Umeå universitet EMG Barbara Giles Kod nummer: Resultat Del 1 Del 2 Del 3 Del 4 Betyg alla delar 4 Tentamensformalia Kursens namn: 5BI110 Genetik och evolution 15 hp, moment genetik HT10 Datum: 2010-11-25 Tid: 09.00-12.00 Tillåtna hjälpmedel: miniräknare ************************************************************** Namn: Personnummer: ********************************************************************* Denna tentamen kodas i syfte att möjliggöra anonym rättning. Kodningen sker som följer: På försättsbladet skriver studenten sitt namn På varje blad i den skriftliga examen skriver studenten den kod som är given på försättsbladet När den skriftliga examen lämnas in separerar skrivningsvakten försättsbladet från studentens svar. Studenten får behålla den nedre remsan som kvitto på sin kod. ********************************************************************* Kod nummer:
TENTAMEN, Genetik inom kursen Genetik och evolution 2010-11-25 EMG, Umeå universitet, Barbara Giles Denna tentamen består av fyra delar som var och ett kopplade till kursens förväntade studieresultat. Del 1. Genetiska materialets uppbyggnad, replikation och uttryck Del 2. Cell delning och anknytning till Mendelsk klyvningsmönster Del 3. Grundläggande genetiska begrepp Del 4.Analys av Mendelska nedärvningsmönster Varje del består av ett antal delfrågor. I början av varje del anges vilket/vilka förväntade studieresultat som frågorna examinerar, maximala poängen för delmomentet samt gränsen för godkänt (60 %) och väl godkänt (80%). Vid bedömningen av resultaten gäller följande: Varje del (1-4) bedöms var för sig. För godkänt krävs att du nått upp till 60 % rätt på var och ett av delmomenten. För att komma upp i de poäng som krävs för väl godkänd på varje del (80 % rätt) ska du på ett tillfredsställande sätt besvara de frågor som är av mer problemlösande karaktär (VG kriterier; analysera och lösa problem, samt tillämpa kunskaper på nya frågeställningar). För väl godkänt på hela tentamen ska du ha uppnått väl godkänt på minst 2 av de 4 delmomenten samt att alla 4 delmoment är godkända. Kom ihåg! Börjar med att läsa igenom hela tentan. Svara först på frågorna som ni tycker är lättaste för dig, beta av frågorna därefter en efter en. Slappna av. Skriv dina svar på lösa svarspapper, OBS! olika blad för olika delfrågor. Glöm inte att skriva din personliga kod på varje svarspapper! Lycka till! Barbara 2
Del 1. Frågor för följande förväntat studieresultat max 6 p, G = 3,6 p, VG = 4,8p Beskriva uppbyggnad och replikation av det genetiska materialet, 1a. Fill in the following table with the appropriate DNA. mrna or trna bases and the correct amino acids. Assume that the table is read from left to right and that the columns represent transcriptional and translational alignments. A copy of the codon table is included on the last page of this exam. (4p) (a) DNA Double helix 5 C 3 3 T G 5 A b) mrna transcribed C A U (c) trna anticodon G C A (d) Amino acids of protein t r p 1b. A transcription unit that is 8,000 nucleotides long may use 1,200 nucleotides to make a protein consisting of approximately 400 amino acids. This is best explained by the fact that A) many noncoding stretches of nucleotides are present in mrna. B) there is redundancy and ambiguity in the genetic code. C) many nucleotides are needed to code for each amino acid. D) nucleotides break off and are lost during the transcription process. E) there are termination exons near the beginning of mrna. (1p) 1c. Once transcribed, eukaryotic mrna typically undergoes substantial alteration that includes A) union with ribosomes. B) fusion into circular forms known as plasmids. C) linkage to histone molecules. D) removal of introns. E) fusion with other newly transcribed mrna. (1p) 3
Del 2. Frågor för följande förväntat studieresultat max 5 p, G = 3 p, VG = 4p Redogöra övergripande för mitosens och meiosens ingående faser, samt redogöra för Mendelsk genetik och dess relation till meios 1. The ability to reproduce ones own kind and to pass on all genetic information while doing so is the one characteristic that best distinguishes living from non-living matter. Cell division is always involved in these procreative processes but there are differences in the processes by which genetic information is passed to new cells. Define meiosis and mitosis and outline their functions. Using words and diagrams, explain the similarities and differences between mitosis and meiosis. Include in your answer, the concepts diploid vs. haploid cell, germ vs somatic cell, reproduction, recombination and genetic variation (5p) 4
Del 3. Frågor för följande förväntat studieresultat max 12 p, G = 7,2 p, VG = 9,6p Förklara grundläggande genetiska begrepp, beskriva uppkomst och konsekvens av mutationer och kromosomavvikelser samt redogöra för Mendelsk genetik och dess relation till meios, 1. Match each term of the statement on the left with a statement on the right (4p) A. allele 1. a unit that determines heritable characteristics B. homozygous 2. organisms that always produce offspring identical to parents C. hybrid 3. the offspring of two different varieties D. genotype 4. when two alleles of a pair are different, the one that is masked E. segregation 5. an incorrect idea that acquired characteristics are passed on F. F2 generation 6. parent organisms that are mated G. true-breeding 7. a diagram that shows possible combinations of gametes H. heterozygous 8. a breeding experiment that uses parents different in one characteristic I. self-fertilization 9. one of the alternative forms of a gene for a characteristic J. dominant 10. relative numbers of organisms with various characteristics K. P generation 11. an organism that has two different alleles for a characteristic L. monohybrid cross 12. old idea that hereditary materials from parents mix in offspring M. wild type 13. an organism s genetic makeup N. phenotype 14. separation of allele pairs that occurs during gamete formation O. cross 15. fertilization of a plant by pollen from a different plant P. F1 generation 16. an organism that has two identical alleles for a characteristic Q. recessive 17. offspring of the P generation R. homologous 18. a characteristic most commonly found in nature S. gene 19. what an organism looks like; its expressed traits T. phenotypic ratio 20. offspring of the F1 generation U. pangenesis 21. when pollen fertilizes eggs from the same flower V. cross-fertilization 22. a hybridization W. Punnett square 23. when two alleles of a pair are different, the one expressed X. blending 24. where genes for a certain trait are located 5
2. In no more than a phrase or two, answer the following definition questions (3p): If a cell has 8 chromosomes at metaphase of mitosis, how many chromosomes will it have during anaphase? What is a karyotype? What is the difference between a monohybrid cross and a dihybrid cross? What is the central dogma of molecular biology? Why are males more often affected by sex-linked traits than females? What is genetic cross between an individual showing a dominant phenotype (but of unknown genotype) and a homozygous recessive individual called? 3. Cytosine makes up 38% of the nucleotides in a sample of DNA from an organism. Approximately what percentage of the nucleotides in this sample will be thymine: a. 12 b. 24 c. 31 d. 38 (1p) 4. Which of the following statements about genes is not correct: a. genes correspond to segments of DNA b. many genes contain the information needed for cells to synthesize enzymes and other proteins. c. during fertilization, both the sperm and the ovum contribute genes to the resulting fertilized egg. d. one gene only is used in a specific cell type e. genetic differences can result from changes in the DNA called mutations? (1p) 3. Would a frameshift mutation have a more serious effect if it occurred near the beginning of a gene or at the end of a gene. Motivate your answer (3p) 6
Del 4. Frågor för följande förväntat studieresultat max 10 p, G = 6 p, VG = 8p analysera Mendelska nedärvningsmönster från korsningar, 1. The genotype of F1 individuals in a tetrahybrid cross is AaBbCcDd. Assuming independent assortment of these four genes, answer the following questions about the F2 offspring of a AaBbCcDd x AaBbCcDd cross (a) How many different genotypes are possible among the offspring of this cross? (1p) (b) What are the probabilities that F2 offspring will have the following genotypes? (2p) (A) aabbccdd (B) AaBbCcDd (C) AABBCCDD (D) AaBBccDd (E) AaBBCCdd (c) what is the probability that F2 offspring show dominant phenotypes at 3 of the 4 traits? (2p) 2. Mendel s peas are not the only plant where variation in seed colour and form can be used to test for the independent assortment of genes. In corn (Zea mays), individual grains within a single ear can be Purple & Smooth (A), Purple & Shrunken (B), Yellow & Smooth (C) and Yellow & Shrunken (D). 7
Earlier work has shown that purple (P) is dominant to yellow (p) and smooth (S) is dominant to shrunken (s). The following data were generated from a PpSs x PpSs cross. Phenotype purple purple yellow yellow smooth shrunken smooth shrunken Observed 271 73 63 26 a. What phenotypic ratios do you expect to find among the offspring if Mendel s Second Law is correct for these data? (1p) b. Test your hypothesis. (χ 2 = (O-E) 2 /E; df = #klasser - 1) (2p) χ2 tabell df= 1 df=2 df=3 p = 0.5 χ2 = 0,455 1,386 2,366 p = 0.1 χ2 = 2,706 4,605 6,251 p = 0.05 χ2 = 3,841 5,991 7,815 p = 0.01 χ2 = 6,635 9,210 11,345 p = 0.005 χ2 = 7,879 10,597 12,838 c. Do your analyses support Mendel s conclusions? (1p) Why or why not (1p) 8
9