August

STUDENTEREKSAMEN AUGUST 2003 2003-6-2BIOLOGIHØJT NIVEAUMandag den 11. august 2003kl. 9.00-14.00Af de store opgaver 1 og 2 må kun den ene besvares.Af de små opgaver 3, 4, 5 og 6 må kun to besvares.

STORE OPGAVER1. Prader-Willi syndromA. Prader-Willi syndrom giver motorisk slaphed, voldsom appetit, nedsat intelligensog underudviklede kønsorganer. De fleste symptomer på Prader-Willi syndromkan henføres til nedsat funktion af hypothalamus.Figur 1 viser skematisk den normale hormonelle regulering hos en mand.Figur 1.a. Gør rede for den normale regulering af det mandlige kønshormon, testosteron,se figur 1.b. Forklar med udgangspunkt i figur 1, hvorfor personer med Prader-Willisyndrom får de beskrevne symptomer.2

B. En af årsagerne til Prader-Willi syndrom kan være, at barnet har fået to homologekromosomer fra sin mor, se figur 2. Et barn med symptomer på Prader-Willisyndrom fik foretaget DNA-analyser på kromosomerne nr. 7, 15 og 20, og disseblev sammenlignet med DNA-analyser fra forældrene. Familiens DNA-profilerer vist i figur 3.Figur 2.Figur 3.a. Forklar med udgangspunkt i figur 2, hvordan et barn kan få to homologekromosomer fra den samme forælder.b. Gør rede for, hvordan man fremstiller DNA-profiler som vist i figur 3.c. Analyser figur 3, og forklar, hvordan man kan se, at barnet har Prader-Willisyndrom.d. Diskuter med udgangspunkt i ovenstående mulighederne for at forebygge ogbehandle Prader-Willi syndrom.3

2. HedenHeden i Danmark er en naturtype i tilbagegang. Heden kan kun opretholdes vednaturpleje (afgræsning eller afbrænding) og kun i områder med ringe tilførsel afgødningssalte.A. Undersøgelser af heden har vist, at den overladt til sig selv efterhånden vil’springe i skov’. Undersøgelser af hedelyngplantens livscyklus på en uberørthede viser, at den omfatter en række karakteristiske faser, som gennemløbes på30-40 år, se figur 1. Konkurrenceevnen over for bl.a. græsser er forskellig i dissefaser.0-7 år 7-15 år 15-25 år > 25 årPioner- Opbygnings- Moden Degenerationsfasefase fase faseSamletbiomasse 287 1508 1924 1043(g tørstof/m 2 )Biomassegrønne skud 78 203 208 ingen data(g tørstof/m 2 )Lys vedjordoverfladen 84 5 22 56i % af lys overlyngenFigur 1.a. Forklar, hvordan man kan bestemme hedelyngs biomasse, og hvorfor resultaterneangives som tørvægt, og ikke som friskvægt.b. Analyser figur 1, og forklar, hvorfor foryngelse gennem afgræsning ellerafbrænding er nødvendig for at bevare heden.4

B. Hedelyng er tilpasset livet på fattige, sandede jorder, hvor koncentrationen afuorganisk kvælstof er meget lav. Under disse forhold kan hedelyng udkonkurreresåkaldte konkurrenceplanter, fordi den danner mykorrhiza med svampe, sefigur 2.I dag tilføres heden i Danmark stigende mængder kvælstofforbindelser gennemluften, se figur 3. En væsentlig del af kvælstoftilførslen sker i form af ammoniak,som afdamper fra gylletanke og ved gylleudbringning på markerne. Fordampningenfra markerne viser sig at være afhængig af udbringningsmetoden, sefigur 4.Figur 2. I hedejorden (A) optages uorganiske kvælstofforbindelser næsten øjeblikkeligt af mykorrhiza,mens andre jorder (B) har en større pulje af uorganiske kvælstofforbindelser.Lokal Regional Internationalt Samlet Belastningsgradtilførsel tilførsel bidrag tilførsel(kg N/ha/år) (kg N/ha/år) (kg N/ha/år) (kg N/ha/år)0 4 4 8 Lav belastning6 6 6 18 Normal belastning52 40 8 100 Høj belastningFigur 3. Atmosfærisk tilførsel af kvælstof i lavt, normalt og højt belastede områder i Danmark, fordeltpå kilder.5

Figur 4. Ammoniakfordampningen afhænger af udbringningsmetoden. Ved bredspredning kastes gyllenvifteformet ud bag vognen, mens gyllen fra slæbeslanger ledes direkte ud på jorden.a. Forklar med udgangspunkt i figur 2, hvorfor mykorrhiza kan være en tilpasningtil livet på næringsfattig og sandet jord.b. Gør med udgangspunkt i figur 2 rede for følgerne af, at heden tilføresstigende mængder ammoniak.c. Diskuter under inddragelse af figur 3 og 4 mulighederne for at mindskekvælstoftilførslen til hederne.d. Giv eksempler på andre tiltag, som vil gøre det muligt at bevare heden somnaturtype i Danmark. Inddrag figur 1 og figur 3.6

SMÅ OPGAVER3. SlangegiftGiften fra en slange, den australske taipan, indeholder et meget giftigt glycoprotein,kaldet taipoxin. LD 50 hos mus er bestemt til 2µg taipoxin/kg.Forgiftningssymptomerne er lammelser og kvælning. Giften virker ved atblokere for frigivelsen af acetylcholin som vist på figur 1.Figur 1.a. Hvordan kan man bestemme LD 50 for taipoxin hos mus?b. Forklar kort den normale impulsoverførsel i en synapse med acetylcholinsom transmitterstof.c. Forklar sammenhængen mellem taipoxins virkning (figur 1) og de nævnteforgiftningssymptomer.7

4. RenseanlægI et kommunalt renseanlæg har man fulgt anlæggets rensningsevne ved atbestemme spildevandets BI 5 -værdi samt indholdet af kvælstof (total-N) og fosfor(total-P). Samtidig har man sammenlignet to metoder til fjernelse af fosfat fraspildevandet: Fældning med jernsulfat og fjernelse ved hjælp af bakterier, deroptager fosfat. Resultaterne af målingerne er vist i figur 1.Urenset Efter Efter biologisk rensningspildevand mekanisk (aktivt slamanlæg)rensningsamtIngen Fosfat- Fosfatsærskiltfjernelse fjernelsefosfat- med ved kemiskfjernelse bakterier fældningBI 5(mg O 2 /L) 248 171 14 12 14total-N(mg/L) 43,2 38,7 7,1 4,3 6,8total-P(mg/L) 13,4 11,9 8,0 0,6 0,5Figur 1.a. Giv eksempler på, hvad bakterier bruger fosfat til.b. Angiv en metode til bestemmelse af BI 5 i spildevand, og forklar hvorfor BI 5kan bruges som mål for spildevandets indhold af organisk stof.c. Analyser figur 1, og vurder de forskellige rensningsmetoder. Anfør beregningeri forbindelse med vurderingen.8

5. RotenonEn ejer af en ”put-and-take” sø (fiskesø) ønsker at omdanne søen til et krebsebrug.Han søger derfor om tilladelse til at slå de tilbageværende fisk ihjel medgiften Rotenon. Rotenon er et organisk molekyle, der hæmmer processen vist ifigur 1. Figur 2 viser resultatet af et forsøg, hvor man har målt iltoptagelsen hosfisk, der er blevet udsat for Rotenon.Figur 1.Figur 2.a. Hvor i cellerne finder de på figur 1 viste processer sted, og hvilken betydninghar de for cellerne?b. Forklar forsøgsresultaterne vist i figur 2.c. Hvilke undersøgelser bør der foretages, før der evt. gives tilladelse til brug afRotenon i søen?9

6. DNA-vaccineI arbejdet med udvikling af DNA-vacciner mod Salmonella anvender man rottersom forsøgsdyr. Fra forsøgsrotterne isoleres genet for interferon, mens genet foret flagelprotein isoleres fra salmonella-bakterier. Generne indsættes derpå i etplasmid, som indsprøjtes direkte i rotternes muskelvæv, se figur 1. Muskelcellerer i stand til at optage og udtrykke fremmed DNA.Figur 1.a. Forklar, hvordan genet for interferon og for flagelprotein kan indsættes i etplasmid (figur 1).b. Hvilken funktion har genet for interferon og flagelprotein i DNA-vaccinen?c. Hvordan kan man undersøge, om vaccinen har haft den ønskede effekt pårotterne?10

Kilder:Opgave 1: J. Bjålie mf.: Menneskets anatomi og fysiologi, Gads Forlag, 1998.Peter K.A. Jensen: Kromosomafvigelser hos mennesket, Gads Forlag, 1998.Golder N. Wilson: Pretest Genetics, 1999.Opgave 2: Jordbrug og Miljø 1, 1999.Opgave 6: Engberg, J. et al.: ’DNA-vaccine mod salmonella’, Lægemiddelforskning, 2001.11