4. Vad menas med blodtryck och hur kan det mätas? Vilka olika orsaker kan kroniskt högt blodtryck ha och vilka hälsoproblem kan det leda till?

Transkript

1 Biologi a) Namnge de markerade delarna 1 9 i cellen. (2 p.) b) Är det frågan om en djur-, växt- eller bakteriecell? Motivera ditt svar. (1 p.) c) Redogör för och motivera vilka av de markerade cellstrukturerna som är nödvändiga för proteinsyntesen. (3 p.) a) 1: cellvägg 2: cellmembran 3: vakuol 4: kloroplast 5: mitokondrie 6: endoplasmatiskt nätverk + ribosomer 7: nukleus, cellkärna 8: nukleol, kärnkropp 9: golgiapparat b) bilden föreställer en växtcell eftersom den har en cellvägg, kloroplaster och en vakuol med cellsaft. Bakteriecellen saknar kärna, mitokondrier m.m. c) I cellkärnan finns kromosomerna som består av DNA och innehåller informationen om proteinernas byggnad. I nukleolen tillverkas ribosomalt RNA. Ribosomerna är underlag för proteinsyntesen (translation). Golgiapparaten hjälper vid den slutliga bearbetningen av proteinerna (också vid transporten av dem). Mitokondrierna sköter cellandningen och proteinsyntesen kräver energi (ATP). 2. a) Vad menas med näringskedja och näringsväv? (2 p.) b) Varifrån kommer energin och hur förflyttas den mellan organismerna på bilderna 1 3? (Se bifogat prov) Hurdana interspecifika förhållanden baserar sig flyttningen av energi på? (3 p.) c) Vad krävs det utöver organismerna på bilderna för att näringsämnen ska cirkulera i ekosystemet? (1 p.) (Se bifogat prov) a) En näringskedja består av organismer som lever inom samma område. En äter av en annan och blir i sin tur uppäten av följande. Dylika näringskedjor kan vara korta (växt-växtätare) eller längre (växt-växtätare-rovdjur...i olika antal). Ett närigsväv skildrar bättre de verkliga förhållandena i naturen. En organism kan ätas av flera olika arter och i sin tur bli uppäten av flera olika. Då arterna förbinds med pilar i ett schema blir figuren inte en kedja, utan ett nätverk, en väv.

2 b) Energin kommer från solen, binds i växterna som socker och flyttas vidare till djur. Växterna är (primär) producenter, sedan kommer åkersorken, växtätare (herbivorer, första gradens konsumenter). Dessa äts av slagugglan, rovdjur (predator, köttätare, carnivor) som är andra gradens konsumenter. Från en trofinivå till nästa förflyttas bara (högst) 10 % av energin (eller biomassan) p.g.a. att en stor del energi går förlorad genom att alla individer inte blir uppätna och genom att de använder en mycket stor del av den intagna energin till att upprätthålla sina livsfunktioner, till att söka mat, skydd m.m. (detta kallas spillflöde). c) För att näringsämnena skall cirkulera, egentligen för att närsalterna skall återföras till växterna som kan bygga upp ny biomassa av dem, behövs nedbrytare. Dessa är olika maskar, svampar, bakterier, vissa insekter och deras larver m.fl. 3. a) Vad menas med en parasit? b) Ge exempel på parasiter från olika organismriken. c) Hur kan man utnyttja parasiter i biologisk bekämpning? a) Parasiter är organismer som tar sin näring ur andra levande organismer (oftast utan att döda dessa). De kan leva inne i sin värd eller utanför, så att den t.ex. uppsöker värden för att suga blod, eller växer fast på den. Försvagar ofta sin värd p.g.a. att denna förlorar energi eller dylikt. b) Parasiter finns i så gott som alla organismernas riken. Bakterier kan orsaka sjukdomar genom att parasitera t.ex. människan. Protoktister som är parasiter är t.ex. malariaplasmodiet och sömnsjuke-trypanosomen (protozoer). Svampar är ofta parasiter och orsakar vissa infektioner. Tickor är ofta parasiter på växande träd, dödar dem slutligen och blir sedan nedbrytare. Finska växter som är parasiter är nässelsnärjan som parasiterar brännässlan (och andra former parasiterar andra växter). Ett annat exempel: lianerna i regnskogarna. Djur som parasiterar människan är t.ex. många blodsugande insekter (myggor, bromsar m.m.), maskar (blodigel). Inälvsparasiter är t.ex. binnikemasken, springmasken och trikinen. Man talar också om boparasitism (göken låter småfåglar föda upp dess ungar) och födoparasitism (labbar jagar måsar tills de spyr upp sin senaste måltid). (Virus är alltid parasiter i levande celler, men klassificeras inte egentligen som levande organismer). c) Parasiter är ofta mycket artspecifika. Alltså kan man försöka hitta en parasit som angriper den skadliga organism man vill bekämpa. Man kan försöka sprida sjukdomar till den (t.ex. virus till kaninerna i Australien), sjukdomar som angriper ogräs men inte odlingsväxter, parasitsteklar som angriper skadeinsekten i odlingarna. 4. Vad menas med blodtryck och hur kan det mätas? Vilka olika orsaker kan kroniskt högt blodtryck ha och vilka hälsoproblem kan det leda till? Blodtrycket mäter trycket i blodkärlen. Värdet ges med två olika tal: trycket då hjärtat slår (kontraktion, systoliskt tryck) och trycket då hjärtat vilar mellan slagen (vilofas, diastoliskt tryck). Normalt tryck är ca. 120 / 80. Enheten är mmhg.

3 Mätningen sker med en mätare med en manschett som fästs runt överarmen (vänster). I denna pumpas tryckluft och apparaten börjar mätningen. Systoliska trycket nås då mätarens tryck är detsamma och pulsen kan observeras, diastoliska trycket då det sänkta trycket i mätaren inte mera känner pulsen. Mätaren ger samtidigt pulsen (hjärtslagsfrekvensen) på köpet. Mätningen bör utföras på en patient i vila. Kroniskt högt blodtryck har man om mätningarna alltid ger värden över det normala (fr.o.m. 140/90 och högre). Orsaker kan vara många: med ökad ålder blir blodkärlen mindre elastiska. Fetma och fet mat kan leda till förträngningar och förhårdnader inne i blodkärlen (artärerna). Mycket salt mat, tobaksrökning, lite motion, stress m.m. kan orsaka högt blodtryck. Likaså ärftliga faktorer. Vid högt blodtryck ökar risken för problem med blodkärlen (proppar, bristningar) och hjärtat måste jobba extra hårt. 5. Okapin, som lever i Kongos regnskogar (bild 1), fick forskarna vetskap om först år Visserligen kände den lokala befolkningen till detta skygga däggdjur. Med hjälp av evolutionsforskning har man kunnat avgöra att giraffen (bild 2) och okapin härstammar från samma stamform. a) Med hjälp av vilka metoder har man kunnat forska i okapins och giraffens släktskap? b) Vilka evolutionskrafter har sannolikt bidragit till att dessa två arter utvecklats? c) Okapin har även kallats för ett levande fossil. Vad avser man med detta begrepp? Vilka andra levande fossil känner man till? a) Man studerar fossil i den grad det finns tillgängligt. Man kan studera likheter i utseende och byggnad (morfologi), i beteende, i proteinernas byggnad, i kromosomernas antal och struktur, i DNA. (Förklara gärna noggrannare) b) Girafferna har enligt allmänt omfattade teorier utvecklats ur korthalsade stamformer. De individer som haft (medfött) längre hals har räckats litet högre upp för att få föda ur trädkromnorna på savannerna. Därför har de haft högre fitness, alltså fött fler ungar än de med kortare hals och halslängden har ökat från generation till generation. Också andra faktorer kan ha gynnat långa, stora individer (kamp om honor, flykthastighet undan predatorer o.s.v.) Färgen ger sannolikt skydd i den mosaikaktiga miljö som savanner erbjuder. Okapin uppvisar liknande egenskaper (t.ex. längd) men den har säkert i skogen haft tillgång till föda på lägre höjd. Streckningen ger skydd i skogen då den påminner om skuggorna som faller mellan vegetationen i skogen c) Levande fossil är organismer som levt för länge sedan (man känner till fossil av dem, eller liknande former)och finns ännu i dag. Arten och (släktingarna) har levt i skyddade, konstanta naturförhållanden. Bland djur kan nämnas pärlbåten (Nautilus), kvastfeniga fiskar, igenkotten, näbbdjuret. Bland växter kottepalmer, ginko-träd, wollemia, welwitschia m.fl. 6. Celiaki är en autoimmun sjukdom som leder till att fogarna mellan epitelcellerna i tunntarmens slemhinna öppnas och att cellernas mikrovilli skadas (se bilden). Detta försämrar näringsämnenas upptagning från tarmen till blodomloppet. Då ätarcellerna fagocyterar derivat av glutenprotein sätter kroppens försvarsmekanismer igång. a) Vilken betydelse har mikrovilli för tarmväggens funktion? (1 p.) b) Hur förflyttas proteinerna från tarmen till blodomloppet? (3 p.) c) Vad menas med ätarceller och vilken roll har de i immunförsvaret? (2 p.)

4 a) Tarmluddet (microvillus) finns i tunntarmen för att förstora dess inre yta och därmed kontakten mellan maten och blodkärlen (som suger upp den nedbrutna maten) i väggen. Förmågan att uppta näring ökar allstå enormt jämfört med ett slätt rör. b) Proteinerna är mycket stora molekyler och måste därför nedbrytas, splittras innan de kan upptas. Flera olika enzymer bidrar till detta. I magsäckens sura miljö börjar nedbrytningen med hjälp av pepsin. Bukspottskörtelns trypsin och tarmsaftens peptidaser gör på respektive ställe sitt till. Proteinerna nedbryts till peptider och slutligen till aminosyror som kan upptas. Upptagningen sker huvudsakligen genom diffusion (passiv transport) och i viss mån genom aktiv transport. c) Ätarcellerna är ett slag av vita blodkroppar (makrofager, neutrofiler). De hör till kroppens medfödda försvarssystem. Cellerna är rörliga och äter upp (fagocyterar) främmande ämnen av olika slag, som t.ex. mikrober. 7. Hos nötdjur är hornlöshet (kullighet) en dominant och behorning en recessiv egenskap. En kullig tjur korsades med tre kor (A C). Den kulliga kon A födde en kullig kokalv. Kan man utifrån detta räkna ut tjurens genotyp? Motivera. Samma tjur korsades med en behornad ko B och en kullig ko C. Båda korna födde en tjurkalv med horn. Motivera om man utifrån kalvarna kan räkna ut tjurens genotyp. Är kullighet en könsbunden egenskap? H = hornlös (kullig) dominant, h = hornförsedd, recessiv - Hornlös tjur x hornlös ko A HH / Hh x HH / Hh kalv: Kullig ko (HH eller Hh) I detta fall kan tjurens genotyp inte fastställas eftersom alla tänkbara allelkombinationer är möjliga (HH, Hh och hh) - Hornlös tjur x hornförsedd ko B HH / Hh x hh kalv: hornförsedd tjurkalv hh - Hornlös tjur x hornlös ko C HH / Hh x HH / Hh kalv: hornförsedd tjurkalv hh Också detta fall visar att tjuren måste vara heterozygot, Hh för annars kan inte kalven få allelerna hh. Om egenskapen satt i Y-kromosomen skulle det bara kunna finnas en typ av kor, och tjurkalvarna skulle alltid vara identiska med sin pappa (detta fall är kanske inte nödvändigt att utreda, då gener i Y är mycket få/sällsynta). Om allelen för kullighet fanns i X-kromosomen kunde tjuren inte med en hornförsedd ko (fall 2) få en hornförsedd tjurkalv.

5 X innehåller kullighetsallelen, XY x XX => XX kokalvar och XY tjurkalvar. I de andra fallen är det teoretiskt möjligt med en X-kromosomal nedärvning. Alltså är tjuren heterozygot (Hh) och genen sitter i en autosom. 8. I tabellen jämförs tre olika celltyper hos människan. Vilket är antalet mitokondrier och cellkärnor i skelettmuskelcellen, röda blodkroppen samt äggcellen (A F)? Ge exempel på hormonell eller nervös regleringsmekanism och verkan hos respektive celltyper (G I). Avgör celltypernas regenerationsförmåga i punkterna J L. (Se bifogat prov) Antal mitokondrier Antal cellkärnor Regleringsmekanism och verkan Skelettmuskelcell massor, p.g.a. cellen många, p.g.a. att nervimpulser stora energibehov, - många celler aktiverar (svaga omsättning sammansmultit elektriska) via acetylkolin Röd blodkropp inga ingen de platta benens märg producerar nya under inverkan av EPO-hormonet Äggcell flera, efter befruktningen är de nya cellernas mitokondrier kopior av äggcellens en kärna (som sammansmälter med spermiens vid befruktningen, haploid -> diploid) regleras hormonellt (FSH, LH)under mognadsprocessen i äggstockarna Regenarationsförmåga rätt liten eller obefintlig, muskelbristningar kan läkas kortlivade, lever bara ca tre månader, ingen regeneration ingen regeneration, en obefruktad cell dör och avlägsnas 9. Biotekniskt utnyttjande av enzymer. Enzymer är biologiska katalysatorer. Alltså ämnen som påskyndar kemiska processer i kroppen (i cellerna) utan att själva förbrukas. Enzymer är till sin funktion mycket specifika (kan göra bara en sak), känsliga för temperatur, ph, inhibitorer m.m. Bioteknik innebär utnyttjande av organismer, som t.ex. mikrober eller kemikalier (enzymer) de tillverkat för att åstadkomma produkter eller processer för mänsklig nytta. Oftast används bakterier, jästsvampar och svampar. Människan har använt dylika processer vid mattillredning i tusentals år (öl- och vinbryggning, brödjäsning, ostproduktion, mjölksyrejäsning m.m.) och gör det fortfarande (traditionell bioteknik). Modern bioteknik möjliggör en stor mängd nya användningsområden. Dels kan man hitta nya ämnen i nya organismer och/ eller utveckla nya användningsområden. T.ex. PCR-metoden som numera används inom olika slags genteknik har man hittat hos arkéer i heta källor (DNA-polymeras, RNApolymeras). Man kan vidare med hjälp av genmodifikation utveckla nya processer, förbättra gamla och kanske kombinera flera till nya. Man kan modifiera enzymer så att de kan katalysera nya processer (t.ex. via apoenzymdelen) eller så att de inte är så känsliga för ovan nämnda faktorer.

6 10. Staden som växtmiljö för växter skiljer sig på många sätt från landsbygden. Presentera med hjälp av exempel biotiska och abiotiska faktorer som gynnar växtarter eller förbättrar deras tålighet att klara stadsmiljö. Abiotiska faktorer är icke levande faktorer, som solljus, temperatur, vatten, mineraler m.m. I staden är: - solen tidvis skuggad men det finns också områden utan skugga. Det konstgjorda ljuset ger ljus t.o.m. på natten. - värmen högre p.g.a. uppvärmning, absorption av mörka ytor. - regnmängden större (p.g.a. mikropartiklar i luften som fungerar som kondensationskärnor)men avrinningen oftast snabbare. Snötäcket är tunnare och rensas dessutom ofta bort. - Det finns mycket platser med olika mikroklimat, många olika mikrohabitat för växterna. Biotiska faktorer är sådana som hör ihop med organismernas samspel samt dött organisk material. I staden är det främst människan som påverkar växtligheten genom att plantera, rensa och klippa. Mycket slitage förekommer också på vissa ställen. Många naturbiotoper saknas, samtidigt som de betande djurens antal är nästan obefintligt. Genom dylik verksamhet kan biodiversiteten bli hög, men individantalen är ofta små. Mineraler är ställvis fåtaliga (på många enkla marker) men kan också vara rikliga på ställen där gräsmattor och andra odlingar gödslas, där det förekommer mycket hund- eller fågelexkrementer. Slutligen måste arter presenteras (det går också bra att baka in exempel i texten). På öppna marker, gräsmattor m.m.: maskros, trampgräs, groblad Vägrenar och impediment ( skräpmark ): gråbo, olika gräs, lupin, sötväppling, duntrav Nykomlingar (förrymda): lupin, vresros, jättebalsamin. 11. Hur sprider sig sjukdomsalstrande djur- och växtvirus från en individ till en annan? Hur förökar sig olika virus och varför är det svårt att bekämpa dem? Spridning Till djur: - som droppsmitta, nysningar. - via blod och kroppssekret (kommer in via slemhinnor, sår). - via vektorer, blodsugande insekter, fästingar m.m. Till växter: - via vektorer, sugande insekter. - via skador i växten. Förökning Sker bara inne i levande celler, virus är alltid parasiter. De är ofta mycket värdspecifika. Virusets nukleinsyra tränger in i värdcellens kärna. Det sker genom virus-dnat, eller om det gäller RNA-virus omvandlat till DNA med hjälp av enzymet revers-transkriptas. Då virusets förökning startar bildar

7 cellen virus-mrna och med dessa alla de viruskomponenter som behövs för nya virus. De nya virusen är nu färdiga att infektera nya värdceller. Bekämpning Försvåras först och främst av att virus kan ligga långa tider gömda inne i cellers kärnor, vilket leder till att kroppens immunförsvar och vaccin inte fungerar. Rekombination av olika gener kan ske då en värdcell kan innehålla flera olika virus DNA. Virus kan hållas funktionsdugliga långa tider utanför celler. Nämn gärna några olika virussjukdomar, spridning och framförallt bekämpning (samt problem). 12. Hur påverkas organismerna av strålning som har kortare väglängd än det synliga ljuset? Till kortvågig strålning räknas: UV-, röntgen-, gammastrålning. Också alfa- och betastrålning (elementärpartiklar) kan räknas till strålning. Strålningen är joniserande, alltså ger den en elektrisk laddning till de partiklar den träffar (gäller inte UV-). Den är mycket högenergetisk och tränger lätt igenom ämnen av olika slag. Mänskans celler är mycket känsliga för dylik strålning. Strålning förekommer som bakgrundsstrålning (från rymden, berggrunden), kommer från solen och bildas som en följd av mänsklig verksamhet (vi gräver upp radioaktiva ämnen ur jordskorpan), i samband med teknisk verksamhet, inom medicin. UV-strålningen härstammar från solen. Brukar delas in i tre versioner, UVA, UVB och UVC. UVC och största delen av UVB absorberas av ozonlagret i atmosfären. Då ozonskiktet förtunnas (p.g.a. mänsklig verksamhet, utsläpp av gaser m.m.) ökar mängden UV-strålning som träffar jordytan. Det UVB som tränger in i mänskans hud bildar melanin (solbränna) för att skydda huden. UVA tränger djupare in och kan skada kollagenet. UV-strålningen kan orsaka cancer då DNA skadas (melanom). Strålningen söndrar syremolekyler och de s.k. fria syreradikalerna vilka kan skada bl.a. cellmembranen. Strålningen bildar också D-vitamin i huden, vilket är nyttigt. Djur med tunn hud, utan skyddande hornämneslager kan vara speciellt känsliga för strålningen kanske en bidragande orsak till många grodarters minskande? En del djur kan observera UV-strålning, t.ex. vissa rovfåglar (tornfalk) som kan se det som reflekteras från sorkarnas urin och därmed vet att det finns mat i området. Växternas kloroplaster skadas av UV-strålningen och därför störs deras assimilation, vilket kan rubba näringskedjorna och matproduktionen. Radioaktiv strålning (joniserande) kommer från grundämnens radioaktiva isotoper vilka förekommer i berggrunden (och från rymden). Vid deras sönderfall bildas andra, likaså radioaktiva ämnen. I Finland har vi lokalt mycket radon i berget. Uran som bryts och anrikas används som bränsle i kärnkraftverk och vid några allvarliga olyckor har det kommit ut i naturen. Strålningens inverkan beror på dosen. Också små doser under lång tid kan vara skadliga. Stora doser ger direkta skador i huden, påminner t.ex. om brännskador. Strålning som tränger in i cellerna kan skada DNA och orsaka cancer. Celler som delar sig är speciellt känsliga (könsceller, tidiga foster) och

8 dessa kan leda till tumörer, missbildningar, utvecklingsstörda avkomlingar m.m. Reparationsenzymer i cellerna klarar ibland av att reparera en del av de uppkomna skadorna i DNAt. Radioaktiva ämnen nedbryts långsamt, finns länge kvar i naturen och orsakar problem för t.ex. näringsproduktion i förorenade områden under lång tid. De anrikas lätt i näringskedjorna. Hela denna fråga är komplicerad och besvärliga att besvara. Man bör svara mångsidigt och inte bara koncentrera sig på människan.