BIOLOGI DATO : 9/6 /2009

Transkript

1 EROPÆISK STDENTEREKSMEN 2009 BIOLOI DTO : 9/6 /2009 EKSMENS VRIHED: 3 Timer (180 minutter) TILLDTE HJÆLPEMIDLER Ikke programmerbar lommeregner uden grafik. SÆRLIE BEMÆRKNINER: Markér de 3 valgte opgaver (1 spørgsmål P, 1 spørgsmål og 1 spørgsmål E) med afkrydsning i skemaet på det udleverede ark. Påbegynd hver opgave på et nyt eksamensark. Side 1/19

2 Spørgsmål P 1 Side 1/3 a) Ferskvandsarten Paramecium (tøffeldyr) observeres under mikroskop. Der observeres en forøgelse af de kontraktile vakuolers volumen, og dernæst en pludselig formindskelse af volumen ved vakuolernes sammentrækning. Man konkluderer heraf, at vakuolerne fyldes med vand for bagefter at tømmes til det ydre miljø. ndre protozoarter magen til tøffeldyr lever i marint miljø og har ikke kontraktile vakuoler. I et eksperiment overføres marine protozoer til ferkvand, og tøffeldyr overføres til havvand. Organismernes adfærd i det nye miljø observeres i mikroskop. i. Beskriv mekanismen ved vandets indtrængen i tøffeldyret, når det er i sit naturlige ferskvandsmiljø. ngiv hvor den nødvendige energi til at tømme vakuolen kommer fra. i Forklar hvorfor de marine protozoer ikke har behov for kontraktile vakuoler. iv. Beskriv og forklar hvad du kan forvente at se, hvis marine protozoer overføres til ferskvand. v. Beskriv og forklar, hvad du kan forvente at se, hvis tøffeldyr overføres til havvand. vi. Når tøffeldyr anbringes i ferskvand, der indeholder en inhibitor til respirationskæden, observeres at tøffeldyr sprænges. Forklar denne observation. 1 point 1 point Side 2/19

3 Spørgsmål P 1 b) i. Figur 1 herunder viser strukturen af en kloroplast. Navngiv strukturerne fra a til g Figur 1 Side 2/3 nfør 3 ligheder og 3 forskelle mellem strukturen af en kloroplast og en mitochondrie. i Skriv den afstemte bruttoreaktion for reaktionen, der finder sted i kloroplasten. iv. TP dannes i kloroplastre og i mitochondrier. Skriv reaktionen for phosphoryleringen, der fører til dannelse af TP i de 2 organeller. v. Navngiv de processer, der er ansvarlige for TP-syntesen i kloroplastre og i mitochondrier og beskriv forskellen mellem dem. 1 point Side 3/19

4 Spørgsmål P 1 Side 3/3 c) I 1939 opdagede Robert Hill, at kloroplastre er i stand til at frigive dioxygen under tilstedeværelse af et oxidationsmiddel (en elektronmodtager). DPIP er et sådant oxidationsmiddel. Det er blåt i oxideret tilstand og faveløst i reduceret tilstand. En suspension af kloroplastre ekstraheret fra spinatblade holdes aktive i en bufferopløsning. Eksperimenter med kloroplastsuspensioner udføres ved konstant temperatur og under fravær af O 2. Resultaterne af disse eksperimenter er præsenteret i nedenstående tabel 2. Tabel 2 Reagensglas 1 2 Indholdet i reagensglas Lysfaktor Resultater efter 10 minuter 0,5mL kloroplastsuspension + 5mL DPIP Lys Farveløs DPIP 0,5mL kloroplastsuspension + 5mL DPIP Mørke Blå DPIP 3 0,5mL kloroplastsuspension opvarmet til 100 o i 10 minutter + 5mL DPIP Lys? i. ngiv den naturlige elektronmodtager, som DPIP erstatter, i dette experiment. ngiv præcist hvor i kloroplasten denne reaktion finder sted. i Forklar de opnåede resultater i reagensglas 1 og 2. iv. Foreslå og begrund et resultat for reagensglas 3. v. ngiv, i det du henviser til den afstemte bruttoreaktion for fotosyntesen, fra hvilket molekyle det dioxygen, som afgives fra kloroplasten, stammer. Opskriv reaktionsskemaet for den reaktion, der producerer dioxygen fra dette molekyle. 1 point 1 point Side 4/19

5 Spørgsmål P 2 Side 1/3 a) b) i. Skriv den afstemte reaktion for: - den fuldstændige oxidation af glucose - alkoholgæringen af glucose Den fuldstændige oxidation af glucose i levende celler finder sted i 3 hovedfaser. Navngiv de 3 faser og lokaliser hver af dem i cellen. En suspension af gærceller bliver dyrket i en 0,15 mol/l glucoseopløsning. Den bliver delt i 2 lige store portioner. Portion iltes kontinuerligt. Portion B dyrkes i et anaerobt miljø. Koncentrationerne af glucose og af ethanol i hver portion måles med regelmæssige tidsintervaller. De 2 cellekulturer holdes ved samme konstante temperatur. Figur 1 viser de opnåede resultater. Figur 1 Koncentration (mol/l) Koncentration (mol/l) t(time) t(time) i. Beskriv resultaterne for hver portion. Forklar resultaterne. i En suspension af gærceller dyrkes i en glucoseopløsning under tilstedeværelse af radioaktivt mærket dioxygen ( 18 O 2 ). Navngiv det molekyle, der indeholder radioaktivitet efter endt oxidation. Forklar dit svar. 6 point Side 5/19

6 Spørgsmål P 2 Side 2/3 c) Et eksperiment foretages på isolerede grana fra kloroplastre. ph i disse grana er 8. De placeres i et miljø hvor ph=4. Efter en tid er ph i grana 4. rana overføres derefter i mørke til et medie med ph=8 og et indhold af DP og uorganisk phosphate (P u ). Der observeres en TP-produktion. Forklar eksperimentets resultater. 5 point d) En serie af 5 eksperimenter er vist i tabel 2. I disse eksperimenter er pigment P brugt som indikator og stof R, som reduktionsmiddel (elektronafgiver). Desuden fremstilles en opløsning af råklorofyl. Pigment P er farveløst i reduceret tilstand og rødt i oxideret tilstand. Tabel 2 Eksperiment 1 Eksperiment 2 Eksperiment 3 Eksperiment 4 Eksperiment 5 Stof R Stof R Opløsning af råklorofyl Opløsning af råklorofyl Pigment P Pigment P Pigment P Pigment P Pigment P Lys Lys Mørke Mørke Lys Resultater : Opløsningens farve Rød Farveløs Farveløs Brun (Rød+røn) røn Beskriv og fortolk eksperimentets resultater. 10 point Side 6/19

7 Spørgsmål P 2 Side 3/3 e) I et laboratorium kan der produceres hybridceller ved en fusion af humane celler med museceller. Disse celler placeres i kontakt med fluorescerende antistoffer, der er i stand til at genkende humane celler (rød fluorescens) eller museceller (grøn fluorescens). Figur 3 herunder viser fordelingen af de fluorescerende antistoffer straks efter fusionen (t0) og efter 40 minutter (t1). Figur 3 Human celle ellefusion musecelle Kontakt med fluorescerende antistoffer ellehybrid til tiden t0 Efter 40 min. ellehybrid til tiden t1 ntistof Rød fluorescens røn fluorescens i. ngiv det generelle navn for de membranmolekyler, antistofferne bindes til. 1 point Forklar fordelingen af fluorescerende antistoffer til tiden = 0 (t0) og efter 40 minutter (t1). Side 7/19

8 Spørgsmål 1 Side 1/4 a) Hos løg (llium cepa), er farven af løgknolden bestemt af et gen, hvor 2 alleler er kendt: en dominant allel,, koder for syntesen af et enzym, som katalyserer produktionen af et pigment; en recessesiv allel, a, som ikke koder for enzymet, hvorfor pigmentet ikke dannes. Et andet gen, der nedarves uafhængigt, kan forebygge produktionen af pigment, hvis det er til stede som en dominant allel, B. Den recessive allel, b, har ingen effekt på fænotypen. Fra P-generationen krydses rene linier af de farvede løg, med farveløse løg af genotypen aabb. Denne krydsning giver afkommet F1. Nu krydses individer fra F1 indbyrdes og F 2 generationen fremkommer. i. Foreslå 2 mulige forklaringer på, hvordan allel B kan hindre produktionen af pigment. Vis med et krydsningsskema den procentuelle fordeling af genotyper og fænotyper i F2-generationen. 8 point b) enerne for rød-grøn farveblindhed og hæmofili er begge X-bundet (X D = normalt syn, X d = rød-grøn farveblind, X H = normal og X h = hæmofili). Figur 1 viser en stamtavle, hvor disse egenskaber kan følges i en familie. Figur 1 Normal kvinde Normal mand Mand med hæmofili Farveblind mand Farveblind mand med hæmofili i. ngiv genotyperne for individerne I-1, II-1, II-2, II-3 et II-4. 5 point i ngiv og begrund genotypen for I-2. ngiv og begrund genotyperne for pigerne II-5 og II-9. Side 8/19

9 Spørgsmål 1 Side 2/4 iv. ngiv genotypen for III-3. Forklar, idet du tager hans forældres genotyper i betragtning, hvordan han kan arve både allelen for farveblindhed og for hæmofili. 5 point c) I 1872 beskrev Dr Huntington en genetisk sygdom som ud over andre symptomer medfører tab af muskelkontrol : Huntingtons chorea. I 1993 blev genet for denne sygdom fundet. Den muterede allel medfører dannelse af et unormalt huntingtinprotein. Den ikke-muterede allel giver anledning til dannelse af et normalt huntingtinprotein. Figur 2 viser DN-sekvensen af en del af allelen, der koder for det normale huntingtinprotein. Figur TTT T TTTTTTTTT TTT..5 DN-streng, der transcripteres (skabelon-strengen) Kodende DN streng i. Bestem transkriptionsretningen for denne del af genet. 1 point ngiv den nucleotidsekvens, der fremkommer ved transkriptionen af denne del af genet. Side 9/19

10 Spørgsmål 1 Side 3/4 i ngiv ud fra tabel 3 den aminosyresekvens, der svarer til dette udsnit af genet. Tabel 3 Phe Phe Ile Ile Ile Met (STRT) Val Val Val Val Pro Pro Pro Pro Thr Thr Thr Thr la la la la Tyr Tyr STOP STOP His His ln ln sn sn Lys Lys sp sp lu lu ys ys STOP Trp ly ly ly ly nder den videre forskning af årsagerne til denne sygdom, sammenlignede man DN-sekvensen for den allel, der koder for huntingtinproteinet, hos en normal person med DN-sekvensen hos en person ramt af Huntingtons chorea. Side 10/19

11 Spørgsmål 1 Side 4/4 Figur 4 viser antallet af repetitioner af tripletten i den allel, der koder for huntingtinprotein hos raske og syge personer. Figur 4 % af befolkningen Raske personer Sygdomsramte personer ntal repetitioner af tripletten Figur 5 viser relationen mellem antallet af repetitioner af tripletten og alderen ved tilsynekomsten af de første symptomer hos sygdomsramte personer. Figur 5 lder ved tilsynekomst af de første symptomer (år) ntal repetitioner af tripletten v. Redegør for de oplysningerne figur 4 og 5 giver. vi. Forklar årsagen til sygdommen, idet du anvender ovenstående informationer. Side 11/19

12 Spørgsmål 2 a) Figur 1 viser hovedtrækkene i proteinsyntesen hos en procaryot. Figur 1 Side 1/3 i. ngiv hvor i den prokaryote celle transkriptionen finder sted. 1 point Navngiv 3 organeller hvor transkription finder sted i eukaryote celler. i Navngiv strukturerne til E på figur 1 iv. Navngiv og beskriv kort ud fra figur 1 den proces, som finder sted efter transkriptionen. 5 point v. ngiv, idet du benytter basesekvensen vist på figur 1, den sekvens der produceres ved transkriptionen. vi. ngiv den korresponderende aminosyresekvens, samt de tilsvarende basesekvenser af de trn-tripletter, der skal anvendes i syntesen af dette polypeptid. Benyt informationerne i nedenstående tabel 2. Side 12/19

13 Spørgsmål 2 Side 2/3 Tabel 2 Phe Phe Ile Ile Ile Met (STRT) Val Val Val Val Pro Pro Pro Pro Thr Thr Thr Thr la la la la Tyr Tyr STOP STOP His His ln ln sn sn Lys Lys sp sp lu lu ys ys STOP Trp ly ly ly ly v ngiv ud fra figur 1, i hvor mange baser, der kunne forekomme punktmutationer uden ændring af aminosyresekvensen. Begrund dit svar ud fra informationerne i tabel 2. 6 point b) vi ngiv 2 forskelle i proteinsyntesen i procaryote og eucaryote celler. Formen på musehaler kan være rette eller krumme. Denne egenskab er bestemt af et gen, hvor 2 alleler er kendte : og a. Tabel 3 viser resultatet (i %) af en krydsning af mus. Tabel 3 : Krydsning Parental hunmus Halens form Parental hanmus fkom: Hunmus med lige haler fkom: Hunmus med krumme haler fkom: Hanmus med lige haler fkom: Hanmus med krumme haler 1. Lige Krumme Krumme Lige Krumme Lige Lige Lige Krumme Krumme Krumme Krumme Side 13/19

14 Spørgsmål 2 i. ngiv ved hjælp af resultatet af en af krydsningerne fra tabel 3, hvilken allel, der er dominant (), og hvilken der er recessiv (a). Bestem om genet for halens form nedarves kønsbundet eller autosomalt. Begrund dit svar ved hjælp af resultatet af en af krydsningerne i tabel 3. Side 3/3 i fgør i hvilken eller hvilke krydsning(er) vist i tabel 3 den parentale hunmus er heterozygot. Et andet gen, der nedarves uafhængigt af det foregående gen, bestemmer en anden fænotype af musehaler: Tyk hale eller tynd hale. Fænotypen tynd hale skyldes den recessive allel (b). Figur 2 viser en stamtavle for fænotyper af musehaler: Tykke, tynde, lige og krumme. Figur 2 i. ngiv og begrund genotyperne for I-2, II-1, og III-3. 6 point Side 14/19

15 Spørgsmål E 1 Side 1/2 a) Slægtskabsforhold mellem forskellige primater kan bestemmes ved en sammenligning af præcipitationstests, hvor de forskellige primaters serumproteiner udfældes af antistoffer. Resultaterne af præcipitationstests på basis af sera fra forskellige primater er vist i tabel 1 nedenfor som % proteinudfældning. Tabel 1 a fra forskellige primater % human proteinudfældning Menneske 100% himpanse 97% orilla 92 % ibbon 79% Bavian 75% i. Et antistof er specifikt for det molekyle, det reagerer med. Definer begrebet specifik i denne sammenhæng. Forklar hvordan den procentvise udfældning af proteiner kan bruges til at afgøre slægtskab mellem 2 arter. Figur 2 viser 2 forskellige stamtræer over tilhørsforholdene mellem 4 primatarter. Figur 2 Stamtræ ibbon orilla himpanse Menneske Stamtræ B ibbon orilla himpanse Menneske Side 15/19

16 i iv. i Spørgsmål E 1 Side 2/2 Sammenlign de 2 stamtræer i figur 2 og afgør hvilket af de to stamtræer, der er mest i overensstemmelse med resultaterne i tabel 1. engiv det valgte stamtræ fra (iii) og tilføj en gren, der viser bavianens slagtskab med de andre arter. Begrund dit svar ved hjælp af resultaterne fra fældningstesten (tabel 1). En alternativ metode til at fastslå slægtskabsforhold mellem arter består i at sammenligne forskellige proteiners aminosyresekvenser, fx globins aminosyresekvens. Forklar, hvorfor denne metode betragtes som mere præcis end præcipitationstesten ved påvisning af slægtskabsforhold. b) Nylige studier af mus (Mus musculus) på øen Madeira har vist, at der på øen eksisterer 6 forskellige populationer, som adskiller sig ved at have et forskelligt antal kromosomer (mellem 22 og 30). Musen, som blev indført i 1400-tallet af potugisiske søfolk, havde sandsynligvis 40 kromosomer, som nulevende mus overalt i Europa. På øen Madeira findes de forskellige populationer af mus i dale adskilt af høje bjerge. i. ngiv det fænomen, der ligger til grund for denne reduktion af antallet af kromosomer. Forklar hvordan mus kan leve med et kromosomtal mindre end 40. Hvis mus fra forskellige populationer på Madeira krydses, vil hovedparten af afkommet være sterilt. Forklar denne observation. i Definer begrebet allopatrisk artsdannelse. Forklar hvorfor videnskabsmænd mener, at dette højst sandsynligt har fundet sted på Madeira. Side 16/19

17 Spørgsmål E 2 Side 1/3 a) Homo floresiensis er en dværghominid, som blev opdaget på den lille indonesiske ø Flores i Denne ø ligger isoleret fra resten af Indonesien. Skelettet tilhørte en kvinde på ca. 30 år. Dateringen af sedimenter viser en alder på mellem og år for repræsentanter af denne nye art. Fossile dværgelefanter er også fundet på øen Flores. Figur 1 nedenfor viser nogle karakteristika for Homo floresiensis. Figur 1 Kranieform Efter Brown P. et al Nature, Oktober. Kranierumfang Kranievæg Højde 380 til 530 ml Tyk mellem 1 m og 1,20 m Redskaber fundet på bopladsen Jagt Brug af ild Spidsmejsel Syl Skraber Efter Morwood M.J. et al Nature, Oktober. Koordineret, hvilket gør et sprog nødvendigt Tilstedeværelse af forkullede dyr på bopladsen. Videnskabsmænd mener, at Homo floresiensis nedstammer fra Homo erectus, der kom til øen for ca år siden. i. Forklar, idet du benytter de fremlagte oplysninger, hvordan en stor population af individer, ifølge Darwins teori, kan udvikle sig til dværgformer. 5 point iv en forklaring på denne udvikling ifølge Lamarcks teori. Side 17/19

18 Spørgsmål E 2 b) Figur 2 nedenfor viser data fra 3 andre hominider. Side 2/3 Figur 2 ustralopithecus Homo erectus Homo sapiens Kranieform Kranievæg Kranierumfang Redskaber tyk tyk tynd 450 til 530 ml 800 til 1200 ml 1300 til 1500 ml Ingen fabrikation af redskaber - Primitive slåredskaber - Håndkiler - Bearbejdede sten - Tilhugget flint - Bennål - Tilspidset træ - Knive, skrabere, bor - Figurativ kunst Ældre stenalder ( år (1.2 millioner til 0.4 siden) millioner år siden) Brug af ild Nej Ja Ja rtikuleret sprog Nej Sandsynligvis Ja i. nfør 3 argumenter vha. data i figur 1 og 2 for, at Homo floresiensis tilhører arten Homo snarere end arten ustralopithecus. Begrund ved hjælp af figur 1 og 2 videnskabens konklusion om, at Homo floresiensis er tættere beslægtet med Homo erectus end med Homo sapiens. Side 18/19

19 Spørgsmål E 2 Side 3/3 c) Forskere har for nylig isoleret mitochondriel DN fra et skelet af Homo neanderthalensis. Det isolerede mitochondrielle DN indeholdt basepar. Dette DN adskiller sig fra Homon sapiens mitochondrielle DN i 133 positioner. Mutationshastigheden af mitochondriel DN er i gennemsnit 2 % pr. million år. i. Forklar hvilken rolle mutationer har for evolutionen af en art. Det almindeligt accepteret at Homo neanderthalensis og Homo sapiens udviklingsretninger skiltes for ca år siden. Påvis at oplysningerne i ovenstående tekst passer med dette estimat. Side 19/19