Αρχείο μηνός Οκτώβριος 2011

Θέματα εσπερινών Λυκείων 2009

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ΄ ΤΑΞΗΣ
ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2009
ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ
ΒΙΟΛΟΓΙΑ
ΘΕΜΑ 1ο
Για τις ημιτελείς προτάσεις 1 έως και 5, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της φράσης και δίπλα του το γράμμα που αντιστοιχεί στο σωστό συμπλήρωμά της.
1. Το πλασμίδιο Ti εντοπίζεται στο βακτήριο
α. πνευμονιόκοκκος (Diplococcus pneumoniae).
β. Escherichia coli.
γ. Bacillus thuringiensis.
δ. Agrobacterium tumefaciens.
Μονάδες 5
2. Τα υβριδώματα μπορούν να παράγουν μεγάλες ποσότητες
α. ινσουλίνης.
β. ιντερφερονών.
γ. μονοκλωνικών αντισωμάτων.
δ. α1- αντιθρυψίνης.
Μονάδες 5
3. Στον ανθρώπινο φυσιολογικό καρυότυπο απεικονίζονται
α. 23 χρωμοσώματα.
β. 22 ζεύγη χρωμοσωμάτων.
γ. 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων.
δ. 46 ζεύγη χρωμοσωμάτων.
Μονάδες 5
4. Η επιλογή ενός βακτηριακού κλώνου που περιέχει το ανασυνδυασμένο πλασμίδιο γίνεται με:
α. χρήση ειδικών μορίων ανιχνευτών.
β. χρήση αντιβιοτικών.
γ. ένζυμα πρωτεϊνοσύνθεσης.
δ. χρήση βιοαντιδραστήρων.
Μονάδες 5
5. Το κωδικόνιο έναρξης της μετάφρασης του mRNA σε όλους τους oργανισμούς είναι το
α. AUG.
β. UUU.
γ. CAA.
δ. UAA.
ΘΕΜΑ 2ο
A. Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό κάθε στοιχείου της Στήλης Ι και, δίπλα σε κάθε αριθμό, το γράμμα από στοιχείο της Στήλης ΙΙ, ώστε να προκύπτει η σωστή αντιστοίχιση.
Δύο στοιχεία της Στήλης ΙΙ περισσεύουν:
Στήλη Ι Στήλη ΙΙ
1. διαβήτης α. αδελφές χρωματίδες
2. διαγονιδιακά ζώα β. ριβονουκλεοπρωτεϊνικά “σωματίδια”
3. κεντρομερίδιο γ. ινσουλίνη
4. ωρίμανση mRNA δ. μικροέγχυση
5. βιοαντιδραστήρας ε. ιντερφερόνη
ζ. ζύμωση
η. περιοριστικές ενδονουκλεάσες
Μονάδες 10
B. Ένας νέος τομέας της Βιοτεχνολογίας που αναπτύσσεται ταχύτατα είναι η γονιδιακή θεραπεία.
1. Ποιος είναι ο στόχος της γονιδιακής θεραπείας;
Μονάδες 5
2. Ποιες είναι οι προϋποθέσεις για την εφαρμογή της γονιδιακής θεραπείας;
Μονάδες 6
3. Να αναφέρετε ονομαστικά τους τύπους γονιδιακής θεραπείας.
Μονάδες 4
ΘΕΜΑ 3ο
Πρόκειται να καλλιεργηθεί στο εργαστήριο ένας ετερότροφος μικροοργανισμός.
1. Να αναφέρετε ονομαστικά τα θρεπτικά συστατικά τα οποία πρέπει να προστεθούν στο μέσο καλλιέργειας, ώστε ο μικροοργανισμός αυτός να αναπτυχθεί φυσιολογικά.
Μονάδες 8
2. Πώς μπορούμε να διαπιστώσουμε αν ο μικροοργανισμός αυτός είναι υποχρεωτικά αναερόβιος;
Μονάδες 7
3. Τι γνωρίζετε για τους άλλους παράγοντες που επιδρούν στην ανάπτυξη του μικροοργανισμού;
Μονάδες 10
ΘΕΜΑ 4ο
Δίνεται το παρακάτω τμήμα DNA στο οποίο έχει αρχίσει η διαδικασία της αντιγραφής:

1. Στις θέσεις Α, Β, Γ, Δ, Ε, Ζ να αντιστοιχίσετε τις ενδείξεις 3΄ ή 5΄ ώστε να φαίνεται ο προσανατολισμός των αρχικών και των νεοσυντιθέμενων αλυσίδων.
Μονάδες 6
2. Τι είναι τα πρωταρχικά τμήματα, πώς δημιουργούνται και πώς επιμηκύνονται;
Μονάδες 9
3. Εξηγήστε γιατί πρέπει, στην παραπάνω διαδικασία να ενεργοποιηθεί το ένζυμο DNA δεσμάση και πώς θα δράσει αυτό;
Μονάδες 6
4. Ποια ένζυμα θα επιδιορθώσουν τα πιθανά λάθη της διαδικασίας της αντιγραφής;
Μονάδες 4
ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ 2009
ΘΕΜΑ 1o
Οι σωστές απαντήσεις είναι:
1. δ
2. γ
3. γ
4. β
Σημείωση: Με τη χρήση ειδικών μορίων ανιχνευτών γίνεται η επιλογή του βακτηριακού κλώνου μίας γονιδιωματικής βιβλιοθήκης που περιέχει το ανασυνδυασμένο πλασμίδιο με το επιθυμητό θραύσμα DNA. Με τον ίδιο τρόπο είναι δυνατό να γίνεται και η απομόνωση του ανασυνδυασμένου βακτηριακού κλώνου μίας cDNA βιβλιοθήκης.
5. α
ΘΕΜΑ 2o
Α. Οι σωστές απαντήσεις είναι:
1. γ
2. δ
3. α
4. β
5. ζ
Β. 1. Υπάρχουν περισσότερες από 4.000 γενετικές ασθένειες, ασθένειες δηλαδή που οφείλονται σε γονιδιακές μεταλλάξεις. Όλες σχεδόν αυτές οι ασθένειες προκαλούν δυσμορφίες, το 80% όλων διανοητική καθυστέρηση και το ένα πέμπτο από αυτές θάνατο στην παιδική ηλικία.
Έως πρόσφατα η μοριακή βάση των γενετικών ασθενειών δεν ήταν γνωστή. Η τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA σε συνδυασμό με τις μεθόδους της παραδοσιακής Γενετικής (γενεαλογικά δένδρα) οδήγησε στον εντοπισμό της θέσης στα χρωμοσώματα (χαρτογράφηση) πολλών μεταλλαγμένων γονιδίων, που προκαλούν τις αντίστοιχες ασθένειες. Επιπλέον ορισμένα μεταλλαγμένα γονίδια κλωνοποιήθηκαν και συγκρίθηκαν με τα φυσιολογικά αλληλόμορφά τους, για να εξακριβωθεί το είδος των μεταλλάξεων.
Οι γνώσεις αυτές έδωσαν τη δυνατότητα ανάπτυξης μίας θεραπείας που στηρίζεται στην τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA και ονομάζεται γονιδιακή θεραπεία. Αυτή έχει ως στόχο να «διορθώσει» τη γενετική βλάβη εισάγοντας στους ασθενείς φυσιολογικά αλληλόμορφα του μεταλλαγμένου γονιδίου.
2. Απαραίτητη προϋπόθεση για την εφαρμογή της γονιδιακής θεραπείας είναι, εκτός από την κλωνοποίηση του υπεύθυνου γονιδίου, και ο προσδιορισμός των κυττάρων που εμφανίζουν τη βλάβη από την ασθένεια. Με τις μεθόδους της γονιδιακής θεραπείας δε γίνεται αποκατάσταση της λειτουργίας του μεταλλαγμένου γονιδίου σε όλα τα κύτταρα του
οργανισμού αλλά μόνο σε ορισμένα κύτταρα-στόχους (σωματικά κύτταρα).
3. Η γονιδιακή θεραπεία εφαρμόστηκε για πρώτη φορά το Σεπτέμβριο του 1990. Σήμερα υπάρχουν δύο τύποι γονιδιακής θεραπείας, αυτοί είναι η ex vivo γονιδιακή θεραπεία και η in vivo γονιδιακή θεραπεία. Ο διαχωρισμός τους στηρίζεται στο αν τα κύτταρα στόχοι που υφίστανται τη γενετική αλλαγή μπορούν ή όχι αντίστοιχα, να αφαιρεθούν προσωρινά από το σώμα του ασθενούς.
ΘΕΜΑ 3o
1. Όπως και όλοι οι υπόλοιποι οργανισμοί, για να αναπτυχθεί ένας μικροοργανισμός είναι απαραίτητο να μπορεί να προμηθεύεται από το περιβάλλον στο οποίο αναπτύσσεται μια σειρά θρεπτικών συστατικών. Σε αυτά περιλαμβάνονται ο άνθρακας, το άζωτο, διάφορα μεταλλικά ιόντα και το νερό.
Για τους ετερότροφους μικροοργανισμούς η πηγή άνθρακα (C) είναι διάφορες οργανικές ενώσεις, όπως οι υδατάνθρακες.
Η πηγή αζώτου για τους περισσότερους μικροοργανισμούς είναι τα αμμωνιακά ή τα νιτρικά ιόντα (ΝΟ-3). Τέλος, τα μεταλλικά ιόντα είναι απαραίτητα για την πραγματοποίηση των χημικών αντιδράσεων στο κύτταρο και ως συστατικά διαφόρων μορίων.
2. Η παρουσία ή απουσία O2 μπορεί να βοηθήσει ή να αναστείλει την ανάπτυξη των μικροοργανισμών. Υπάρχουν μικροοργανισμοί που για την ανάπτυξή τους απαιτούν υψηλή συγκέντρωση O2 (υποχρεωτικά αερόβιοι) όπως τα βακτήρια του γένους Mycobacterium. Άλλοι μικροοργανισμοί, όπως οι μύκητες που χρησιμοποιούνται στην αρτοβιομηχανία, ανήκουν
στην κατηγορία των μικροοργανισμών που αναπτύσσονται παρουσία O2 με ταχύτερο ρυθμό απ’ότι απουσία O2 (προαιρετικά αερόβιοι). Τέλος, υπάρχουν μικροοργανισμοί όπως βακτήρια του γένους Clostridium για τους οποίους το O2 είναι τοξικό (υποχρεωτικά αναερόβιοι).
Συνεπώς μπορούμε να διαπιστώσουμε αν ο μικροοργανισμός μας είναι υποχρεωτικά αναερόβιος όταν τον καλλιεργήσουμε σε περιβάλλον παρουσία Ο2 και αδυνατεί να αναπτυχθεί ενώ όταν τον καλλιεργήσουμε σε περιβάλλον απουσία Ο2 τότε αυτός αναπτύσσεται φυσιολογικά.
3. Οι παράγοντες που επηρεάζουν το χρόνο διπλασιασμού και κατά συνέπεια το ρυθμό ανάπτυξης των μικροοργανισμών είναι η διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών, το pH, το Ο2και η θερμοκρασία. Το pH επηρεάζει σημαντικά την ανάπτυξη των μικροοργανισμών. Οι περισσότεροι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται σε pH 6-9. Υπάρχουν όμως και mικροοργανισμοί, όπως βακτήριατου γένους Lactobacillus που αναπτύσσονται σε pH 4-5.
Τέλος, η θερμοκρασία είναι ένας ακόμη σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει την ανάπτυξη των μικροοργανισμών. Οι περισσότεροι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται άριστα σε θερμοκρασίες 20ο- 45οC. Για παράδειγμα το βακτήριο E.coli αναπτύσσεται άριστα σε θερμοκρασία 37οC. Υπάρχουν όμως ορισμένοι μικροοργανισμοί που για την ανάπτυξή τους
απαιτούν θερμοκρασία μεγαλύτερη από 45οC, όπως αυτοί που αναπτύσσονται κοντά σε θερμοπηγές, και άλλοι που αναπτύσσονται σε θερμοκρασία μικρότερη των 20οC.
ΘΕΜΑ 4o
1.

Το DNA είναι ένα μακρομόριο (πολυνουκλεοτίδιο) που αποτελείται από νουκλεοτίδια. Μια πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα σχηματίζεται από την ένωση πολλών νουκλεοτιδίων με ομοιοπολικό δεσμό. Ο δεσμός αυτός αναπτύσσεται μεταξύ του υδροξυλίου του 3΄ άνθρακα της πεντόζης του πρώτου νουκλεοτιδίου και της φωσφορικής ομάδας που είναι ενωμένη στον
5΄ άνθρακα της πεντόζης του αμέσως επόμενου νουκλεοτιδίου. Ο δεσμός ονομάζεται 3΄→ 5΄ φωσφοδιεστερικός δεσμός.
Ανεξάρτητα από τον αριθμό των νουκλεοτιδίων μιας πολυνουκλεοτιδικής αλυσίδας, το πρώτο νουκλεοτίδιο θα έχει πάντα ελεύθερη μια φωσφορική ομάδα ενωμένη στον 5΄ άνθρακα της πεντόζης του και το τελευταίο νουκλεοτίδιο θα έχει ελεύθερο το υδροξύλιο του 3΄ άνθρακα της πεντόζης του. Για αυτό λέμε ότι ο προσανατολισμός μιας πολυνουκλεοτιδικής αλυσίδας είναι πάντα 5΄→3΄.
Εξαιτίας της δράσης (δημιουργία 3΄→5΄ φωσφοδιεστερικού δεσμού) των ενζύμων που πραγματοποιούν τον πολυμερισμό (DNA πολυμεράσες) κάθε νεοσυντιθέμενης αλυσίδας DNA στο αντιγραφόμενο τμήμα DNA, η αντιγραφή έχει προσανατολισμό 5΄→3΄. Κάθε νέος κλώνος DNA που συντίθεται γίνεται με προσανατολισμό 5΄→3΄, οπότε σε κάθε διπλή έλικα που προκύπτει οι δύο συμπληρωματικοί κλώνοι DNA είναι αντιπαράλληλοι.
2. Καθώς οι DNA πολυμεράσες 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. DNA πολυμεράσες επιμηκύνουν τα πρωταρχικά τμήματα, τοποθετώντας συμπληρωματικά δεοξυριβονουκλεοτίδια απέναντι από τις μητρικές αλυσίδες του DNA.
3. Επειδή, όπως ειπώθηκε, οι DNA πολυμεράσες λειτουργούν μόνο προς καθορισμένη κατεύθυνση και τοποθετούν τα νουκλεοτίδια στο ελεύθερο 3΄ άκρο της δεοξυριβόζης του τελευταίου νουκλεοτιδίου κάθε αναπτυσσόμενης αλυσίδας. Έτσι, λέμε ότι αντιγραφή γίνεται με προσανατολισμό 5΄ προς 3΄. Κάθε νεοσυντιθέμενη αλυσίδα θα έχει προσανατολισμό 5΄→3΄. Έτσι, σε κάθε διπλή έλικα που παράγεται οι δύο αλυσίδες θα είναι αντιπαράλληλες. Για να ακολουθηθεί αυτός ο κανόνας σε κάθε τμήμα DNA που γίνεται η αντιγραφή, η σύνθεση του DNA είναι συνεχής στη μία αλυσίδα και ασυνεχής στην άλλη. Τα κομμάτια της ασυνεχούς αλυσίδας συνδέονται μεταξύ τους με τη βοήθεια ενός ενζύμου, που ονομάζεται DNA δεσμάση. Το ίδιο ένζυμο συνδέει και όλα τα κομμάτια που προκύπτουν από τις διάφορες θέσεις έναρξης αντιγραφής σε ένα γραμμικό μόριο DNA.
4. Οι DNA πολυμεράσες, εκτός των άλλων, επιδιορθώνουν επίσης λάθη που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της αντιγραφής. Μπορούν δηλαδή, να “βλέπουν” και να “απομακρύνουν” νουκλεοτίδια που οι ίδιες τοποθετούν, κατά παράβαση του κανόνα της συμπληρωματικότητας, και να τοποθετούν τα σωστά. Το κύτταρο ελέγχει αν η αλληλουχία βάσεων του DNA είναι σωστή. Η αντιγραφή του DNA είναι απίστευτα ακριβής, μόνο ένα νουκλεοτίδιο στα 100.000 μπορεί να ενσωματωθεί λάθος. 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 το ένα στα 1010!