PROV 6 Bioteknik. 1. Hur klona gener med hjälp av plasmider?

Transkript

1 För essäsvaren 1 2 kan den sökande få högst 9 poäng/fråga. Vid poängsättningen beaktas de exakta sakuppgifter som den sökande gett i sitt svar. För dessa kan den sökande få högst 7 poäng. Dessutom får den sökande högst två poäng om svaret är klart och logiskt. Svaret får inte innehålla felaktiga eller irrelevanta uppgifter. Svaret skall rymmas inom den markerade rutan. Text utanför denna ruta beaktas inte vid poängsättningen 1. Hur klona gener med hjälp av plasmider? Vid klonandet av gener kan man använda en typ av ringformade DNA-molekyler som förekommer i bakterie- och jästceller och kallas plasmider. Typiska plasmider innehåller mycket färre nukleotider än bakterie- eller jästcellens kromosomer (1 p.). Klonandet av generna inleds genom att man isolerar plasmid-dna ur en bakterie- eller jästodling. Sedan klipper man upp både den gen man vill klona och plasmid-dna med ett restriktionsenzym (1 p.). Därefter använder man ett DNA-ligasenzym för att foga ihop plasmid-dna och den gen man vill klona till en ringformad DNA-molekyl som kallas för en rekombinantplasmid (1 p.). Rekombinantplasmiden flyttas till bakterie- eller jästceller. I en bakterie- eller jästodling kan man snabbt mångfaldiga den gen man vill mångfaldiga eller använda den för att producera ett protein (1 p.). Vill man flytta en gen från en eukaryot cell till en bakterie måste man använda mrna som modell eftersom bakterier inte kan avlägsna introner (1 p.). Ofta fogar man också en gen för antiobiotikaresistens till plasmiden (1 p.). Genom att tillföra antibiotika till odlingen kan man då behändigt välja ut de bakterie- eller jästkloner som bär på genen. Vill man producera protein med genen bör man kombinera genen med en kontrollregion som fungerar i bakterie- eller jästcellen (1 p.). Att svaret är klart, logiskt och saknar fel ger 2 p.

2 2

3 För essäsvaren 1 2 kan den sökande få högst 9 poäng/fråga. Vid poängsättningen beaktas de exakta sakuppgifter som den sökande gett i sitt svar. För dessa kan den sökande få högst 7 poäng. Dessutom får den sökande högst två poäng om svaret är klart och logiskt. Svaret får inte innehålla felaktiga eller irrelevanta uppgifter. Svaret skall rymmas inom den markerade rutan. Text utanför denna ruta beaktas inte vid poängsättningen 2. Mutationer och deras betydelse för evolutionen hos växter och djur. Mutationer är förändringar i organismernas arvsmassa. Dylika förändringar kan uppträda antingen i somatiska celler (syn. kroppsplasma) eller i germinalceller (syn. groddplasma, groddbanan, könscellinjen) (1 p). Endast mutationer i germinalceller har någon betydelse för evolutionen, eftersom somatiska mutationer inte nedärvs till avkomman. Mutationer kan inträffa på olika nivåer: i DNA-molekylerna, i kromosomerna eller i kromosomuppsättningen (1 p). De s.k. genmutationer som inträffar i en DNA-molekyl är ofta förändringar i fråga om en enda bas, varvid en bas ersätts av en annan. Vid kromosommutationer förändras en kromosoms struktur så att ett visst avsnitt av kromosomen försvinner, ändrar riktning, förflyttas eller fördubblas (1 p). Vid mutationer i kromosomuppsättningen (dvs. kromosomtalsmutationer) förändras antalet kromosomer, varvid t.ex. en kromosom kan saknas (monosomi) eller uppträda i ett extra exemplar (trisomi). Vid polyploidier uppträder hela kromosomuppsättningen i extra kopior (1 p). Eftersom mutationer skapar genetisk variation kan de bidra till att organismerna anpassar sig till förändringar i sin livsmiljö (1 p). Mutationerna är viktigare för sådana organismer som förlitar sig på könlös förökning än för sådana som förökar sig könligt, eftersom könlös förökning inte omfattar sådan genetisk variation som uppstår då arvsmassan i könsceller förenas i slumpmässiga kombinationer (1 p). De flesta mutationer är neutrala eller skadliga för organismens livsduglighet, och få mutationer främjar anpassningar. Speciellt bland växterna tycks sådana förändringar som omfattar hela kromosomuppsättningen vara viktiga, eftersom många växtarter tydligen uppstått genom polyploidi. Bland djuren är polyploidier sällsynta (1p). Att svaret är klart, logiskt och saknar fel ger 2 p.

4 2

5 För essäsvar 3 kan den sökande få högst 6 poäng. Vid poängsättningen beaktas de exakta sakuppgifter som den sökande gett i sitt svar. För dessa kan den sökande få högst 4 poäng. Dessutom får den sökande högst två poäng om svaret är klart och logiskt. Svaret får inte innehålla felaktiga eller irrelevanta uppgifter. Svaret skall rymmas inom den markerade rutan. Text utanför denna ruta beaktas inte vid poängsättningen 3. Hur kan bioteknik utnyttjas i växtförädling? För förädling av odlingsväxter är genteknik och mikroförökning de viktigaste teknikerna (1 p). Med hjälp av genteknik strävar man efter att förädla fram varianter av odlingsväxter där en egenskap som styrs av en gen har förändrats. Med transgena växter avses växter i vilken en i genomet inkorporerad gen är fungerande. Med hjälp av transgen-teknik kan man förändra växternas över de naturliga korsningsbarriärerna. Gener kan föras in i växter t.ex. med hjälp av agrobakterier eller en genkanon (1 p). T.ex. av majs har man med hjälp av genteknik producerat en variant som är motståndskraftig mot vissa skadeinsekter, s.k. Bt-majs. Till Btmajs har man från jordbakterien Bacillus thuringiensis fört in en gen som producerar Bt-toxin. Bt-toxin är skadligt för vissa insekter. Åtminstone ett exempel på andra odlingsväxter som producerats med genteknik, t.ex. ris som producerar betakarotin som är ett förstadium till A- vitamin (s.k. gyllene ris), tomat som klarar förvaring bättre än vanlig tomat, soja med större tålighet för ogräsgifter, eller blå rosor (1 p). Vid mikroförökning odlas ett rotskott eller knopp på ett näringsunderlag. Genom att till underlaget tillföra växthormoner får man cellerna att diversifieras till nya skott. Med hjälp av mikroförökning kan man producera plantor som är genetiskt identiska (1 p). Att svaret är klart, logiskt och saknar fel ger 2 p.

6 4. Definiera kortfattat vad som avses med följande termer (för varje delfråga kan den sökande få högst 1 poäng): a) Totipotenta stamceller Totipotenta stamceller är celler som kan differentieras till att bli delar av vilken vävnad som helst. En befruktad äggcell och cellerna i ett människoembryo upp till en ålder på 2 3 dygn (16-cellstadiet) är totipotenta. b) Omvänt transkriptas Ett enzym med vars hjälp en ensträngad RNA-molekyl kan översättas till en DNA-molekyl med en komplementär sekvens. c) Bakteriofag Ett virus som förökar sig i en bakterie, alltså en bakterieparasit. Det finns både sådana bakteriofager som innehåller RNA och sådana som innehåller DNA, i både enkel- och dubbelsträngad form.

7 d) Genkartering Att utreda var valda gener eller genmarkörer är belägna inom kromosomerna. Kan också hänvisa till att utreda genernas bassekvens. e) Heteros Med heteros avses att heterozygota genotyper överglänser sina (homozygota) föräldrar i fråga om någon egenskap. Detta fenomen utnyttjas ofta vid förädlingen av växter och husdjur. f) Transposon Transposoner eller hoppande gener är DNA-segment med förmågan att förflytta sig till nya platser inom arvsmassan antingen till ett nytt läge inom samma kromosom eller till en ny kromosom. 2