Biologi A. Studentereksamen. Af opgaverne 1, 2, 3 og 4 skal tre og kun tre af opgaverne besvares

Transkript

1 Biologi A Studentereksamen Af opgaverne 1, 2, 3 og 4 skal tre og kun tre af opgaverne besvares 1stx111-BIO/A Onsdag den 25. maj 2011 kl

2 . Side 1 af 8 sider Opgave 1. Koralrev Tropiske koralrev udgør økosystemer med høj artsdiversitet. Koralrev har stor betydning for mennesket, bl.a. som grundlag for fiskeri og turisme. Stenkoraller er heterotrofe koraldyr, der lever i symbiose med alger, se figur 1. Algerne spiller bl.a. en vigtig rolle for stenkorallers dannelse af kalkskelet og dermed korallernes vækst. Fangarme Koral Alger.. Skelet Figur 1. Udsnit af koralrev. 1. Giv forslag til, hvad henholdsvis alger og koraldyr får ud af symbioseforholdet. Koraller er meget temperaturfølsomme. Hvis temperaturen overstiger et kritisk niveau i en længere periode, udstødes algerne fra korallen, og der opstår koralblegning. Figur 2 viser fotosynteseaktiviteten hos en bleget koral og en ikke-bleget koral.

3 Side 2 af 8 sider O 2 -udskillelse (nmol/cm 3 /s) ikke-bleget koral bleget koral Lysintensitet (µmol fotoner/m 2 /s) Figur 2. Fotosynteseaktiviteten som funktion af lysintensiteten hos en bleget koral og en ikke-bleget koral. 2. Giv forslag til, hvordan eksperimentet, der danner grundlag for resultaterne vist i figur 2, kan være udført i praksis. 3. Forklar resultaterne vist i figur Vurder, hvilke konsekvenser koralblegning kan få for biodiversiteten i et koralrev. Koralrev er i dag truet af bl.a. temperaturstigning, forurening og turisme. For at afhjælpe skader på koralrev har forskere arbejdet med at sætte unge koraller ud i skadede koralrev, se figur 3. Figur 3. Keramisk plade med unge koraller til udsætning. 5. Diskuter hvilke forudsætninger, der skal være til stede, for at udsætning af unge koraller kan medføre, at koralrevene bevares.

4 Side 3 af 8 sider Opgave 2. Gensplejsede kartofler Uddrag fra Jyllands-Posten På Det Biovidenskabelige fakultet ved Københavns Universitet arbejder vi med en gruppe af stoffer, der findes i kål, broccoli, rucola, peberrod og sennep. Stofferne kaldes glucosinolater, og de forsvarer planterne mod insekter og svampe. De oplagres som et slags vagtværn, og når planten bliver angrebet af f.eks. en larve, aktiveres de og skræmmer larven væk. Målet med vores projekt er at overføre evnen til at producere glucosinolater til andre planter, i første omgang kartoffel. Kartofler er på nuværende tidspunkt verdens fjerdevigtigste afgrøde, efter hvede, ris og majs. Glucosinolater er i sig selv ikke giftige. Når glucosinolatholdige planter angribes, aktiveres enzymet myrosinase. Herved omdannes glucosinolat til et giftigt isothiocyanat. Myrosinases funktion fremgår af figur 1. CH 2 OH R C S - NOSO 3 Glucosinolat O CH 2 OH - H 2 O HSO 4 R SH Myrosinase Glucose Figur 1. Myrosinases funktion ved omdannelse af glucosinolat. O C NOSO 3 - R N C S Isothiocyanat 1. Angiv den enzymgruppe myrosinase tilhører. Begrund dit svar.

5 Side 4 af 8 sider Kartoffelnematoder er små rundorme, som angriber og opformerer sig i kartoffelplanters rødder, hvilket skader planterne. I et eksperiment er effekten af isothiocyanat på kartoffelnematoder blevet undersøgt. Resultatet fremgår af figur 2. Koncentration af isothiocyanat (mg/ml) 0,05 0,30 1,00 Procent døde kartoffelnematoder efter 32 timer 2,7 15,9 56,0 Procent døde kartoffelnematoder efter 40 timer 16,0 34,6 100,0 Figur 2. Procent døde kartoffelnematoder efter tilsætning af forskellige koncentrationer af isothiocyanat. 2. Afbild procent døde kartoffelnematoder efter henholdsvis 32 og 40 timer som funktion af koncentrationen af isothiocyanat. Anvend regneark eller grafpapir. 3. Forklar dine grafer. I Danmark dyrkes kartofler på 6% af landbrugsarealet. 25% af landbrugets samlede forbrug af pesticider anvendes på disse kartoffelmarker. 4. Diskuter de økologiske perspektiver i at dyrke kartofler, som har fået overført evnen til at producere glucosinolat, se uddrag fra Jyllands-Posten. 5. Vurder, hvilke undersøgelser der bør foretages, inden det bliver lovligt at dyrke gensplejsede kartofler.

6 Side 5 af 8 sider Opgave 3. Muskelsvind hos labradorhunde CNM (centronuclear myopathy) er en type muskelsvind hos labradorhunde, se figur 1. Sygdommen nedarves autosomalt recessivt og skyldes mangel på et aktivt enzym. I et kuld hvalpe måtte tre aflives på grund af muskelsvind, to hvalpe var fænotypisk raske. Figur 1. Labrador med CNM. Pilene viser muskelsvind i tindingemuskulaturen. 1. Tegn en stamtavle for nedarvning af CNM hos de fem hvalpe og deres forældre. Angiv mulige genotyper for alle hundene. CNM skyldes en mutation, hvor et kort stykke DNA er sat ind i genet for et enzym, se figur 2. A Exonlængde (bp) DNA-streng Intronlængde (bp) B Exonlængde (bp) DNA-streng Intronlængde (bp) Figur 2. A: Exons og introns for det normale gen. B: Exons og introns i det muterede gen. bp = basepar. 2. Angiv ud fra figur 2 antallet af aminosyrer i det protein, som det normale gen koder for. 3. Forklar, hvorfor mutationen bevirker, at der ikke produceres aktivt enzym.

7 Side 6 af 8 sider Labradorhunde, der skal anvendes til avl, skal testes for CNM, se figur 3. Figur 4 viser resultatet af en DNA-analyse på to raske og en syg hund. Markør Figur 3. Figur 4. Udtagning af kindceller til DNA-analyse. Resultat af DNA-analyse for CNM fra tre labradorhunde (1-3). Pilen angiver vandringsretningen. 4. Forklar resultaterne af DNA-analysen vist i figur Diskuter, hvorfor det er vigtigt for avlsarbejdet at teste alle raske labradorhunde for CNM.

8 Side 7 af 8 sider Opgave 4. Medicin i magiske kugler Citater fra Aktuel Naturvidenskab 1, Paul Erhlich ( ) er ophavsmand til visionen om den magiske kugle det perfekte lægemiddel, der selv opsøger sit mål for at uskadeliggøre det. Visionen indebærer kunstig fremstilling af et aktivt lægemiddelstof, der føres frem i kroppen og helt af sig selv finder frem til det syge sted og dér, og kun dér, ødelægger syge eller fremmede celler uden at skade kroppens egne, raske celler. Ved medicinindtagelse kan det være svært at få medicin i den rette mængde til målcellerne i kroppen. Der forskes i at udvikle magiske kugler, der kan målrette medicinen til specifikke målceller, jvf. ovenstående citat. Magiske kugler kan være liposomer, som pakkes med medicin og udstyres med specifikke målsøgningsmolekyler, se figur 1. Målsøgningsmolekyle Receptor i målcellens membran Medicin Liposom Målcelle Figur 1. Princippet i magiske kugler. 1. Forklar, hvorfor det kan være svært at få indtaget medicin frem til målcellerne i den rette mængde. 2. Giv forslag til hvorfor målsøgningsmolekylet i figur 1 kan være et protein. 3. Forklar, hvilken egenskab ved den magiske kugle vist i figur 1, der gør den velegnet til at bringe medicin gennem membranen og ind i målcellerne.

9 Side 8 af 8 sider I et eksperiment med mus er effekten af magiske kugler med antikræftmedicinen cisplatin blevet sammenlignet med traditionel behandling med cisplatin. Resultatet af eksperimentet fremgår af figur 2. Størrelse af kræftknude (relative enheder) Kontrol Traditionel cisplatinbehandling 6 mg/kg Cisplatin i magiske kugler 6 mg/kg Antal dage efter behandling Figur 2. Sammenhæng mellem kræftknudestørrelse og cisplatinbehandling. 4. Forklar resultaterne vist i figur 2. Inden en ny behandlingsmetode kan anvendes på patienter, skal forsøg på en mindre gruppe mennesker gennemføres. 5. Diskuter, hvorfor man på trods af overbevisende medicinske resultater af eksperimenter med mus, ikke kan gå direkte til behandling af mennesker.

10 Kilder: Opgave 1: Karin E. Ulstrup: Dystre udsigter for verdens koralrev. Aktuel Naturvidenskab 1, 2009, s Lars Olof Bjørn og Nils G. A. Ekelund: Koraller og zooxantheller - et marint partnerskab. Svensk Botanisk Tidsskrift 100:4, Martin Fackler, New York Times og Pernille Mac Dalland: Transplantationer skal redde koralrevet. Politiken, 14. juni, Foto: Fisheries Agency, CO/AP Opgave 2: Buskov, S. et al. Effects of Intact Glucosinolates and Products Produced from Glucosinolates in Myrosinase-Catalyzed Hydrolysis on the Potato Cyst Nematode (Globodera rostochiensis Cv. Woll). J. Agric. Food Chem. 2002, 50, Opgave 3: Human Molecular Genetics, volume 14, issue 11, pp ( Jessica Astermark, Malin Larsson og Helle F. Proschowsky: Arvelig muskelsygdom hos labrador. Hunden nr. 10, 2009, s Foto: Malin Larsson. Opgave 4: Ole G. Mouritsen og Robert Madsen: Den magiske kugle. Aktuel Naturvidenskab 1, 2010, s Tegninger: MarkR grafik/hans Marker Alle internetkilder pr

11

12 Undervisningsministeriet