2. Διδακτικοί Στόχοι Ν α αναφέρεις τα μακρομόρια που δομούν ένα κύτταρο Να ορίζεις τις έννοιες (μαύρα γράμματα) και να τις διακρίνεις μεταξύ τους σε ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής Να διακρίνεις και να ταξινομείς τα αποτελέσματα των ερευνητών στα πειράματα προσδιορισμού της ταυτότητας του γενετικού υλικού Να αναφέρεις ποια δεδομένα υπέδειξαν και ποια πειράματα απέδειξαν ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό Να συγκρίνεις τα χαρακτηριστικά του γενετικού υλικού σε προκαρυωτικούς (βακτήρια, πλασμίδια βακτηρίων) και ευκαρυωτικούς οργανισμούς (πυρήνας, μιτοχόνδρια, χλωροπλάστες) Να αναφέρεις τα βιοφυσικά χαρακτηριστικά – δομή – του γενετικού υλικού Να αναφέρεις τις λειτουργίες γενετικού υλικού Να αναφέρεις τα επίπεδα οργάνωσης του γενετικού υλικού σε κάθε φάση του κυτταρικού κύκλου Να μπορείς να επεξηγήσεις την χρησιμότητα της οργάνωσης του γενετικού υλικού. Να το συνδυάσεις με τα κεφάλαια 2 & 6. Να περιγράφεις τα στάδια παρασκευής του καρυότυπου Να λύνεις προβλήματα: προσανατολισμού αλυσίδων Υπολογισμού φωσφωδιεστερικών δεσμών Δεσμών υδρογόνου
3.
4. Tαξίδι στο χρόνο................ 4 1865 Τα γονίδια είναι διακριτοί παράγοντες. 1869 Απομονώνεται το DNA από τον κυτταρικό πυρήνα. 1903 Τα χρωμοσώματα είναι οι μονάδες της κληρονομικότητας. Τα γονίδια παρατάσσονται γραμμικά στα χρωμοσώματα. Aνακάλυψη τουπαράγοντα μετασχηματισμού των αδρών βακτηρίωνσε λεία --- Griffith 1944 Απόδειξη ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό καθώςπροκαλούσε τον μετασχηματισμό των αδρών βακτηρίων σε λεία --Avery , Mac – Cleod , Mc – Carthy 1950: Οι Maurice Wilkins, Rosalind Franklin, Francis H. C.CrickJamesD. Watsonανακαλύπτουντηχημικήδομήτου DNA Οριστική επιβεβαίωση ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό Hershey – Chase.
5. 5 Tαξίδι στο χρόνο..... (συνέχεια)...... 1953:Οι Watson και Crickδιατύπωσαν το μοντέλο της διπλής έλικας του DNA 1957 Ο Arthur Kornbergπαρήγαγε DNA σε δοκιμαστικόσωλήνα 1966:Ανακάλυψη του γενετικού κώδικα 1972:Ο Paul Bergπαρήγαγε τα πρώτα μόρια του ανασυνδυασμένου DNA 1985 :Ο Dr. Kary Mullisανεκάλυψε τη διαδικασία της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (PCR) 2000:Οι J. Craig Ventor και Francis Collinsανακοίνωσαν την πλήρη χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος
6. Επιμέλεια ppt: Ν. Μοσχοπούλου 6 Μακρο μόριο Moνομερές Αριθμός διαφορετι κών μονομερών Διαφορετικές αλληλουχίες για ν μονομερή σε μία αλυσίδα Πρωτεϊνες Αμινοξύ 20 20ν DNA Δεσοξυριβο νουκλεoτίδιο 4 4ν Το DNA είναι τογενετικό υλικό ή οι πρωτεΐνες; Μέχρι το 1944 πίστευαν ότι οι πρωτεΐνεςήταν το γενετικό υλικό επειδή είναι αποτέλεσμα συνδιασμού 20 αμινοξέων.
8. ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ GRIFFITH 1928 Περιγράψτε το πείραμα του Griffith Σε τι συμπεράσματα κατέληξε ο Griffith; Ποιους ζωντανούς οργανισμούς χρησιμοποίησε ο Griffith στα πειράματά του;
9.
10. Το πείραμα των Hershey και Chase 1952απετέλεσε την οριστικήεπιβεβαίωση ότιτο DNA είναι το γενετικό υλικό 11 Ιχνηθέτηση του DNA του φάγου Τ2 με ραδιενεργό S35 (πρωτεΐνες ) και με ραδιενεργό P32 (DNA).
11. 12 Τι είναιη ΙΧΝΗΘΕΤΗΣΗ; Ησήμανση χημικών μορίων με τη χρήση ραδιενεργών ισοτόπων και φθοριζουσών ουσιών
12. Για ποιο λογο ηταν απαραιτητη η ιχνηθετηση στο πειραμα των Ηersey& chase ;
15. α. στο DNA. β. στο RNA. γ. στους υδατάνθρακες. δ. στις πρωτεΐνες. ΘΕΜΑ: 1, 2005 Στα πειράματά τους οι Avery, Mac-Leod και McCartyδιαπίστωσαν ότι o μετασχηματισμός των αδρώνβακτηρίων σε λεία οφείλεται …
16. 17 IN VIVO << εν ζωή >> Χρησιμοποιείται για την περιγραφή μιας βιολογικής διαδικασίας όταν πραγματοποιείται σε ένα ζωντανό οργανισμό
17. IN VITRO << στο γυαλί >> 18 Χρησιμοποιείται για την περιγραφή μιας βιολογικής διαδικασίας όταν πραγματοποιείται στο δοκιμαστικό σωλήνα
18. 19 Άλλα βιοχημικά δεδομένα της εποχής υποστήριζαν ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό . Η ποσότητα του DNA είναι : ♦σε κάθε οργανισμό σταθερή, ♦δεν εξαρτάται από τις αλλαγές στο περιβάλλον 3. ♦είναι ίδια σε όλα τα είδη των κυττάρων ενός οργανισμού. 4. ♦Οι γαμέτες (απλοειδής) έχουν τη μισή ποσότητα DNA απο τα σωματικά κύτταρα (διπλοειδή ). 5. ♦είναι , κατά κανόνα , ανάλογη με την πολυπλοκότητα του οργανισμού.
19. ΘΕΜΑ: 2 , 2011 Να περιγράψετε το πείραμα του Griffith και νααναφέρετε το συμπέρασμα στο οποίο κατέληξε.Μονάδες 8
20. Ο πνευμονιόκοκκος, τα δύο στελέχη του οποίου χρησιμοποίησε ο Griffith στο γνωστό πείραμα, είναι: α. μύκητας. β. βακτήριο. γ. ιός. δ. πρωτόζωο. ΘΕΜΑ: 1 2008
21. ΘΕΜΑ:2 2002 Να περιγράψετε τις διαδικασίες στις οποίες γνωρίζετε ότι βρίσκει εφαρμογή η ιχνηθέτηση. Μονάδες 15
23. 24 Rosalind Franklin (1920 – 1958) Maurice Wilkins με την X-ray κρυσταλλογραφική συσκευή το 1954.
24. 25 Το 1962 οι F. Crick, J. Watson και M. Wilkins παίρνουν το βραβείο Nobel για την ανακάλυψη της δομής του DNA Francis Crick James Watson Maurice Wilkins
25. Δημοσίευση των J.D. Watson & F.Crick στο περιοδικό Nature,30 Μay 1953, Vol.171 26
26. ΕΚΦΕ Δ΄ ΑΘΗΝΑΣ (Επιμέλεια ppt: Γ. Πάλλα) 27 Ο Κρικ, έλεγε ότι μια τραγουδίστρια σε ένα νυκτερινό κέντρο στη Χονολουλού, του είπε πως όταν ήταν μαθήτρια, τον καταράστηκε και αυτόν και τον Γουάτσον, για τα δύσκολα πράγματα που έπρεπε να μάθει για το DΝΑ. Στην πραγματικότητα, για να καταλάβει κάποιος τη δομή του DΝΑ, όταν αυτή παρουσιάζεται σωστά, είναι πολύ εύκολο. αφού η δομή του δεν παραβιάζει την κοινή λογική, όπως συμβαίνει με την κβαντομηχανική ή τη σχετικότητα.
27. Επιμέλεια ppt: Ν. Μοσχοπούλου 28 DNA (στο χώρο) Η δεξιόστροφη διπλή έλικα.
28.
29. Eχει έναν εξωτερικό σκελετό ,από μόρια φωσφορικής ομάδας και δεοξυριβόζης Ο σκελετός είναι υδρόφιλος .
30. Στο εσωτερικό μέρος οι αζωτούχες βάσεις συνδέονται σύμφωνα με τον κανόνα της συμπληρωματικότητας . Α=Τ , GΞC. Οι αζωτούχες βάσεις είναι υδρόφοβες
31. Οι δυο αλυσίδες είναι συμπληρωματικές, δηλ. η αλληλουχία των βάσεων της μιας καθορίζει την αλληλουχία της άλλης.
33. Το DNA αποτελείται από νουκλεοτίδια που ενώνονται με 3΄ 5΄φωσφοδιεστερικόδεσμόανάμεσα στο ΟΗ του 3΄ άνθρακα της πεντόζης του πρώτου νουκλεοτιδίουκαι της φωσφορικής ομάδας του 5΄ άνθρακα της πεντόζης του δεύτερου νουκλεοτιδίου. Ο προσανατολισμός της πολυνουκλεοτιδικής αλυσίδας είναι5΄-> 3΄ α 30
34. ΕΚΦΕ Δ΄ ΑΘΗΝΑΣ (Επιμέλεια ppt: Γ. Πάλλα) 31 ΟΙ 4 ΒΑΣΕΙΣ ΤΟΥ DNA Αδενίνη Γουανίνη Κυτοσίνη Θυμίνη
35. ΕΚΦΕ Δ΄ ΑΘΗΝΑΣ (Επιμέλεια ppt: Γ. Πάλλα) 32 Μεταξύ των βάσεων Αδενίνης και θυμίνης σχηματίζονται δύο δεσμοί υδρογόνου, ενώ μεταξύ των βάσεων Γουανίνης και Κυτοσίνης σχηματίζονται τρεις δεσμοί υδρογόνου
36. ΕΚΦΕ Δ΄ ΑΘΗΝΑΣ (Επιμέλεια ppt: Γ. Πάλλα) 33 T A G C Συνήθης συμβολισμός T-A και C-G
39. 36 Χρησιμοποιώντας ραδιενεργά ή φθορίζοντα νουκλεοτίδια A, C, T και G καθορίζουμε την ακολουθία των γονιδίων σε ένα κομμάτι του DNA DNA το τέλειο «δακτυλικό αποτύπωμα» του κάθε ατόμου
40. Το γενετικό υλικό ελέγχει όλες τις λειτουργίες του κυττάρου. Η αποθήκευση της γενετικής πληροφορίας. Η διατήρηση και ημεταβίβασητης γενετικής πληροφορίας εξασφαλίζεται με τον αυτοδιπλασιασμό. Η έκφρασητων γενετικών πληροφοριών . 37 Το κεντρικό Δόγμα της Βιολογίας
41. 38 Τι είναι το γονιδίωμα; ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΕΝΟΣ ΚΥΤΤΑΡΟY ( πυρήνα-μιτοχόνδριο- χλωροπλάστη ) ΣΥΝΗΘΩΣ ΑΝΑΦΕΡΕΤΑΙ ΣΤΟ ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ
43. Ποια είναι η δομή προκαρυωτικού-ευκαρυωτικού κυττάρου; 40
44. Πώς είναι το Γενετικό υλικό των προκαρυωτικών κυττάρων; Είναι ένα δίκλωνο κυκλικό μόριο DNA. Έχει μήκος 1mm περίπου . Αναδιπλώνεται και πακετάρεται με τη βοήθεια πρωτεϊνών με τελικό μήκος 1μm. Είναι απλοειδές( ένα αντίγραφο) Σε πολλά βακτήρια , υπάρχουν και τα πλασμίδια τα οποία αποτελούν το 1%-2% του βακτηριακού DNA. 41
45. 42 Τα πλασμίδια 1. Βρίσκονται ένα ή περισσότερα ανά κύτταρο Αντιγράφονται ανεξάρτητα από το κύριο μόριο DNA Περιέχουν γονίδια ανθεκτικότητας στααντιβιοτικά. Περιέχουν γονίδια μεταφοράς DNA από βακτήριο σε βακτήριο. 4. Ανταλλάσσουνγενετικό υλικό τόσο μεταξύ τους όσο και με το κύριο μόριο DNA 5. Μεταφέρονται από ένα βακτήριο σε άλλο και με τον τρόπο αυτό μετασχηματίζουν το βακτήριο στο οποία εισέρχονται και του προσδίδουν καινούργιες ιδιότητες
46. Πώς είναι το γενετικό υλικό Των ευκαρυωτικών κυττάρων; . Έχει πολύπλοκη οργάνωση Το μήκος του είναι πολύ μεγαλύτερο των προκαρυωτικών Αποτελείται από πολλά ευθύγραμμα κομμάτια ( τα χρωμοσώματα ) που ο αριθμός και το μέγεθος τους διαφέρει από είδος σε είδος. Τα κομμάτια του DNAπακετάρονται,αναδιπλώνονται και συσπειρώνονται με τη βοήθεια πρωτεϊνών . 43
53. Επιμέλεια ppt: Ν. Μοσχοπούλου 50 11 nm Νουκλεοσώματα 700 nm 30 nm 200 nm T Περιοχή θηλιών Σφικτό ελικοειδές νήμα G C A 2 nm Πρωτεΐνη στήριξης (scaffold) DNA έλικα Πακετάρισμα DNA ΜεταφασικόΧρωμόσωμα
54. Το DNA αλλάζει μορφές αλλά η σύστασή του παραμένει σταθερή. Τα ινίδια χρωματίνης διπλασιάζονται κατά την μεσόφαση , συσπειρώνονται και εμφανίζονται ως αδελφές χρωματίδες των χρωμοσωμάτων. Στο τέλος της μίτωσης αποσυσπειρώνονται σταδιακά και εμφανίζονται ξανά ως ινίδια χρωματίνης 51
55.
56.
57. 53 ΠΩΣ ΜΕΤΡΙΕΤΑΙ ΤΟ ΜΗΚΟΣΕΝΟΣ ΝΟΥΚΛΕΪΚΟΥ ΟΞΕΟΣ; Με τον αριθμό/αλληλουχία των βάσεων Στο μόριο DNA -> ζεύγη βάσεων Στο μόριο m-RNA -> βάσεις Π.χ:Homo Sapiens 3x109ζεύγη βάσεων για το DNA και 3x109 βάσεις για το RNA
58. Θέματα Πανελλαδικών Εξετάσεων που αναφέρονται στο 1ο Κεφάλαιο 54 Θέμα 4ο (Ιούνιος 2000) Έναανθρώπινοσωματικόκύτταροέχει 46 χρωμοσώματα. Α. 1. Πόσαμόρια DNA υπάρχουνσυνολικάσταχρωμοσώματατουσυγκεκριμένου κυττάρου, στοστάδιοτηςμετάφασηςτηςμίτωσης; (μονάδες ) 2. Ναδικαιολογήσετετηναπάντησήσας. (μονάδες ) Β. Ναπεριγράψετετιςχαρακτηριστικέςμορφέςμετιςοποίεςεμφανίζεταιτογενετικόυλικόενόςευκαρυωτικούκυττάρου, ανάλογαμετοστάδιοτουκυτταρικούκύκλουπουβρίσκεται. (μονάδες )
59. 55 A T C G Κύτταρο 1 28 28 22 22 Κύτταρο 2 31 31 19 19 Θέμα 2ο (Ιούνιος 2001) Γ. Ποια κυτταρικά οργανίδια χαρακτηρίζονται ως ημιαυτόνομα και γιατί; (μονάδες 3) Θέμα 3ο (Ιούνιος 2001) Α. Σε δύο κύτταρα έγινε ανάλυση του γενετικού υλικού τους και βρέθηκε η παρακάτω σύσταση σε αξωτούχες βάσεις.: Τα κύτταρα 1 και 2 ανήκουν στο ίδιο ή διαφορετικά είδη οργανισμών; (μονάδες 2) Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας . (μονάδες 3) Β. Από το φυτό Zea mayw (καλαμπόκι) απομονώθηκαν τρία διαφορετικά φυσιολογικά κύτταρα, στα οποία προσδιορίστηκε το μέγεθος του γονιδιώματος σε ζεύγη βάσεων. Στο πρώτο κύτταρο το μέγεθος του γονιδιώματος υπολογίστηκε σε 20 x 109 ζεύγη βάσεων, στο δεύτερο κύτταροο σε 5 x 109 ζεύγη βάσεων, και στο τρίτο κύτταρο σε 10 x 109 ζεύγη βάσεων. Να εξηγήσετε γιατί υπάρχουν οι διαφορές αυτές στο μέγεθος του γονιδιώματος των τριών κυττάρων. (μονάδες 12)
60. Το DNA αποτελεί το γενετικό υλικό όλων των κυττάρων και των περισσότερων ιών. Να περιγράψετε συνοπτικά τις λειτουργίες του γενετικού υλικού. Μονάδες 5 Θέμα :1 2001
64. ΘΕΜΑ: 2, 2011 Η ανάλυση δειγμάτων DNA από δύο βακτηριακέςκαλλιέργειες έδωσε τα εξής αποτελέσματα: στην πρώτηκαλλιέργεια βρέθηκε ποσοστό αδενίνης (Α) 28% και στηδεύτερη βρέθηκε ποσοστό γουανίνης (G) 28%. Να εξηγήσετε αν τα βακτήρια των δύο καλλιεργειώνανήκουν στο ίδιο ή σε διαφορετικό είδος.Μονάδες 4
65. ΘΕΜΑ:2 2003 Από τι αποτελείται το νουκλεόσωμα και ποιος είναι ο ρόλος του; Μονάδες10
66. ΘΕΜΑ:2 2004 Ποια είναι η δομή του DNA στο χώρο σύμφωνα με το μοντέλο της διπλής έλικας των Watson και Crick; Μονάδες 9
67. ΘΕΜΑ:2 2006 Πώς οργανώνεται το γενετικό υλικό στα προκαρυωτικά κύτταρα;
68. Γνωρίζετε ότι…. Το 97% του DNA στο ανθρώπινο γονιδίωμα έχει άγνωστη λειτουργία. 12000 γράμματα του DNA αποκωδικοποιούνται κάθε δευτερόλεπτοαπό τοHuman Genome Project. Ο πυρήνας ενός συνήθους ανθρώπινου κυττάρου έχει διάμετρο 5-8 μm και περιέχει 2 m DNA σαν ένα μπαλάκι του τένις που περιέχει 20 Km εξαιρετικά λεπτής κλωστής. ( Alberts,2000 ) 64
69. Η δημιουργία του καρυότυπου στον άνθρωπο Χρησιμοποιούνται κύτταρα που διαιρούνται φυσιολογικάείτε από κυτταροκαλλιέργειες με επαγωγή της διαίρεσης . Χρησιμοποιούνται ουσίες που σταματούν την κυτταρική διαίρεση στο στάδιο της μετάφασης Τα κύτταραεπωάζονται σε υποτονικό διάλυμα και σπάει η κυτταρική τους μεμβράνη. Τα χρωμοσώματα απλώνονται σε αντικειμενοφόρο πλάκα και χρωματίζονται. 65
70. Τα χρωμοσώματα ταξινομούνται κατά ζεύγη και κατά ελλατούμενο μέγεθος. Ο αριθμός και ημορφολογίατους είναι χαρακτηριστικό κάθε είδους. Το ανθρώπινο γονιδίωμα αποτελείται από 23 ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων. Διακρίνονται σε αυτοσωμικά( 22 ζεύγη όμοια και στα δυο φύλα) και σε φυλετικά, (ΧΥ αρσενικό, ΧΧ θηλυκό άτομο). 66 Η δημιουργία του καρυότυπου στον άνθρωπο ( Συνέχεια )
73. Πώς είναι το DNA των Χλωροπλαστών; Το DNA είναι δίκλωνο κυκλικό μόριο μεγαλύτερο του μιτοχονδριακού. Περιέχει πληροφορίες σχετικά με την φωτοσύνθεση. Ο Χλωροπλάστης είναι ημιαυτόνομο οργανίδιο . 69
74. Πώς είναι το DNA των μιτοχονδρίων; Το DNA είναιδίκλωνο κυκλικό μόριο σε 2 έως 10 αντίγραφα. Περιέχει πληροφορίες σχετικά με τηνοξειδωτική φωσφορυλίωσηκαι κωδικοποιεί μικρόαριθμό πρωτεϊνών. Είναι ημιαυτόνομο οργανίδιο. 70
75. Πώς είναι το γενετικό υλικό των ιών; Περιέχουν ένα είδος νουκλεΪκού οξέος DNA ή RNA ΤοDNAείναι μονόκλωνο ή δίκλωνο, γραμμικό ή κυκλικό Το RNAείναι γραμμικό (σε σπάνιες περιπτώσεις κυκλικό) μονόκλωνο ή δίκλωνο 71 Ο Ιός HIV
76. Τα φυλετικά χρωμοσώματα του ανθρώπου βρίσκονται: α. μόνο στα μυϊκά κύτταρα β. μόνο στα γεννητικά κύτταρα γ. σε όλα τα κύτταρα δ. μόνο στα ηπατικά κύτταρα.
77. Ο ΚΑΡΥΟΤΥΠΟΣ... α. απεικονίζει την ταξινόμηση των χρωμοσωμάτων κατά ελαττούμενο μέγεθος. β. χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό γονιδιακών μεταλλάξεων. γ. απεικονίζει το γενετικό υλικό κατά το στάδιο της μεσόφασης. δ. χρησιμοποιείται μόνο για τη μελέτη φυλετικών χρωμοσωμάτων. Θέμα:1 , 2006
78. Στους περισσότερους οργανισμούς ένα μιτοχόνδριο περιέχει α. ένα μόριο κυκλικού DNA. β. δύο έως δέκα μόρια κυκλικού DNA. γ. ένα μόριο γραμμικού RNA. δ. πολλά μόρια γραμμικού RNA. ΘΕΜΑ:1 2008
79. ΘΕΜΑ:2 2007 Ποια κυτταρικά οργανίδια χαρακτηρίζονται ως ημιαυτόνομα (μονάδες 2) και για ποιο λόγο; (μονάδες 5)
