Λύσεις — Στοιχεία Κληρονομικότητας και Επιλογής των Αγροτικών Ζώων (σελ. 74-75) – ΖΩΙΚΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ Β ΕΠΑΛ

Λύσεις — Στοιχεία Κληρονομικότητας και Επιλογής των Αγροτικών Ζώων

Λύσεις στις 12 ερωτήσεις του κεφαλαίου: κύτταρα-χρωμοσώματα, μίτωση-μείωση, καθορισμός φύλου, γονότυπος-φαινότυπος, αρχές του Μέντελ, φυλοσύνδετες ιδιότητες, συντελεστής κληρονομικότητας και αρχές της επιλογής.

Αντιστοίχιση όρων κυτταρικής διαίρεσης

Ερώτηση: Αντιστοιχείστε τους όρους με τις απαντήσεις. Όροι: Α. Πατρικά κύτταρα, Β. Θυγατρικά κύτταρα, Γ. Σωματικά κύτταρα, Δ. Γαμετικά κύτταρα, Ε. Μείωση. Απαντήσεις: Α. Τα κύτταρα που παράγουν θυγατρικά κύτταρα με τη διαδικασία της μίτωσης. Β. Η διαδικασία της διαίρεσης του γενετικού υλικού του πυρήνα σε γαμετικά κύτταρα (σπερματοζωάρια, ωάρια). Γ. Τα προϊόντα της μίτωσης. Δ. Τα κύτταρα του οργανισμού στα οποία συμβαίνει η μίτωση. Ε. Ειδικά κύτταρα που λαμβάνουν μέρος στη φυλετική (σεξουαλική) αναπαραγωγή.

Απάντηση:

• Από τη θεωρία (σελ. 55-56): με τη μίτωση κάθε θυγατρικό κύτταρο λαμβάνει ακριβές αντίγραφο του συνόλου των χρωμοσωμάτων του κυττάρου που διαιρείται, και έτσι σχηματίζονται τα κύτταρα του σώματος (σωματικά)· με τη μείωση σχηματίζονται οι γαμέτες (σπερματοζωάρια, ωάρια), που ενώνονται κατά τη γονιμοποίηση. Επομένως: πατρικά κύτταρα είναι αυτά που παράγουν θυγατρικά με μίτωση· θυγατρικά κύτταρα είναι τα προϊόντα της μίτωσης· σωματικά κύτταρα είναι τα κύτταρα του οργανισμού στα οποία συμβαίνει η μίτωση· γαμετικά κύτταρα είναι τα ειδικά κύτταρα της φυλετικής αναπαραγωγής· μείωση είναι η διαίρεση του γενετικού υλικού του πυρήνα σε γαμετικά κύτταρα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σωστή αντιστοίχιση είναι: Α (Πατρικά κύτταρα) → Α (Τα κύτταρα που παράγουν θυγατρικά κύτταρα με μίτωση)· Β (Θυγατρικά κύτταρα) → Γ (Τα προϊόντα της μίτωσης)· Γ (Σωματικά κύτταρα) → Δ (Τα κύτταρα στα οποία συμβαίνει η μίτωση)· Δ (Γαμετικά κύτταρα) → Ε (Ειδικά κύτταρα της φυλετικής αναπαραγωγής)· Ε (Μείωση) → Β (Η διαδικασία διαίρεσης του γενετικού υλικού σε γαμετικά κύτταρα).

Φάση διαίρεσης σε δύο θυγατρικά κύτταρα

Ερώτηση: Βρείτε τη σωστή απάντηση: Η φάση της ζωής ενός κυττάρου κατά την οποία αυτό διαιρείται σε δύο θυγατρικά κύτταρα, καλείται: Α. Αναπαραγωγή, Β. Κυτταρικός κύκλος, Γ. Μίτωση.

Απάντηση:

• Αυτούσιο (σελ. 55): «Ο τρόπος αυτός της διαίρεσης του κυττάρου καλείται μίτωση».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή απάντηση: Γ. Μίτωση — είναι ο τρόπος διαίρεσης ενός κυττάρου σε δύο θυγατρικά κύτταρα με το ίδιο ακριβώς (διπλοειδές) σύνολο χρωμοσωμάτων.

Μόρια DNA στον πυρήνα σπερματοζωαρίου χοίρου

Ερώτηση: Βρείτε τη σωστή απάντηση: Ο διπλοειδής αριθμός χρωμοσωμάτων στο χοίρο είναι 38. Πόσα μόρια της διπλής έλικας του DNA θα περιέχονται στον πυρήνα των σπερματοζωαρίων του; Α. 19, Β. 38, Γ. 76.

Απάντηση:

• Αυτούσιο (σελ. 54, Πίνακας 5-1): «Χοίρος: 38» (διπλοειδής αριθμός)· «Ο αριθμός των χρωμοσωμάτων στους γαμέτες ονομάζεται απλοειδής αριθμός» (σελ. 56), δηλ. ο μισός του διπλοειδούς.

Σύνοψη: Σωστή απάντηση: Α. 19. Το σπερματοζωάριο είναι γαμέτης, άρα απλοειδές κύτταρο — φέρει το μισό (απλοειδή) αριθμό χρωμοσωμάτων: 38 ÷ 2 = 19. Κάθε χρωμόσωμα αντιστοιχεί σε ένα μόριο διπλής έλικας DNA, άρα ο πυρήνας του σπερματοζωαρίου περιέχει 19 μόρια DNA.

Η αρχή της διάσχισης (Σωστό/Λάθος)

Ερώτηση: Σύμφωνα με την αρχή της διάσχισης (η πρώτη αρχή του Μέντελ), τα δύο αλληλόμορφα ενός ζεύγους γονιδίων χωρίζονται μεταξύ τους κατά το σχηματισμό των γαμετών. Σωστό ή Λάθος;

Απάντηση:

• Αυτούσιο (σελ. 62): «Σύμφωνα με την πρώτη αρχή του Μέντελ, η τύχη καθορίζει ποιο από τα δύο αλληλόμορφα ενός γονιδιακού τόπου θα μεταβεί σε κάθε έναν από τους γαμέτες που παράγονται».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστό. Αυτή είναι ακριβώς η διατύπωση της πρώτης αρχής του Μέντελ (αρχή της διάσχισης): τα δύο αλληλόμορφα ενός ζεύγους διαχωρίζονται και μόνο το ένα μεταβαίνει σε κάθε γαμέτη.

Μίτωση και περιεχόμενο DNA (Σωστό/Λάθος)

Ερώτηση: Η Μίτωση μειώνει το περιεχόμενο του κυττάρου σε DNA κατά το ήμισυ αλλά δεν μεταβάλλει τον αριθμό των χρωμοσωμάτων. Σωστό ή Λάθος;

Απάντηση:

• Αυτούσιο (σελ. 55): «Ακριβώς, πριν από τη διαίρεση κάθε κυττάρου, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων διπλασιάζεται. Ακολούθως, τα διπλά ζεύγη, που προκύπτουν από το διπλασιασμό, χωρίζονται και κάθε ζεύγος κατευθύνεται σε ένα θυγατρικό κύτταρο. Με τον τρόπο αυτό, κάθε θυγατρικό κύτταρο παραλαμβάνει το ίδιο ακριβώς διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων και ο διπλοειδής αριθμός διατηρείται».
• Άρα με τη μίτωση το γενετικό υλικό, που έχει ήδη διπλασιαστεί, μοιράζεται εξίσου στα δύο θυγατρικά κύτταρα: καθένα παίρνει το μισό DNA του κυττάρου που διαιρέθηκε, ενώ ο αριθμός των χρωμοσωμάτων (διπλοειδής) μένει ίδιος. Τον αριθμό των χρωμοσωμάτων τον υποδιπλασιάζει μόνο η μείωση (σελ. 56): «Μόνον ο μισός αριθμός από τα χρωμοσώματα... εμφανίζεται σε κάθε γαμέτη».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστό. Πριν από τη διαίρεση τα χρωμοσώματα (και το DNA) του κυττάρου διπλασιάζονται· με τη μίτωση το διπλασιασμένο γενετικό υλικό μοιράζεται στα δύο θυγατρικά κύτταρα, οπότε καθένα έχει το μισό DNA του κυττάρου που διαιρέθηκε, αλλά τον ίδιο (διπλοειδή) αριθμό χρωμοσωμάτων. Τον αριθμό των χρωμοσωμάτων τον μειώνει στο μισό μόνο η μείωση, κατά το σχηματισμό των γαμετών.

Φαινότυποι και αναλογία στη σύζευξη Αα × Αα

Ερώτηση: Βρείτε τη σωστή απάντηση: Στη σύζευξη Αα × Αα, όπου το Α αλληλόμορφο είναι κυρίαρχο στο α, πόσοι διαφορετικοί φαινότυποι αναμένεται να υπάρχουν μεταξύ των απογόνων και σε ποια αναλογία μεταξύ τους; Α. Δύο, σε σχέση 1:1, Β. Δύο, σε σχέση 2:1, Γ. Τρεις, σε σχέση 1:2:1, Δ. Δύο, σε σχέση 3:1.

Απάντηση:

• Αυτούσιο-παρόμοιο παράδειγμα (σελ. 63-64, χρωματισμός βοοειδών Χολστάιν Μμ×Μμ): «Η σύζευξη ετεροζύγωτων ζώων (Μμ) με άλλα ετεροζύγωτα... Η σχέση των ασπρόμαυρων προς τα ασπροκόκκινα ζώα θα είναι 3:1, αν και υπάρχουν 3 διαφορετικοί γονότυποι, που καθορίζουν το χρωματισμό (σχέση 1:2:1)».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή απάντηση: Δ. Δύο φαινότυποι, σε αναλογία 3:1. Από τη σύζευξη δύο ετεροζύγωτων ατόμων (Αα × Αα) προκύπτουν γονότυποι ΑΑ:Αα:αα σε αναλογία 1:2:1 (τρεις γονότυποι), αλλά επειδή το Α κυριαρχεί πλήρως στο α, τόσο τα ΑΑ όσο και τα Αα εμφανίζουν τον ίδιο (κυρίαρχο) φαινότυπο — άρα μόνο δύο φαινότυποι προκύπτουν, σε αναλογία 3 (κυρίαρχος, δηλ. ΑΑ+Αα) : 1 (υποτελής, δηλ. αα).

Γονότυποι και αναλογία στη σύζευξη Αα × Αα

Ερώτηση: Βρείτε τη σωστή απάντηση: Στη σύζευξη Αα × Αα, όπου το Α αλληλόμορφο είναι κυρίαρχο στο α, πόσοι διαφορετικοί γονότυποι αναμένεται να υπάρχουν μεταξύ των απογόνων και σε ποια αναλογία μεταξύ τους; Α. Δύο, σε σχέση 2:1, Β. Τρεις, σε σχέση 1:1:1, Γ. Τρεις, σε σχέση 1:2:1, Δ. Δύο, σε σχέση 3:1.

Απάντηση:

• Αυτούσιο (σελ. 63-64): «...αν και υπάρχουν 3 διαφορετικοί γονότυποι, που καθορίζουν το χρωματισμό (σχέση 1:2:1)».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή απάντηση: Γ. Τρεις γονότυποι, σε αναλογία 1:2:1 (ΑΑ:Αα:αα). Σε αντίθεση με την προηγούμενη ερώτηση (φαινότυποι), εδώ μετράμε τους γονότυπους — που είναι πάντα τρεις σε μία τέτοια σύζευξη, ανεξάρτητα από το αν υπάρχει πλήρης κυριαρχία.

Δοκιμαστική σύζευξη για έλεγχο γονότυπου ταύρου

Ερώτηση: Βρείτε τη σωστή απάντηση: Για να προσδιορίσουμε αν ένας ασπρόμαυρος ταύρος φυλής Χολστάιν είναι ομοζύγωτος, ως προς το γονίδιο που καθορίζει το χρωματισμό (ΜΜ), θα πρέπει να τον συζεύξουμε με μία αγελάδα: Α. Ασπρόμαυρη, ετεροζύγωτη ως προς το γονίδιο του χρωματισμού (ΜΜ), Β. Ασπρόμαυρη, ομοζύγωτη ως προς το γονίδιο του χρωματισμού (Μμ), Γ. Ασπροκόκκινη, ομοζύγωτη ως προς το γονίδιο του χρωματισμού (μμ).

Απάντηση:

• Αυτούσιο (σελ. 69, μέθοδος δοκιμαστικής σύζευξης, παράδειγμα με κέρατα βοοειδών): «Κατά τη δοκιμαστική σύζευξη, τα ζώα που πρόκειται να ελεγχθούν... συζεύγνυται με άτομα που είναι γνωστό ότι είναι ομοζύγωτα ως προς το υποτελές γονίδιο... Εάν... δεν παρουσιάσθηκαν [υποτελή χαρακτηριστικά]... είναι λογικό να συμπεράνουμε ότι [το ζώο] είναι πολύ πιθανό να είναι ομοζύγωτο».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή απάντηση: Γ. Ασπροκόκκινη, ομοζύγωτη ως προς το υποτελές αλληλόμορφο (μμ). Αυτή είναι η μέθοδος της «δοκιμαστικής σύζευξης»: ένα φαινομενικά ομοζύγωτο κυρίαρχο άτομο (εδώ ο ασπρόμαυρος ταύρος) συζευγνύεται με ζώο γνωστά ομοζύγωτο υποτελές (ασπροκόκκινη αγελάδα, μμ). Αν όλοι οι απόγονοι είναι ασπρόμαυροι, ο ταύρος είναι πολύ πιθανό να είναι ομοζύγωτος (ΜΜ)· αν εμφανιστεί έστω ένας ασπροκόκκινος απόγονος, ο ταύρος είναι ετεροζύγωτος (Μμ). Οι επιλογές Α και Β (σύζευξη με άλλη ασπρόμαυρη αγελάδα) δεν βοηθούν, γιατί ο κυρίαρχος φαινότυπος θα καλύψει το ενδεχόμενο υποτελές αλληλόμορφο στους απογόνους. Σημείωση: στις επιλογές Α και Β το βιβλίο δίνει τους γονότυπους αντεστραμμένους· η ετεροζύγωτη ασπρόμαυρη αγελάδα είναι Μμ και η ομοζύγωτη ΜΜ.

Προϋποθέσεις εκδήλωσης φυλοσύνδετου υποτελούς χαρακτηριστικού

Ερώτηση: Απαντήστε: Ποιες προϋποθέσεις απαιτούνται, για να εκδηλωθεί ένα φυλοσύνδετο υποτελές χαρακτηριστικό Α. στα αρσενικά άτομα, Β. στα θηλυκά άτομα.

Απάντηση:

• Αυτούσιο (σελ. 67): «Κάθε γονίδιο στο X χρωμόσωμα των θηλαστικών θα έχει στα αρσενικά άτομα άμεση (καθαρή) επίδραση στην ιδιότητα που ελέγχει, επειδή είναι πολύ πιθανό ότι δεν θα υπάρχει αντίστοιχο αλληλόμορφο στο χρωμόσωμο Υ... Τα αρσενικά άτομα... εφόσον η επίδρασή τους είναι βλαβερή, υφίστανται τις συνέπειες»· (Παράδειγμα 8, σελ. 67-68) «Οι θυγατέρες της θα είναι αιμοφιλικές μόνο στις σπάνιες περιπτώσεις κατά τις οποίες και στα δυο X χρωμοσώματά της, θα υπάρχουν στην αντίστοιχη θέση τα υποτελή αλληλόμορφα».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Α. Στα αρσενικά (ΧΥ) αρκεί ΕΝΑ αντίγραφο του υποτελούς αλληλόμορφου στο μοναδικό τους Χ χρωμόσωμα, αφού το Υ δεν φέρει συνήθως αντίστοιχο αλληλόμορφο να το καλύψει — το χαρακτηριστικό εκδηλώνεται άμεσα. Β. Στα θηλυκά (ΧΧ) χρειάζεται το υποτελές αλληλόμορφο να υπάρχει και στα ΔΥΟ Χ χρωμοσώματα (ομοζύγωτη κατάσταση) — αν είναι ετεροζύγωτες, το κυρίαρχο φυσιολογικό αλληλόμορφο καλύπτει το υποτελές και το θηλυκό είναι απλώς φορέας, χωρίς να εκδηλώνει το χαρακτηριστικό.

Προέλευση φυλοσύνδετων γονιδίων στα αρσενικά (Σωστό/Λάθος)

Ερώτηση: Στις φυλοσύνδετες ιδιότητες, τα αρσενικά άτομα κληρονομούν φυλοσύνδετα γονίδια μόνον από τον πατέρα τους. Σωστό ή Λάθος;

Απάντηση:

• Αυτούσιο (σελ. 57): «στο σχηματισμό των σπερματοζωαρίων... τα X και Υ χρωμοσώματα ακολουθούν το δρόμο τους ανεξάρτητα»· «το γονιμοποιημένο ωάριο, που θα φέρει ένα X και ένα Υ χρωμόσωμα, εξελίσσεται σε αρσενικό άτομο (ΧΥ)» — δηλ. το αρσενικό παίρνει το Χ του από τη μητέρα (το ωάριο φέρει πάντα Χ) και το Υ από τον πατέρα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Λάθος. Συμβαίνει το αντίθετο: το αρσενικό άτομο (ΧΥ) παίρνει το μοναδικό του Χ χρωμόσωμα — και άρα όλα τα φυλοσύνδετα γονίδια πάνω σε αυτό — από τη ΜΗΤΕΡΑ του (το ωάριο φέρει πάντα Χ χρωμόσωμα), ενώ από τον πατέρα παίρνει το Υ χρωμόσωμα (που δεν φέρει σχεδόν κανένα από αυτά τα γονίδια).

Χιάσματα και νέοι συνδυασμοί γονιδίων (Σωστό/Λάθος)

Ερώτηση: Σε ομόλογα χρωμοσώματα είναι δυνατό να προκύψει διαφορετικός συνδυασμός γονιδίων, ως αποτέλεσμα μεταλλάξεων και χιασμάτων. Σωστό ή Λάθος;

Απάντηση:

• Αυτούσιο (σελ. 66): «Αμέσως πριν από τη διαίρεση των κυττάρων... τα δύο ομόλογα χρωμοσώματα κάθε ζεύγους έρχονται σε στενή επαφή μεταξύ τους και ανταλλάσσουν ολόκληρα τεμάχιά τους. Ως συνέπεια... καταστρέφονται υπάρχουσες συνδέσεις και προκύπτουν νέες»· «Η διαδικασία αυτή... οδηγεί σε επανασυνδυασμό των γονιδίων... και αποτελεί μηχανισμό διατήρησης της γενετικής ποικιλομορφίας».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστό. Τα χιάσματα (ανταλλαγή τμημάτων μεταξύ ομόλογων χρωμοσωμάτων πριν τη μείωση) δημιουργούν νέους συνδυασμούς συνδεδεμένων γονιδίων, ενώ οι μεταλλάξεις δημιουργούν νέα αλληλόμορφα — και οι δύο μηχανισμοί μαζί διατηρούν και ανανεώνουν τη γενετική παραλλακτικότητα ενός πληθυσμού.

Αλληλεπίδραση γονότυπου-περιβάλλοντος

Ερώτηση: Βρείτε τη σωστή απάντηση: Αλληλεπίδραση γονοτύπου και περιβάλλοντος παρουσιάζεται παντού όπου: Α. Οι γονότυποι κατατάσσονται διαφορετικά σε διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος, Β. Διαφορετικοί γονότυποι αναπτύσσονται στο ίδιο περιβάλλον, Γ. Ένας γονότυπος αναπτύσσεται σε διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος.

Απάντηση:

• Αυτούσιο (σελ. 68): «η αλληλεπίδραση γονότυπου-περιβάλλοντος αναφέρεται στην παρατήρηση ότι ορισμένες φορές η επίδραση των γονιδίων στην εκδήλωση μίας ιδιότητας διαφέρει στα διάφορα περιβάλλοντα διαβίωσης των ζώων».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή απάντηση: Α. Οι γονότυποι κατατάσσονται διαφορετικά σε διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος. Αυτός είναι ο ορισμός της αλληλεπίδρασης γονότυπου-περιβάλλοντος: δεν αρκεί απλώς ότι διαφορετικοί γονότυποι υπάρχουν στο ίδιο περιβάλλον (Β) ή ότι ένας γονότυπος αναπτύσσεται σε διαφορετικά περιβάλλοντα (Γ) — χρειάζεται η ΣΧΕΤΙΚΗ υπεροχή των γονοτύπων να ΑΝΤΙΣΤΡΕΦΕΤΑΙ ή να αλλάζει ανάλογα με το περιβάλλον (π.χ. ο γονότυπος Α να είναι καλύτερος στο περιβάλλον Χ, αλλά χειρότερος στο περιβάλλον Ψ).