GPT-5.5 · Βιολογία

Τι απάντησε

Σωστή απάντηση: γ.

Τα κωδικόνια $5΄AGC3΄$ και $5΄UCU3΄$ είναι συνώνυμα, γιατί κωδικοποιούν το ίδιο αμινοξύ, τη σερίνη.

Πώς βαθμολογήθηκε

1. ✓ Επιλογή του γράμματος που αντιστοιχεί στο ζεύγος συνώνυμων κωδικονίων 5/5

Τι απάντησε

Σωστή απάντηση: γ.

Με ραδιενεργό θείο ${}^{35}S$ ιχνηθετούνται πρωτεΐνες, επειδή το θείο υπάρχει σε ορισμένα αμινοξέα. Η DNA ελικάση είναι ένζυμο, άρα πρωτεΐνη.

Πώς βαθμολογήθηκε

1. ✓ Επιλογή του γράμματος που αντιστοιχεί στο μόριο το οποίο ιχνηθετείται μόνο με ραδιενεργό θείο 5/5

Τι απάντησε

Σωστή απάντηση: β.

Η πρωτοταγής δομή μιας πρωτεΐνης είναι η σειρά των αμινοξέων της πολυπεπτιδικής αλυσίδας, τα οποία συνδέονται με πεπτιδικούς δεσμούς.

Πώς βαθμολογήθηκε

1. ✓ Επιλογή του γράμματος που αντιστοιχεί στο είδος δεσμού της πρωτοταγούς δομής 5/5

Τι απάντησε

Σωστή απάντηση: γ.

Τα βακτήρια του γένους Lactobacillus αναπτύσσονται ιδανικά σε όξινες τιμές pH, περίπου $4-5$.

Πώς βαθμολογήθηκε

1. ✓ Επιλογή του γράμματος που αντιστοιχεί στις τιμές pH ιδανικής ανάπτυξης των βακτηρίων Lactobacillus 5/5

Τι απάντησε

Σωστή απάντηση: δ.

Η ωρίμανση του πρόδρομου mRNA πραγματοποιείται σε ευκαρυωτικά κύτταρα. Το Paramecium είναι ευκαρυωτικός οργανισμός.

Πώς βαθμολογήθηκε

1. ✓ Επιλογή του γράμματος που αντιστοιχεί στα κύτταρα όπου πραγματοποιείται η ωρίμανση 5/5

Τι απάντησε

Η αντιστοίχιση είναι:

1. Πυρηνικός φάκελος: β, μόνο ευκαρυωτικά κύτταρα.

2. Ριβοσώματα: γ, προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα.

3. Άτρακτος: β, μόνο ευκαρυωτικά κύτταρα.

4. Μικρά ριβονουκλεοπρωτεϊνικά σωματίδια: β, μόνο ευκαρυωτικά κύτταρα.

5. Περιοριστικές ενδονουκλεάσες: α, μόνο προκαρυωτικά κύτταρα.

6. Δίκλωνα κυκλικά μόρια DNA: γ, προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα, αφού υπάρχουν στα βακτήρια αλλά και σε οργανίδια ευκαρυωτικών κυττάρων, όπως μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες.

Πώς βαθμολογήθηκε

1. ✓ Σωστή αντιστοίχιση του όρου 1 (πυρηνικός φάκελος) με στήλη Β 1/1
2. ✓ Σωστή αντιστοίχιση του όρου 2 (ριβοσώματα) με στήλη Β 1/1
3. ✓ Σωστή αντιστοίχιση του όρου 3 (άτρακτος) με στήλη Β 1/1
4. ✓ Σωστή αντιστοίχιση του όρου 4 (μικρά ριβονουκλεοπρωτεϊνικά σωματίδια) με στήλη Β 1/1
5. ✓ Σωστή αντιστοίχιση του όρου 5 (περιοριστικές ενδονουκλεάσες) με στήλη Β 1/1
6. ✓ Σωστή αντιστοίχιση του όρου 6 (δίκλωνα κυκλικά μόρια DNA) με στήλη Β 1/1

Τι απάντησε

Τέσσερις μηχανισμοί δημιουργίας γενετικής ποικιλομορφίας στους απογόνους των αμφιγονικά αναπαραγόμενων οργανισμών είναι:

1. Οι μεταλλάξεις.
2. Ο επιχιασμός κατά την πρόφαση Ι της μείωσης.
3. Ο ανεξάρτητος συνδυασμός των ομόλογων χρωμοσωμάτων κατά τη μείωση.
4. Η τυχαία γονιμοποίηση, δηλαδή ο τυχαίος συνδυασμός γαμετών.

Η γενετική ποικιλομορφία έχει μεγάλη σημασία για την εξέλιξη, επειδή δημιουργεί άτομα με διαφορετικούς γονότυπους και φαινότυπους μέσα σε έναν πληθυσμό. Έτσι, σε περίπτωση αλλαγής των περιβαλλοντικών συνθηκών, ορισμένα άτομα μπορεί να διαθέτουν ευνοϊκά χαρακτηριστικά που αυξάνουν την πιθανότητα επιβίωσης και αναπαραγωγής τους. Η φυσική επιλογή δρα πάνω σε αυτή την ποικιλομορφία, με αποτέλεσμα τη σταδιακή μεταβολή των πληθυσμών.

Πώς βαθμολογήθηκε

1. ✓ Ονομαστική αναφορά τεσσάρων μηχανισμών δημιουργίας γενετικής ποικιλομορφίας στους αμφιγονικά αναπαραγόμενους οργανισμούς (1 μονάδα για καθέναν) 4/4
2. ✓ Εξήγηση ότι ορισμένοι συνδυασμοί γονιδίων και γνωρισμάτων προσφέρουν μεγαλύτερες δυνατότητες επιβίωσης στον φορέα τους σε συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες 2/2
3. ✓ Διατύπωση ότι οι ευνοϊκότεροι συνδυασμοί περνούν στις επόμενες γενιές του πληθυσμού, συμβάλλοντας στην εξέλιξη 1/1

Τι απάντησε

Οι αρχικοί γονείς προέρχονται από οικογένειες που για πολλές γενιές εμφάνιζαν το ίδιο χρώμα, άρα θεωρούνται αμιγείς.

Το θηλυκό με κίτρινο πτέρωμα δεν παράγει κόκκινη χρωστική, άρα έχει γονότυπο $aa$. Επειδή παράγει κίτρινη χρωστική και είναι αμιγές θηλυκό, έχει γονότυπο $X^B{X}^B$.

Άρα:

$$P_{\text{θηλυκοˊ}}:aa{X}^B{X}^B$$

Το αρσενικό με κόκκινο πτέρωμα παράγει κόκκινη χρωστική, άρα είναι $AA$, αφού είναι αμιγές. Δεν παράγει κίτρινη χρωστική, άρα έχει γονότυπο $X^{b}Y$.

Άρα:

$$P_{\text{αρσενικοˊ}}:AA{X}^{b}Y$$

Η διασταύρωση είναι:

$$aa{X}^B{X}^B\times AA{X}^{b}Y$$

Οι απόγονοι $F_1$ είναι:

Θηλυκά:

$$Aa{X}^B{X}^b$$

Αρσενικά:

$$Aa{X}^{B}Y$$

Όλα τα άτομα της $F_1$ έχουν ένα επικρατές αλληλόμορφο $A$ και ένα επικρατές φυλοσύνδετο αλληλόμορφο $X^B$, άρα παράγουν και κόκκινη και κίτρινη χρωστική και έχουν πορτοκαλί πτέρωμα.

Πώς βαθμολογήθηκε

1. ✓ Γονότυποι των δύο ατόμων της πατρικής γενιάς (P), με αξιοποίηση του ότι προέρχονται από οικογένειες με το ίδιο χρώμα για πολλές γενιές, άρα είναι αμιγή 2/2
2. ✓ Γονότυποι του θηλυκού και του αρσενικού της F1, όπως προκύπτουν από τους γαμέτες των ατόμων της P 2/2

Τι απάντησε

Τα δύο μέλη της οικογένειας που εμφανίζουν μη αναμενόμενο φαινότυπο είναι τα άτομα II₄ και III₁.

Η ασθένεια κληρονομείται με υπολειπόμενο φυλοσύνδετο τρόπο. Έστω $X^A$ το φυσιολογικό αλληλόμορφο και $X^a$ το παθολογικό.

Το άτομο I₂ είναι γυναίκα που πάσχει, άρα έχει γονότυπο:

$$X^a{X}^a$$

Το άτομο I₁ είναι άνδρας που δεν πάσχει, άρα έχει γονότυπο:

$$X^{A}Y$$

Από τη διασταύρωση:

$$X^{A}Y\times X^a{X}^a$$

όλοι οι γιοι αναμένεται να έχουν γονότυπο $X^{a}Y$ και να πάσχουν, ενώ όλες οι κόρες αναμένεται να είναι φορείς $X^A{X}^a$ και να μην πάσχουν.

Το άτομο II₄ είναι γιος του ζεύγους I₁ και I₂, αλλά δεν πάσχει. Αυτό δεν είναι αναμενόμενο, άρα έχει μη αναμενόμενο φαινότυπο.

Το άτομο II₂, ως κόρη του ζεύγους, αναμένεται να είναι φορέας $X^A{X}^a$. Το άτομο II₃ είναι άνδρας που δεν πάσχει, άρα αναμένεται να έχει γονότυπο $X^{A}Y$. Από τη διασταύρωση αυτών των δύο ατόμων δεν αναμένεται να γεννηθεί κόρη που πάσχει, γιατί οι κόρες παίρνουν το φυσιολογικό $X^A$ από τον πατέρα τους.

Το άτομο III₁ είναι κόρη που πάσχει, επομένως εμφανίζει μη αναμενόμενο φαινότυπο.

Πώς βαθμολογήθηκε

1. ✓ Αναγνώριση των δύο μελών της οικογένειας που εμφανίζουν μη αναμενόμενο φαινότυπο (1 μονάδα για καθένα) 2/2
2. ✓ Αιτιολόγηση για το II₄ με βάση το γενεαλογικό δέντρο: από πάσχουσα μητέρα (I₂) όλοι οι γιοι αναμένεται να πάσχουν 1/1
3. ✓ Αιτιολόγηση για το III₁ με βάση το γενεαλογικό δέντρο: πάσχουσα κόρη δεν μπορεί να προκύψει από υγιή πατέρα (II₃) 1/1

Τι απάντησε

Το άτομο II₄ έχει γονότυπο:

$$X^A{X}^{a}Y$$

Η μητέρα του I₂ έχει γονότυπο $X^a{X}^a$, ενώ ο πατέρας του I₁ έχει γονότυπο $X^{A}Y$. Για να προκύψει απόγονος $X^A{X}^{a}Y$, το ωάριο της μητέρας έδωσε ένα $X^a$, ενώ το σπερματοζωάριο του πατέρα έδωσε και $X^A$ και $Y$. Αυτό μπορεί να συμβεί λόγω μη διαχωρισμού των φυλετικών χρωμοσωμάτων κατά τη μείωση Ι στη σπερματογένεση του πατέρα, οπότε δημιουργήθηκε σπερματοζωάριο με δύο φυλετικά χρωμοσώματα, $X^{A}Y$.

Με γονιμοποίηση από φυσιολογικό ωάριο $X^a$ προέκυψε ζυγωτό:

$$X^A{X}^{a}Y$$

Το άτομο III₁ έχει γονότυπο:

$$X^a{X}^{-}$$

Η μητέρα του II₂ είναι φορέας, άρα μπορεί να δώσει γαμέτη $X^a$. Ο πατέρας του II₃ είναι άνδρας που δεν πάσχει. Για να γεννηθεί κόρη, ο πατέρας έδωσε Χ χρωμόσωμα. Όμως το Χ αυτό δεν έφερε φυσιολογικό αλληλόμορφο του γονιδίου, επειδή είχε συμβεί έλλειψη του τμήματος του Χ χρωμοσώματος που περιέχει το συγκεκριμένο γονίδιο κατά τη γαμετογένεση του πατέρα.

Έτσι, από γαμέτη $X^a$ της μητέρας και γαμέτη $X^{-}$ του πατέρα προέκυψε κόρη:

$$X^a{X}^{-}$$

η οποία πάσχει, επειδή δεν έχει κανένα φυσιολογικό αλληλόμορφο $X^A$.

Πώς βαθμολογήθηκε

1. ✓ Απόδοση της ανωμαλίας του II₄ σε μη διαχωρισμό των φυλετικών χρωμοσωμάτων στην 1η μειωτική διαίρεση του γονέα I₁, με τεκμηρίωση γιατί πρέπει να είναι αυτός ο γονέας και αυτή η διαίρεση 2/2
2. ✓ Περιγραφή της γονιμοποίησης που δίνει τον γονότυπο του II₄ (γαμέτης του I₁ με Χ και Υ × γαμέτης της I₂) 1/1
3. ✓ Αναγνώριση ότι το ένα Χ του III₁, αυτό που φέρει το παθολογικό αλληλόμορφο, προέρχεται από τη μητέρα II₂ 1/1
4. ✓ Αναγνώριση της δομικής χρωμοσωμικής ανωμαλίας στο Χ που το III₁ κληρονόμησε από τον πατέρα II₃ (απουσία της περιοχής του γονιδίου) 1/1

Τι απάντησε

α. Στην Εικόνα 2, η αλυσίδα I έχει προσανατολισμό:

$$5΄\to 3΄$$

από αριστερά προς τα δεξιά.

Η αλυσίδα II είναι αντιπαράλληλη, άρα έχει προσανατολισμό:

$$3΄\to 5΄$$

από αριστερά προς τα δεξιά, δηλαδή $5΄\to 3΄$ από δεξιά προς τα αριστερά.

β. Το γονίδιο Α βρίσκεται μετά τον υποκινητή $Y_A$ και μεταγράφεται από αριστερά προς τα δεξιά. Επομένως η κωδική αλυσίδα του γονιδίου Α είναι η αλυσίδα I.

Το γονίδιο Β βρίσκεται μετά τον υποκινητή $Y_B$ και μεταγράφεται από δεξιά προς τα αριστερά. Επομένως η κωδική αλυσίδα του γονιδίου Β είναι η αλυσίδα II.

γ. Το ασυνεχές γονίδιο είναι το γονίδιο Β.

Η κωδική αλληλουχία του γονιδίου Β, με φορά $5΄\to 3΄$, είναι στην αλυσίδα II από δεξιά προς τα αριστερά:

$$5΄ATGTTTCTAAAAGGGGTTCATTAA3΄$$

Αν αφαιρεθεί το εσώνιο, προκύπτει αλληλουχία που κωδικοποιεί πενταπεπτίδιο και κωδικόνιο λήξης.

Πώς βαθμολογήθηκε

1. ✓ Δήλωση του προσανατολισμού και των δύο αλυσίδων I και II (αντιπαράλληλες, με το άκρο κάθε μιας δηλωμένο) 2/2
2. ✓ Αντιστοίχιση της κωδικής αλυσίδας του γονιδίου Α σε μία από τις I ή II 1/1
3. ✓ Αντιστοίχιση της κωδικής αλυσίδας του γονιδίου Β σε μία από τις I ή II 1/1
4. ✓ Αναγνώριση ποιο από τα δύο γονίδια είναι ασυνεχές 1/1

Τι απάντησε

Για την ενσωμάτωση του φυσιολογικού τμήματος DNA πρέπει να χρησιμοποιηθούν οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες ΠΕΙ και ΠΕΙΙ.

Στην Εικόνα 2, οι θέσεις αναγνώρισης των ΠΕΙ και ΠΕΙΙ βρίσκονται εκατέρωθεν του τμήματος που περιέχει το γονίδιο Β. Συγκεκριμένα, υπάρχει θέση ΠΕΙΙ αριστερά και θέση ΠΕΙ δεξιά του τμήματος.

Στο πλασμίδιο, οι θέσεις ΠΕΙ και ΠΕΙΙ βρίσκονται εκατέρωθεν του γονιδίου $gfp$. Αν το πλασμίδιο κοπεί με ΠΕΙ και ΠΕΙΙ, απομακρύνεται ή διακόπτεται το γονίδιο $gfp$, ενώ παραμένουν άθικτα:

• η θέση έναρξης αντιγραφής,
• το γονίδιο ανθεκτικότητας στην αμπικιλίνη,
• ο υποκινητής που προηγείται του $gfp$.

Επειδή οι ΠΕΙ και ΠΕΙΙ δημιουργούν διαφορετικά μονόκλωνα άκρα, η σύνδεση του τμήματος DNA γίνεται με συγκεκριμένο προσανατολισμό. Έτσι, το γονίδιο Β τοποθετείται μετά τον υποκινητή του $gfp$, με κατάλληλη φορά ώστε να μπορεί να μεταγραφεί στα βακτήρια.

Δεν πρέπει να χρησιμοποιηθεί η ΠΕΙΙΙ, διότι η θέση αναγνώρισής της βρίσκεται μέσα στο γονίδιο ανθεκτικότητας στην αμπικιλίνη. Αν κοπεί το πλασμίδιο με ΠΕΙΙΙ, θα διακοπεί το γονίδιο ανθεκτικότητας και οι βακτηριακοί κλώνοι δεν θα μπορούν να αναπτυχθούν παρουσία αμπικιλίνης.

Άρα οι κατάλληλες περιοριστικές ενδονουκλεάσες είναι:

$$\text{ΠΕΙ και ΠΕΙΙ}$$

Πώς βαθμολογήθηκε

1. ✓ Επιλογή και ονομασία των περιοριστικών ενδονουκλεασών που θα χρησιμοποιηθούν 2/2
2. ✓ Αιτιολόγηση ότι οι θέσεις τους στο τμήμα DNA της Εικόνας 2 βρίσκονται πριν από την αρχή και μετά το τέλος της κωδικοποιούσας περιοχής του γονιδίου Β, ώστε να απομονώνεται ολόκληρο το γονίδιο 2/2
3. ✓ Αιτιολόγηση ότι τα δύο διαφορετικά μονόκλωνα άκρα εξασφαλίζουν την ενσωμάτωση με σωστό προσανατολισμό ως προς τον υποκινητή του πλασμιδίου, ώστε το γονίδιο Β να εκφράζεται 1/1
4. ✓ Αιτιολόγηση της απόρριψης της τρίτης περιοριστικής ενδονουκλεάσης, με βάση τη θέση της μέσα στο γονίδιο ανθεκτικότητας στην αμπικιλίνη και την ανάγκη επιβίωσης των μετασχηματισμένων βακτηρίων παρουσία του αντιβιοτικού 2/2