτείται η διατύπωση των νόμων του Mendel.

Γ4. Σε ένα ινίδιο χρωματίνης γίνονται 2 αναστροφές σε διαφορετικά σημεία του.

Να εξηγήσετε πόσα γονίδια είναι δυνατόν να καταστράφηκαν και πόσοι φωσφοδιεστερικοί δεσμοί έσπασαν συνολικά. (μονάδες 2+2)

ΘΕΜΑ 4^ο

Η ακόλουθη αλληλουχία DNA περιλαμβάνει το χειριστή και το πρώτο δομικό γονίδιο του οπερονίου της λακτόζης. Οι αλληλουχίες στις παρενθέσεις αποτελούν κωδικόνια.

Αλυσίδα Ι:  5’ CATGGGATCCCATGAΑATGGAG(ΑGA)₆CAGGGCTTTACTTGAAGAACT 3’…

Αλυσίδα ΙΙ:3’ GTACCCTAGG GTACTΤTACCTC (ΤCT)₆ GTCCCGAAATGAACTTCTTGA 5’…

H αλληλουχία 5’GGATCC3’

               3’CCTAGG5’ αποτελεί το χειριστή του οπερονίου της λακτόζης.

Δ1. Ποια είναι η κωδική αλυσίδα του πρώτου δομικού γονιδίου του οπερονίου της λακτόζης; Να αιτιολογήσετε. (Μονάδες 4)

Δ2. Από πόσα αμινοξέα αποτελείται το ένζυμο που κωδικοποιεί το πρώτο δομικό γονίδιο; Να αιτιολογήσετε. (Μονάδες 6)

Η παραπάνω αλληλουχία DNA τέμνεται με την περιοριστική ενδονουκλεάση DbbI που αναγνωρίζει την αλληλουχία:

5’CΑTG3’

3’GTAC5’

H DbbI τέμνει κάθε αλυσίδα μεταξύ C και Α σε προσανατολισμό 5’-> 3’ αφήνοντας μονόκλωνα άκρα από αζευγάρωτες βάσεις.

Δ3. Να γράψετε το τμήμα με τα μονόκλωνα άκρα που θα προκύψει από τη δράση της DbbI και να υπολογίσετε τον αριθμό φωσφοδιεστερικών δεσμών που έσπασαν κατά τη δημιουργία του. (Μονάδες 3)

 Δ4. Παρακάτω απεικονίζεται τμήμα πλασμιδίου που φέρει τον υποκινητή και το γονίδιο ανθεκτικότητας στο αντιβιοτικό στρεπτομυκίνη. Η αλληλουχία που αναγνωρίζει η DbbI υπάρχει μία μόνο φορά στο πλασμίδιο. Με έντονα γράμματα απεικονίζεται ο υποκινητής.

5’… CAGCTC CATGGGATGCTTTATAAATAACA…3’

3’… GTCGAGGTACCCTACGAAATATTTATTGT….5

ΥΠΟΚΙΝΗΤΗΣ

Το πλασμίδιο τέμνεται με την DbbI και αναμιγνύεται με το τμήμα του ερωτήματος Δ4.

Να γράψετε την αλληλουχία του ανασυνδυασμένου πλασμιδίου που θα παράγει το πεπτίδιο που δίνει ανθεκτικότητα στη στρεπτομυκίνη. (Μονάδες 2)

Δ5. Να γράψετε την αλληλουχία του mRNA που παράγεται κατά τη μεταγραφή του γονιδίου της στρεπτομυκίνης στο ανασυνδυασμένο πλασμίδιο καθώς και τα αντικωδικόνια των tRNA που θα πάρουν μέρος στη μετάφρασή του, χωρίς να αιτιολογήσετε. (Μονάδες 4)

Δ6. Το ανασυνδυασμένο πλασμίδιο εισέρχεται σε βακτήριο Escherichia coli που δεν διαθέτει πλασμίδια και επίσης φέρει ανενεργό χειριστή στο οπερόνιο της λακτόζης του, λόγω μετάλλαξης. Να εξηγήσετε κατά πόσο μπορεί το βακτήριο να επιβιώσει όταν καλλιεργείται σε θρεπτικό υλικό:

α) Με γλυκόζη ως αποκλειστική πηγή άνθρακα και στρεπτομυκίνη,

β) Με λακτόζη ως αποκλειστική πηγή άνθρακα και στρεπτομυκίνη.  

(Μονάδες 6)

Επιμέλεια Θεμάτων: Χάλκος Δημήτρης

ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ

Απαντήσεις:

ΘΕΜΑ 1^ο

1 =γ

2=γ

3=δ

4=α

5=β

ΘΕΜΑ 2^ο

Β1. Στον άνθρωπο τα φυσιολογικά αρσενικά και θηλυκά άτομα έχουν στον πυρήνα των σωματικών τους κυττάρων 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων. Το ένα χρωμόσωμα κάθε ζεύγους είναι πατρικής και το άλλο μητρικής προέλευσης και ελέγχουν τις ίδιες ιδιότητες. Από τα 23 ζεύγη τα 22 είναι μορφολογικά ίδια στα αρσενικά και στα θηλυκά άτομα και ονομάζονται αυτοσωμικά χρωμοσώματα. Το 23^ο ζεύγος στα θηλυκά άτομα αποτελείται από δύο Χ χρωμοσώματα, ενώ στα αρσενικά από ένα Χ και ένα Υ χρωμόσωμα. Το Υ χρωμόσωμα είναι μικρότερο σε μέγεθος από το Χ. Τα χρωμοσώματα αυτά ονομάζονται φυλετικά και σε πολλούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου, καθορίζουν το φύλο. Στον άνθρωπο η παρουσία του Υ χρωμοσώματος καθορίζει το αρσενικό άτομο, ενώ η απουσία του το θηλυκό άτομο. Έτσι, ένα φυσιολογικό αρσενικό άτομο έχει 44 αυτοσωμικά χρωμοσώματα και ένα ζεύγος ΧΥ, ενώ ένα φυσιολογικό θηλυκό 44 αυτοσωμικά και ένα ζεύγος XX.

Συνεπώς: Από τον πατέρα του πατέρα του έχει κληρονομήσει από 1 (το Υ) έως 23 χρωμοσώματα ενώ από τη μητέρα του πατέρα του έχει κληρονομήσει από 0 έως 22 χρωμοσώματα.

Από τον πατέρα της μητέρας του έχει κληρονομήσει από 0 έως 23 χρωμοσώματα ενώ και από τη μητέρα της μητέρας του έχει κληρονομήσει από 0 έως 23 χρωμοσώματα.

Β2.  1=Α, 2=Β, 3=Α, 4=Β, 5=Β, 6=Α, 7=Α, 8=Β, 9=Β, 10=Α

Β3. α) α ng, β) 2α ng, γ) 2α ng

Β4. α) 1002, β) 1002 χ 4 = 4008, γ) 1002 χ 5 = 5010, δ) 1002 ε) μπορεί να είναι τόσο ευκαρυωτικός όσο και προκαρυωτικός.

ΘΕΜΑ 3^ο

Γ1. α) 6030, β) 5970, γ) 6030, δ) 6030 ε) Ο γαμέτης περιέχει ένα χρωμόσωμα από κάθε ζεύγος ομόλογων χρωμοσωμάτων. Τα ομόλογα χρωμοσώματα δεν είναι πανομοιότυπα. Το ένα είναι μητρικής και το άλλο πατρικής προέλευσης. Άρα ο γαμέτης δεν θα τέμνεται τις μισές φορές σε σχέση με το σωματικό. Γι’ αυτό τέμνεται μόνο 2000 φορές.

Γ2. α) Η πιθανότητα να δημιουργηθεί ζυγωτό ΑΑ είναι 1/4

β) Η πιθανότητα για ένα παιδί που γεννήθηκε να έχει γονότυπο ΑΑ είναι 1/3.

γ) Η αμνιοπαρακέντηση γίνεται τη 12^η με 16^η εβδομάδα της κύησης. Τα θνησιγόνα γονίδια προκαλούν σε ομόζυγη κατάσταση αυτόματη αποβολή συνήθως πριν την 8^η εβδομάδα. Αν λοιπόν έχει συμβεί αποβολή η πιθανότητα το έμβρυο να έχει γονότυπο ΑΑ είναι 1/3  ενώ αν δεν έχει γίνει αποβολή η πιθανότητα ο γονότυπος να είναι ΑΑ είναι 1/4.

Γ3.  Παρατηρούμε την εμφάνιση 3 φαινοτύπων με τον τρίτο φαινότυπο να είναι ενδιάμεσος των άλλων δύο. Απορρίπτεται η περίπτωση των πολλαπλών αλληλόμορφων διότι από τη διασταύρωση κόκκινου με λευκό, όλοι οι απόγονοι είναι ροζ. Η εμφάνιση ενός κόκκινου μπορεί να ερμηνευθεί μόνο ως αποτέλεσμα τυχαίας μετάλλαξης σε ένα γαμέτη του φυτού.

Γ4. Ένα ινίδιο χρωματίνης είναι ένα δίκλωνο γραμμικό μόριο DNA. Καθώς συνέβησαν 2 αναστροφές διακρίνουμε τις εξής περιπτώσεις:

α) Να έγιναν από μία σε κάθε άκρο του μορίου. Σε αυτή την περίπτωση καταστράφηκαν από μηδέν έως 2 γονίδια και έσπασαν 4 φωσφοδιεστερικοί δεσμοί.

β) Η μία αναστροφή να συνέβη σε ένα άκρο του μορίου και η άλλη στο εσωτερικό του μορίου. Σε αυτή την περίπτωση καταστράφηκαν από μηδέν έως 3 γονίδια και έσπασαν συνολικά 6 φωσφοδιεστερικοί δεσμοί.

γ) Να έγιναν και οι δύο αναστροφές στο εσωτερικό του μορίου. Σε αυτή την περίπτωση καταστράφηκαν από μηδέν έως 4 γονίδια και έσπασαν 8 φωσφοδιεστερικοί δεσμοί.

ΘΕΜΑ 4^ο

Δ1. Στο οπερόνιο της λακτόζης οι ρυθμιστικές αλληλουχίες της έκφρασης των δομικών γονιδίων είναι κατά σειρά το ρυθμιστικό γονίδιο, ο υποκινητής και ο χειριστής.  Συνεπώς ο υποκινητής των δομικών γονιδίων βρίσκεται πριν το χειριστή. Η κωδική αλυσίδα έχει το 5’ άκρο της από τη μεριά του υποκινητή συνεπώς είναι η αλυσίδα Ι.

Δ2. Η αλληλουχία των βάσεων του mRNA καθορίζει την αλληλουχία των αμινοξέων στις πρωτεΐνες με βάση έναν κώδικα αντιστοίχισης νουκλεοτιδίων mRNA με αμινοξέα πρωτεϊνών, ο οποίος ονομάζεται γενετικός κώδικας. Ο γενετικός κώδικας είναι κώδικας τριπλέτας, συνεχής και  μη επικαλυπτόμενος. Ο γενετικός κώδικας έχει κωδικόνιο έναρξης και κωδικόνια λήξης. Το κωδικόνιο έναρξης σε όλους τους οργανισμούς είναι το 5’AUG3’ και κωδικοποιεί το αμινοξύ μεθειονίνη. Υπάρχουν τρία κωδικόνια λήξης, τα 5’UAG3’, 5’UGA3’ και 5’UAA3’. Η παρουσία των κωδικονίων αυτών στο μόριο του mRNA οδηγεί στον τερματισμό της σύνθεσης της πολυπεπτιδικής αλυσίδας.

Ο όρος κωδικόνιο δεν αφορά μόνο το mRNA αλλά και το γονίδιο από το οποίο παράγεται. Έτσι, για παράδειγμα, το κωδικόνιο έναρξης 5’AUG3’ αντιστοιχεί στο κωδικόνιο έναρξης της κωδικής αλυσίδας του γονιδίου 5’ATG3’ κ.ο.κ

Στην αλυσίδα Ι εντοπίζουμε κωδικόνιο έναρξης 5’ΑΤG3’ και κωδικόνιο λήξης 5’ΤGA3’. Υπάρχουν 13 κωδικόνια και καθώς πρόκειται για προκαρυωτικό γονίδιο που δε φέρει εσώνια θα κωδικοποιεί πεπτίδιο 12 αμινοξέων.

Δ3.  Το τμήμα με τα μονόκλωνα άκρα που θα προκύψει είναι:

5’ ATGGGATCCC 3’

   3’      CCCTAGGGTA5’

Έσπασαν συνολικά 4 φωσφοδιεστερικοί δεσμοί.

Δ4. Το ανασυνδυασμένο πλασμίδιο θα είναι:

5’… CAGCTC CATGGGATCCC ATGGGATGCTTTATAAATAACA…3’

3’… GTCGAGGTACCCTAGGGTACCCTACGAAATATTTATTGT….5

Δ5. Το παραγόμενο mRNA θα είναι:

5’ CAUGGGAUCCCAUGGG-AUG-CUU-UAU-AAA-UAA-CA…3’

Tα αντικωδικόνια των tRNA θα είναι:

3’UAC5’, 3’GAA5’, 3’AUA5’, 3’UUU5’.

Δ6. Το ανασυνδυασμένο πλασμίδιο φέρει λειτουργικό γονίδιο ανθεκτικότητας στην στρεπτομυκίνη αλλά και την αλληλουχία του χειριστή του οπερονίου της λακτόζης μεταξύ του υποκινητή και της κωδικοποιούσας περιοχής του γονιδίου που δίνει ανθεκτικότητα σε στρεπτομυκίνη. Συνεπώς όταν εισέρχεται σε βακτήριο E.coli η πρωτεΐνη καταστολέας που παράγεται από το ρυθμιστικό γονίδιο συνδέεται με το χειριστή και καταστέλλει το γονίδιο ανθεκτικότητας σε στρεπτομυκίνη. Άρα απουσία λακτόζης το βακτήριο είναι ευαίσθητο σε στρεπτομυκίνη ενώ παρουσία λακτόζης επάγεται η έκφρασή του και το βακτήριο είναι ανθεκτικό σε στρεπτομυκίνη.

Άρα έχουμε: α) Με γλυκόζη και στρεπτομυκίνη πεθαίνει λόγω της παρουσίας της στρεπτομυκίνης και β) με λακτόζη και στρεπτομυκίνη επιβιώνει γιατί το γονίδιο ανθεκτικότητας είναι σε απαγωγή.