BIOLOGI HØJT NIVEAU. Mandag den 13. august 2007 kl

Transkript

1 TUDENTEREKAMEN AUGUT BILGI ØJT NIVEAU Mandag den 13. august 2007 kl Af de store opgaver 1 og 2 må kun den ene besvares. Af de små opgaver 3, 4, 5 og 6 må kun to besvares.

2 TRE PGAVER 1. Toksiner i havet A. m sommeren forekommer der af og til masseopblomstring af alger, se figur 1. Masseopblomstring forekommer bl.a.: I kystnære områder, bugter og fjorde. Efter perioder med kraftig nedbør og afstrømning fra landjorden. I områder hvor vand fra dybere lag føres op til havoverfladen. Nogle alger danner toksiner. Algetoksinerne kan genfindes i høje koncentrationer hos muslinger og blæksprutter. Figur 1. Dyreplankton må krebsdyr Planktonalger Blæksprutter Muslinger Figur 2. Udsnit af marint fødenet. Fisk a. Forklar, hvorfor masseopblomstring af alger især forekommer i de nævnte sammenhænge. b. Gør rede for, hvorfor algetoksinerne kan genfindes i høje koncentrationer hos muslinger og blæksprutter. Inddrag figur 2 i besvarelsen. c. Beskriv en metode til at fastsætte grænseværdier for indholdet af algetoksiner i muslinger eller blæksprutter til menneskeføde. 2

3 B. Ved Australien og Tasmanien lever blæksprutten apalochlaena maculosa, se figur 3. Den anvender neurotoksinet maculotoxin ved byttefangst og som forsvar. Toksinet produceres af symbiotiske bakterier, der lever i blækspruttens spytkirtler. Det frigives ved blækspruttens bid. Man kan ikke altid direkte mærke, at man bliver bidt. En del uforklarlige drukneulykker skyldes muligvis bid af denne blæksprutte. Giftstoffet virker ved at blokere de spændingsregulerede Na + -kanaler i neuroner, se figur 4. Blæksprutten er selv resistent over for toksinet. Resistensen er opstået ved en mutation i genet, der koder for proteinet i Na + -kanalerne. Figur 3. apalochlaena maculosa (blue-ringed octopus) kan opnå en størrelse som en golfbold. Ved bid med det skarpe næb overføres giftstoffet. Et blækspruttenæb er vist på billedet til højre. Na + maculotoxin Membran Na + -kanal Figur 4. Maculotoxins effekt på de spændingsregulerede Na + -kanaler. a. Forklar, hvordan en mutation i genet for Na + -kanalproteinet kan gøre blæksprutten resistent overfor maculotoxin. Inddrag figur 4. b. Giv en mulig forklaring på, at bid af apalochlaena maculosa kan medføre drukneulykker. c. vilke fordele kan henholdsvis blæksprutten og de toksinproducerende bakterier have af den omtalte symbiose. 3

4 2. Fedt A. Fedtstoffer spiller en væsentlig rolle hos mennesker og andre dyr. Eksempler på fedtstoffer er vist i figur 1. I figur 2 er vist nedbrydningen af et fedtstof under dannelsen af acetyl-coa. Acetyl-CoA er et vigtigt mellemprodukt i det cellulære stofskifte. C 2 C (C 2 ) n C 3 3 C (C 2 ) 14 C C 2 C C (C 2 ) n C 3 C 2 C (C 2 ) n C 3 3 C (C 2 ) 7 C C (C 2 ) 7 C C C C P C2 C2 N C3 - C 3 C 3 C C 2 C 2 C 2 C C 3 C 3 C 3 C 3 Figur 1. Eksempler på fedtstoffer. C 2 C (C 2 ) n C 3 C C (C 2 ) n C 3 C 2 C (C 2 ) n C 3 Proces glycerol 3 fedtsyrer n C 3 C CoA ~ acetyl-coa Figur 2. Fedtsyrer nedbrydes til acetyl-coa, som indgår i det cellulære kulhydratstofskifte. a. Angiv hvilke typer fedtstoffer, der er vist i figur 1, og giv eksempler på deres funktion i organismen. b. vilken type enzym katalyserer proces 1 vist i figur 2, og hvilken type binding brydes af enzymet? c. Forklar, hvordan acetyl-coa indgår i kulhydratstofskiftet, og beregn hvor mange molekyler ATP, der dannes ved fuldstændig nedbrydning af et molekyle acetyl-coa. Angiv beregningerne. 4

5 B. I en familie har man fundet en mutation, som påvirker fedtomsætningen. Et vigtigt enzym, MCAD, der er aktivt i nedbrydningen af fedtsyrer, kan ikke dannes. Genet, som koder for MCAD, er blevet kortlagt ved DNA-sekventering. Figur 3 viser elektroforeseresultatet af DNA-sekvensanalysen. Et udsnit fra det muterede gen er vist sammen med det tilsvarende fra det normale MCAD-gen. Genets nedarvning i den berørte familie er vist i figur 4. Figur 3. Elektroforeseresultatet af DNA-sekvensanalysen. Kun den del af elektroforesen, som omfatter mutationen, er vist. I 1 2 II yg mand yg kvinde Rask mand III Rask kvinde IV Figur 4. tamtræ over en familie, hvor MCAD-mangel forekommer. a. Forklar kort princippet i en DNA-sekvensanalyse. b. Angiv den viste DNA-sekvens for begge de undersøgte personer ud fra figur 3, og forklar hvilken ændring i aminosyresammensætningen, mutationen medfører. c. Analyser figur 4, og angiv sandsynligheden for at et sjette barn af III-2 og III-3 kommer til at lide af MCAD-mangel. 5

6 MÅ PGAVER 3. onning onningbier indsamler kulhydratholdig nektar fra blomster. De producerer honning ved at bearbejde nektaren enzymatisk. En af omdannelsesprocesserne er vist i figur 1. Arbejderbierne nedbringer vandindholdet til ca. 19% ved fordampning, hvorefter cellerne forsegles med voks, se figur 2. Under biernes indsamling og omdannelse af nektaren kan det ikke undgås, at der tilføres gærceller. Gærcellerne kan imidlertid ikke leve i den færdige honning. C 2 C 2 C 2 2 C 2 C 2 C 2 Figur 1. Figur 2. Udsnit af bitavle med både åbne og voksforseglede celler. a. Beskriv processen vist i figur 1, og navngiv enzymet, der katalyserer processen. b. Forklar, ved hvilke processer gærceller kan udnytte kulhydrater. c. Forklar, hvorfor omdannelsen vist i figur 1 samt reduktionen af nektarens vandindhold forhindrer gærcellers udnyttelse af den færdige honning. 6

7 4. Gamle kartoffelsorter I et dyrkningsforsøg har man undersøgt høstudbyttet ved dyrkning af gamle skandinaviske kartoffelsorter. Man lagde 3-5 læggekartofler af hver sort i jord under identiske vækstbetingelser. Læggekartoflerne spirede, og hver læggekartoffel udviklede sig til en kartoffelplante. Ved vækstsæsonens afslutning blev kartoflerne gravet op, og udbyttet opgjort ved optælling og vejning af overjordiske dele, kartoffelknolde og rødder, se figur 1. Kartoffelsort Figur 1. Lagte øst øst øst øst kartofler (antal kartoffel- rod, overjordiske (g friskvægt) kartofler) knolde, (g friskvægt) dele, (g friskvægt) (g friskvægt) Blå mandel Jämtlands hvid Lange røde ctavia Æggeblomme a. vordan skaffer læggekartofler sig energi til spiringen? b. Bestem, hvor stor en del af nettoprimærproduktionen udbyttet af kartoffelknolde udgør for hver af de fem kartoffelsorter. Anfør beregningerne. c. Diskuter, hvilke faktorer udover udbyttet, der kan have betydning, når man skal afgøre, hvilken sort man vil dyrke. 7

8 5. Antistoffer Figur 1 viser den generelle struktur af et antistofmolekyle. Visse sygdomsfremkaldende bakterier kan udskille et enzym, der katalyserer spaltning af IgA, se figur 2. Figur 1. Et antistofmolekyle. Antistof Figur 2. Enzymets effekt på IgA-molekyler. a. Inddrag figur 1 i en beskrivelse af opbygningen af et antistof og forklar sammenhængen mellem struktur og funktion af antistoffet. b. vilken bindingstype spaltes af enzymet, og til hvilken gruppe hører dette enzym? c. Diskuter, hvilken betydning dette enzym kan have for immunforsvarets bekæmpelse af en bakterieinfektion. 8

9 6. Pelsfarve hos får Pelsfarven hos får styres af to forskellige gener. Gen A har tre alleler og gen B har to alleler, se figur 1. A w -allelen er dominant overfor andre alleler i locus A og undertrykker desuden generne i locus B. Derudover dominerer A + over A a og B + over B b. Gen Fænotype Gen Fænotype A B A w vid A + Muflon B + ort A a Ensfarvet B b Brun Figur 1. A- og B-genernes alleler og de tilhørende fænotyper. Figur 2. Et får med fænotypen sort, muflon. a. Angiv de mulige genotyper for ensfarvede sorte får. Inddrag gener i begge loci. b. En fåreavler indkøber en sort vædder, fordi han vil tilføre sort farve til sin hvide fåreflok. Alle lam i første generation viser sig at være hvide. vilke genotyper kan de hvide moderfår have? c. vilke fænotyper fås ved krydsning mellem et brunt, heterozygot muflonfår og et ensfarvet, heterozygot sort får? 9

10

11 Kilder: pgave 1: Figur 1. Foto: Lars Anker Angantyr, Fredriksborg Amt. Figur 3. Foto (t.v.): Danmarks Akvarium, (t.h.): Frank Jensen, Naturhistorisk Museum. pgave 2: Medicinsk kompendium, 15.udgave, NNF pgave 3: Danmarks Biavlerforening. pgave 5: Aktuel Naturvidenskab 2 (2003) s pgave 6:

12 Undervisningsministeriet