BIOLOGI A-NIVEAU. Xxxxdag den xx. måned åååå. Kl STX061-BIA V. STUDENTEREKSAMEN MAJ 2006 Vejledende opgavesæt 2

Transkript

1 STUDENTEREKSAMEN MAJ 2006 Vejledende opgavesæt 2 BIOLOGI A-NIVEAU Xxxxdag den xx. måned åååå Kl Af opgaverne 1, 2, 3 og 4 skal tre og kun tre af opgaverne besvares. STX061-BIA V

2

3 1. Osmose En klasse har gennemført et forsøg med osmose. Til forsøget anvendtes stilke fra mælkebøtter (Taraxacum officinale). Stilkene blev snittet i strimler af samme længde og placeret i sukroseopløsninger med forskellig koncentration. Strimlerne blev iagttaget fra start og igen efter 5 min. Forsøget og nogle af resultaterne er vist på figur 1. Hul stilk Stænglen skæres i strimler En strimmel blev placeret i destilleret vand, andre i sukroseopløsninger af forskellig koncentration. Stængelstrimlerne blev iagttaget ved forsøgets start og efter 5 minutter. Stænglens inderside Udseende ved start Stænglens yderside Destilleret vand 0,1 M 0,3 M 0,5 M? Udseende efter 5 minutter Figur 1. Osmose i stilk fra mælkebøtte. 1. Beregn, hvor mange gram sucrose (C 12 H 22 O 11, Molvægt = 342) der skal anvendes til at lave 1 liter 0,5 mol sucroseopløsning (stamopløsning). 2. Angiv, hvordan opløsningerne vist i figur 1 kan fremstilles ud fra stamopløsningen. 3. Forklar resultaterne vist i figur Hvordan forventer du formen på stilkstykket vil være efter 5 min i destilleret vand? Tegn og forklar. 5. Diskuter, hvilke tilpasninger planter kan have udviklet for at kunne leve i områder med fx højt saltindhold i jorden. 3

4 2. Truede tigre Af de 8 oprindelige tigerunderarter er kun 5 tilbage. Det samlede antal fritlevende tigre i dag er omkring individer, og nogle af bestandene er så små, at der forekommer indavl. For at få et overblik over den genetiske variation har man analyseret mitokondrie-dna (mtdna) både fra fritlevende tigre og fra tigre, der lever i fangenskab. 15 forskellige dele af mtdna blev klippet ud ved hjælp af restriktionsenzymer og opformeret ved PCR-teknik. Basesekvenserne blev derefter bestemt, og forskellene i de i alt basepar gjort op, se figur 2. Figur 1. Sibirisk tiger (Panthera tigris altaica). Sibirisk tiger (P. tigris altaica) Sydkinesisk tiger (P. tigris amoyensis) Indokinesisk tiger (P. tigris corbetti I) Indokinesisk tiger (P. tigris corbetti II) Sumatra tiger (P. tigris sumatrae) Bengalsk tiger (P. tigris tigris) GCACCGTACC CCCCTCACTT TGTGGCACCT CTATATAATG CTACTAGGCT GCCG ACGCCGCACT CCCTCCGCTT TGTGGCATCT CTACATGATG CCATCAAGCC ACTG GTACCGCACC CCCCTCGCTT TATAGCACTT CTATATAATG CTACTAGGCT GCTG GCGCCGCACC CCCCTCGCTT TGTGATATCT TTACGTAATG CTACTAGGCT GCCG ACGCCGCACC CCCTTCGCTT TGCGGCGTCT CTACATAACG CCATTAGGTT GCTG GCGCCGGACC CCCCTTGCTC TGTGGCATCT CTACATAACG TCATTAGACT GCTG Figur 2. Forskelle i basesammensætning hos de 5 (6) nulevende tigeunderrarter. Kun udvalgte områder med forskelle er medtaget og sammenstillet i en række. 4

5 1. Forklar, hvorfor indavl kan være en trussel for små bestande. 2. Angiv mulige fordele ved at anvende mtdna i stedet for kerne-dna til slægtskabsundersøgelser? 3. Forklar, hvorfor der anvendes to forskellige primere ved opformering af et DNA fragment. 4. Opgør, med udgangspunkt i figur 2, antallet af forskellige basepar mellem sibirisk tiger og de øvrige tigres mtdna i det nedenstående skema. Sibirisk tiger Bengalsk Sumatra Indokinesisk Indokinesisk Sydkinesisk tiger tiger tiger II tiger I tiger Sydkinesisk tiger Indokinesisk tiger I Indokinesisk tiger II Sumatratiger Tegn et muligt slægtskabstræ for tigrene, og diskuter det rimelige i at udskille indokinesisk tiger II som en særskilt underart (Malaytiger). 6. Giv forslag til, hvordan de viste resultater kan anvendes. 5

6 3. Insulin og arv Sukkersyge (Diabetes mellitus) er en stofskiftesygdom, hvor kroppen enten ikke producerer insulin eller ikke kan udnytte den producerede insulin effektivt. Insulin er et hormon, som fremmer cellernes optagelse af kulhydrat. Det færdige insulinmolekyle består af en A-kæde med 21 aminosyrer og en B-kæde med 30 aminosyrer, se figur 1. Humant insulin afviger fra svineinsulin, der indeholder alanin i B-kædens position 30. Insulinkoncentrationen i blodet varierer gennem døgnet. Et eksempel på variationen hos en person uden sukkersyge er vist i figur 2. Gly - NH 2 Ile Val Glu A-kæde COOH Gln - Cys - Cys - Thr - Ser - Ile - Cys - Ser - Leu - Tyr - Gln - Leu - Glu - Asn - Tyr - Cys - Asn His - Leu - Cys - Gly - Ser - His - Leu - Val - Glu - Ala - Leu - Tyr - Leu - Val - Cys Gln Asn Val B-kæde Gly Glu Arg Phe - NH 2 COOH - Thr - Lys - Pro - Thr - Tyr - Phe - Phe - Gly Figur 1. Humant insulinmolekyle. 1. Angiv, hvordan den genetiske kode for humant insulin adskiller sig fra den genetiske kode for svineinsulin. 2. Forklar, hvorfor det er muligt at skelne humant insulin fra svineinsulin ved hjælp af elektroforese. 6

7 Insulinkoncentration Relative værdier Klokkeslet Figur 2. Insulinkoncentrationen i blodet gennem et døgn hos en person uden sukkersyge. 3. Angiv ud fra figur 2, på hvilke tidspunkter af døgnet personen har spist. MODY er en arvelig form for sukkersyge. Sygdommen indtræder som regel inden 25 års alderen. Personer med MODY-sukkersyge har en nedsat produktion af insulin, men en normal virkning af det enkelte insulinmolekyle. De har øget risiko for at få nedsat nyrefunktion, nedsat syn eller synstab. Nedarvningen af MODY i en familie er vist i figur 3. I II III Rask kvinde Rask mand MODY-kvinde MODY-mand IV? Figur 3. Stamtavle fra en familie hvor MODY-sukkersyge forekommer. 4. Angiv mulige genotyper for samtlige personer i 1. og 3. generation. 5. III-1 og III-2 venter et barn, og ønsker information og vejledning. Hvilken information og vejledning vil du give? Begrund dit svar. 7

8 4. Algegiftstoffer I perioder med sol og varme er der ofte forbud mod badning i søer på grund af giftige alger. I langt de fleste tilfælde skyldes problemerne giftstoffer, som produceres af cyanobakterier (blågrønalger) som fx Anabaena, se figur 1A. For at vurdere giftigheden anvendes et biologisk assay, som benytter saltsørejen Artemia salina, se figur 1B. I det aktuelle assay blev forskellige koncentrationer af algegiftstoffet tilsat 40 nyklækkede Artemia larver, og efter 48 timer blev antallet af døde Artemia bestemt, se figur 2. Anabaena producerer en type giftstof, der påvirker synapser i motoriske nerver ved at blokere acetylcholinesterase, se figur 3. A B Figur 1. A: Kædedannende cyanobakterie tilhørende slægten Anabaena. B: Larve af saltsørejen Artemia salina. Koncentration af algegiftsstof (mg/ml) 0,0 0,6 1,2 2,5 5,0 10,0 Antal døde Artemia efter 48 timer Figur 2. Resultater fra Artemia assay. 1. Afbild, på baggrund af resultaterne vist i figur 2, dødelighed i % som funktion af algegiftkoncentrationen. Anvend regneark eller millimeterpapir. 2. Bestem LC 501 ud fra din graf. 1 den mængde af et stof der vil være dødelig for 50 % af en population. 8

9 Nerveende Vesikler med acetylcholin Muskelcelle Cholin Acetylcholin esterase Åben Lukket Kanal med acetylcholinreceptor Acetyl Figur 3. Motorisk endeplade med acetylcholin som transmitterstof. 3. Forklar, hvorfor indtagelse af algegiftstoffet fra Anabaena kan forårsage muskelkramper. 4. Opstil en hypotese til forklaring af, hvorfor alger kan have en fordel af at være giftproducerende. 5. Angiv fremgangsmåden for et eksperiment, hvorved du kan undersøge din hypotese. 9

10

11

12 12