Τράπεζα Θεμάτων
www.trapeza-thematon.gr
| Τύπος Σχολείου: | Γενικό Λύκειο | Τάξη: | Γ' Λυκείου |
|---|---|---|---|
| Μάθημα: | Βιολογία | Θέμα: | 2 |
| Κωδικός Θέματος: | 25360 | Ύλη: | 2. Αντιγραφή, έκφραση και ρύθμιση της γενετικής πληροφορίας 2.3 Μια περιήγηση στο εσωτερικό του κυττάρου 2.3.1 Πυρήνας |
| Τύπος Σχολείου: | Γενικό Λύκειο |
|---|---|
| Τάξη: | Γ' Λυκείου |
| Μάθημα: | Βιολογία |
| Θέμα: | 2 |
| Κωδικός Θέματος: | 25360 |
| Ύλη: | 2. Αντιγραφή, έκφραση και ρύθμιση της γενετικής πληροφορίας 2.3 Μια περιήγηση στο εσωτερικό του κυττάρου 2.3.1 Πυρήνας |
| Τελευταία Ενημέρωση: 22-Οκτ-2022 | |
ΘΕΜΑ 2
2.1 Ο πυρήνας είναι το πιο ευδιάκριτο οργανίδιο των ευκαρυωτικών κυττάρων. Κατά κανόνα, υπάρχει ένας πυρήνας σε κάθε κύτταρο· υπάρχουν ωστόσο και κύτταρα με δύο ή με πολυάριθμους πυρήνες. Σε κάθε περίπτωση, ο πυρήνας περιβάλλεται από τον πυρηνικό φάκελο ή πυρηνική μεμβράνη και έτσι διαχωρίζεται το εσωτερικό του πυρήνα, δηλαδή το πυρηνόπλασμα, από το κυτταρόπλασμα. Στο πυρηνόπλασμα περιέχονται το σύνολο σχεδόν του DNA του ευκαρυωτικού κυττάρου, ένας ή περισσότεροι πυρηνίσκοι και διάφορες χημικές ενώσεις (νουκλεοτίδια, ένζυμα, πρωτεΐνες κ.ά.).
α. Να αναφέρετε ένα είδος κυττάρων με πολυάριθμους πυρήνες (μονάδες 2) και να περιγράψετε τη δομή και το ρόλο του πυρηνικού φακέλου (μονάδες 4).
β. Να περιγράψετε τη δομή και τη λειτουργία του πυρηνίσκου (μονάδες 2) και να αναφέρετε τις λειτουργίες που επιτελούνται στον πυρήνα, καθιστώντας το ρόλο του σημαντικό για τη ζωή ενός κυττάρου (μονάδες 4).
Μονάδες 12
2.2 Η διαδικασία της αντιγραφής του DNA, όπως διαπιστώθηκε ύστερα από πολύχρονη ερευνητική μελέτη, είναι ιδιαίτερα πολύπλοκη. Τα κύτταρα διαθέτουν ένα σημαντικό «οπλοστάσιο» εξειδικευμένων ενζύμων και άλλων πρωτεϊνών που λειτουργούν ταυτόχρονα και καταλύουν τις χημικές αντιδράσεις της αντιγραφής με μεγάλη ταχύτητα και με εκπληκτική ακρίβεια. Μεταξύ των ενζύμων της αντιγραφής περιλαμβάνονται οι DNA ελικάσες και το πριμόσωμα.
α. Να περιγράψετε τη λειτουργία καθενός από τα παραπάνω ένζυμα (μονάδες 4) και να αναφέρετε ποιο από αυτά δρα πρώτο κατά την αντιγραφή του DNA (μονάδες 3).
β. Ένα ακόμη ένζυμο που συμμετέχει στη διαδικασία της αντιγραφής του DNA είναι ηDNA δεσμάση. Να εξηγήσετε το ρόλο της DNA δεσμάσης κατά την αντιγραφή του DNA στα προκαρυωτικά (μονάδες 2) και στα ευκαρυωτικά κύτταρα (μονάδες 4).
Μονάδες 13
Απάντηση Θέματος:
2.1
α. Κύτταρα με πολυάριθμους πυρήνες είναι ορισμένα μυϊκά κύτταρα.
Ο πυρηνικός φάκελος (ή πυρηνική μεμβράνη) αποτελείται από δύο στοιχειώδεις μεμβράνες, μια εσωτερική και μια εξωτερική, οι οποίες συνενώνονται κατά τόπους με αποτέλεσμα να δημιουργούνται οι πυρηνικοί πόροι. Η πυρηνική μεμβράνη οριοθετεί τον πυρήνα, ενώ οι πυρηνικοί πόροι παίζουν σημαντικό ρόλο στην επικοινωνία του πυρήνα με το κυτταρόπλασμα, γιατί ελέγχουν τα μακρομόρια που εισέρχονται και εξέρχονται προς και από τον πυρήνα, αντίστοιχα.
β. Ο πυρηνίσκος είναι μια δομή με σφαιρικό σχήμα και πυκνή υφή. Αποτελείται κυρίως από RNA και DNA και δεν περιβάλλεται από στοιχειώδη μεμβράνη. Σ' αυτόν συντίθεται το rRNA (συστατικό των ριβοσωμάτων).
Ο ρόλος του πυρήνα για τη ζωή των κυττάρων είναι σημαντικός, αφού είναι το οργανίδιο στο οποίο:
- Φυλάσσεται το γενετικό υλικό (DNA) του κυττάρου.
- Διπλασιάζεται το γενετικό υλικό (αντιγραφή του DNA), ώστε να εξασφαλίζεται η μεταβίβαση των γενετικών πληροφοριών, αναλλοίωτων, από κύτταρο σε κύτταρο αλλά και από γενιά σε γενιά,
- Συντίθενται τα διάφορα είδη RNA από γενετικές πληροφορίες που φέρει το DNA (μεταγραφή του DNA).
2.2
α. Οι DNA ελικάσες σπάζουν τους δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των δύο αλυσίδων του DNA ώστε να ξετυλιχθούν στις θέσεις έναρξης της αντιγραφής. Όταν ανοίξει η διπλή έλικα, δημιουργείται μια «θηλιά», η οποία αυξάνεται και προς τις δύο κατευθύνσεις με τη συνεχή δράση των DNA ελικασών.
Το πριμόσωμα, ειδικό σύμπλοκο ενζύμων, συνθέτει στις θέσεις έναρξης της αντιγραφής μικρά πρωταρχικά τμήματα RNA, συμπληρωματικά προς τις μητρικές αλυσίδες. Η δράση του πριμοσώματος είναι απαραίτητη γιατί οι DNA πολυμεράσες, που είναι τα κύρια ένζυμα της αντιγραφής, δεν έχουν την ικανότητα να αρχίσουν από μόνες τους την αντιγραφή.
Τα ένζυμα που λειτουργούν πρώτα, όπως προκύπτει από τη λειτουργία του καθενός και αναφέρθηκε παραπάνω, είναι οι DNA ελικάσες.
β. ΗDNA δεσμάση κατά την αντιγραφή του DNA τόσο στα προκαρυωτικά όσο και στα ευκαρυωτικά κύτταρα συνδέει μεταξύ τους τα κομμάτια των αλυσίδων που συντίθεται με ασυνεχή τρόπο. Επιπλέον η DNA δεσμάση, στα ευκαρυωτικά κύτταρα, συνδέει και όλα τα κομμάτια που προκύπτουν από τις διάφορες θέσεις έναρξης αντιγραφής.
Το θέμα προέρχεται και αντλήθηκε από την πλατφόρμα της Τράπεζας Θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας που αναπτύχθηκε (MIS5070818-Tράπεζα θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας για τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, Γενικό Λύκειο-ΕΠΑΛ) και είναι διαδικτυακά στο δικτυακό τόπο του Ινστιτούτου Εκπαιδευτικής Πολιτικής (Ι.Ε.Π.) στη διεύθυνση (http://iep.edu.gr/el/trapeza-thematon-arxiki-selida).