STUDENTEREKSAMEN AUGUST 2007 2007-6-2

BIOLOGIHØJT NIVEAU

Mandag den 13. august 2007kl. 9.00-14.00

Af de store opgaver 1 og 2 må kun den ene besvares.Af de små opgaver 3, 4, 5 og 6 må kun to besvares.

2063087_2007-6-2 05/03/07 15:02 Side 1

STORE OPGAVER

1. Toksiner i havet

A. Om sommeren forekommer der af og til masseopblomstring af alger, se figur 1.Masseopblomstring forekommer bl.a.:

• I kystnære områder, bugter og fjorde.• Efter perioder med kraftig nedbør og

afstrømning fra landjorden.• I områder hvor vand fra dybere lag

føres op til havoverfladen.

Nogle alger danner toksiner. Algetoksinerne kan genfindes i høje koncentrationer hos muslinger og blæksprutter.

a. Forklar, hvorfor masseopblomstring af alger især forekommer i de nævntesammenhænge.

b. Gør rede for, hvorfor algetoksinerne kan genfindes i høje koncentrationer hosmuslinger og blæksprutter. Inddrag figur 2 i besvarelsen.

c. Beskriv en metode til at fastsætte grænseværdier for indholdet af algetoksineri muslinger eller blæksprutter til menneskeføde.

2

Figur 2. Udsnit af marint fødenet.

Figur 1.

Planktonalger

Dyreplankton Små krebsdyr

Blæksprutter

Muslinger

Fisk

2063087_2007-6-2 05/03/07 15:02 Side 2

B. Ved Australien og Tasmanien lever blæksprutten Hapalochlaena maculosa, sefigur 3. Den anvender neurotoksinet maculotoxin ved byttefangst og som forsvar.Toksinet produceres af symbiotiske bakterier, der lever i blækspruttens spyt-kirtler. Det frigives ved blækspruttens bid. Man kan ikke altid direkte mærke, atman bliver bidt. En del uforklarlige drukneulykker skyldes muligvis bid af denneblæksprutte.Giftstoffet virker ved at blokere de spændingsregulerede Na+-kanaler i neuroner,se figur 4. Blæksprutten er selv resistent over for toksinet. Resistensen er opståetved en mutation i genet, der koder for proteinet i Na+-kanalerne.

a. Forklar, hvordan en mutation i genet for Na+-kanalproteinet kan gøre blæk-sprutten resistent overfor maculotoxin. Inddrag figur 4.

b. Giv en mulig forklaring på, at bid af Hapalochlaena maculosa kan medføredrukneulykker.

c. Hvilke fordele kan henholdsvis blæksprutten og de toksinproducerende bak-terier have af den omtalte symbiose.

3

Na+

Na+ -kanal

maculotoxin

Membran

Figur 4. Maculotoxins effekt på de spændingsregulerede Na+-kanaler.

Figur 3. Hapalochlaena maculosa (blue-ringed octopus) kan opnå en størrelse som en golfbold. Vedbid med det skarpe næb overføres giftstoffet. Et blækspruttenæb er vist på billedet til højre.

2063087_2007-6-2 05/03/07 15:02 Side 3

2. Fedt

A. Fedtstoffer spiller en væsentlig rolle hos mennesker og andre dyr. Eksempler påfedtstoffer er vist i figur 1. I figur 2 er vist nedbrydningen af et fedtstof underdannelsen af acetyl-CoA. Acetyl-CoA er et vigtigt mellemprodukt i det cellulærestofskifte.

a. Angiv hvilke typer fedtstoffer, der er vist i figur 1, og giv eksempler på deresfunktion i organismen.

b. Hvilken type enzym katalyserer proces 1 vist i figur 2, og hvilken type binding brydes af enzymet?

c. Forklar, hvordan acetyl-CoA indgår i kulhydratstofskiftet, og beregn hvormange molekyler ATP, der dannes ved fuldstændig nedbrydning af et mole-kyle acetyl-CoA. Angiv beregningerne.

4

O CH2 O C (CH2)n CH3

O CH O C (CH2)n CH3

O CH2 O C (CH2)n CH3

O H3C (CH2)14 C O CH2 H3C (CH2)7 C C (CH2)7 C O C H

H H O

H2C O P O CH2 CH2 N CH3

O

O-

+ CH3

CH3

acetyl-CoA

~

Proces 1 glycerol O

O CH2 O C (CH2)n CH3

O CH O C (CH2)n CH3

O CH2 O C (CH2)n CH3

3 fedtsyrer n CH3 C SCoA

3H2O

CH3

CH3

CH3

CH3

H

HO

H C CH2 CH2 CH2 C CH3

Figur 1. Eksempler på fedtstoffer.

Figur 2. Fedtsyrer nedbrydes til acetyl-CoA, som indgår i det cellulære kulhydratstofskifte.

2063087_2007-6-2 05/03/07 15:02 Side 4

B. I en familie har man fundet en mutation, som påvirker fedtomsætningen. Et vigtigtenzym, MCAD, der er aktivt i nedbrydningen af fedtsyrer, kan ikke dannes. Genet,som koder for MCAD, er blevet kortlagt ved DNA-sekventering. Figur 3 viser elek-troforeseresultatet af DNA-sekvensanalysen. Et udsnit fra det muterede gen er vistsammen med det tilsvarende fra det normale MCAD-gen.Genets nedarvning i den berørte familie er vist i figur 4.

a. Forklar kort princippet i en DNA-sekvensanalyse.

b. Angiv den viste DNA-sekvens for begge de undersøgte personer ud fra figur 3,og forklar hvilken ændring i aminosyresammensætningen, mutationen med-fører.

c. Analyser figur 4, og angiv sandsynligheden for at et sjette barn af III-2 og III-3kommer til at lide af MCAD-mangel.

5

Figur 3. Elektroforeseresultatet af DNA-sekvensanalysen. Kun den del af elektroforesen, som omfatter mutationen, er vist.

Figur 4. Stamtræ over en familie, hvor MCAD-mangel forekommer.

I

II

III

IV

Syg mand

Syg kvinde

Rask mand

Rask kvinde

1 2

1

1 2 3 4 5

1 2 3 4 5

6

2 3

2063087_2007-6-2 05/03/07 15:02 Side 5

6

SMÅ OPGAVER

3. Honning

Honningbier indsamler kulhydratholdig nektar fra blomster. De producerer hon-ning ved at bearbejde nektaren enzymatisk. En af omdannelsesprocesserne er visti figur 1.Arbejderbierne nedbringer vandindholdet til ca. 19% ved fordampning, hvoreftercellerne forsegles med voks, se figur 2. Under biernes indsamling og omdannelse af nektaren kan det ikke undgås, at dertilføres gærceller. Gærcellerne kan imidlertid ikke leve i den færdige honning.

a. Beskriv processen vist i figur 1, og navngiv enzymet, der katalyserer proces-sen.

b. Forklar, ved hvilke processer gærceller kan udnytte kulhydrater.

c. Forklar, hvorfor omdannelsen vist i figur 1 samt reduktionen af nektarensvandindhold forhindrer gærcellers udnyttelse af den færdige honning.

O OH

H H H

H H

OH OHOH O

H H

OH OH

CH2OH

OH

H H

H

OHOH OH HO

H

OH

CH2OH

H2O

CH2OH

CH2OH

O H

H

OHH

OH

CH2OH

CH2OH

Figur 1. Figur 2. Udsnit af bitavle med både åbneog voksforseglede celler.

2063087_2007-6-2 05/03/07 15:02 Side 6

4. Gamle kartoffelsorter

I et dyrkningsforsøg har man undersøgt høstudbyttet ved dyrkning af gamle skan-dinaviske kartoffelsorter. Man lagde 3-5 læggekartofler af hver sort i jord underidentiske vækstbetingelser. Læggekartoflerne spirede, og hver læggekartoffeludviklede sig til en kartoffelplante. Ved vækstsæsonens afslutning blev kartof-lerne gravet op, og udbyttet opgjort ved optælling og vejning af overjordiske dele,kartoffelknolde og rødder, se figur 1.

a. Hvordan skaffer læggekartofler sig energi til spiringen?

b. Bestem, hvor stor en del af nettoprimærproduktionen udbyttet af kartoffel-knolde udgør for hver af de fem kartoffelsorter. Anfør beregningerne.

c. Diskuter, hvilke faktorer udover udbyttet, der kan have betydning, når manskal afgøre, hvilken sort man vil dyrke.

7

Figur 1.

Lagte Høst Høst Høst Høstkartofler (antal kartoffel- rod, overjordiske Kartoffelsort

(g friskvægt) kartofler) knolde, (g friskvægt) dele,(g friskvægt) (g friskvægt)

Blå mandel 150 25 1300 150 420

Jämtlands hvid 375 38 2850 300 400

Lange røde 196 31 2030 260 350

Octavia 465 30 3000 210 460

Æggeblomme 220 85 3770 380 440

2063087_2007-6-2 05/03/07 15:02 Side 7

5. Antistoffer

Figur 1 viser den generelle struktur af et antistofmolekyle. Visse sygdomsfrem-kaldende bakterier kan udskille et enzym, der katalyserer spaltning af IgA, sefigur 2.

a. Inddrag figur 1 i en beskrivelse af opbygningen af et antistof og forklar sam-menhængen mellem struktur og funktion af antistoffet.

b. Hvilken bindingstype spaltes af enzymet, og til hvilken gruppe hører detteenzym?

c. Diskuter, hvilken betydning dette enzym kan have for immunforsvarets be-kæmpelse af en bakterieinfektion.

8

Figur 1. Et antistofmolekyle.

Figur 2. Enzymets effekt på IgA-molekyler.

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

SS

S

S

S

S

Antistof

2063087_2007-6-2 05/03/07 15:02 Side 8

6. Pelsfarve hos får

Pelsfarven hos får styres af to forskellige gener. Gen A har tre alleler og gen Bhar to alleler, se figur 1. Aw-allelen er dominant overfor andre alleler i locus A og undertrykker desuden generne i locus B. Derudover dominerer A+ over Aa ogB+ over Bb.

a. Angiv de mulige genotyper for ensfarvede sorte får. Inddrag gener i beggeloci.

b. En fåreavler indkøber en sort vædder, fordi han vil tilføre sort farve til sinhvide fåreflok. Alle lam i første generation viser sig at være hvide. Hvilkegenotyper kan de hvide moderfår have?

c. Hvilke fænotyper fås ved krydsning mellem et brunt, heterozygot muflonfårog et ensfarvet, heterozygot sort får?

9

Figur 1. A- og B-genernes alleler og de tilhørende fænotyper.

Figur 2. Et får med fænotypen sort,muflon.

Gen Fænotype Gen FænotypeA B

Aw Hvid

A+ Muflon B+ Sort

Aa Ensfarvet Bb Brun

2063087_2007-6-2 05/03/07 15:02 Side 9

2063087_2007-6-2 05/03/07 15:02 Side 10

Kilder:Opgave 1: Figur 1. Foto: Lars Anker Angantyr, Fredriksborg Amt.

Figur 3. Foto (t.v.): Danmarks Akvarium, (t.h.): Frank Jensen, Naturhistorisk Museum.Opgave 2: Medicinsk kompendium, 15.udgave, NNF 1999.Opgave 3: Danmarks Biavlerforening.Opgave 5: Aktuel Naturvidenskab 2 (2003) s. 4-6.Opgave 6: www.sheep-isle.dk/Ottar%20Endresen/arvegang.htm

2063087_2007-6-2 05/03/07 15:02 Side 11

Undervisningsministeriet

2063087_2007-6-2 05/03/07 15:02 Side 12