Beskrivningar av goda svar: SV – Biologi
22.9.2022
Slutgiltiga beskrivningar av goda svar 10.11.2022
Grunderna enligt vilka bedömningen gjorts framkommer i de slutgiltiga beskrivningarna av goda svar. Uppgiften om hur bedömningsgrunderna tillämpats på examinandens provprestation utgörs av de poäng som examinanden fått för sin provprestation, de slutgiltiga beskrivningarna av goda svar och de föreskrifter gällande bedömningen som nämnden gett i sina föreskrifter och anvisningar. De slutgiltiga beskrivningarna av goda svar innehåller och beskriver inte nödvändigtvis alla godkända svarsalternativ eller alla godkända detaljer i ett godkänt svar. Eventuella bedömningsmarkeringar i provprestationerna anses vara jämställbara med anteckningar och sålunda ger de, eller avsaknaden av markeringar, inte direkta uppgifter om hur bedömningsgrunderna tillämpats på provprestationen.
Biologin är en naturvetenskap som undersöker strukturen, funktionerna och interaktionsförhållandena inom den levande naturen i biosfären, och den sträcker sig ända till cell‐ och molekylnivån. Insikt i frågor och fenomen som rör människans biologi spelar också en central roll. Typiskt för biologin som vetenskap är insamling av information genom observationer och experiment. Biovetenskaperna är snabbt växande vetenskapsgrenar vars tillämpningar utnyttjas på många sätt i samhället. Biologin för fram ny information om mångfalden i den levande naturen och uppmärksammar inverkan av mänsklig aktivitet på miljön, i säkerställandet av naturens mångfald samt i främjandet av en hållbar utveckling.
I studentexamensprovet i biologi bedöms hur utvecklade examinandens biologiska tänkesätt och kunskap är, samt examinandens förmåga att presentera de saker som krävs i rätt sammanhang och på ett strukturerat sätt. I provet bedöms examinandens förmåga att beakta växelverkan mellan företeelser och förhållandet mellan orsak och verkan. Förutom behärskandet av grundläggande begrepp och företeelser bedöms också examinandens förmåga att tolka bilder, figurer, statistik och aktuell information samt att motivera sitt svar. Ett gott svar behandlar företeelser mångsidigt och belyser dem med exempel. Ett gott svar är baserat på fakta och inte på ogrundade åsikter. I ett gott svar presenteras tabeller, övrig data och illustrationer på ett överskådligt sätt.
Del 1: 20-poängsuppgift
1. Flervalsuppgift 20 p.
1.1 Vilket av följande påståenden gällande evolution är felaktigt? 2 p.
- Ormbunksväxterna hör till de första fotosyntetiserande växterna som anpassade sig till ett liv på land. (2 p.)
1.2 En ny art av krabba som hittats i fossilavlagringar uppkallades år 2020 efter den finländska musikgruppen Nightwish. Krabbarten, som levde för ungefär 150 miljoner år sedan, fick namnet Tanidromites nightwishorum. Vilket av följande påståenden är felaktigt? 2 p.
- Alla namngivna organismer har ett tvådelat vetenskapligt namn som är olika i olika länder. (2 p.)
1.3 Om en cell har mitokondrier, plasmider, ribosomer, en cellkärna och en cellvägg bestående av kitin kan det vara frågan om 2 p.
- en cell i en flugsvamp. (2 p.)
1.4 Cellandningen är en viktig reaktion i cellens ämnesomsättning. Den sker 2 p.
- endast i mitokondrierna. (2 p.)
- i cytoplasman och mitokondrierna. (2 p.)
1.5 Vilken av följande celltyper i människokroppen har inte cellkärna? 2 p.
- röda blodkroppar (2 p.)
1.6 Vilket av följande påståenden gällande cellbiologi är felaktigt? 2 p.
- Fotosyntetiserande växter producerar all den ATP de behöver i kloroplasterna. (2 p.)
1.7 Vilket av följande påståenden som berör proteiner är felaktigt? 2 p.
- Proteiner förekommer endast i djurceller. (2 p.)
1.8 Inom en viss växtart förekommer både röd- och vitblommiga individer. Färgformerna orsakas av en dominant röd (V) och en recessiv vit (v) allel. Man korsar två individer vars genotyper är Vv och VV. Vilket av följande påståenden gällande avkomman är rätt? 2 p.
- Alla växter är rödblommiga. (2 p.)
1.9 Hos vissa marsvin är allelen som orsakar krullhårig päls dominant och allelen som orsakar släthårig päls recessiv. Man korsar ett heterozygot krullhårigt marsvin med ett släthårigt marsvin. Vilket av följande påståenden gällande avkomman är rätt? 2 p.
- Det föds krullhåriga och släthåriga avkommor i ungefär samma talförhållande eftersom den ena föräldern är heterozygot och den andra är homozygot. (2 p.)
1.10 Sättet på vilken en viss sjukdom nedärvs är okänt. Avgör vilket av följande påståenden gällande nedärvningen som är rätt utifrån släktträdet nedan. 2 p.
- Sjukdomen nedärvs recessivt eftersom två friska föräldrar har ett sjukt barn. (2 p.)
Del 2: 15-poängsuppgifter
2. Organismernas förökning 15 p.
2.1 Befruktningen är en händelse som hör ihop med förökningen. Förklara vad som menas med befruktning. Jämför på vilka sätt befruktningen hos djurarterna 1 och 2 ( ) skiljer sig från varandra. 7 p.
Definition av befruktningen (högst 2 p.):
Med befruktning menas det skeende då haploida (1 p.) könsceller (ägg- och spermieceller) förenas (1 p.). Då bildas en zygot (1 p.).
Jämförelse av befruktningssätt (högst 6 p. t.ex. av följande):
Yttre befruktning:
Yttre befruktning är typiskt för paddan i bild 1 i materialet samt andra groddjur (1 p.). Vid yttre befruktning förenas könscellerna utanför kroppen (1 p.). Hanen frigör sina spermieceller (1 p.) över rommen (äggcellerna) som honan lagt i vattnet (1 p.).
Inre befruktning:
Inre befruktning är typisk för ekorren på bild 2 i materialet samt andra däggdjur (1 p.). Vid inre befruktning förenas könscellerna inuti honan (i könskanalen) (1 p.).
Vid inre befruktning krävs ett mindre antal könsceller än vid yttre befruktning (1 p.). Inre befruktning kräver inte vattenmiljö, vilket yttre befruktning gör (1 p.).
Namngivning av arterna ger inte poäng.
2.2 Befruktningen hos växter förutsätter en lyckad pollinering. Förklara vad som menas med pollinering. Jämför på vilka sätt pollineringen hos växtarterna 1 och 2 ( ) skiljer sig från varandra. 8 p.
Definition av pollinering:
Med pollinering menas det skeende då pollen från ståndaren (1 p.) överförs (1 p.) till pistillen (pistillens märke, hos nakenfröiga till fruktbladets yta) (1 p.).
Jämförelse av pollineringssätt (högst 5 p. t.ex. av följande):
Tallen på bild 1 i materialet är en vindpollinerad art (1 p.) och blåbäret på bild 2 är en insektspollinerad art (1 p.). Insektspollinerade arter lockar pollinerare t.ex. med hjälp av doft eller nektar (1 p.).
Tallen är en nakenfröig art (1 p.) och blåbäret är en gömfröig art (1 p.). Hos nakenfröiga arter sitter fröämnet på fruktbladets yta (1 p.). Hos gömfröiga växter sitter fröämnet inuti pistillens fruktämne (1 p.).
Ersättande kunskap: Hos båda arterna i materialet främjar korspollinering fröbildningen (1 p.).
Namngivning av arterna ger inte poäng.
Typiskt fel: I svaret förväxlas pollinering med spridning av frön.
3. Det endoplasmatiska nätverket och membranblåsor 15 p.
Det endoplasmatiska nätverket, sammanlagt högst 10 poäng t.ex. av följande:
Det endoplasmatiska nätverket fungerar som transportrutt för ämnesomsättningsprodukter inne i cellen (1 p.). Det endoplasmatiska nätverket är uppbyggt av två fosfolipidlager (1 p.).
Det glatta endoplasmatiska nätverket (1 p.) har inte ribosomer på ytan, medan det korniga endoplasmatiska nätverket (1 p.) har ribosomer bundna till sin yta.
I det glatta endoplasmatiska nätverket sker modifiering av ämnesomsättningsproduker (1 p.) och biosyntes av lipider, d.v.s. fetter (1 p.).
I ribosomerna på det korniga endoplasmatiska nätverkets yta sker syntes av proteiner som ska transporteras och utsöndras (1 p.).
Förklaring av proteinsyntesen till den del det endoplasmatiska nätverket deltar i den: Då translationen inleds styrs ribosom-budbärar-RNAkomplexet till det endoplasmatiska nätverket (1 p.). Aminosyrakedjan (proteinet) kan flyttas in i det inre utrymmet i det endoplasmatiska nätverket (1 p.) eller integreras i membranet (1 p.).
Membranblåsor, sammanlagt högst 10 poäng t.ex. av följande:
Membranblåsor är små blåsor som är uppbyggda av lipidmembran (1 p.). De snörs av från det endoplasmatiska nätverket och från golgiapparaten (1 p.).
Vissa proteiner förs i membranblåsor (1 p.) till golgiapparaten (1 p.) och förs sedan i membranblåsor vidare till olika cellorganeller (1 p.) (till vakuoler, mitokondrier, lysosomer). Vid exocytos (1 p.) förs ämnen ut ur cellen då membranblåsan smälter samman med cellmembranet (1 p.). På ytan av membranblåsor som ska utsöndras finns proteiner (identifierande molekyler) som bestämmer vart membranblåsorna transporteras (1 p.).
Vid endocytos (1 p.) tar cellen upp ämnen från utanför cellen då membranblåsor avsnörs från cellmembranet (1 p.). Vid fagocytos (1 p.) innesluter och tar cellen upp stora partiklar som kommer från utanför cellen (1 p.).
Lysosomer sönderdelar olika föreningar och funktionsodugliga organeller med hjälp av de enzymer de innehåller (1 p.). Peroxisomer innehåller enzymer (t.ex. katalas) som spjälkar föreningar, t.ex. fettsyror (1 p.).
Ersättande kunskap:
I golgiapparaten modifieras proteiner genom att kolhydrater fogas till dem (1 p.). På detta sätt bildas proteinets slutliga tertiärstruktur (1 p.).
Membranblåsorna transporteras längs banor som bildas av cytoskelettet, d.v.s cellens stödstruktur (1 p.).
I svaret kan även vakuoler behandlas (1–2 p.).
4. Parasiter 15 p.
4.1 Förklara vilket slags förhållande mellan arter det är frågan om vid parasitering. 7 p.
Sammanlagt högst 7 poäng t.ex. av följande:
En parasit är en organism som lever på ytan av eller inuti en annan organism och som behöver sin värdorganism för att kunna leva (1 p.) och föröka sig (1 p.). Parasiten utnyttjar energi från värdorganismen (1 p.). Värdorganismen drar inte nytta av förhållandet, förhållandet kan också vara skadligt för värden (1 p.). Värdorganismen kan vara en djurart eller en växtart (1 p.). Många parasiter är mikrober, som t.ex. bakterier eller svampar (1 p.).
Parasiter har anpassat sig för att utnyttja värden utan att döda den (1 p.). Alternativt kan de orsaka värdens död först efter att de har producerat avkomma (1 p.). Parasiter kan även överföra sjudomar till sin värd (t.ex. borrelios) (1 p.).
Parasiter är oftast specifika, d.v.s. de är specialiserade för att leva på vissa arter (1 p.).
Ofta har en parasit flera mellanvärdar under sin livscykel (1 p.). Vissa parasitarter påverkar mellanvärdens beteende så att den löper större risk att bli uppäten av den slutliga värdorganismen (1 p.). Vissa arter är parasiter bara under en del av sin livscykel. Vissa steklar parasiterar exempelvis på fjärilslarver endast i larvstadiet (1 p.). Parasiter förekommer ofta rikligast då beståndet av värdarten (eller mellanvärden) är stort (1 p.).
Om examinanden ger ett belysande exempel på en art som parasiterar på en växt och en art som parasiterar på ett djur (undantaget arterna i material 4.A) ges ett poäng för vardera.
4.2 Parasiter kan delas in i invärtesparasiter och utvärtesparasiter. Jämför skillnaderna i levnadssätt och förökning hos utvärtesparasiter och invärtesparasiter. Diskutera på vilka sätt utvärtesparasiter och invärtesparasiter har anpassat sig till sin omgivning. Du kan utnyttja exempelarterna i material i ditt svar. 8 p.
Sammanlagt högst 8 poäng t.ex. av följande:
Invärtesparasiter är ofta enklare till sin byggnad än utvärtesparasiter (1 p.). Sinnesorganen hos invärtesparasiter är t.ex. inte lika välutvecklade som hos utvärtesparasiter (1 p.). Både invärtesparasiter och utvärtesparasiter har oftast anpassat sig till att fästa sig på värdorganismen och hålla sig fast (1 p.).
Invärtesparasiter som t.ex. binnikemask lever inuti sin värdorganism under största delen av sitt liv (1 p.). Invärtesparasiter lever ofta i tarmarna, men kan också finnas i hjärnan, ögonen, blodet eller musklerna (1 p.). Utvärtesparasiter kan lösgöra sig från värdorganismen för att leta efter en bättre livsmiljö eller för att föröka sig (1 p.). Fästingar fäster sig t.ex. tillfälligt på sin värd för att suga blod (1 p.). Utvärtesparasiter kan producera ämnen som bedövar (1 p.) och förhindrar blodet från att koagulera (1 p.).
Invärtesparasiter förökar sig inuti sin värdorganism och utvärtesparasiter utanför värdorganismen (1 p.). Binnikemasken producerar t.ex. ägg i människans tarmkanal (1 p.), varefter äggen med avföringen hamnar i vattendrag (1 p.). I vattnet kläcks larver ur äggen, och larverna äts av kräftdjur och kräftdjuren i sin tur av fiskar (parasiten tar sig till musklerna eller romsäcken), som sedan äts av människan (1 p.). Bland utvärtesparasiterna lägger t.ex. fästingar ägg i marken (1 p.) och i ungdomsstadiet (nymfstadiet) söker de upp en lämplig värd (1 p.).
Utvärtesparasiter är utsatta för extrema temperatur- och fuktighetsförhållanden. I invärtesparasiternas livsmiljö är förhållandena oftast stabila (1 p.). Tarmparasiter har anpassat sig till att klara sig i syrefria förhållanden i tarmen (1 p.). I vilostadiet är de tillräckligt tåliga för att klara syrorna i magsäcken då de tar sig till värdorganismens tarmkanal (1 p.).
Om examinanden ger ett belysande exempel på en invärtesparasit och en utvärtesparasit (undantaget arterna i material 4.A) ges ett poäng för vardera.
5. Huden 15 p.
5.1 Huden är människans största organ. Redogör kort för vilka uppgifter människans hud har. 5 p.
Sammanlagt högst 5 poäng t.ex. av följande:
- Huden skyddar kroppen t.ex. mot sjukdomsalstrare (1 p.) och kemikalier (1 p.).
- De mikrober (bakterier och svampar) som lever på hudens yta förhindrar att mikrober som orsakar sjukdomar blir allmännare (1 p.).
- Huden absorberar skadlig UV-strålning (1 p.), reglerar kroppens temperatur (1 p.) och producerar D-vitamin (1 p.).
- Huden fungerar som sinnesorgan (känsel-, värme- och smärtsinnet)(1 p.) och utsöndringsorgan (1 p.).
- Huden utgör ett vätskeförråd (1 p.) och skyddar mot uttorkning (1 p.).
- Huden utgör ett fettförråd (1 p.)
5.2 Namnge hudskikten 1–3 som anges på bild . Beskriv strukturen och funktionen hos dessa skikt. 10 p.
Poängsättning:
För varje namngivet hudskikt ges ett poäng (3 x 1 p.).
Beskrivning av funktionen för vart och ett av skikten ger högst 2–3 poäng/skikt (sammanlagt högst 7 p.).
- överhuden (1 p.)
Överhuden består av epitelvävnad (1 p.). I överhudens undre skikt bildas hela tiden nya celler, d.v.s. den förnyas snabbt (1 p.). Överhudens yttre skikt kallas hornlagret (1 p.). Hornlagret består av döda celler (1 p.) som innehåller hornämne och som flagnar av (1 p.). I den undre delen av överhuden finns melanocyter. Dessa producerar melanin, d.v.s. det pigment som ger upphov till mörkfärgad hud (1 p.). - läderhuden (1 p.)
Läderhuden består i huvudsak av bindvävnad (1 p.). Bindvävnadscellerna i läderhuden utsöndrar kollagen som stöder huden och gör den starkare (1 p.). Tack vare de elastiska fibrerna är huden tänjbar och elastisk (1 p.). I läderhuden finns blod- och lymfkärl (1 p.), nervcellsförgreningar och sinnesreceptorer (1 p.), hårmuskler (1 p.) och talgkörtlar i samband med hårsäckarna (1 p.). Svettkörtlarna utsöndrar svett (1 p.). - underhuden (1 p.)
Underhuden utgörs av bindvävnad (1 p.) och fettvävnad (1 p.) som skyddar kroppen mot stötar (1 p.) och fungerar som värmeisolering (1 p.) och energiförråd (1 p.).
6. Specifik immunitet 15 p.
6.1 Förklara och motivera hur specifik immunitet (adaptiv immunitet) mot t.ex. influensavirus uppkommer. 10 p.
Sammanlagt högst 10 poäng t.ex. av följande:
- Specifik immunitet, d.v.s. adaptiv immunitet, bygger på T- och B-celler (1 p.) som har specifika receptorer för mikrober. (1 p.)
- Immunoglobulin M (IgM) är receptor på ytan av B-cellerna (1 p.) medan receptorn hos T-cellerna kallas T-cellreceptor (1 p.). Varje enskild cell har endast en typ av receptor (1 p.).
- Specifik immunitet bygger på att T- och B-celler vardera har sin egen specifika receptor, d.v.s varje cell identifierar en specifik mikrob eller annan antigen. (1 p.)
- Till exempel ett ytprotein eller någon annan virusstruktur kan fungera som antigen. (1 p.)
- Då en B- eller T-cell stöter på en mikrob som den har en specifik receptor för delar sig cellen ifråga mycket snabbt (1 p.). B-cellerna utvecklas till plasmaceller (1 p.).
- Detta leder till en humoral immunrespons (1 p.) där B-cellerna producerar lösliga antikroppar (immunoglobuliner) (1 p.) och en cellförmedlad T-cellrespons (1 p.), där s.k. mördar-T-celler förstör celler som infekterats av mikrober i kroppen (1 p.).
- T-lymfocyterna delas in i tre typer utifrån sin funktion: mördar-T-celler, hjälpar-T-celler och regulatoriska T-celler. (1 p. om två celltyper nämnts)
- T-hjälparcellerna producerar cytokininer som ökar immunsystemets aktivitet. (1 p.)
- Vid aktiveringen av B-celler behövs hjälpar-T-Celler. (1 p.)
- Då sjukdomsalstraren har eliminerats blir B- och T-minnesceller kvar i kroppen (1 p.). Dessa minnesceller gör det möjligt att snabbt på nytt aktivera immunresponsen om man igen stöter på samma mikrob (1 p.).
- Tack vare minnescellerna insjuknar människan sällan i samma mikroborsakade sjukdom på nytt (1 p.).
- Specifik immunitet han erhållas genom att genomlida en sjukdom eller genom vaccinering (1 p.).
- Ett vaccin kan innehålla dödade eller försvagade mikrober, antigener från en mikrob eller budbärar-RNA som kodar för antigenen ifråga (1 p.)
6.2 Diskutera varför man inte alltid är skyddad mot influensa en viss vinter fastän man varit sjuk i influensa vintern innan. 5 p.
Sammanlagt högst 5 poäng t.ex. av följande:
- Det finns olika typer av influensavirus, t.ex. influensavirus A och B. Om man insjuknar i den sjukdom som orsakas av den ena typen får man inte skydd mot den andra typen. (1 p.)
- Influensavirus förändras precis som virus i allmänhet mycket till följd av mutationer (1 p.). Mutationer sker då virusets RNA kopieras i värdcellen (1 p.).
- Hos influensavirus sker rekombination (1 p.). De kan ta upp RNA från ett annat virus i värdcellen i sin egen arvsmassa (1 p.).
- Då förändras också deras ytproteiner kraftigt (1 p.).
- Receptorerna på ytan av B- och T-cellerna kan inte längre identifiera virusets förändrade ytproteiner. (1 p.)
- Antikropparna och antalet minnesceller kan minska under årets gång, vilket försämrar immuniteten mot influensavirus. (1 p.)
7. Celldelningen och individutvecklingen 15 p.
7.1 Diskutera vad cellernas förmåga att dela sig behövs till under flercelliga organismers livscykel. 5 p.
Sammanlagt högst 5 poäng t.ex. av följande:
Flercelliga organismer behöver celldelningen för att växa/för individutvecklingen. (1 p.)
Celldelningen är viktig för förnyandet av vävnader (1 p.) t.ex. hos människan i följande strukturer: benvävnaden, blodceller, tarmepitel, hår, naglar och huden (högst 1 p. för exempel). De odifferentierade stamcellernas förmåga att dela sig och differentieras möjliggör i många fall att vävnaderna förnyas (1 p.).
Celldelning behövs för att reparera skador (1 p.), t.ex. läka sår och benbrott (högst 1 p. för exempel).
De haploida könscellerna hos människan och andra däggdjur bildas vid meiosen (1 p.). Hos många organismer kan könlös förökning även bygga på mitotisk celldelning (1 p.). Sådana organismer är t.ex. svampdjur, plattmaskar och många växter (högst 1 p. för exempel).
7.2
Förklara kort följande begrepp som anknyter till individutvecklingen:
- apoptos
- blastocyst
- neurulation.
Kombinera dessutom vart och ett av begreppen med en eller flera av följande utvecklingsperioder: celldelningsperioden (groddperioden), embryoperioden, den egentliga fosterutvecklingen.
10 p.
Apoptos
Kombination med rätt period 1–2 poäng:
Apoptos sker både i embryoperioden (1 p.) och under den egentliga fosterutvecklingen (1 p.).
Högst 2–3 poäng av följande:
Med apoptos menas programmerad celldöd (1 p.) som utlöses av de inre kontrollmekanismerna i cellen (1 p.). T.ex. då överflödiga celler avlägsnas ur embryot som utvecklas (1 p.).
Under den egentliga fosterutvecklingen bildas mellanrummen mellan fingrarna och tårna hos fostret genom apoptos (1 p.). Felaktiga och skadade celler avlägsnas i alla skeden av fosterutvecklingen genom apoptos (1 p.).
Blastocyst
Kombination med rätt period 1 poäng:
Blastocysten hör ihop med celldelningsperioden (groddperioden) (1 p.).
Högst 2–3 poäng av följande:
Blastocysten är en cellklump som består av flera hundra celler och som inte ännu har sjunkit in i livmoderns vägg (1 p.). Blastocysten bildas då en vätskefylld hålighet öppnas inuti cellklumpen (morulan) (1 p.).
Det egentliga embryot bildas ur blastocystens inre cellmassa. (1 p.)
Ur de yttre cellerna i blastocysten utvecklas fostrets sida av moderkakan samt fosterhinnorna /delar av moderkakan. (1 p.) Blastocysten innehåller pluripotenta celler. (1 p.)
Neurulation
Kombination med rätt period 1 poäng:
Neurulationen sker i embryoperioden. (1 p.)
Högst 2–3 poäng av följande:
Vid neurulationen bildar ektodermis (det yttersta cellskiktet) neuralplattan (1 p.) som veckar sig och bildar neuralröret (nervkanalen) (1 p.). Vid neurulationen differentieras nervsystemet (hjärnan och ryggmärgen/det centrala nervsystemet). (1 p.)
8. Förädling av en blåblommig nejlika 15 p.
8.1
I material
beskrivs hur företaget Florigene gått till väga för att utveckla blåblommiga nejlikor. Forskare vid företaget isolerade den gen som kodar för enzymet som producerar delfinidin i växten petunia. Genen placerades i en agrobakterieplasmid tillsammans med en gen för antibiotikaresistens och en lämplig promotor. Forskarna hade även tillgång till en steril cellodling av vitblommig nejlika.Förklara på vilket sätt forskarna har fortskridit från detta läge till att kunna odla blåblommiga nejlikor till försäljning.
13 p.
Sammanlagt högst 13 poäng t.ex. av följande:
Plasmiden överförs till agrobakterien. (1 p.) Transformationen kan främjas t.ex. med värmebehandling eller elstötar. (1 p.) Antibiotikaurval utförs på agrobakterieodlingen. (1 p.) Detta innebär att agrobakterieodlingen odlas på ett underlag som innehåller antibiotika (1 p.). Bara de bakterieceller som har transformerats och innehåller genen för antibiotikaresistens (1 p.) hålls vid liv (1 p.). Plasmiden kan även innehålla en markörgen (t.ex. en fluorescensgen) för urvalet av växterna. (1 p.)
Forskarna infekterar den sterila cellodlingen av nejlikväxten med agrobakteriestammen (1 p.) hos vilken Ti-plasmiden i varje cell innehåller genen för enzymet som producerar den blåa färgen (1 p.). Agrobakterieinfektionen kan främjas genom att växtcellernas cellvägg skadas (1 p.).
Agrobakterien överför plasmiden till växtcellen (1 p.) varefter den förflyttar sig till cellkärnan (1 p.). I agrobakteriens plasmid finns en del som kallas T-DNA, d.v.s. en del som gör att den önskade genen blir en del av växtcellens genom (1 p.).
Med hjälp av växthormoner (1 p.) odlar man nya växter ur de transformerade cellerna i cellodlingen (1 p.). Då växterna vuxit sig tillräckligt stora planteras de i mull i icke-sterila förhållanden (1 p.).
Enligt det som sägs i texten i materialet inverkar många faktorer på blommans färg (1 p.). Det är sannolikt att genen för enzymet som producerar blå färg är aktiv endast i en del av dessa växter och börjar fungera (1 p.) med hjälp av en promotor (1 p.). Därför behövs ännu urval (1 p.) av växterna för att få fram de nejlikväxter som bäst producerar blåa blommor.
Ersättande kunskap:
Om plasmiden också innehåller en gen för herbicidresistens kan man ur cellodlingen välja ut de celler som har transformerats (1 p.).
Blåblommiga nejlikor kan korsningsförädlas med andra nejlikor (1 p.). På detta sätt kan man i avkomman kombinera olika önskade egenskaper (1 p.).
I Europa är lagstiftningen gällande användning av genteknik sträng, och därför är det sannolikt att det tar tid att få försäljningstillstånd för blåblommiga nejlikor (1 p.).
8.2 Slut dig till varför endast blommorna är blåa och inte hela växten. 2 p.
Forskarna har placerat en promotor i agrobakteriens plasmid. Promotorn aktiveras då utvecklingen av nejlikans blomma inleds (2 p.). Promotorn är inte aktiv i rötterna, stammen eller bladen, och därför är inte växtens övriga delar blåa, utan endast blomman. (2 p.) Alla celler i växten innehåller samma gener, men på grund av reglering av genernas expression aktiveras genen endast i blomman/kronbladen (2 p.).
Del 3: 20-poängsuppgifter
9. Akvarieexperiment 20 p.
9.1 Använd värdena i tabell och gör upp ett linjediagram som representerar förändringarna i syre- och koldioxidhalten i vattnet under ett dygn. Bifoga en skärmdump av diagrammet du ritat till svarsfältet. 5 p.
Poängsättning:
- Diagrammet är ett linjediagram med två variabler. (1 p.)
- Tiden visas i timmar på x-axeln, axeln har namngivits och visar klockslaget (0-24). (1 p.)
- På y-axeln visas halterna, axeln har namngetts och försetts med en enhet (mg/l). (1 p.)
- Diagrammet har en förklaring (koldioxid och syre har namngetts). (1 p.)
- Diagrammet har en lämplig rubrik. (1 p.)
Exempel på diagram
Typiska fel:
- På x-axeln visas mätordningen (1-25) i stället för klockslaget (0-24).
- Y-axeln har inte namngivits eller axelns enhet saknas.
9.2 Tolka med hjälp av diagrammet du ritat hur syrehalten i vattnet har förändrats under dygnet. Ge en biologisk förklaring till förändringarna. 8 p.
Syrehalten sjunker / är lägst på natten (1 p.) eftersom fotosyntes inte sker i mörker (1 p.) men djuren och vattenväxterna (alla organismerna) (1 p.) använder syre ur vattnet i cellandningen (1 p.).
På förmiddagen ökar ljusmängden och vattenväxterna producerar syre (1 p.) i fotosyntesen. Därmed stiger halten syre i vattnet (1 p.). Syrehalten är som högst på eftermiddagen (1 p.).
Syrehalten sjunker igen mot kvällen (1 p.) då fotosyntesens effekt sjunker (1 p.) och organismerna konsumerar mera syre än det bildas (1 p.).
Typiska fel:
- Minskningen av syrehalten nattetid förklaras i svaret med att fotosyntesen avstannar utan att minskningen förknippas med den samtidiga användningen av syre i cellandningen.
- Förändningen i syrehalten förklaras i svaret med förändringen i koldioxidhalten.
9.3 Tolka med hjälp av diagrammet du ritat hur koldioxidhalten i vattnet har förändrats under dygnet. Ge en biologisk förklaring till förändringarna. 7 p.
Koldioxidhalten stiger under natten (1 p.) eftersom den koldioxid som frigörs vid cellandningen (1 p.) hos växterna och djuren (1 p.) inte avgår / inte används vid fotosyntesen.
Halten börjar minska på förmiddagen (1 p.) då fotosyntesen börjar (1 p.) eftersom koldioxid utgör utgångsämne för fotosyntesen (1 p.).
Halten börjar stiga mot kvällen (1 p.) eftersom fotosyntesens effektivitet minskar (1 p.) och organismerna producerar mera koldioxid än det binds (1 p.).
Variationen i koldioxidhalten är mindre än variationen i syrehalten (1 p.) eftersom cellandningen pågår utan avbrott i motsats till fotosyntesen, som frigör syre och kräver ljus (1 p.).
Typiska fel:
- Ökningen av koldioxidhalten nattetid förklaras i svaret med att fotosyntesen avstannar utan att ökningen förknippas med det samtidiga frigörandet av koldioxid i cellandningen.
- Förändningen i koldioxidhalten förklaras i svaret med förändringen i syrehalten.
10. Ekologisk effektivitet och koldioxidavtryck 20 p.
10.1 Förklara vad ekologisk effektivitet betyder. 3 p.
Sammanlagt högst 3 poäng av följande:
Med ekologisk effektivitet menas verkningsgraden (1 p.), som visar hur stor andelen energi som binds i en organisms vävnader (biomassa) (1 p.) är i förhållande till den energi organismen får ur födan (1 p.). Med begreppet kan också avses hela den mängd energi som finns bunden i en trofinivå som är tillgänglig för följande trofinivå (1 p.).
Energi som inte bundits kallas energispillflöde (1 p.). På grund av energispillflödet binds endast en del av energin från födan i biomassan (1 p.). Organismerna använder energin t.ex. för att röra sig och föröka sig (1 p.).
10.2 Diskutera varför den ekologiska effektiviteten skiljer sig mellan en insekt och en idisslare. Använd bild då du svarar. 7 p.
Sammanlagt högst 7 poäng t.ex. av följande:
Enligt materialet är insektens ekologiska effektivitet större än idisslarens (nötkreaturets) (1 p.). Insekter är växelvarma (1 p.) och därför går inte energi åt till att upprätthålla kroppstemperaturen (1 p.). Nötkreaturet är jämnvarmt (1 p.) och därför går en betydande del av dess energi åt till att reglera kroppstemperaturen (1 p.).
Andelen energi i avföringen är mindre hos idisslaren (nötkreaturet) än hos insekten (gräshoppan), d.v.s. idisslaren utnyttjar näringen i födan effektivare (1 p.). Eftersom nötkreaturet har mikrober i vommen kan det utnyttja energin i födan effektivare än insekten (1 p.).
Insekter förökar sig oftast genom att lägga ägg, och därför går bara lite energi åt till förökningen (1 p.). Hos nötkreatur behöver fostret som utvecklas mycket energi (1 p.).
Nötkreatur producerar mjölk för kalven, vilket också kräver mycket energi (1 p.). Förädling av nötkreaturen (stor mjölkproduktion, snabb tillväxt) kan ha påverkat den ekologiska effektiviteten (1 p.).
I nötkreaturets matsmältningsorgan finns en rik mikrobflora som också använder energi för sin egen ämnesomsättning (1 p.) och värmeproduktion (1 p.).
I svaret kan examinanden även diskutera hur insektens och nötkreaturets olika livsskeden inverkar på den ekologiska effektiviteten (1–2 p.).
Typiska fel:
- I svaret förklaras nötkreaturets låga ekologiska effektivitet med dess stora storlek och långa livslängd. Storleken och livslängden inverkar på den mängd näring som behövs men inte direkt på den ekologiska effektiviteten (förhållandet organismen kan utnyttja näring på). Procenttalen i materialet har inte insetts representera den relativa fördelningen av energin som erhålls ur födan.
10.3
Med koldioxidavtrycket avses den mängd växthusgaser som en produkt ger upphov till under hela sin livscykel. En enskilt förpackad färdigmatsportion som innehåller nötkött har ett större koldioxidavtryck än motsvarande portion med växtproteiner.
Förklara vad som bygger upp koldioxidavtrycket för dessa produkter under olika skeden av deras livscykel. Avgör varför koldioxidavtrycket för en produkt som innehåller nötkött är större än för den motsvarande vegetariska produkten.
10 p.
Livsmedelsprodukters koldioxidavtryck, sammanlagt högst 6–8 poäng t.ex. av följande:
Råvaror (högst 2 p.)
- Vid odling används ofta gödsel. Produktion av gödsel leder till utsläpp av växthusgaser. (1 p.)
- Då marken brukas bildas utsläpp av växthusgaser. (1 p.)
- Eventuellt används pesticider på odlingarna. Produktionen av dessa leder till utsläpp av växthusgaser. (1 p.)
- De olika skedena av skörden ger upphov till utsläpp av växthusgaser. (1 p.)
Förädling och produktion av matportioner (högst 2 p.)
- Förädling av råvaror och produktion av matportioner kräver transport av råvaror vilket ger upphov till utsläpp. (1 p.)
- Förädlingsanläggningar och fabriker ger upphov till bl.a. koldioxidutsläpp. (1 p.)
- Produktionen av förpackningsmaterial ger upphov till utsläpp. (1 p.)
- Vid förädlingen uppkommer även alltid spill, vilket ökar utsläppen i samband med framställningen av produkten. (1 p.)
Transport och distribution (högst 2 p.)
- Transport av färdiga förpackningar ger upphov till utsläpp av växthusgaser. (1 p.)
- Lagring av färdiga produkter ger upphov till utsläpp av växthusgaser / förbrukar energi. (1 p.)
- Transport av mat som produceras lokalt förbrukar mindre energi än transport av mat som produceras på långt avstånd (1 p.).
Användning (högst 2 p.)
- Om produkten har en kort hållbarhetstid kan osålda matportioner inte äts, blir matsvinn och hamnar på avstjälpningsplatsen. (1 p.)
- Matsvinnet ökar därigenom färdigmatsproduktionens koldioxidavtryck. (1 p.)
Återvinning och förstöring (högst 2 p.)
- Materialet maten är förpackad i inverkar på om förpackningen kan återvinnas. (1 p.)
- Återvinning av förpackningsmaterialet leder också till utsläpp. (1 p.)
- Alla konsumenter återvinner inte material på rätt sätt. (1 p.)
Jämförelse av koldioxidavtrycken, sammanlagt högst 2–4 poäng t.ex. av följande:
- Foder behövs för att föda nötkreaturet, och det krävs mera odlingsareal än vid odling av vegetarisk mat. (1 p.)
- Då odlingsarealen är större är också utsläppen som jordbruket orsakar större. (1 p.)
- Stora mängder koldioxid frigörs i nötkreaturets ämnesomsättning (1 p.). Eftersom nötkreaturet är en idisslare (1 p.) bildas även metan (1 p.) vid dess matsmältning.
- Boskapsskötsel ger upphov till stora utsläpp av växthusgaser (underhåll och andra skötselåtgärder). (1 p.)
- Slakt av nötkreatur och behandling av köttet ökar utsläppen av växthusgaser. (1 p.)
Dessa aspekter kan i svaret behandlas även i samband med råvarorna eller i annat lämpligt sammanhang.
Typiska fel:
- Olika skeden i framställningen av livsmedlen nämns i svaret men ingen förklaring till hur dessa skeden påverkar koldioxidavtrycket ges.
11. DNA-identifikation 20 p.
11.1 I material beskrivs metoder som används inom rättsgenetiken för att identifiera individer. Förklara vad användningen av mikrosatelliter och repeterade sekvenser, som nämns i texten, grundar sig på. 5 p.
Mikrosatelliter består av repeterade DNA-sekvenser som finns i områdena utanför generna. (1 p.) De repeterade sekvenserna är ofta några baspar långa (1 p.). Antalet repetitioner varierar mellan olika individer (1 p.). En individ kan identifieras pålitligt om tillräckligt många repeterade sekvenser undersöks (1 p.). Områdena utanför generna utsätts oftast inte för naturligt urval, och därför är variationen mellan olika individer stor (1 p.).
Efter att cellprover samlats in och DNA isolerats kopieras de områden man valt för undersökning av repeterade sekvenser med PCR-tekniken i ett provrör. (1 p.) Efter kopieringen med PCR kan de repeterade sekvenserna skiljas åt utifrån sin storlek (antalet repetitioner d.v.s. längden på DNA-kedjorna) med hjälp av elektrofores. (1 p.)
11.2 Till exempel vid en storolycka kan omkomna identifieras genom att jämföra DNA-prover. Diskutera varför jämförelseprovet hellre ska tas från en nära släkting än från någon som är avlägset släkt med den omkomna. 3 p.
Om jämförelseprovet är taget från en förälder eller ett barn till den person som ska identifieras är provet till 50 % likadant (1 p.). Rekombination minskar likheten mellan proven (1 p.). Ju avlägsnare släktskapet är, desto mindre är likheten (1 p.). Detta minskar noggrannheten på identifieringen (1 p.).
11.3 Vid faderskapsundersökningar utnyttjades tidigare bestämning av blodgrupp (ABO). Förklara varför man numera använder mikrosatelliter i stället för blodgrupper. 3 p.
ABO-blodgrupperna är inte unika, utan många människor har samma blodgrupp (1 p.). Därigenom kan man genom bestämning av blodgrupp endast utesluta en person som inte är barnets far (1 p.). Man kan dock inte påvisa faderskap med hjälp av blodgrupperna (1 p.). För detta behövs unika identifieringsfaktorer som t.ex. mikrosatelliter (1 p.). Identifieringen av fadern bygger på att en del av de repeterade sekvenserna nedärvts från fadern och en del från modern (1 p.).
11.4 Vid identifiering av arter används DNA-streckkodning ( ). Förklara vad som menas med ett DNA-streckkodsbibliotek, som nämns i texten, och vad användningen av biblioteket bygger på. 4 p.
Ett DNA-streckkodsbibliotek är en databas (1 p.) i vilken man lagrar olika arters basparssekvenser (1 p.) för det genområde man använder som ”streckkod” (1 p.). Då man vill identifiera en okänd art jämför man basparssekvensen (1 p.) för motsvarande genområden (1 p.) hos den okända arten och arterna i DNA-streckkodsbiblioteket. För att det ska vara möjligt att jämföra sekvenserna måste genområdets basparsordning för arten som ska identifieras först bestämmas genom sekvensering (1 p.).
11.5 Finlands befolkningshistoria har undersökts genom att analysera mitokondrie-DNA som isolerats från kroppar i gravar från järnåldern och medeltiden. Förklara varför mitokondrie-DNA lämpar sig speciellt väl för sådana undersökningar. 5 p.
Mitokondriernas DNA är haploidt (1 p.) och mitokondrierna nedärvs från modern till barnen (1 p.) med äggcellerna (1 p.). Därigenom sker inte rekombination (1 p.), och skillnader mellan generationerna uppkommer endast sällan och då genom mutationer (1 p.). Endast en liten del av DNA:t i mitokondrierna står utanför generna, och mutationer som uppstår gallras effektivt bort (1 p.). Därför uppkommer skillnader i DNA:t långsamt och mitokondrie-DNA:t hålls mycket likadant från generation till generation (1 p.). Därigenom kan man skapa ”moderlinjer” (1 p.) genom att undersöka mitokondrie-DNA och på detta sätt är det möjligt reda ut befolkningshistorian. Eftersom Finland har ett litet befolkningsunderlag finns det relativt få moderlinjer (1 p.).
Ersättande kunskap: Nya forskningsrön visar att mitokondrier i vissa mycket sällsynta fall även kan nedärvas från fadern. Detta är så sällsynt att det inte torde ha någon inverkan på tolkningen av moderlinjerna som gjorts upp med hjälp av mitokondrie-DNA:t. (1 p.)