a) Ge namnen på de cellorganeller som angivits med siffror på bilden nedan och förklara kortfattat deras uppgifter. (Se bifogat prov).

Transkript

1 Biologi Fråga 1: Förklara med hjälp av exempel: a) en autotrof organism En autotrof organism är självförsörjande i fråga om energi, den omvandlar oorganiskt material till organiskt material med hjälp av fotosyntesen eller kemosyntesen. Gröna växter, cyanobakterier, kemosyntetiserande bakterier på havsbottnen. b) en förmultningsnedbrytare En förmultningsnedbrytare är t.ex. en svamp eller en bakterie som nedbryter dött organiskt material i en syrerik miljö. c) en epifyt En epifyt är en växt eller lav som växer fast i eller på en annan växt (t.ex. ett träd), utan att leva i symbios med det eller skada det. d) en toppredator En toppredator befinner sig högst upp i näringskedjan, dvs. den äter andra djur men blir inte själv uppäten. Fråga 2: a) Ge namnen på de cellorganeller som angivits med siffror på bilden nedan och förklara kortfattat deras uppgifter. (Se bifogat prov). 1. Cellkärna, innehåller våra arvsanlag i kromosomerna, reglerar cellens liv 2. Nukleol, tillverkar ribosomer 3. Endoplasmatiskt nätverk, transporterar proteiner mm. i cellen 4. Vakuol, innehåller cellsaft, socker och andra ämnen för växtcellen, vätskespänningen 5. Kloroplast, sköter fotosyntesen 6. Cellvägg, växtcellens hårda vägg, ger stadga åt växten 7. Mitokondrie, sköter cellandningen 8. Golgiapparat, behandlar proteiner som framställs i cellen b) Vilka cellorganeller har ursprungligen varit självständiga celler? Motivera. Kloroplaster har ursprungligen utvecklats från cyanobakterier och mitokondrier har utvecklats från bakterier som har hamnat inne i en eukaryot cell. Att de har varit

2 självständiga celler kan motiveras med deras storlek, med att de har en dubbelhinna och eget DNA. Fråga 3: Vad kallas de fenomen som visas på växtbilderna a och b? Förklara vad fenomenen beror på. (Se bifogat prov). På bild a ser vi ett löv (en växt) som nedbrutit klorofyllet och dragit in resterna i stammen/roten. Då kommer bladets/cellernas andra färgämnen (karotenoider) fram. Deras nyanser kan ytterligare förändras av fenomen som köld och vätskebalans. Fenomenen kallas höstfärgning ( ruska ). Då dagslängden minskar på hösten och temperaturen förändras reagerar växterna. På bild b handlar det om att växten vissnar pga. brist på vatten. Det är vätskespänningen i växten som gör att den hålls upprätt, eftersom den inre spänningen i vakuolen då pressar utåt cytoplasmat mot cellväggen. När vätskan, cellsaften, plötsligt minskar krymper vakuolen och hela växten falnar. Fenomenet kan bero på för liten tillgång till vatten, kraftig avdunstning eller på att underlaget har en för stark lösning av salter el. dyl. (osmos) Fråga 4: Att diagnosticera kromosomavvikelser (Se bifogat prov). a) Om det är ett foster man vill undersöka, vilka vävnader kan man då ta prov på och hur undersöks de? Under graviditetsveckorna kan man ta fostervattenprov. Fostervattnet innehåller celler från fostret som kan undersökas. Man kan också i ett tidigt skede av graviditeten ta prov från fostrets del av placentan. Provcellerna odlas i laboratorium. Därefter undersöks de i mikroskop. Man fotograferar provet och klipper i bilden ut kromosomerna. Dessa radas och klistras upp individuellt (i nummerordning). Avvikelser i byggnad, antal m.m. observeras. b) I vilket stadium har de celler varit som kromosomerna på bilderna kommer från? Motivera. Kromosomerna syns bäst då cellen delar sig. Då är kromosomerna kraftigt spiraliserade, korta och tjocka. Kromosomerna på bilden är från celler som befinner sig i metafasen. c) Granska karyogrammen A och B. Vilka kromosomavvikelser är det fråga om och hurdana prognoser kan man ge för personerna A och B:s postnatala utveckling?

3 I fallet A är det fråga om en kromosommutation. Störningen, en bit som fattas, en deletion finns på den femte kromosomen. Alltså fattas det i den ena kromosomen nr. 5 en mängd gener från ena kromosomens kortare arm. Dessa finns då bara i en uppsättning, i den intakta kromosomen. Följderna blir mycket dramatiska och patienten har en kort förväntad livslängd. Syndromet som uppstår till följd av det här kallas Cridu-chat. I fallet B är det fråga om en kromosomuppsättningsmutation. Störningen finns i den 23:e kromosomen; det finns tre kromosomer istället för två. Fenomenet kallas trisomi (triplo- 21). Det här leder till Downs syndrom. Patientens fysiska och psykiska utveckling är onormal. Typiska drag är kortväxthet, speciella ansiktsdrag, dålig infektionsmotståndskraft, inlärningssvårigheter m.m. Patienterna har ofta en kortare livslängd än normalbefolkningen. Fråga 5: Huden är den mänskliga organismens största organ. Vilka uppgifter har huden? Skyddar inre organ mot skador, slitage, uttorkning. Detta genom att det yttersta lagret består av döda celler fyllda med hornämne (vilket då det hålls fett och smidigt fungerar väl). Skyddar mot främmande ämnen, t.ex. bakterier. Skyddar mot solljusets UV-strålning genom att tillverka det bruna färgämnet melanin (risk för hudcancer). Bildar, tillverkar melanin (se ovan), D-vitamin då den utsätts för UV-ljus. Fungerar som känselorgan. I huden finns fem olika slags fria nervändor, som reagerar på olika slags retningar och skickar informationen till hjärnan. Reglerar kroppstemperaturen. Genom svettningen avlägsnas vatten (samt NaCl, urinämne) och avdunstningen kyler ned huden. Vid kyla reses hudens hår upp (men i verkligheten värmer detta inte nämnvärt). Blodkärlen i läderhuden utvidgas eller sammandras för att kyla ned respektive minska värmeförlust. Underhudens fett fungerar också som en värmeisolator. Fråga 6: Redogör för vad följande metoder för konservering av livsmedel grundar sig på: a) Saltning (sill) I en kraftig saltlösning sker osmos, vatten tränger ut ur fiskens celler och mikrober dör av torka.

4 b) Syrning (kål) Mjölksyrabakterierna som surar kålen gör att lösningens ph sjunker så kraftigt att mikrober inte kan leva/föröka sig. c) Tillsättning av socker (sylt) Fungerar i princip som saltningen: den starka sockerlösningen drar ut vattnet ur bären och mikroberna. Dessutom kokar man sylten varvid mikroberna också dör, och ytterligare strävar man till så hygieniska förhållanden som möjligt. d) Infrysning (bär) Nedkylningen fryser livsmedlen och mikroorganismerna, vattnet fryser och livsfunktionerna upphör. Vidare gör den låga temperaturen alla kemiska processer långsammare, men fetter kan med tiden härskna. Mikroberna dör i allmänhet inte av nedfrysningen. e) Torkning (knäckebröd) Bristen på vatten i den torkade maten gör att mikrober inte kan växa. f) Pastörisering (mjölk) Pastörisering innebär att mjölken hettas upp ungefär till kokpunkten. Då dör största delen av mikroberna i mjölken (men inte alla; ultrapastörisering dödar också de sista). Fråga 7: a) Beskriv vilket viktigt biologiskt skeende bilden visar (Se bifogat prov). Vi ser en insekt (fjäril) som suger nektar ur en blomma = näringsintag. Samtidigt fastna pollenkorn från en blommas ståndare på insekten och dessa överförs till en annan blommas pistills märke där pollination sker. b) Hur uppkommer fröet hos blomväxter? Från pollenkornet på pistillens märke växer det ut en pollenslang ned till fröämnet inne i pistillen. De två kärnorna i pollenkornet vandrar in i pistillen och befruktar äggcellen i fröämnet respektive centralcellen. Embryot utvecklas från den befruktade äggcellen och centralcellen utvecklas till frövitan runt denna.

5 c) Beskriv kortfattat evolutionen av den växelverkan som förekommer mellan blomväxter och insekter. Blomväxterna lockar till sig insekter på många olika sätt: med färger, dofter, nektar och former. Blomman blir pollinerad och kan sprida sig via frön och insekten får mat (nektar, pollen). Vardera parten drar nytta av förhållandet. Flera fall av koevolution har uppstått: blommornas byggnad är sådan att den bara passar ihop med en viss (eller några) arters sugsnablar m.m. Blommornas struktur är sådan att pollenkornen fastnar på vissa ställen (för att säkra en pollination i en annan blomma av samma art). Flyg- och blomningstider är koordinerade. Fråga 8: Gräsväxters gener. Gör korsningsschema. a) Hur höga är avkomlingarna till homozygoterna AABBCC och aabbcc, då var och en av de alleler som ökar strålängden har en lika stor inverkan på tillväxten och då miljöfaktorer inte tas i beaktande? b) Hur höga är avkomlingarna som produceras av föräldrar med genotyper AABbcc och aabbcc, och i vilka talförhållanden? a. varje dominant gen kan antas ha en ökande effekt på 15 cm [ (120 cm 30 cm) / 6] homozygoterna AABBCC och aabbcc får AaBbCc avkomlingar gameter ABC x abc F1 AaBbCc 75 cm höga (30 cm cm) b. AABbcc x aabbcc gameter ABc och Abc abc, abc, AbC och abc F1 abc abc abc abc ABc AaBBCc AaBBcc AaBbCC AaBbcc 90 cm 75 cm 75 cm 60 cm Abc AaBBCc AaBbcc AabbCc Aabbcc

6 75 cm 60 cm 60 cm 45 cm Längdförhållanden 90 cm: 1 75 cm: 3 60 cm: 3 45 cm:1 Fråga 9: Vilken evolutionistisk betydelse har: a) Spelbeteendet Spelbeteendet har som funktion att locka honor till parbildning. Det är så gott som alltid hanen som uppvisar beteendet. Han har granna färger, typiska läten och rörelser som för honan är ett tecken på hans duglighet (fitness). Handlingarna är instinktiva och arttypiska, därför reagerar bara individer av rätt art på dem. Då honan väljer en bra hane kan hans goda gener gå i arv till ungarna. b) En riklig avkomma En riklig avkomma säkrar sannolikt att flera ungar lever till könsmogen ålder (det egentliga måttet på föräldrarnas duglighet). Arter har olika förökningsstrategier i detta avseende, en del föder få ungar som sköts noga medan andra föder massor (eller lägger massvis med ägg) och inte alls sköter dem. I en riklig mängd avkomlingar finns också en stor diversitet, ungarna representerar många olika genotyper och tack vare detta kan kanske ett antal anpassa sig till nya, förändrade miljöförhållanden = evolution sker. c) Migration Individer som flyttar till nya områden leder till att arten sprids geografiskt. Nya områden kan ha litet nya naturförhållanden och om individerna kan anpassa sig till dem sker en evolution. De migrerade individerna kan också ge upphov till en s.k. grundareffekt, då de kanske inte har med sig alla huvudpopulationens alla alleler får evolutionen ett annat material att jobba med. Den nya populationen blir med tiden en ny art. Fråga 10: Abraham Lincolns DNA (Se bifogat prov). a) Förklara varför det inte har någon betydelse från vilka kvarlevor DNA för kopiering tas.

7 En individs alla celler härstammar från en befruktad äggcell, de är kopior av denna/varandra och innehåller därför samma DNA. b) Förklara kortfattat varför och hur hela kopieringen sker. För att kunna arbeta med DNAt måste det mångfaldigas. Till detta används nuförtiden PCRmetoden (polymeraskedjereaktion). Man tar ett rensat prov och tillsätter värmetåliga enzymer, primrar och nukleotider. Genom att höja temperaturen får man DNA-spiralen att öppna sig, primern fastnar och börjar bygga upp nya kopior till vardera DNA-strängen. På kort tid får man massvis med kopior av det DNA man önskar analysera. c) Förklara den metod med vilken man spårar sjukdomsgenen i Lincolns DNA-prov, under förutsättningen att Marfans syndrom-genens struktur är känd. Hur tolkas resultatet? Då man känner genens struktur kan man konstruera en gensond, en DNA-bit som har motsvarande bassekvens som DNAt. Sonden är dessutom märkt med t.ex. fluorescerande eller radioaktiva medel. Med upphettning öppnar man det analyserade DNAt, enligt basparningsprincipen fastnar sonden på DNAt om det innehåller rätt basföljd. Genom att undersöka provet kan man konstatera om märket finns i det eller inte. Om det finns måste provet ha en bassekvens som motsvarar sondens, alltså sjukdomen. Fråga +11: I cellerna och organismerna finns det flera fosfatföreningar som är viktiga för cellens funktion. Men fosfatföreningarna orsakar också problem i vattenekosystemen. Redogör i ditt svar för fosfatföreningarnas betydelse. Med tanke på celler och organismernas funktion är det viktigt att nämna följande element i svaret: - ATP (Adenosintrifosfat) som spelar en väsentlig roll i energiämnesomsättningen - Nukleinsyrorna (DNA och RNA) innehåller en del fosfat. Nukelinsyrorna förmedlar den genetiska informationen och gör så att proteinsyntesen fungerar. - Cellmembranets uppbyggnad baserar sig på fosforlipider. - Benstommen är uppbyggd av bl.a. fosfat. Här kan det vara bra att redogöra för ryggradens uppgift; att stöda organismen och att skydda inre organ. I vattnet är fosfater viktiga näringsämnen (tillsammans med kväve och kalium). Från omgivningen rinner det ned i vattnen, från gödsling av odlingar och skog, från bosättning

8 (kloakvatten), från djurgårdar och fiskodling, från industrier samt som nedfall från luften. Fosfaterna är minimifaktorer i ekosystemen, de påverkar växternas tillväxt, basproduktionen. En kraftig tillväxt leder till eutrofiering av vattnen, vattnet blir grumligt och speciellt på vintern uppstår problem då nedbrytningen förbrukar så mycket syre att vattendragen kan dö (fiskar t.ex.). Algblomning leder till problem, speciellt då det är fråga om giftiga cyanobakterier. Syrebristen på bottnen leder till att mera fosfor lösgörs ur bottensedimenten och vattnen göder sig själva Fråga +12A: Frysning är till skada för celler och deras funktioner upphör också då det är alltför hett. Det förekommer trots det organismer både i kalla polarområden och i heta källor och öknar. Beskriv olika metoder som organismerna har för att klara sig i extrema temperaturer. Frysning gör kemiska processer långsammare. Fruset vatten i cellen utvidgas och spränger cellerna som alltså dör. Hetta förstör, denaturerar proteiner (enzymer). Hetta accelererar avdunstningen vilket leder till uttorkning. KYLA Djur: egenvarma, päls och fjädrar, inta energihaltig näring, övervintra som ägg, larv, puppa, kroppsvätskornas koncentration hindrar frysning, uppsökande av skydd, sova, matförråd m.m. Växter: övervintra som frön, rötter, lökar, tappa löv, koncentrerad cellsaft, under snön. HETTA Djur: temperaturreglering - svettning, stort vattenintag, söka skydd för dagen Växter: vilostadier, minska avdunstningen med vaxskydd, stängda klyvöppningar och ta upp koldioxid på natten, vattenlagring inne i växten. Mikrober: vilosporer, enzymer som tål heta förhållanden (arkéer i heta källor)

9 Fråga +12B: Varför är allt fler av jordens djur- och växtarter hotade? Vad förlorar mänskligheten då arter dör ut? Hur kan de hotade arternas försvinnande förhindras eller fördröjas? Definiera vad som avses med utrotningshot. Svara därefter på frågorna varför, vad och hur. Varför är allt fler av jordens djur- och växtarter hotade? - Pga. jakt, överfiske, miljögifter, förstörelse av arters livsmiljö, införande av nya arter Vad förlorar mänskligheten då arter dör ut? - T.ex. genom att biodiversiteten minskar, genförrådet minskar, naturens balans lider, framtida värdefulla läkemedel kan försvinna. Hur kan de hotade arternas försvinnande förhindras eller fördröjas? - fridlysning och genom att marknad med fridlysta djur förbjuds och övervakas - uppfödning i djurparker och växthus och därefter utplantering tillbaka till naturen - naturskyddsområden och vården av dem - skydda värdefulla nyckelbiotoper - speciella skyddsprogram för vissa arter (t.ex. havsörnen) - biotekniska metoder - internationella bestämmelser