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 stx112-bio/a Tirsdag den 16. august 2011 kl

2 Side 1 af 8 sider Opgave 1. Dyreplankton i søer Dyreplankton består af encellede og flercellede organismer. Dyreplanktonets placering i fødenettet i en sø fremgår af figur 1. Rovfisk Planktonspisende fisk Størrelse (mm) Dafnier og vandlopper 2 0,2 0,002 Flagellater Dyreplankton 0,020 Planteplankton Hjuldyr Figur 1. Udsnit af fødenet i en sø. 1. Forklar kort dafnier og vandloppers rolle i fødenettet vist i figur Angiv to abiotiske faktorer, der har indflydelse på populationsstørrelsen af dafnier og vandlopper. Begrund dit svar indd 2 29/06/

3 Side 2 af 8 sider Sammensætningen af dyreplankton er blevet undersøgt i tre forskellige næringsfattige søer A, B og C. Resultaterne fremgår af figur 2. A Biomasse (mg/m 2 ) ,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 5,0 8,0 Dyrelængde (mm) B Biomasse (mg/m 2 ) C 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 Dyrelængde (mm) Biomasse (mg/m 2 ) ,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 Dyrelængde (mm) Figur 2. Fordelingen af dyreplankton efter længde i tre forskellige næringsfattige søer. A: Sø uden fisk. B: Sø med ørreder, hvor dyreplankton udgør ca. 20% af ørredens kost. C: Sø med fisk der hovedsageligt æder dyreplankton. 3. Forklar resultaterne vist i figur 2. Inddrag figur 1. Opgaven fortsættes

4 Side 3 af 8 sider Om efteråret eller ved fødemangel lægger dafnier befrugtede hvileæg, se figur 3. Hvileæg er tykskallede og kan overleve ugunstige perioder. Det har vist sig, at de kan overleve over 100 år, hvis de ligger under iltfrie forhold. Det er muligt at klække hvileæg. Dette er blevet gjort med hvileæg fra en sø, hvor der siden sidst i 1970 erne har været opblomstring af giftige blågrønalger. De klækkede hvileæg tilhører samme art, men stammer fra forskellige tidsperioder, se figur 4. De klækkede dafnier blev fodret med giftige blågrønalger, som hæmmer dafniernes fødeoptagelse. Resultatet ses i figur 4. Vækstreduktion (%) 50 Brystlemmer 40 Øje 30 Hvileæg 20 Tarm 10 0 Figur 3. Dafnie med hvileæg Figur 4. Relativ vækstreduktion hos dafnier fra , , og efter fodring med giftige blågrønalger. Punkterne svarer til enkeltindivider. Søjlerne angiver den gennemsnitlige vækstreduktion. 4. Giv en mulig forklaring på variationen i dafniernes følsomhed overfor blågrønalgers gift. Inddrag figur Diskuter, om resultaterne, vist i figur 4, kan være et resultat af naturlig selektion indd 4 29/06/

5 Side 4 af 8 sider Opgave 2. Helicobacter pylori Helicobacter pylori, se figur 1, er en bakterie, som har tilpasset sig til at leve i menneskets mavesæk. 1 µm Figur 1. Tegning af Helicobacter pylori. I mavesækken forekommer urinstof. Helicobacter pylori producerer og udskiller relativt meget af enzymet urease. Urease katalyserer reaktionen vist i figur 2. Den dannede NH 3 er med til at hæve ph i bakteriens omgivelser. urease CO(NH 2 ) 2 + H 2 O 2 NH 3 + CO 2 Urinstof Figur 2. Nedbrydning af urinstof katalyseret af urease. 1. Angiv hvilken enzymgruppe urease tilhører. Begrund dit svar. 2. Giv forslag til, hvorfor det er en fordel for H. pylori, at ph hæves i dens omgivelser. Helicobacter pylori er meget tilpasningsdygtig. Den forekommer i forskellige kloner, der er fænotypisk forskellige. De har fx forskellig evne til at hæfte sig til slimhinden i mavesækken. 3. Forklar, hvordan der over tid kan udvikles forskellige kloner af H. pylori. Man kan påvise infektion med H. pylori ved forskellige metoder. Ved en metode indtager patienten en lille mængde radioaktivt mærket urinstof, 14 CO(NH 2 ) 2. Efter ca. 20 minutter måler man om patientens udåndingsluft indeholder 14 CO 2. Ved en anden metode kan infektion påvises ved undersøgelse af patientens afføring. 4. Forklar, hvorfor forekomst af 14 CO 2 kan påvise infektion med H. pylori. Inddrag figur Giv forslag til en metode, hvor man ved undersøgelse af patientens afføring specifikt kan påvise infektion med H. pylori.

6 Side 5 af 8 sider Opgave 3. Biokonservering Bakterien Listeria monocytogenes kan forekomme i fødevarer, der opbevares ved køleskabstemperatur. Infektion med L. monocytogenes kan i værste fald medføre døden. Ved biokonservering udnyttes uskadelige bakterier, der i forvejen er i produktet fx mælkesyrebakterier. Mælkesyrebakterier producerer bakteriociner. Bakteriocinet nisins virkning på cellemembranen hos L. monocytogenes er vist i figur 1. Nisin Membranmolekyle Figur 1. Nisins virkning på cellemembranen hos L. monocytogenes. 1. Beskriv nisins virkning på cellemembranen hos L. monocytogenes. Inddrag figur 1.

7 Side 6 af 8 sider Man har undersøgt mælkesyrebakteriers indflydelse på væksten af L. monocytogenes i kødpålæg opbevaret ved 5 C. Ved eksperimentets begyndelse blev der tilsat 10 4 L. monocytogenes pr. gram kødpålæg. Til det ene deleksperiment blev der yderligere tilsat 6,3 x 10 6 mælkesyrebakterier pr. gram kødpålæg. Resultaterne af eksperimentet fremgår af figur 2. Tid (døgn) Ingen tilsætning af Tilsætning af mælkesyrebakterier mælkesyrebakterier L. monocytogenes (gennemsnitligt antal kolonier pr. gram kødpålæg) , ,8 Figur 2. Resultaterne af eksperimentet ,6 10 1,7 10 0,7 10 0,9 2. Afbild resultaterne grafisk med antallet af bakteriekolonier som funktion af tiden. Anvend regneark eller grafpapir. 3. Forklar dine grafer. 4. Giv forslag til en evolutionær fordel, mælkesyrebakterier kan have af at producere bakteriociner. 5. Vurder, hvilke undersøgelser der bør foretages, inden der gives tilladelse til anvendelse af mælkesyrebakterier til biokonservering.

8 Side 7 af 8 sider Opgave 4. Complex Vertebral Malformation For at øge mælkeydelsen hos kvægracen Dansk Holstein har man kunstigt befrugtet mange køer med sæd fra to udvalgte tyre. Det har vist sig, at den ene af disse tyre (Carlin-M Ivanhoe Bell) har en mutation for Complex Vertebral Malformation (CVM). Basesekvensen for et udsnit af mrna hos normale og CVM-mutanter fremgår af figur 1. Normal-allel: Mutant-allel: GUA - GGU - CUC - AUG - GCA - GUU - CUC - ACA GUA - GGU - CUC - AUG - GCA - UUU - CUC - ACA Figur 1. Udsnit af den genetiske kode for et protein hos normale og CVM-mutanter. 1. Angiv, hvilken ændring i proteinets primærstruktur der medfører CVM. De fleste kalve med CVM er dødfødte og har stærkt misdannede ryghvirvler. Figur 2 viser et udsnit af en stamtavle for kalve, der nedstammer fra Carlin-M Ivanhoe Bell. I II III IV V * * * * Carlin-M Ivanhoe Bell Normal Bærer CVM Figur 2. Udsnit af stamtavle for afkom af Carlin-M Ivanhoe Bell. Ikke alle kalve i generationerne er medtaget. 2. Forklar, hvordan CVM nedarves. Inddrag figur 2.

9 Side 8 af 8 sider Inden for kvægracen Dansk Holstein har man oplevet en stigning i antallet af dødfødte kalve med CVM. 3. Forklar, hvorfor den benyttede avlsmetode har ført til en stigning i antallet af dødfødte kalve med CVM. Inddrag figur 2. En hypotese er, at genet med betydning for mælkeydelse, og genet, hvor CVMmutationen forekommer, er koblede. 4. Forklar, hvorfor koblede gener kan være årsag til, at der ses en stigning i antallet af dødfødte kalve med CVM. 5. Giv forslag til, hvordan man i avlsarbejdet fortsat kan øge mælkeydelsen og samtidig afhjælpe problemet med CVM hos kvæg.

10 Kilder: Opgave 1: Opgave 2: Opgave 3: Birgitte Bjørn Budde m.fl.: Leuconostoc carnosum 4010 has the potential for use as a protective culture for vacuum-packed meats: culture, isolation, bacteriocin identification, and meat application experiments. International Journal of Food Microbiology 83, 2003, s Opgave 4: Torsten Nygård Kristensen m.fl.: Indavl og miljøstress fra bananfluer til husdyr. Aktuel Naturvidenskab 5, 2003, s Tegninger: MarkR grafik/hans Marker Alle internetkilder pr

11

12 Undervisningsministeriet