Biologi A. Studentereksamen. Onsdag den 28. maj 2014 kl 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 1stx141-BIO/A Onsdag den 28. maj 2014 kl

2 Side 1 af 6 sider Opgave 1. Vitalkapacitet 1. Beskriv de faglige argumenter, der kan underbygge gymnasieklassens hypotese. 2. Forklar, hvordan man i praksis kan måle vitalkapacitet. Klassen foretog målinger af højde og vitalkapacitet. Resultaterne fremgår af figur 1. Dreng nr øjde (m) 1,56 1,69 1,72 1,74 1,75 1,75 1,76 1,77 1,78 1,81 En gymnasieklasse opstillede en hypotese om, at der er korrelation mellem højde og vitalkapacitet. Vitalkapacitet (ml) Gennemsnit 1, Pige nr Gennemsnit øjde (m) 1,59 1,62 1,63 1,66 1,67 1,75 1,75 1,75 1,79 1,79 Figur 1. øjde og vitalkapacitet hos henholdsvis drenge og piger. Vitalkapacitet (ml) , Afbild datasættene, vist i figur 1, for henholdsvis drenge og piger med vitalkapacitet som funktion af højde. 4. Vurder hypotesen om, at der er korrelation mellem højde og vitalkapacitet på baggrund af resultaterne i figur 1 og din afbildning. Målinger på mange forsøgspersoner viser den tendens, at vitalkapaciteten falder med alderen, se figur 2. Vitalkapacitet (ml) 4500 Mænd 4000 Kvinder 3500 y = -35,8x y = -32,8x Alder (år) Figur 2. Vitalkapacitet som funktion af alder. 5. Giv forslag til, hvorfor alderen kan have indflydelse på vitalkapaciteten.

3 Side 2 af 6 sider Opgave 2. Lucerne og Rhizobium-bakterier Lucerne, Medicago sativa, er en bælgplante, som kan indgå i symbiose med N-fikserende Rhizobium-bakterier. En gruppe elever har undersøgt effekten af nitrogenfiksering på lucerneplanters vækst. Inden lucernefrøene blev sat til spiring, blev de skyllet i 70 % ethanol og i flere hold sterilt vand. Lucernefrøene spirede i et sterilt, nitrogenfrit vækstmedie dækket med sterilt sand. Vækstmediet indeholdt bl.a. PO 4 3-, SO 4 2-, Mg 2+, K +, Na +, Ca 2+ og Cl -. alvdelen af glassene blev podet med Rhizobium-bakterier. Glassene blev opbevaret lukkede. Planterne uden Rhizobium-bakterier overlevede kun i uger. Planternes udseende efter en vækstperiode på 10 uger er vist i figur 1. Figur 1. Planternes udseende efter en vækstperiode på 10 uger. De to glas mærket med + er podet med Rhizobium-bakterier. 1. Forklar, hvorfor frøene skylles i ethanol inden spiring i vækstmediet. 2. Vælg to af ingredienserne i vækstmediet og forklar deres betydning for væksten af lucerneplanterne. 3. Forklar resultaterne vist i figur Forklar, hvorfor lucerneplanterne uden Rhizobium-bakterier kun overlevede i uger. Man kan anvende bælgplanter som fx lucerne til forbedring af landbrugsjord. Jorden forbedres ved, at lucerneplanter pløjes ned, inden de ønskede afgrøder sås. 5. Forklar, hvorfor nedpløjning af lucerneplanter kan forbedre landbrugsjorden.

4 Side 3 af 6 sider Opgave 3. DNA og indsatser for truede arter Citat fra Politiken 11. december Danske DNA-eksperter har udviklet en metode, der gør det muligt at bestemme arterne i en sø ved at analysere en vandprøve på bare 15 milliliter. Metoden vil blandt andet kunne bruges til indsatser for truede arter. Til påvisning og identifikation af de undersøgte arter blev DNA oprenset fra søvandet og opformeret ved hjælp af PCR. Til PCR blev brugt primere 1, som binder sig til genet, der koder for cytokrom b. Figur 1 viser tre primere brugt til identifikation af løgfrø, Pelobates fuscus, stor vandsalamander, Triturus cristatus, og stor kærguldsmed, Leucorrhinia pectoralis. Løgfrø Stor vandsalamander Stor kærguldsmed GGCTTTTTCCATCGCAATTCT CGTAAACTACGGCTGACTAGTACGAA GCTTTCCCACGATTAAATAA Figur 1. Primere brugt til identifikation af løgfrø, stor vandsalamander, og stor kærguldsmed. 1. Forklar, hvorfor kun den ene primer specifikt vil binde sig til DNA fra stor vandsalamander. I et eksperiment blev koncentrationen af DNA fra stor vandsalamander bestemt. Til eksperimentet blev anvendt akvarier med 80 liter ferskvand. Akvarierne blev delt op i tre grupper, hver med henholdsvis 1, 2 eller 4 individer. Koncentrationen af DNA fra stor vandsalamander blev bestemt efter 2, 9, 23, 44 og 64 døgn, hvorefter salamandrene blev fjernet fra akvarierne. erefter blev DNA-koncentrationen fortsat bestemt på dag 66 og 73. Resultaterne af eksperimentet er vist i figur 2. 1 Primer: Kort enkeltstrenget stykke DNA, der fungerer som begyndelsessekvens for produktion af en ny DNA-streng.

5 Side 4 af 6 sider DNA (molekyler/15 ml) individer 2 individer 1 individ Tid (døgn) Figur 2. Koncentration af DNA i akvarier med 1, 2 eller 4 individer af stor vandsala mander. Dyrene blev overført til akvariet til tiden t = 0 og fjernet efter 64 døgn. Standardafvigelser er vist på figuren. 2. Forklar resultaterne vist i figur Forklar, hvorfor det er af betydning for metodens anvendelighed, at DNA hurtigt forsvinder fra vandet, efter dyrene er fjernet. 4. Giv forslag til, hvordan påvisning af DNA i vandprøver kan bruges i indsatser for truede arter. I artiklen fra Politiken 11. december 2011 kunne man læse: Men betyder det så et farvel til den klassiske gummistøvlebiolog?»nej«, siger Jos Kielgast:»De undersøgelser, en trænet biolog gennemfører ved at gå ud i naturen, vil altid have værdi fordi man samtidig ser en række andre faktorer, der har betydning for truede arters velbefindende«. 5. Giv forslag til to faktorer, der kan have betydning for truede arters velbefindende. Begrund dit svar.

6 Side 5 af 6 sider Opgave 4. Nedbrydning af glycogen Fald i blodglucose modvirkes ved omdannelse af glycogen til glucose i leverceller, hvorfra glucosen frigives til blodet. Glycogen nedbrydes til glucose-1-phosphat. Omdannelse af glucose-1-phosphat til glucose-6-phosphat i muskel- og leverceller er vist i figur 1A. Glucose-6-phosphat omdannes til glucose i leverceller, se figur 1B. A O C2O O O O O P i Phosphoglucomutase C2O P i O O O O O Glucose-1-phosphat Glucose-6-phosphat B C2O P i C2O O O Glucose-6-phosphatase + O 2 O + O P i O O O O O O Glucose-6-phosphat Glucose Figur 1. A: Omdannelse af glucose-1-phosphat til glucose-6-phosphat i muskel- og leverceller. B: Omdannelse af glucose-6-phosphat til glucose i leverceller. 1. Angiv, hvilken enzymgruppe phosphoglucomutase tilhører. Inddrag figur 1A. Begrund dit svar. Glycogen storage disease type 1 er en arvelig sygdom, der nedarves autosomalt recessivt. Sygdommen medfører, at kroppen ikke kan nedbryde glycogen til glucose. Der sker en ophobning af glycogen i leveren. Sygdommen skyldes en fejl i genet G6PC, der koder for dannelse af enzymet glucose-6-phosphatase. 2. Forklar, hvorfor sygdommen medfører ophobning af glycogen i leveren over tid.

7 Side 6 af 6 sider Figur 2 viser en stamtavle over en familie med Glycogen storage disease type 1. I 1 2 rask mand II rask kvinde syg mand III syg kvinde IV 1 2 Figur 2. Stamtavle over en familie med Glycogen storage disease type Angiv mulige genotyper for personerne III-2, III-3, IV-1 og IV-2. Begrund dit svar. I Danmark fødes 1 ud af med sygdommen. 4. Beregn allelfrekvensen af mutant-allel og normal-allel. Vis dine beregninger. Kvinden IV-1 vil have et barn uden sygdommen. Det kræver, at hun får det med en mand, som er homozygot dominant. 5. Beregn, under antagelse af ardy-weinberg-ligevægt, genotypefrekvensen for homozygot dominante.

8

9 Opgaverne henter inspiration fra følgende kilder: Opgave 1. Robert Arking: The biology of Aging: Observations and Principles. 3. ed. Oxford University Press, (2006). Opgave 2. Foto: Birgit Eliasson. Opgave 3. P. F. Thomsen et al.: Monitoring endangered freshwater biodiversity using environmental DNA. Molecular Ecology 21, (2012), s Opgave Tegninger: MarkR grafik/ans Marker Alle internetkilder pr

10

11

12