Eksamensoppgavene er utgitt av Utdanningsdirektoratet. Første nedlasting kjører en bot-sjekk i nettleseren (Vercel BotID) — mer i personvernerklæringen.
Del 1uten hjelpemidler, med tabeller og vedlegg · 2 timer · 24 oppgaver
Oppgave 1-1a·Metode og næringsnett fra feltarbeid
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
a)
1)
Beskriv metoden du brukte for å utforske artsmangfoldet i feltarbeidet ditt.
2)
Skisser et næringsnett der du bruker artsnavn fra feltarbeidet.
Fasit
a)
1) Eksempel fra fjæra: transektanalyse. Et målebånd legges fra øvre til nedre del av fjæra ved lavvann. Langs båndet legges ruter med fast avstand. I hver rute registreres artene, og dekningsgrad eller antall individer anslås.
2) planteplankton → fjærerur og blåskjell; blæretang → buttstrandsnegl; fjærerur og blåskjell → purpursnegl; blåskjell og buttstrandsnegl → strandkrabbe; blåskjell og strandkrabbe → ærfugl; strandkrabbe → gråmåke.
LøsningsforslagKI-generert
a)1)
Svaret avhenger av feltarbeidet ditt. Her er et eksempel fra fjæra.
Vi brukte transektanalyse. Vi la et målebånd vinkelrett på strandlinja, fra øvre fjære til nedre fjære. Dette gjorde vi ved lavvann. Langs båndet la vi ut ruter av lik størrelse med fast avstand. I hver rute registrerte vi alle artene. For tang og rur anslo vi dekningsgraden, altså hvor stor del av ruta arten dekker. Snegler og krabber telte vi. Vi brukte bestemmelsesnøkler for å artsbestemme. Vi gjentok transektet flere steder for å få et mer pålitelig resultat. Metoden viser både hvor mange arter som finnes, og hvordan artene er fordelt i soner fra øverst til nederst i fjæra.
2)
Eksempel med arter fra fjæra:
Pilene går fra den som blir spist, til den som spiser. De viser veien energien går i nettet. Planteplankton og blæretang er produsenter. Fjærerur og blåskjell filtrerer planteplankton fra vannet. Buttstrandsneglen beiter på tang. Purpursnegl og strandkrabbe er rovdyr. Ærfugl og gråmåke er toppkonsumenter. Flere arter spiser mer enn én art. Derfor henger næringskjedene sammen i et nett.
Oppgave 1-1b·Stoffkretsløp og menneskelig påvirkning
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
b)
Skisser et stoffkretsløp, og gi to eksempler på hvordan menneskelig aktivitet påvirker kretsløpet.
Fasit
b)
Karbonkretsløpet: produsenter tar opp i fotosyntesen, karbonet går videre til konsumenter og nedbrytere, og celleånding frigjør igjen. Menneskelig påvirkning: Forbrenning av fossilt brensel øker i atmosfæren og forsterker drivhuseffekten. Avskoging gir mindre fotosyntese og frigjør lagret karbon.
LøsningsforslagKI-generert
b)
Vi velger karbonkretsløpet.
Produsentene tar opp fra luft eller vann i fotosyntesen. Karbonet bygges inn i organiske stoffer som glukose. Når dyr spiser plantene, går karbonet videre til konsumentene. Døde organismer og avfall brytes ned av bakterier og sopp. Alle organismene frigjør igjen ved celleånding. Noe dødt organisk materiale blir ikke brutt ned. Over millioner av år kan det bli til kull, olje og gass.
Eksempel 1: Forbrenning av fossilt brensel. Når vi brenner kull, olje og gass, frigjøres karbon som har vært lagret i millioner av år. Det øker mengden i atmosfæren. er en drivhusgass, så drivhuseffekten blir sterkere og temperaturen på jorda stiger. Havet tar opp noe av den ekstra -en. Da blir havet surere.
Eksempel 2: Avskoging. Når skog hogges eller brennes, forsvinner produsenter som tar opp . Da blir mindre fjernet fra atmosfæren. Karbonet som var lagret i trærne, frigjøres som når trevirket brennes eller brytes ned. Også dette øker mengden i atmosfæren.
Oppgave 1-1c·Seleksjon på nebbtykkelse etter en miljøendring
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Figuren illustrerer gjennomsnittlig nebbtykkelse i en fuglepopulasjon som funksjon av tiden.
c)
Forklar hvordan seleksjonen i populasjonen kan ha foregått etter miljøendringen.
Fasit
c)
Retningsbestemt seleksjon. Det var arvelig variasjon i nebbtykkelse. Etter miljøendringen fikk fugler med tykkere nebb høyere overlevelse og flere avkom, for eksempel fordi maten ble hardere. Allelene for tykt nebb økte i frekvens over flere generasjoner, og gjennomsnittet steg. Til slutt flatet kurven ut rundt en ny optimal nebbtykkelse (stabiliserende seleksjon).
LøsningsforslagKI-generert
c)
Før miljøendringen er gjennomsnittlig nebbtykkelse stabil. Da er det trolig stabiliserende seleksjon rundt en nebbtykkelse som passer til maten.
I populasjonen er det variasjon i nebbtykkelse. Variasjonen skyldes mutasjoner og rekombinasjon, og trekket er arvelig.
Miljøendringen kan for eksempel være tørke. Da kan det bli færre små, myke frø og mest store, harde frø igjen. Fugler med tykke nebb klarer å knekke de harde frøene. De får mer mat, overlever oftere og får flere avkom. Fugler med tynne nebb får mindre mat og færre avkom. Dette er retningsbestemt seleksjon.
Avkommet arver allelene for tykt nebb. Derfor øker frekvensen av disse allelene i genlageret fra generasjon til generasjon. Enkeltfuglene endrer ikke nebbet sitt. Det er populasjonen som endrer seg. Figuren viser at økningen skjer gradvis. Det er fordi endringen skjer over flere generasjoner.
Til slutt flater kurven ut. Da har populasjonen nådd en nebbtykkelse som passer til det nye miljøet. Enda tykkere nebb gir ikke lenger noen fordel. Svært tykke nebb kan også ha ulemper, for eksempel at de krever mer energi å bygge. Seleksjonen blir igjen stabiliserende, nå rundt en ny gjennomsnittsverdi.
Oppgave 1-1d·Oksygenproduksjon ved ulike bølgelengder
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
I et fotosynteseforsøk ble et blad fra et løvtre bestrålt med lys av ulike bølgelengder, fra blått til rødt. Oksygenproduksjonen i bladet ble målt for hver bølgelengde, og kurven viser resultatene.
d)
Gjør rede for hva resultatene fra forsøket viser.
Fasit
d)
Oksygenproduksjonen er et mål på fotosynteseaktiviteten. Den er høyest i blått lys (topp ved ca. 450–460 nm) og rødt lys (topp ved ca. 650–660 nm), og har en bunn i grønt lys (ca. 550–570 nm). Det viser at bladpigmentene, særlig klorofyll a og b, absorberer blått og rødt lys best, mens grønt lys i stor grad reflekteres.
LøsningsforslagKI-generert
d)
Oksygen dannes i lysreaksjonen når vann spaltes. Jo mer oksygen bladet lager, desto høyere er fotosynteseaktiviteten. Kurven er derfor et virkningsspektrum for fotosyntesen.
Kurven har to topper. Den høyeste toppen er i blått lys, ved ca. 450–460 nm. Den andre toppen er i rødt lys, ved ca. 650–660 nm. Mellom toppene har kurven en bunn i grønt og gulgrønt lys, rundt 550–570 nm. Over ca. 680 nm faller produksjonen bratt og er nesten null ved 700 nm.
Fotosyntesen er avhengig av at pigmentene i kloroplastene absorberer lysenergi. Klorofyll a og b absorberer mest blått og rødt lys. Derfor gir disse bølgelengdene mest oksygen. Grønt lys absorberes dårlig og reflekteres i stor grad. Det er derfor bladet ser grønt ut.
Produksjonen er likevel ikke null i grønt lys. Det viser at også noe grønt lys blir absorbert og brukt. Hjelpepigmenter som karotenoider absorberer blått og blågrønt lys og sender energien videre til klorofyllet. Det kan forklare at den blå toppen er høyere og bredere enn den røde.
Oppgave 1-2-1·Kontrollgrupper i forsøk med pelsfarge hos kaniner
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Pelsfargen til kaniner kan variere mellom populasjoner. Forskere undersøker om pelsfargen påvirkes av temperaturen i leveområdet. Avkom fra ulike populasjoner samles inn og lever gruppevis i laboratorier med ulik temperatur. Tabellen beskriver forsøksoppsettet.
Temperaturen i laboratoriet (°C)
Gjennomsnittlig temperatur på opprinnelig levested (°C)
5
8
12
5
gruppe 1
gruppe 4
gruppe 7
8
gruppe 2
gruppe 5
gruppe 8
12
gruppe 3
gruppe 6
gruppe 9
1)
Hvilke grupper av kaniner ble brukt som kontroll i forsøket?
Fasit
1)
A
LøsningsforslagKI-generert
1)
Forsøket skal vise om temperaturen påvirker pelsfargen. Kontrollgruppene er kaninene som lever ved samme temperatur i laboratoriet som på det opprinnelige levestedet. Det er gruppe 1 (), gruppe 5 () og gruppe 9 (). Disse gruppene får ingen endring i temperatur. Pelsfargen i de andre gruppene kan sammenlignes med kontrollgruppen fra samme levested.
I alternativ B, C og D er det bare gruppe 5 som holdes ved samme temperatur som på levestedet. De andre gruppene har fått en ny temperatur og er derfor forsøksgrupper.
Oppgave 1-2-2·Hypotese om gener og pelsfarge hos kaniner
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Pelsfargen til kaniner kan variere mellom populasjoner. Forskere undersøker om pelsfargen påvirkes av temperaturen i leveområdet. Avkom fra ulike populasjoner samles inn og lever gruppevis i laboratorier med ulik temperatur. Tabellen beskriver forsøksoppsettet.
Temperaturen i laboratoriet (°C)
Gjennomsnittlig temperatur på opprinnelig levested (°C)
5
8
12
5
gruppe 1
gruppe 4
gruppe 7
8
gruppe 2
gruppe 5
gruppe 8
12
gruppe 3
gruppe 6
gruppe 9
2)
Hypotesen «forskjeller i pelsfarge skyldes hovedsakelig forskjeller i gener» styrkes dersom
Fasit
2)
D
LøsningsforslagKI-generert
2)
Gruppe 7, 8 og 9 kommer fra samme levested og har derfor mest sannsynlig lignende gener. De lever ved ulik temperatur i laboratoriet. Får alle lik pelsfarge, har temperaturen liten effekt på pelsfargen. Da styrkes hypotesen om at forskjeller i pelsfarge hovedsakelig skyldes gener.
A og B er feil fordi både levested og laboratorietemperatur varierer mellom gruppene. Da kan vi ikke vite om forskjellen skyldes gener eller miljø. C er feil fordi gruppe 1, 4 og 7 har ulikt opphav, men lever ved samme temperatur. Får de lik pelsfarge, tyder det på at miljøet avgjør pelsfargen, og hypotesen svekkes.
Oppgave 1-2-3·Energipyramide, tallpyramide og biomassepyramide
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Figuren illustrerer to ulike økologiske pyramider.
Her ser du to påstander:
Pyramide A kan illustrere en energipyramide på land, og pyramide B kan illustrere en biomassepyramide i vann.
Pyramide A kan illustrere en tallpyramide på land, og pyramide B kan illustrere en energipyramide i vann.
3)
Hvilke påstander (én, to eller ingen) er riktige?
Fasit
3)
A
LøsningsforslagKI-generert
3)
En energipyramide kan aldri være omvendt. Hvert trofiske nivå får bare en liten del av energien i nivået under, fordi mye energi går tapt som varme i celleåndingen. Pyramide A blir smalere for hvert nivå og kan derfor være en energipyramide.
Pyramide B har mindre produsenter enn førstekonsumenter. Slik kan en biomassepyramide i vann se ut. Planteplankton har liten biomasse på et gitt tidspunkt, men formerer seg raskt og blir spist raskt. Påstand 1 er derfor riktig.
Pyramide A kan også være en tallpyramide på land, for eksempel med mange gressplanter. Men pyramide B kan ikke være en energipyramide, fordi den er omvendt nederst. Påstand 2 er derfor feil.
Oppgave 1-2-4·Vekstrate og vekstkurve for en populasjon
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Figur 1 illustrerer sammenhengen mellom populasjonsstørrelsen og vekstraten til en populasjon. Vekstraten er lik fødselsraten minus dødsraten.
Figur 1: Vekstraten som funksjon av populasjonsstørrelsen (antallet individer)
Figur 2 tar utgangspunkt i en populasjon på 500 dyr og illustrerer fire mulige vekstkurver.
Figur 2: Fire mulige vekstkurver A–D for en populasjon som starter med 500 dyr4)
Ta utgangspunkt i figur 1. Hvilken vekstkurve i figur 2 beskriver best hvordan populasjonen vokser?
Fasit
4)
B
LøsningsforslagKI-generert
4)
Figur 1 viser at vekstraten er positiv, men liten, når populasjonen har 500 individer. Populasjonen vokser derfor langsomt i starten. Vekstraten øker til populasjonen er rundt 1000 individer, så populasjonen vokser raskere. Over 1000 individer avtar vekstraten, og den blir null ved rundt 1500 individer. Der stabiliserer populasjonen seg ved bæreevnen. Kurve B viser akkurat dette.
C er feil fordi kurven flater ut ved rundt 1000 individer. Der er vekstraten størst, så populasjonen vil fortsette å vokse. A og D er feil fordi populasjonen synker langt under 500 individer. Figur 1 viser at vekstraten er negativ når populasjonen har færre enn rundt 400 individer. Da ville populasjonen dødd ut i stedet for å vokse igjen.
Oppgave 1-2-5·Påstander om livsstrategier, konkurranse og samspill
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Her ser du fire påstander:
En r-selektert art driver lite yngelpleie.
Det er intraspesifikk konkurranse mellom artene elg og hjort.
Smittsom sykdom er en tetthetsuavhengig faktor.
Mutualisme er et samspill som er til gjensidig nytte for artene.
5)
Hvilke påstander er riktige?
Fasit
5)
B
LøsningsforslagKI-generert
5)
Påstand 1 og 4 er riktige.
Påstand 1 er riktig. En r-selektert art får mange avkom og bruker lite energi på hvert av dem, så den driver lite yngelpleie.
Påstand 2 er feil. Elg og hjort er to ulike arter. Konkurranse mellom arter er interspesifikk. Intraspesifikk konkurranse er konkurranse innen samme art.
Påstand 3 er feil. Smittsom sykdom sprer seg lettere når individene lever tett. Sykdom er derfor en tetthetsavhengig faktor.
Påstand 4 er riktig. Ved mutualisme har begge artene nytte av samspillet.
Oppgave 1-2-6·Ugressmiddel som hemmer glutaminsyntetase
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Ammoniakk dannes i metabolismen i planteceller. Store mengder ammoniakk er giftig for planten og fører til redusert plantevekst. Enzymet glutaminsyntetase reduserer konsentrasjonen av ammoniakk i planteceller gjennom denne reaksjonsveien:
6)
Virkestoffet i noen ugressmidler ligner glutamat. Mest sannsynlig reduseres planteveksten fordi virkestoffet
Fasit
6)
C
LøsningsforslagKI-generert
6)
Virkestoffet ligner glutamat, som er et av substratene til glutaminsyntetase. Derfor kan virkestoffet binde seg til det aktive setet i enzymet. Da konkurrerer det med glutamat om plassen, og virkestoffet virker som en konkurrerende hemmer. Enzymet danner mindre glutamin, og ammoniakk hoper seg opp i cellene. Store mengder ammoniakk er giftig og gir redusert plantevekst.
A og B er feil fordi virkestoffet ikke fjerner glutamat eller ammoniakk. Hvis mengden ammoniakk ble mindre, ville planten dessuten vokse bedre. D er feil fordi en ikke-konkurrerende hemmer binder seg til et annet sted enn det aktive setet. Den trenger ikke å ligne substratet.
Oppgave 1-2-7·Negativ tilbakekobling i en reaksjonsvei med to enzymer Biologi 2 H24
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Figuren illustrerer en reaksjonsvei med to enzymer og sluttproduktet C.
7)
Negativ tilbakekobling regulerer mengden av stoffet C. Hvordan skjer reguleringen?
Fasit
7)
D
LøsningsforslagKI-generert
7)
Ved negativ tilbakekobling hemmer sluttproduktet et tidlig trinn i reaksjonsveien. Stoff C bindes til enzym 1, ofte i et allosterisk sete. Da endrer enzymet form og blir mindre aktivt. Det dannes mindre B og dermed mindre C. Når mengden C synker, løsner C fra flere enzymmolekyler, og enzym 1 blir aktivt igjen.
B er feil fordi stoff A er substratet til enzym 1. Når A bindes, dannes det mer produkt, ikke mindre. A og C er feil fordi reguleringen skjer ved at et stoff påvirker et enzym, ikke ved at to stoffer bindes til hverandre.
Oppgave 1-2-8·Interessekonflikter om en hjortepopulasjon
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Her ser du fire uenigheter om en hjortepopulasjon:
uenighet om erstatning etter beiteskader
uenighet om hvor store jaktkvotene skal være
uenighet om hva som er den økologiske bæreevnen for populasjonen
uenighet om hva som er den beste metoden for å bestemme populasjonsstørrelsen
8)
Hvilke uenigheter er eksempler på interessekonflikter?
Fasit
8)
A
LøsningsforslagKI-generert
8)
En interessekonflikt oppstår når grupper vil ulike ting fordi de har ulike interesser, for eksempel økonomiske eller rekreasjonsmessige.
Uenighet 1 er en interessekonflikt. Bønder vil ha erstatning for beiteskadene, mens den som betaler, vil holde kostnadene nede.
Uenighet 2 er en interessekonflikt. Jegere kan ønske mye jakt eller en stor bestand å jakte på, mens bønder og skogeiere kan ønske en mindre bestand med færre beiteskader.
Uenighet 3 og 4 er faglige uenigheter. De handler om hva som er riktig kunnskap om populasjonen, og kan løses med bedre data og metoder.
Oppgave 1-2-11·Trinn i celleåndingen som inngår i krebssyklusen
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Her ser du fire trinn i celleåndingen:
dannes.
NADH avgir elektroner.
dannes.
Pyrodruesyre/pyruvat dannes.
11)
Hvilke trinn inngår i krebssyklusen?
Fasit
11)
A
LøsningsforslagKI-generert
11)
Krebssyklusen bryter ned acetylgrupper fra acetyl-CoA i mitokondriene. Karbonet blir frigjort som , og energien blir fanget i og . Trinn 1 og 3 inngår derfor i krebssyklusen.
Trinn 2 inngår ikke. NADH avgir elektronene sine i elektrontransportkjeden i den indre mitokondriemembranen. Trinn 4 inngår heller ikke. Pyrodruesyre dannes i glykolysen i cytosol, før krebssyklusen. Alternativ B, C og D faller derfor bort.
Oppgave 1-2-12·BTB-indikator og vannplanter i lys og mørke
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Indikatoren BTB er et stoff som blir gult i sur løsning, grønt i nøytral løsning og blått i basisk løsning. Vann er surere jo mer det inneholder.
Elever merker to reagensglass, glass 1 og glass 2. Glassene fylles med helt rent vann, og vannet blir grønt når BTB tilsettes.
Elevene tar like store mengder levende vannplanter oppi hvert glass. De setter glass 1 i et skap uten lys, og de setter glass 2 under en lyskilde.
12)
Hvilken figur illustrerer mest sannsynlig fargen på vannet i glassene etter et døgn?
Fasit
12)
D
LøsningsforslagKI-generert
12)
Glass 1 står i mørke. Plantene kan ikke drive fotosyntese, men de driver celleånding hele tiden. Celleåndingen frigjør til vannet. Vannet blir surere, og BTB blir gult.
Glass 2 står i lys. Da driver plantene fotosyntese raskere enn celleånding. De tar opp mer fra vannet enn de avgir. Vannet blir mindre surt (basisk), og BTB blir blått.
Figur D viser glass 1 gult og glass 2 blått. De andre figurene har glass 1 blått eller grønt, men i mørke kan vannet ikke miste .
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Et bestemt RNA-molekyl består av introner og eksoner.
Ekson
Intron
Ekson
Intron
Ekson
50 baser
150 baser
70 baser
80 baser
120 baser
13)
Hvilken påstand er riktig?
Fasit
13)
C
LøsningsforslagKI-generert
13)
Molekylet inneholder fortsatt introner. Det er derfor et pre-mRNA-molekyl og ikke et ferdig mRNA-molekyl. Alternativ A og B faller bort.
Pre-mRNA dannes ved transkripsjon i cellekjernen. Før molekylet går ut i cytosol, blir intronene klippet ut og eksonene skjøtt sammen (spleising). Molekylet med introner finnes derfor i cellekjernen, og alternativ D er feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Hos en museart er allelet/genvarianten A for lange klør dominant over allelet a for korte klør. Allelet B for brun pels er dominant over allelet b for grå pels. En mus med korte klør og grå pels får avkom med en mus som har genotypen AABb.
14)
Hva er sannsynligheten for at avkommet får lange klør og grå pels?
Fasit
14)
B
LøsningsforslagKI-generert
14)
Musen med korte klør og grå pels viser begge de recessive egenskapene. Den har genotypen aabb og lager bare kjønnsceller med ab. Vi ser på de to genene hver for seg.
Klør: aa × AA gir bare avkom med Aa. Alle får lange klør, så sannsynligheten er .
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Slektstreet viser nedarvingen av en sykdom i en familie.
15)
Hvilken påstand er riktig?
Fasit
15)
D
LøsningsforslagKI-generert
15)
I slektstre 1 får to friske foreldre i andre generasjon en syk sønn og en syk datter. Foreldrene må da bære et sykdomsallel uten å være syke selv. Sykdommen nedarves altså recessivt. Det utelukker alternativ A og C.
Hvis sykdommen var recessiv og kjønnsbundet på X-kromosomet, måtte en syk datter ha fått et sykdomsallel fra faren. Faren har bare ett X-kromosom og ville da selv vært syk. Men faren til den syke datteren i slektstre 1 er frisk. Det utelukker alternativ B.
Slektstre 2 støtter dette. Den syke kvinnen har to friske sønner. Ved recessiv X-bundet arv ville alle sønnene hennes vært syke.
Sykdommen nedarves ved recessiv ikke-kjønnsbundet arv.
Oppgave 1-2-16·Metylering av promotoren til et gen
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Et gen koder for et protein som hindrer at celler vokser ukontrollert. Dersom promotoren til genet blir metylert, vil celler vokse ukontrollert.
16)
Hvilken virkning har metyleringen?
Fasit
16)
B
LøsningsforslagKI-generert
16)
Promotoren er stedet der RNA-polymerase og transkripsjonsfaktorer binder før transkripsjonen. Når promotoren blir metylert, pakkes DNA-et tettere, og disse proteinene binder dårligere. Genet blir da transkribert mindre, og det blir produsert mindre mRNA fra genet. Det stemmer med oppgaveteksten: Cellen får mindre av proteinet som hindrer ukontrollert vekst, og cellene vokser ukontrollert.
Alternativ A er feil fordi metylering av promotoren slår genet av, ikke på. Alternativ C og D er feil fordi promotoren selv ikke blir transkribert til mRNA. Det er genet etter promotoren som blir avlest.
Oppgave 1-2-17·Dominante og recessive alleler hos sesamplanter
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
I sesamplanter koder ett gen for antallet frukter (én eller tre belger), mens et annet gen koder for formen på bladene (rynkete eller glatte). Genene er ikke koblet. En krysning ga følgende avkom:
223 planter med én belg og glatte blader
72 planter med én belg og rynkete blader
76 planter med tre belger og glatte blader
27 planter med tre belger og rynkete blader
17)
Hvilken påstand er riktig?
Fasit
17)
C
LøsningsforslagKI-generert
17)
Tallene 223 : 72 : 76 : 27 er omtrent forholdet 9 : 3 : 3 : 1. Det får vi når to foreldre som er heterozygote for begge genene, krysses. Den største gruppen (9), én belg og glatte blader, har begge de dominante egenskapene.
Vi kan også se på genene hver for seg:
Én belg: . Tre belger: . Det er omtrent 3 : 1, så allelet for én belg er dominant.
Glatte blader: . Rynkete blader: . Det er omtrent 3 : 1, så allelet for rynkete blader er recessivt.
Oppgave 1-2-18·Poler og DNA-fragmenter i gelelektroforese
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Figuren illustrerer en gelelektroforese.
18)
Hvilken påstand er riktig?
Fasit
18)
D
LøsningsforslagKI-generert
18)
DNA er negativt ladd på grunn av fosfatgruppene. I gelelektroforese vandrer DNA-fragmentene derfor mot den positive polen.
Brønnene der prøvene settes inn, ligger ved elektrode X. Båndene har vandret fra brønnene mot Y. Y er altså positiv pol, og X er negativ pol. Det passer også med fargene på ledningene: svart for negativ og rød for positiv. Alternativ A og B faller bort.
Gelen fungerer som en sil. Korte fragmenter kommer lettere gjennom porene og vandrer lengst. Bånd 3 har vandret lengst fra brønnene og er det korteste fragmentet. Bånd 1 ligger nær brønnene og er et langt fragment.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Figuren illustrerer deler av CRISPR-metoden.
Her ser du to påstander:
Pil 1 peker på DNA-molekylet, og pil 2 peker på Cas9.
Guide-RNA, pil 3, klipper genet på ønsket sted.
19)
Hvilke påstander (én, to eller ingen) er riktige?
Fasit
19)
A
LøsningsforslagKI-generert
19)
Vurdering av påstandene:
Påstand 1 er riktig. Pil 1 peker på det dobbelttrådete DNA-molekylet. Pil 2 peker på det store proteinet som omslutter DNA og guide-RNA. Det er enzymet Cas9.
Påstand 2 er feil. Pil 3 peker riktignok på guide-RNA. Men guide-RNA klipper ikke. Det baseparer med DNA-sekvensen og fører Cas9 til riktig sted. Det er Cas9 som klipper begge DNA-trådene, markert med saksene i figuren.
Oppgave 1-2-20·Evolusjon i en modell av genlageret til to populasjoner
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Figuren illustrerer en modell av genlageret/genreservoaret til to påfølgende generasjoner i hver av to populasjoner. Hvert punkt illustrerer et allel / en genvariant, og fargen (grå eller rød) symboliserer et av to ulike alleler.
20)
I hvilke populasjoner (én, to eller ingen) har det skjedd evolusjon?
Fasit
20)
B
LøsningsforslagKI-generert
20)
Evolusjon er en endring i allelfrekvensene i genlageret fra én generasjon til den neste. Vi teller røde alleler og alle alleler i hver generasjon.
Populasjon 1: Først er 1 av 6 alleler røde, . Etter er 3 av 18 alleler røde, . Populasjonen har vokst, men allelfrekvensen er den samme. Det har ikke skjedd evolusjon.
Populasjon 2: Først er 2 av 12 alleler røde, . Etter er 4 av 12 alleler røde, . Allelfrekvensen har endret seg. Det har skjedd evolusjon.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Et enzymforsøk ble gjennomført først uten hemmer/inhibitor og deretter med en konkurrerende hemmer. Mengden tilført substrat varierte, og alle andre faktorer ble holdt konstante. Reaksjonsfarten ble målt, og tabell 1 beskriver resultatene.
Tabell 1: Resultatene fra enzymforsøkene uten og med konkurrerende hemmer
Mengden substrat tilført (vilkårlig enhet)
Reaksjonsfarten uten hemmer (vilkårlig enhet)
Reaksjonsfarten med konkurrerende hemmer (vilkårlig enhet)
Forklar hvorfor resultatene i tabellen viser at hemmeren er konkurrerende.
Fasit
a)
Linjediagram med substratmengde på -aksen, reaksjonsfart på -aksen og én kurve for hvert forsøk (se løsningsforslaget).
b)
Med hemmer er farten lavere ved lite substrat, men den når samme maksimum () når substratmengden er stor. Da utkonkurrerer substratet hemmeren om det aktive setet.
LøsningsforslagKI-generert
a)
Substratmengden er den uavhengige variabelen og står på -aksen. Reaksjonsfarten er den avhengige variabelen og står på -aksen. Vi tegner én kurve for forsøket uten hemmer og én for forsøket med hemmer. Aksene får navn og enhet, og kurvene får tegnforklaring.
b)
En konkurrerende hemmer ligner substratet. Den binder seg til det aktive setet i enzymet og konkurrerer med substratet om plassen. Et enzym med hemmeren i det aktive setet kan ikke omdanne substrat.
Ved lite substrat er det relativt mye hemmer i forhold til substrat. Da er mange aktive seter blokkert. Tabellen viser dette: Ved substratmengde 5 er farten med hemmer og uten hemmer.
Når substratmengden øker, blir det stadig større sjanse for at et substratmolekyl, og ikke hemmeren, binder seg til det aktive setet. Ved substratmengde 25 er farten både med og uten hemmer. Substratet har da utkonkurrert hemmeren, og enzymet når samme maksimale fart.
En ikke-konkurrerende hemmer binder seg et annet sted på enzymet og endrer formen på det. Da hjelper det ikke å tilføre mer substrat, og maksimal fart ville vært lavere enn uten hemmer. Resultatene viser altså at hemmeren er konkurrerende.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Azotobakter er nitrogenfikserende bakterier som omdanner nitrogengass () til ammoniakk () / ammonium () ved bruk av enzymet nitrogenase. Forskere har overført genet for nitrogenase fra azotobakter til kornplanter (GM-kornplanter).
a)Hjelpemiddelkrav: For hånd
Beskriv en fordel GM-kornplanter har sammenlignet med vanlige kornplanter uten genet for nitrogenase.
Prosessen som omdanner nitrogengass til ammoniakk/ammonium, krever mye energi i form av ATP. Azotobakter har høyere aktivitet av aerob celleånding enn bakterier som ikke fikserer nitrogen.
b)Hjelpemiddelkrav: For hånd
Forklar hvorfor GM-kornplanter som står i ugjødslet jord, vokser saktere enn vanlige kornplanter (uten genet for nitrogenase) som står i jord gjødslet med nitrogenforbindelser.
Et gen som koder for nitrogenase, kalles nif-gen. I et forsøk ble et nif-gen overført til fire planter.
Figur 1: Overføring av nif-genet til en plante
For å undersøke om nif-genet ble overført, gjennomførte forskere tre tester på hver av de fire plantene. Tabell 1 beskriver resultatene.
Tabell 1: Resultatene fra de tre testene etter overføringen av nif-genet til fire kornplanter
nif-genet
mRNA-kopi av nif-genet
nitrogenase
Kornplante 1
ikke påvist
ikke påvist
ikke påvist
Kornplante 2
påvist
påvist
påvist
Kornplante 3
påvist
ikke påvist
ikke påvist
Kornplante 4
ikke påvist
påvist
ikke påvist
c)Hjelpemiddelkrav: For hånd
1)
Det må være feil i testresultatene for en av kornplantene. Hvilken kornplante er dette? Begrunn svaret.
2)
For å få kornplanter med nitrogenfiksering bør forskerne arbeide videre med en av kornplantene. Hvilken kornplante er dette? Begrunn svaret.
Når jorden har høyt innhold av ammoniakk/ammonium, hemmes transkripsjonen av nitrogenase-genet i azotobakter.
d)Hjelpemiddelkrav: For hånd
Forklar hvorfor dette er en nyttig tilpasning hos azotobakter.
Fasit
a)
GM-kornplantene kan lage ammonium av nitrogengass i lufta og trenger derfor ikke nitrogengjødsel for å få nitrogen til proteiner og nukleinsyrer.
b)
Nitrogenfikseringen bruker mye ATP fra celleåndingen. Glukose som går med til dette, kan ikke brukes til vekst. Gjødslede planter får nitrogen fra jorda uten denne kostnaden.
c)
1) Kornplante 4. mRNA lages ved transkripsjon av genet, så det kan ikke finnes mRNA-kopi av nif-genet når genet ikke finnes.
2)
Kornplante 2. Bare her er genet både overført, transkribert og translatert til nitrogenase.
d)
Når det er mye ammonium i jorda, kan bakterien ta det opp i stedet for å fiksere nitrogen. Da sparer den ATP og byggesteiner som kan brukes til vekst og formering.
LøsningsforslagKI-generert
a)
Planter trenger nitrogen for å lage aminosyrer og proteiner, nukleotider (DNA, RNA og ATP) og klorofyll. Vanlige kornplanter kan ikke bruke nitrogengassen i lufta. De må ta opp nitrat eller ammonium fra jorda, og i jordbruket tilføres dette som gjødsel.
GM-kornplantene har genet for nitrogenase. De kan selv omdanne til / og kan derfor vokse i nitrogenfattig jord uten gjødsel. Bonden sparer utgifter til gjødsel. Det blir også mindre avrenning av nitrogen til vann og dermed mindre fare for overgjødsling (eutrofiering).
b)
Nitrogenfikseringen krever mye energi i form av ATP. Azotobakter har derfor høy aktivitet av aerob celleånding. GM-kornplantene må også lage denne ATP-en ved celleånding.
Celleåndingen bryter ned glukose som planten har laget i fotosyntesen. Når mye glukose går med til å fiksere nitrogen, blir det mindre energi og mindre organiske byggesteiner igjen til vekst. Planten får laget mindre cellulose, færre proteiner og færre nye celler.
De vanlige kornplantene i gjødslet jord tar opp ferdige nitrogenforbindelser (nitrat og ammonium) fra jorda. Det koster langt mindre energi. De kan bruke mer av glukosen til vekst, og vokser derfor raskere.
c)1)
Kornplante 4. Her er mRNA-kopi av nif-genet påvist, men ikke selve genet. mRNA lages ved transkripsjon, der DNA-et i genet er mal. Uten nif-genet i cellene kan planten ikke lage mRNA-kopier av det. Ett av de to testresultatene for kornplante 4 må derfor være feil.
Resultatene for de andre plantene er mulige. Kornplante 1 har ikke fått genet. Kornplante 3 har fått genet, men det blir ikke transkribert, for eksempel fordi det mangler en promotor som virker i planten.
2)
Kornplante 2. Det er den eneste planten der både genet, mRNA-kopien og nitrogenase er påvist. Genet er altså overført, blir transkribert til mRNA og translatert til enzymet. Bare en plante som lager nitrogenase, kan fiksere nitrogen.
d)
Nitrogenfiksering koster mye ATP. Å lage selve enzymet koster også energi og aminosyrer, fordi genet må transkriberes og mRNA-et translateres.
Når jorda har mye ammoniakk/ammonium, kan azotobakter ta opp dette direkte. Da trenger den ikke å fiksere nitrogen. Når transkripsjonen av nitrogenase-genet hemmes, blir det ikke laget mRNA og heller ikke enzym. Bakterien slipper da å bruke energi og byggesteiner på en prosess den ikke trenger.
Energien og stoffene kan i stedet brukes til vekst og celledeling. Bakterier med denne reguleringen formerer seg derfor raskere og har høyere fitness enn bakterier som fikserer nitrogen hele tiden. Naturlig seleksjon vil derfor favorisere reguleringen.
Oppgave 2-5·Vekstforsøk, fruktfarge og genlager hos paprika
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
I et vekstforsøk sådde forskere paprikafrø. Avstanden mellom frøene varierte. Etter seks måneder ble paprikafruktene fra plantene tørket og veid.
Figur 1 illustrerer resultatene fra vekstforsøket.
Figur 1: Resultatene fra vekstforsøket med paprikaa)Hjelpemiddelkrav: For hånd
Forklar hva resultatene fra vekstforsøket med paprika viser.
Paprikaplanter kan ha røde, oransje, gule eller hvite frukter. Fruktfargen bestemmes av to gener som ikke er koblet. Planter som er homozygot recessive for begge genene, gir hvite frukter. Planter som er homozygot recessive for bare ett av genene, gir enten gule eller oransje frukter. Planter som har minst én dominant genvariant / ett dominant allel for begge genene, gir røde frukter.
En plante med oransje frukter ble krysset med en plante med gule frukter. Avkommene var planter som ga røde frukter og planter som ga gule frukter.
b)Hjelpemiddelkrav: For hånd
Hvilke genotyper hadde foreldregenerasjonen? Begrunn svaret ved å lage et krysningsskjema.
En kultivert paprikapopulasjon er dyrket over lang tid og avlet fram gjennom mange generasjoner. Forskere gjennomførte genetiske analyser av kultivert og av viltvoksende paprika.
Tabell 1: Resultater fra genetiske analyser av kultivert og av viltvoksende paprikapopulasjoner
Type populasjon
Populasjon nr.
Antallet alleler som bare finnes i denne populasjonen
Gjennomsnittlig antall alleler per gen
Antallet individer
Kultivert
12
6
6,2
23
Kultivert
14
2
3
16
Kultivert
20
1
3
20
Kultivert
19
0
4,6
10
Kultivert
15
0
2,8
22
Kultivert
21
0
2,8
23
Kultivert
16
0
2,6
9
Kultivert
17
0
1,4
14
Kultivert
18
0
1,4
10
Kultivert
13
0
1
10
Viltvoksende
1
16
11,1
23
Viltvoksende
2
7
5,1
21
Viltvoksende
4
5
7,3
22
Viltvoksende
3
3
5,6
23
Viltvoksende
6
3
4,3
13
Viltvoksende
8
1
5,4
23
Viltvoksende
5
1
4,2
23
Viltvoksende
9
1
2,8
23
Viltvoksende
11
1
2,4
23
Viltvoksende
7
0
3,4
11
Viltvoksende
10
0
2,4
23
c)Hjelpemiddelkrav: For hånd
1)
Beskriv to forskjeller mellom genlagrene/genreservoarene til kultivert og viltvoksende paprika. Bruk tabell 1.
2)
En av de viltvoksende populasjonene har vært mer geografisk isolert enn de andre populasjonene. Hvilken av populasjonene 1–11 er dette? Begrunn svaret ditt.
d)Hjelpemiddelkrav: For hånd
Kultiverte populasjoner ble avlet fram fra noen få individer fra viltvoksende populasjoner. Gjør rede for hvordan evolusjonære prosesser kan ha ført til forskjellene mellom genlagrene til kultiverte og viltvoksende paprikapopulasjoner.
Fasit
a)
Fruktproduksjonen per m² øker med tettheten opp til ca. 13 planter per m² og flater så ut. Ved høy tetthet konkurrerer plantene om lys, vann og næringsstoffer, så hver plante gir mindre frukt.
b)
Oransje forelder: aaBb. Gul forelder: AAbb. Avkommet blir AaBb (rødt) og Aabb (gult) i forholdet 1 : 1.
c)
1) De viltvoksende populasjonene har flere alleler som bare finnes i én populasjon (38 mot 9), og flere alleler per gen (i snitt 4,9 mot 2,9).
2)
Populasjon 1. Den har 16 alleler som bare finnes der, langt flere enn de andre. Isolasjon hindrer genflyt, så nye alleler blir værende i populasjonen.
d)
Grunnleggereffekt: få individer tok bare med seg en del av allelene. Genetisk drift i små populasjoner har fjernet flere alleler tilfeldig. Kunstig seleksjon for ønskede egenskaper har redusert variasjonen ytterligere. Lite genflyt hindrer at nye alleler kommer inn.
LøsningsforslagKI-generert
a)
Grafen viser at fruktproduksjonen per m² øker raskt når tettheten øker fra ca. 1 til ca. 13 planter per m². Deretter flater kurven ut på rundt 350–400 g per m². Tettheten øker fra ca. 13 til ca. 53 planter per m², men produksjonen per m² øker nesten ikke.
Da må hver plante gi mindre frukt når plantene står tett. Vi kan anslå fruktproduksjonen per plante ut fra grafen:
Forklaringen er konkurranse innenfor arten. Plantene konkurrerer om begrensende ressurser som lys, vann, næringssalter og plass til røttene. Ved lav tetthet er det nok ressurser til alle, og produksjonen øker med antallet planter. Ved høy tetthet er det ressursene på arealet som begrenser produksjonen. Flere planter deler da de samme ressursene.
b)
Vi kaller genene A/a og B/b og antar at oransje frukter krever aa og gule frukter krever bb:
rød: minst én A og minst én B
oransje: aaBB eller aaBb
gul: AAbb eller Aabb
hvit: aabb
Avkommet har gule frukter (bb). Da må begge foreldrene ha allelet b, og den oransje forelderen er aaBb.
Det kom ingen oransje eller hvite avkom. Ingen avkom er altså aa. Den gule forelderen må da være AAbb. Var den Aabb, ville vi også fått aaBb (oransje) og aabb (hvit).
Krysningen aaBb × AAbb:
aB
ab
Ab
AaBb (rød)
Aabb (gul)
Avkommet blir røde og gule planter i forholdet 1 : 1, slik som observert. Med motsatt navnsetting av genene blir svaret AAbb (oransje) og aaBb (gul).
c)1)
Den første forskjellen er antallet alleler som bare finnes i én populasjon. De viltvoksende populasjonene har til sammen slike alleler. De kultiverte har bare , og sju av ti kultiverte populasjoner har ingen.
Den andre forskjellen er den genetiske variasjonen, målt som antall alleler per gen:
Genlageret til de viltvoksende populasjonene er altså mer variert. Kultivert populasjon 13 har bare ett allel per gen og dermed ingen variasjon i de undersøkte genene. Forskjellen skyldes ikke bare at noen kultiverte prøver har få individer: Populasjon 15 og 21 har 22–23 individer, men bare 2,8 alleler per gen.
2)
Populasjon 1. Den har 16 alleler som ikke finnes i noen annen populasjon, mer enn dobbelt så mange som populasjon 2 med 7. Antallet individer (23) er det samme som i flere andre populasjoner, så det skyldes ikke prøvestørrelsen. At populasjonen også har flest alleler per gen (11,1), er ikke et tegn på genflyt. Mange av allelene er nettopp de som bare finnes her.
En geografisk isolert populasjon har lite eller ingen genflyt med andre populasjoner. Nye alleler som oppstår ved mutasjoner, spres ikke til andre populasjoner. Over lang tid samles det derfor mange alleler som bare finnes i denne populasjonen.
d)
Grunnleggereffekt. De kultiverte populasjonene startet med noen få individer fra viltvoksende populasjoner. Disse individene hadde bare en liten, tilfeldig del av allelene i genlageret. Mange alleler, særlig sjeldne alleler, ble ikke med. Derfor har kultiverte populasjoner færre alleler per gen og få unike alleler.
Genetisk drift. Kultiverte populasjoner er ofte små. I små populasjoner endres allelfrekvensene tilfeldig fra generasjon til generasjon. Over mange generasjoner går alleler tapt, og andre blir fiksert. Det kan forklare at populasjon 13 bare har ett allel per gen.
Kunstig seleksjon. Dyrkerne har valgt ut planter med ønskede egenskaper, for eksempel store frukter, farge eller smak, som foreldre til neste generasjon. Alleler for disse egenskapene øker i frekvens, mens andre alleler for de samme genene forsvinner. Det reduserer variasjonen ytterligere.
Lite genflyt. Kultiverte populasjoner krysses lite med ville populasjoner. Tapte alleler kommer derfor ikke tilbake. De få unike allelene i kultiverte populasjoner (som i populasjon 12) kan ha oppstått ved mutasjoner eller kommet fra ville populasjoner som ikke er med i analysen.
De viltvoksende populasjonene har trolig vært store over lang tid. Mutasjoner har gitt nye alleler, og i store populasjoner går få alleler tapt ved genetisk drift. Derfor har de beholdt stor variasjon.