Urvalsprovet i biologi 2018: Modellsvar och poängsättning

Transkript

1 Urvalsprovet i biologi 2018: Modellsvar och poängsättning Uppgift 1. a) Beskriv, baserat på bilderna 1 och 2, hur de abiotiska faktorerna skiljer sig mellan Hietajärvi och Sompajärvi (8 p) - ytvattnets syrehalt i Hietajärvi är högre än i Sompajärvi (1 p) - Hietajärvis syrehalt sjunker (1 p) och når ett anoxiskt tillstånd (1 p) - Sompajärvis syrehalt hålls jämn i hela vattenpelaren (1 p) - vattnet i de undersökta sjöarna är temperaturskiktat (1 p): ytvattenskiktet är varmt, däremellan ett språngskikt (termoklin) och i underskiktet är vattnet kallt (1 p) - fosfor- och kvävehalterna är högre i Hietajärvi jämfört med Sompajärvi (1 p) - ph är lägre i Sompajärvi än i Hietajärvi (1 p) b) Vilket vanligt problem som drabbar vattendrag kan observeras i skillnaderna mellan de undersökta sjöarna? Vilka faktorer (nämn två exempel) kan detta problem bero på? (12 p) - skillnaderna mellan de undersökta sjöarna visar på eutrofiering (2 p), det vill säga ökad primärproduktion i sjön (2 p) - problemet orsakas av en ökning av näringsämnen (2 p) som kommer från diffus belastning eller punktbelastning orsakade av mänsklig aktivitet (2 p) - till exempel från avloppsvatten från bebyggelse och gödningsmedel från jordbruk (4 p) c) På vilket sätt kan vattnets temperaturskiktning påverka sjöns tillstånd? (8 p) - vattnets temperaturskiktning leder till ökad nedbrytningsaktivitet av organiskt material (2 p), vilket ökar syreförbrukningen (2 p) - temperaturskiktningen hindrar syrerikt vatten från att nå botten (2 p), vilket leder till anoxi/syrebrist (2 p) d) Beskriv, baserat på bilderna 1 och 2, sjöarna Hietajärvis och Sompajärvis centrala egenskaper (sjötyp och dess egenskaper, exempel på typiska arter) (22 p) - Hietajärvi är en eutrof (2 p), det vill säga näringsrik, sjö (1 p)

2 - i Hietajärvi: är vattnet grumligt (1 p) är primärproduktionen riklig (2 p) ökar mängden fytoplankton (1 p) är vattenvegetationen riklig (1 p) är vattenväxter och fiskar som trivs i näringsrika vatten typiska (2 p) ALTERNATIVT fås högst 2 poäng för artexempel, om arter ur minst två organismgrupper (växter, fiskar, fåglar) nämnts Växter: vattenväxter som trivs i näringsrika vatten ELLER en nämnd flytbladsväxter, övervattenväxter, vattenyteväxter och långskottsväxter ELLER en art nämnd (gul näckros, vit näckros, bladvass, säv, andmat, kaveldun, sjöfräken, gäddnate, stor andmat, vanlig andmat, bläddror, vattenpest, sköldmöja, slingor) Fiskar: karpfiskar ELLER mört, braxen, gös (en art nämnd) Fåglar: halvdykare ELLER måsar ELLER skäggdopping, gräsand, sothöna, skedand, vigg, måsart (en art nämnd) kan det under anoxiska förhållanden bildas svavelväte i sjöns underskikt (1 p) på grund av aktiviteten hos anaeroba bakterier (1 p) ALTERNATIVT fås 2 poäng om följande nämns: under anoxiska förhållanden kan fosfor som bundits till järnföreningar i sjöns sediment börja lösas upp i vattnet igen (1 p), sjöns interna belastning (1 p). - Sompajärvi är oligotrof (2 p), det vill säga näringsfattig (1 p) - i Sompajärvi: är vattnet klart, grönaktigt, brunt eller blåaktigt (1 p om ett nämnts) är primärproduktionen är låg (2 p) finns endast små mängder fytoplankton (1 p) är vattenvegetationen fattig (1 p) är vattenväxter och fiskar som trivs i näringsfattiga vatten typiska (2 p) ALTERNATIVT fås högst 2 poäng för artexempel, om arter ur minst två organismgrupper (växter, fiskar, fåglar) nämnts Växter: rosettväxter ELLER notblomster ELLER nålsäv, braxengräs (en art nämnd).

3 Fiskar: sik, siklöja, mört, gädda och abborre (en art nämnd). Fåglar: knipa, gräsand, kricka, storlom, storskrake, småskrake (en art nämnd). Svarets klarhet och logik: 4 p Uppgift 2. a) TMD nedärvs autosomalt dominant från pappan till Pentti (1 p) och BMD nedärvs X- kromosomalt från mamman, som är frisk bärare, till Pentti (3 p) b) Penttis genotyp: AaX m Y, där A (eller någon annan stor bokstav, dock inte X eller Y) är den dominanta TMD-allelen, a (eller någon annan liten bokstav) är den normala allelen och X m är den X-kromosomala BMD-allelen (4 p) Hustruns genotyp: aaxx (4 p) c) Barnens geno- och fenotyper: AaX m X, TMD flicka, som är bärare av BMD (2 p) AaXY, TMD pojke (2 p) aax m X, frisk flicka, men bärare av BMD (2 p) aaxy, frisk pojke (2 p) Genotypfördelningen 1:1:1:1 (2 p) Fenotypfördelningen (TMD:frisk) 1:1 (2 p) d) Inte bland barnen, men nog bland barnbarnen (2 p). Om Penttis dotter som lider av TMD och bär på BMD-mutationen, alltså genotypen AaX m X, får en son med en frisk man, kan sonen ärva både TMD- (2 p) och BMD-mutationen av mamman (2 p). Sannolikhet för att Pentti har en dotter som lider av TMD är ¼ (2 p), sannolikheten för en dotterson är ½ (2 p), sannolikheten för att dottersonen har TMD är ½ (2 p), sannolikheten för att dottersonen har BMD är ½ (2 p), ihop räknat är sannolikheten 1/32 (0,03125)(2 p).

4 e) Penttis dotterson har en 50% risk att insjukna i BMD (3 p), för alla Penttis döttrar bär på BMD-mutationen i den ena X-kromosomen (2 p). f) Penttis dotterdotter är frisk (3 p), men hon är med en 50% sannolikhet bärare av BMD (2 p). Klarhet och logik max 4 poäng, totalt 54 poäng. Uppgift På vilket sätt har pestepidemierna kunnat ha en inverkan på människans evolution? c) är korrekt. Allelerna hos de individer som är genetiskt mer benägna att insjukna i pest har under epidemins gång blivit ovanligare i populationen, vilket gör att alleler hos personer som är mindre benägna att insjukna med större sannolikhet överförs till nästa generation. (7 p) 2. Varför verkar det som att det i några århundraden efter varje större epidemi förekom mildare epidemier? b) är korrekt. De individer som redan har påträffat pestbakterien men överlevt är till viss del immuna (mot nya epidemier som uppkommer under samma generation). Sett över en längre tid överförs de bättre immunförsvarsallelerna även till avkomman, varvid populationen som helhet blir mer motståndskraftig. (7 p) 3. På vilket sätt har Ymt-genen kunnat bli vanligare? a) är korrekt. De bakterier som bar på Ymt-genen kunde effektivt spridas av loppan från värd till värd, de spred sig bättre och trängde undan den Y. pestis-form som inte bar på genen. (7 p) 4. Hur kan Y. pestis utveckla antibiotikaresistens? d) är korrekt. Y. pestis kan få antibiotikaresistensgenen direkt från en annan bakterie genom transformation, konjugation eller transduktion. (7 p) 5. Essä. Genetiska förändringar i Y. pestis gör att den kan spridas till nya värdarter (gen-evol, 1 p), ger den nya vektorer (gen-evol, 1 p) samt leder till förändringar i dess virulens och smittvägar (samevol, 1 p). Bakterien orsakar selektionstryck (gen-evol, 1 p) på alleler som påverkar

5 värddjurens (bland annat råttan och människan) immunförsvar (samevol, 1 p) och på så sätt gör arterna mer resistenta med tiden (samevol, 1 p). Detta leder i sin tur till att nya mutationer hos bakterierna som leder till förändringar i virulens är bättre i fråga om fitness (samevol, 1 p) än gamla och att de kan spridas till värdar som inte är resistenta mot de nya formerna mer effektivt (samevol, 1 p). En ny vektor, till exempel loppan, gör det möjligt för bakteriepopulationen att växa (popdyn, 1 p). I samband med stora pestepidemier blir råttans och människans populationer mindre (popdyn, 1 p) vilket i sin tur gör bakterie- och loppopulationerna mindre (popdyn, 1 p). Människan har länge försökt bli av med råttor, loppor och Y. pestis, med såväl gifter som antibiotika, vilket lett till att dessa populationer blivit mindre (popdyn, 1 p). Råttan har lärt sig utnyttja resurser som erbjuds av människan och tolerera människor. Detta har lett till att råttpopulationen har blivit större och kan upprätthålla större lopp- och pestbakteriepopulationer (popdyn, 1 p). Gifterna ger upphov till selektionstryck på råttan och loppan: de blir genetiskt mer resistenta mot dessa ämnen än sina föregångare (gen-evol, 1 p). Mot bakterierna använder människan bl.a. antibiotika, vilket i sin tur leder till ökad antibiotikaresistens (gen-evol, 1 p). Råttorna utvecklas sannolikt även i en riktning där loppan eller Y. pestis inte orsakar en alltför stor belastning (samevol, 1 p). Ett annat exempel på samevolution: växter och herbivorer. Mutationer i en växt kan ha en effekt på herbivorer som använder växten som föda (artpar, 1 p), till exempel om växten börjar producera en för herbivoren giftig förening (och är därmed ett artpar, 1 p) >> herbivorens populationsstorlek minskar, växten blir vanligare (förändr. i pop.dyn., 2 p) >> det naturliga urvalet gynnar de geno- och fenotyper hos herbivoren som gör att den kan tolerera giftet >> herbivoren blir mer framgångsrik >> växten fortsätter utveckla sitt gift (evol. förändr., 2 p). (sammanlagt 22 poäng) Svarets klarhet och logik: 4 p Uppgift 4. A: Retrovirus är RNA-virus (deras ärftliga material är RNA) (2 p), till exempel HI-virus är ett retrovirus (2 p). Ett inaktiverat virus betyder att viruset inte kan föröka sig (=producera nya

6 viruspartiklar) (2 p). (Dessa poäng kan man få också om informationen nämns i andra delar av svaret). Ett retrovirus innehåller en effektiv vektor vid genöverföring, eftersom ett retrovirus kan tränga in i en värdcell (2 p) och ett retrovirus kan koppla sin egen genetiska information till värdcellens genom (2 p). Integrationen sker så att enzymet omvänt transkriptas (2 p) syntetiserar DNA genom att som modell använda virusets egen RNA (förklaring 2 p). A-delen sammanlagt 14 p B: Hudens uppgifter: Huden skyddar kroppen (1 p) mot yttre skadliga ämnen (2 p), mot bakterier (2 p), och mot virus (2 p) (eller i allmänhet mot sjukdomsframkallare), mot UV-strålning (2 p), och mot mekanisk skada (2 p). Hudens ofarliga bakterier eller lågt ph hindrar skadliga bakteriers förökning (2 p). Huden minskar vattenavdunstning från kroppen, eller uttorkning (3 p). Huden deltar i temperaturregleringen (1 p): fettvävnaden under huden fungerar som värmeisolering (1 p) och huden avger överloppsvärme (svettning) (2 p). Huden deltar i avgivandet av slaggämnen (1 p), svett- och talgkörtlar fungerar i avgivandet (1 p) Huden deltar i ämnesomsättningen (till exempel genom syntes av D-vitamin) (2 p) Huden är ett viktigt sinnesorgan (1 p): beröring/tryck (1 p), köld, temperatur (1 p) och smärta (1 p) Argument för att omfattande hudskador är livsfarliga eftersom en skadad hud/sår leder till fortsatta infektioner/tillåter sjukdomsalstrare att tränga in (4 p), blodförlust (anemi), vätskeförlust (alltför mycket vattenavdunstning från kroppen och eventuell blödning) (2 p). Utsättning för UVstrålning och därmed risk för cancer (2 p) eller någon annan välmotiverad orsak (2 p). Denna del ger dock max 8 p, och den första meningen som ger fyra poäng bör vara nämnd för fulla åtta poäng.) B-delen sammanlagt 36 p Klarhet och logik 4 p