Biologi A Studentereksamen Af opgaverne 1, 2, 3 og 4 skal tre og kun tre af opgaverne besvares 2stx131-BIO/A-03062013 Mandag den 3. juni 2013 kl. 9.00-14.00
Side 1 af 8 sider Opgave 1. Pelsfarve hos ulve Pelsfarve hos ulv, Canis lupus, er bestemt af et gen. Genet findes i to allele former. Den ene allel koder for grå pelsfarve. Den anden allel koder for sort pelsfarve. Allelen for sort pelsfarve fremkommer ved en deletion på tre basepar. Deletionen betyder, at genet for grå farve ikke kommer til udtryk. 1. Forklar, hvordan en deletion kan være årsag til, at et gen ikke kommer til udtryk. Sort pelsfarve nedarves autosomalt dominant. Figur 1 viser en stamtavle over nedarvning af pelsfarve i en ulvefamilie. I II 1 2 1 2 Sort hun Sort han Grå hun III 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Figur 1. Stamtavle, der viser nedarvning af pelsfarve. Grå han 2. Angiv genotyperne for I-2, II-2, III-3 og III-4 i figur 1. Figur 2 viser den procentvise fordeling af grå og sorte ulve i skov- og tundraområder 1 i Canada. Fænotype: Sort Grå Tundra Skov Figur 2. Den procentvise fordeling af grå og sorte ulve i skov- og tundraområder i Canada. Den stiplede linje markerer grænsen mellem områder med skov og tundra. 3. Giv en mulig forklaring på fordelingen af fænotyper i henholdsvis skov- og tundraområder i Canada. Inddrag figur 2. 1 Tundra: Områder nord for skovgrænsen. Bevoksningen består især af dværgbuske, græsser og mosser.
Side 2 af 8 sider På figur 3 ses, hvordan pelsfarven hos ulve kan ændres med ulvens alder. A Fænotype: Sort B Fænotype: Grå 10 måneder 10 år 10 måneder 10 år Figur 3. Fotos af de samme ulve 10 måneder gammel og 10 år gammel. A: Sort pelsfarve. B: Grå pelsfarve. 4. Diskuter usikkerheder i optællingerne, der danner grundlag for fordelingen af pelsfarve hos ulve i Canada. Inddrag figur 2 og figur 3. Den samme mutation for sort pelsfarve ses også hos hunde. Forskere har bestemt, at mutationen ikke findes i stamformen til hund og ulv. Mutationen er opstået hos hunde og er blevet overført til ulve ved krydsning. 5. Giv forslag til, hvordan man ved brug af DNA-analyse kan afgøre, at mutationen er overført fra hunde. Begrund dit svar.
Side 3 af 8 sider Opgave 2. Iltoptagelseshastighed I et eksperiment cyklede en gymnasieelev på en ergometercykel, hvor arbejdsintensiteten gradvist blev forøget. Under eksperimentet blev iltoptagelseshastig heden bestemt seks gange og lungeventilationen to gange. Resultaterne fremgår af figur 1 og figur 2. Iltoptagelseshastighed (ml/min) 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 a b 0 50 100 150 200 250 300 350 Arbejdsintensitet (W) a b Lungeventilation (L/min) 31 57 Figur 1. Sammenhæng mellem arbejdsintensitet og iltoptagelseshastighed ved cykelarbejde. De røde markeringer angiver registrering af lungeventilationen. Figur 2. Lungeventilationen ved arbejdsintensiteten a og b. 1. Forklar, hvordan man eksperimentelt kan bestemme en persons lungeventilation. 2. Forklar, hvordan kroppen kan øge lungeventilationen i forbindelse med øget arbejdsintensitet. Inddrag figur 2. 3. Forklar resultaterne vist i figur 1.
Side 4 af 8 sider Den maksimale iltoptagelseshastighed 1 blev bestemt hos tre gymnasieelever. Værdierne for de tre forsøgspersoner er vist i figur 3. Forsøgsperson 1 (pige) 2 (dreng) 3 (dreng) Vægt (kg) 59 63 85 Maksimal iltoptagelseshastighed (ml/min) 2832 3640 3901 Figur 3. Maksimal iltoptagelseshastighed for tre forsøgspersoner. 4. Angiv, hvilken af de tre forsøgspersoner der har den bedste kondition. Begrund dit svar. På www.bodylab.dk kan man læse følgende om bloddonorer: Efter en bloddonation falder den aerobe kapacitet med omkring 5 %, og det tager op imod 3 uger før den aerobe kapacitet er genskabt. 5. Diskuter, hvilken betydning bloddonation kan have for idrætsudøvere som fx motionsløbere og motionscykelryttere. 1 Kaldes også for den maksimale aerobe kapacitet.
Side 5 af 8 sider Opgave 3. Genetisk variation hos krondyr Krondyret, Cervus elaphus, se figur 1, er det største vildtlevende landpattedyr i Danmark. Omkring 1850 blev størstedelen af den vildtlevende krondyrbestand skudt bort, og arten var tæt på udryddelse i Danmark. Når bestandstørrelser reduceres, medfører det ofte, at den genetiske variation indenfor bestanden også reduceres. Dette kan få betydning for artens mulighed for at overleve. Figur 1. Krondyr fra Dyrehaven nord for København. 1. Forklar, hvorfor den genetiske variation inden for en art har betydning for artens mulighed for at overleve. Siden 1900 er den danske bestand af krondyr vokset. Det skyldes primært introduktion af ikke-danske krondyr, beskyttelsesinitiativer og udslip fra hjortefarme. For at bestemme den genetiske variation i den nulevende danske bestand af krondyr har en gruppe forskere indsamlet og analyseret mitokondrie-dna (mtdna) fra krondyr fordelt på adskilte populationer. Resultaterne viste en signifikant afvigelse fra Hardy-Weinberg ligevægt i flertallet af populationerne. 2. Giv forslag til, hvorfor flertallet af populationerne ikke er i Hardy-Weinberg ligevægt. Begrund dit svar. For at undersøge om nulevende krondyr genetisk afviger fra krondyr, som levede i 1800-tallet, har forskere isoleret mtdna fra udvalgte museumseksemplarer. Dette mtdna blev herefter sammenlignet med mtdna fra nulevende danske krondyr og fra krondyr, som lever fire andre steder i Europa. Resultaterne viste, at alle museumseksemplarerne tilhørte genetiske varianter, som findes blandt de nulevende danske krondyr. 3. Gør rede for hvilken konklusion, der kan drages om den genetiske variation i den danske bestand af krondyr fra 1800-tallet til i dag.
Side 6 af 8 sider Figur 2 viser slægtskabet mellem syv genetiske varianter af danske krondyr og de europæiske krondyr. Variant 4 lever kun i Dyrehaven nord for København. Variant 1 Variant 5 Krondyr som lever i Norge Variant 3 Krondyr som lever i Spanien Variant 6 Variant 7 Variant 2 Krondyr som lever i Nord-italien Variant 4 Krondyr som lever i Syd-italien Krondyr fra Afghanistan Figur 2. Stamtræ for syv genetiske varianter af danske krondyr samt fire europæiske krondyr. 4. Vurder, om krondyrene der tilhører den genetiske variant 4 nedstammer fra danske eller europæiske krondyr. Begrund dit svar. For at øge den genetiske variation i de danske populationer af krondyr kunne man fx: introducere ikke-danske krondyr til bestanden lave spredningskorridorer, så der skabes kontakt mellem adskilte populationer. 5. Diskuter et af ovenstående tiltag i forhold til at øge den genetiske variation i den samlede bestand af danske krondyr.
Side 7 af 8 sider Opgave 4. Gulerødder forebygger kræft Gulerødder indeholder β-caroten, som omdannes i kroppen til vitamin-a (retinol). Omdannelsen er vist i figur 1. H 3 C β-caroten H 3 C O Retinal H NADPH + H + NADP + H 3 C Retinol OH Figur 1. Omdannelse af β-caroten til vitamin-a. Reaktionskemaet er ikke afstemt. 1. Forklar, hvilken funktion NADPH + H + har i proces 2 vist i figur 1. Gulerødder indeholder også falcarinol, der indgår i deres forsvarssystem mod svampeangreb. Flere videnskabelige undersøgelser har vist, at falcarinol er et bioaktivt stof 1, der kan hæmme væksten af kræftceller. I figur 2 ses koncentrationen af falcarinol i testpersoner efter indtagelse af forskellig mængde gulerodsjuice. Falcarinol (ng/ml) 3 900 ml gulerodsjuice 600 ml gulerodsjuice 300 ml gulerodsjuice 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Tid (timer) Figur 2. Koncentrationen af falcarinol i blodplasma efter indtagelse af forskellige mængder af gulerodsjuice. Standardafvigelse er angivet. 2. Forklar resultaterne vist i figur 2. 1 Bioaktivt stof: Naturligt forekommende stof med både sundhedsfremmende effekt og/eller toxisk virkning.
Side 8 af 8 sider Koncentrationen af det bioaktive falcarinol har betydning for dets effekt. Resultatet af et eksperiment med koncentrationens indflydelse på vækst i en cellekultur 2 er vist i figur 3. DNA-syntese er anvendt som mål for cellernes vækst i eksperimentet. DNA-syntese (relative enheder) 1,5 1 Ingen effekt 0,5 0 0 1 5 10 50 100 500 1.000 5.00010.000 Falcarinol (ng/ml) Figur 3. Effekt af falcarinol på DNA-syntese i cellekultur. Standardafvigelse er angivet. 3. Forklar, hvorfor DNA-syntese kan anvendes som mål for cellers vækst. 4. Skriv en konklusion ud fra resultaterne vist i figur 3. Citat fra www.gourmethaven.dk Gulerødder forebygger kræft Det har længe været kendt, at indtagelse af mange grønsager, herunder gulerødder, virker kræftforebyggende. Hidtil har man ikke været klar over, hvorfor guleroden har denne virkning, men teorier har gået på, at det var i gulerodens indhold af antioxidanter som blandt andet beta-karotin 3, forklaringen skulle findes. Nyere dansk forskning tyder imidlertid på, at virkningen skyldes indholdet af polyacetylen falcarinol 4. 5. Giv forslag til et eksperiment, der kan give information, om det er gulerødders indhold af β-caroten eller falcarinol, der har kræftforebyggende virkning. 2 Cellekultur: Celler dyrket i et kunstigt medie udenfor organismen. 3 Beta-karotin: Det samme som beta-caroten/β-caroten. 4 Polyacetylen falcarinol: Det samme som falcarinol.
Kilder: Opgave 1. Foto: Monty Sloan. Tovi M. Anderson et al.: Molecular and Evolutionary History of Melanism in North American Gray Wolves. Science 323, (2009), s.1339-1343. Opgave 2. Thomas Jagd: Blod-donation og den aerobe kapacitet. bodylab.dk 05.01.2012. http://news.bodylab.dk/nyt-fra-forskerne/1844-effekten-af-blod-donation-pa-den-aerobe-kapacitet Opgave 3. Foto: Dorte Gedde. Elsemarie Kragh Nielsen et al.: Genetic structure of the Danish red deer (Cervus elaphus). Biological Journal of the Linnean Society 95, (2008), s. 688 701. Opgave 4. Lars Porskjær Christensen, Morten Kobæk-Larsen og Merel Ritskes-Hoitinga: På sporet af gulerodens kræfthæmmende virkning. Dansk Kemi 86 (6/7), (2005), s. 1-6. http://www.gourmethaven.dk/artikel/vis.php?id=129 Tegninger: MarkR grafik/hans Marker Alle internetkilder pr. 25.2.13.
541 TRYKSAG 457