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 1stx121-BIO/A Fredag den 1. juni 2012 kl

2 Side 1 af 8 sider Opgave 1. Iberisk skovsnegl Den iberiske skovsnegl, Arion lusitanicus, er indslæbt til Danmark via jord og planter. Den forvolder stor skade i køkken- og prydhaver. Den har spredt sig voldsomt siden de første fund i Fugtige somre er gunstige for ægudviklingen. Den iberiske skovsnegl bliver kønsmoden, når den er 5 uger gammel. Den er hermafrodit, og ved parringen befrugter begge snegle hinanden. De lægger hver ca. 400 æg i løbet af en sæson. Den gennemsnitlige klækningsprocent er 25. Figur 1. Iberisk skovsnegl. 1. Beregn, hvor mange efterkommere en iberisk skovsnegl teoretisk kan få på 3 år. 2. Angiv tre naturligt forekommende faktorer, der kan virke begrænsende på populationsvæksten af iberiske skovsnegle. Begrund dit svar indd 2 29/03/

3 Side 2 af 8 sider Der findes forskellige farvevarianter af Arion-arterne. Farvevariationerne er bestemt af flere ikke-koblede gener, hver med dominant nedarvning. Et af generne bestemmer farven, hvor sort dominerer over brun. Et andet gen bestemmer om de unge snegle har mørkt sidebånd. Sidebånd dominerer over manglende sidebånd. 3. Tegn et krydsningsskema, der viser krydsningen mellem en dobbelt heterozygot sort skovsnegl med sidebånd og en brun skovsnegl uden sidebånd. Angiv fordelingen af fænotyper hos afkommet. Den iberiske skovsnegl og de danske skovsneglearter har været klassificeret som forskellige arter. Dette er nu et diskussionsemne, idet det viser sig, at den iberiske skovsnegl og danske skovsneglearter kan formere sig indbyrdes. 4. Vurder den evolutionære betydning af tilførsel af genetisk materiale fra den iberiske skovsnegl til danske arter. Det er muligt at anvende DNA-sekvensanalyser til at artsbestemme organismer. Man kalder dette for organismernes DNA-stregkoder. I Aktuel Naturvidenskab nr. 6, 2004 kan man læse følgende om DNA-stregkoder: Når man skal lave DNA-stregkoder gælder det derfor om at finde en eller flere DNA-sekvenser, der lige præcis indeholder tilstrækkelig variation til at identificere arterne, men uden at disse sekvenser bliver unødigt lange. Fælles for alle organismer er, at de har en fælles oprindelse, og selvom der er stor forskel på f.eks. planter, bakterier og mennesker, så afspejles denne fælles begyndelse i arvematerialet. Nogle gensekvenser er næsten identiske på tværs af arter, f.eks. fordi de styrer helt basale processer i alle organismers liv. Man siger, at disse gensekvenser er konserverede. 5. Forklar, hvorfor det har betydning for artsbestemmelse ved hjælp af DNA-stregkoder, at finde en eller flere DNA-sekvenser, der lige præcis indeholder tilstrækkelig variation til at identificere arterne.

4 Side 3 af 8 sider Opgave 2. D-vitamin Pattedyr producerer præ-vitamin D 3 i huden. Processen er afhængig af UV-lys. Præ-vitamin D 3 omsættes enzymatisk, via forskellige mellemprodukter, til det aktive vitamin, 1,25-dihydroxyvitamin D 3, se figur 1. Hud HO 7-dehydrocholesterol præ-vitamin D 3 HO Lever 25-hydroxylase vitamin D 3 HO OH OH HO Nyre HO OH 25-hydroxyvitamin D 3 1,25-dihydroxyvitamin D 3 Figur 1. Produktion af 1,25-dihydroxyvitamin D 3 hos pattedyr. Vitaminet 1,25-dihydroxyvitamin D 3 aktiverer D-vitaminreceptorer i forskellige væv og organer. 1. Giv en mulig forklaring på, at kun 1,25-dihydroxyvitamin D 3 kan aktivere D-vitaminreceptorer. Når man skal bedømme en persons D-vitaminstatus, måler man koncentrationen af 25-hydroxyvitamin D 3 i blodplasma. 2. Forklar, hvorfor koncentrationen af 25-hydroxyvitamin D 3 kan anvendes som et udtryk for mængden af aktivt 1,25-dihydroxyvitamin D 3. Inddrag figur 1 i din besvarelse. 3. Giv forslag til, hvordan man ved et kontrolleret laboratorieforsøg kan vise, at vitamin D 3 omdannes til 25-hydroxyvitamin D 3 i leverceller. Se figur 1.

5 Side 4 af 8 sider I Ny KvægForskning nr. 3, juni 2010 kan man læse følgende: Hvor på kroppen danner køerne D3 vitaminet? Køers vitamin D3 status i blodet og indholdet af vitamin D3 i deres mælk stiger, når køerne udsættes for sommersollys. Hensigten med vores undersøgelse var at finde ud af, hvor på kroppen køer egentlig danner det vitamin D3, vi finder i deres blod og mælk om sommeren. Man ved meget lidt om det, men man antog, at det var huden på yver og mule, der producerede det meste, da det ikke umiddelbart er logisk, at resten af kroppen kan producere vitaminet som følge af køernes pelsdækning. Vi havde Holstein køer med fire grader af tildækning af kroppen ude i solen i fire uger i juni og august En fjerdedel af køerne havde kroppen tildækket, en fjerdedel havde yveret tildækket, en fjerdedel havde både kroppen og yveret dækket og den sidste fjerdedel gik i marken uden tildækning. Figur 2 viser en ko med tildækket yver og en ko med tildækket krop. Figur 3 viser resultaterne fra de fire deleksperimenter nævnt i citatet. Koncentration af 25-hydroxyvitamin D3 i blodplasma (ng/ml) 35 A: Kontrol B: Yver tildækket C: Krop tildækket D: Yver og krop tildækket A B C D 5 0 Figur 2. Ko med tildækket yver og ko med tildækket krop Antal dage på marken Figur 3. Gennemsnitlig koncentration af 25-hydroxyvitamin D3 i blodplasma hos køer med forskellig tildækningsgrad. 4. Skriv en konklusion på baggrund af forsøgsresultaterne vist i figur 3. Analyser har vist, at mælk fra økologisk mælkeproduktion indeholder mere D-vitamin om sommeren end mælk fra konventionel mælkeproduktion, mens det er omvendt om vinteren. Reglerne for økologisk mælkeproduktion siger, at køerne skal være på græs mindst 150 dage om året, og at man ikke må tilsætte D-vitamin til foderet. 5. Giv en mulig forklaring på forskellen på D-vitaminindholdet i mælk fra økologisk og konventionel mælkeproduktion indd 5 29/03/

6 Side 5 af 8 sider Opgave 3. Kronisk Myeloid Leukæmi Kronisk Myeloid Leukæmi (CML) er en kræftsygdom, hvor der ses forhøjede værdier af en bestemt type hvide blodceller. Hos patienter med CML indeholder disse hvide blodceller en særlig mutation, der medfører dannelse af et såkaldt Philadelphia-kromosom, se figur 1. BCR BCR BCR ABL ABL Kromosom 9 Kromosom 22 ABL Philadelphiakromosom Figur 1. Mutation, der fører til dannelse af et Philadelphia-kromosom. ABL og BCR er to forskellige gener. 1. Angiv hvilken type mutation, der er vist i figur 1. Begrund dit svar. Mutationen bevirker, at der dannes et protein, BCR-ABL-proteinet, se figur 2, som får cellerne til at dele sig uhæmmet. BCR-gen BCR mrna BCR-gen ABL-gen BCR-ABL mrna A ABL-gen ABL mrna B Figur 2. A: Transkription af BCR og ABL-generne i normale kromosomer 22 og 9. B: Transkription af BCR-ABL-genet i Philadelphia-kromosomet. 2. Forklar, hvorfor det kun er celler med mutationen, der udtrykker BCR-ABL-proteinet. 3. Giv forslag til, hvorfor et protein som BCR-ABL-proteinet kan give anledning til uhæmmet celledeling.

7 Side 6 af 8 sider CML behandles i dag med medicin, der hæmmer BCR-ABL-proteinets aktivitet. Forskere arbejder på at udvikle en anden behandlingsmetode, hvor der anvendes sirna. Ved sirna-behandling indføres små RNA-molekyler, der bevirker specifik nedbrydning af BCR-ABL-mRNA. Man forventer, at sirna-behandlingen er mere effektiv end den nuværende behandling. 4. Forklar, hvorfor man forventer, at sirna-behandlingen er mere effektiv end den nuværende behandling. 5. Giv forslag til, hvordan man kan undersøge, hvilken af de to behandlingsmetoder der er mest effektiv for patienter med CML.

8 Side 7 af 8 sider Opgave 4. Kvinde eller mand? AGS (Adrenogenitalt syndrom) er en sygdom, som nedarves autosomalt recessivt. I Rigshospitalets informationsmateriale står følgende: For raske søskende til en AGS-patient gælder det, at 2 ud af 3 vil være anlægsbærere. Dvs. en rask søster eller bror har 67% risiko for at være anlægsbærer. Søskende til en AGS-patients forældre har hver en risiko på 50%, medens en fætter eller kusine til en AGS-patient har en risiko på 25% for at være anlægsbærer. 1. Vælg en af procentsatserne, angivet i Rigshospitalets informationsmateriale, og forklar den biologiske baggrund for den. Hos raske personer omdannes progesteron enzymatisk til deoxycorticosteron, se figur 1. O CH 3 O OH Enzym X O Progesteron O 2 H 2 O NADPH + H + NADP + Figur 1. Enzymatisk omdannelse af progesteron til deoxycorticosteron. O Deoxycorticosteron 2. Angiv, hvilken enzymgruppe enzymet i figur 1 tilhører. Begrund dit svar. Figur 2 viser regulering af produktion af aldosteron, cortisol og testosteron. Personer med AGS mangler enzymet, der katalyserer reaktionen vist i figur 1. AGS medfører en overproduktion af testosteron. Personer med AGS omtales også som pseudohermafroditter 1. - Cholesterol Pregnenolon 17-hydroxyprogesteron Dehydroepiandrosteron Progesteron Enzym X Deoxycorticosteron 17-hydroxypregnenolon Enzym X Deoxycortisol Androstenedion Testosteron Cortisol Aldosteron Figur 2. Regulering af produktion af aldosteron, cortisol og testosteron. 3. Forklar, hvorfor personer med AGS har en øget produktion af testosteron. Inddrag figur 2. 1 En pseudohermafrodit kan være genetisk kvinde, men have mandlige kønsdele eller omvendt.

9 Side 8 af 8 sider Menneskets køn er bestemt af tilstedeværelse af Y-kromosom. Personer uden et Y-kromosom defineres som kvinder, se figur 3. Genotype 46, XX 46, XY 47, XYY 47, XXY 47, XXX 45, X0 Fænotype Kvinde Mand Mand Mand Kvinde Kvinde Figur 3. Kønskromosomernes bestemmelse af køn hos mennesket. I 1966 indførtes rutinemæssig kønsbestemmelse af atleter ved store sports begivenheder. Undersøgelserne havde til formål at sikre, at mænd ikke deltog i konkurrencer forbeholdt kvinder. I 1968 blev genetisk kønsbestemmelse indført. Atleter med to X-kromosomer blev defineret som kvinder. I 1992 blev metoden ændret til, at man undersøger for tilstedeværelse af et Y-kromosom. 4. Forklar, hvorfor det er mere sikkert at bruge Y-kromosomet til kønsbestemmelse end tilstedeværelse af to X-kromosomer. Inddrag figur 3. Uddrag fra TV2 sporten, juni 2010: Semenya får lov at dyste som kvinde Efter et år i uvishedens mørke får den sydafrikanske 800 meter verdensmester Caster Semenya igen lov at dyste med kvinder. Semenya blev kort efter VM sidste år anklaget for at være mand, og efterfølgende undersøgelser viste da også at hun havde et usædvanligt højt testosteron-tal, men det skyldtes, at hun var hermafrodit. Nu har det internationale atletikforbund (IAAF) færdigbehandlet hendes sag og giver hende grønt lys til igen at stille op ved internationale stævner... mod kvinder. Det oplyser TV-kanalen ETV. 5. Diskuter om sportsfolk, som har en konkurrencemæssig fordel på grund af en genetisk variation, eksempelvis AGS eller kromosomtalsafvigelse, skal have lov til at stille op ved internationale stævner.

10 Kilder: Opgave 1. Foto: Jørgen Baungaard Hansen Jakob Damgaard, Gitte Petersen og Ole Seberg: Livet skal sættes på stregkode. Aktuel Naturvidenskab 6, 2004, s Opgave 2. Foto: Janne Hansen Lone Hymøller og Søren Krogh Jensen: Holstein køer producerer vitamin D 3 over hele kropsoverfladen. Ny KvægForskning 3, 2010, s. 10. Opgave 3. Opgave Tegninger: MarkR grafik/hans Marker Alle internetkilder pr

11

12