1
STUDENTEXAMENSNÄMNDEN
ANVISNINGAR FÖR BEDÖMNINGEN
AV MODELLPROVET I BIOLOGI
I poängrekommendationerna har sådan kunskap satts inom parentes som inte
fordras, men som kan räknas examinanden till godo som gottgörelse för små brister. I
en del fall har svarets nyckelord eller nyckeltermer skrivits med fetstil.
Uppgift 1.
a)
• Lingonet upptar vatten med sina rötter (svamprot som hjälp). Vattnet sugs från
marken in i rötterna passivt genom osmos. Inne i roten transporteras vattnet
(antagligen i cellmellanrummen eller genom osmos från cell till cell) mot
ledningssträngen i rotens mitt.
• Lingonet har (eftersom det är en kärlväxt) för vattentransporten ledningssträngar,
som börjar i rötterna och löper genom stjälken och slutar längs bladnerverna i bladen.
Vattnet stiger uppåt i ledningssträngarnas kärldel. Vattenmolekyler hålls samman av
kohesionen. Vattnet stiger upp till bladen med hjälp av transpirationsströmmen och
kapillärkraften.
• Vattnet som kommer till lingonets blad avgår (från bladets celler till
cellmellanrummen och därifrån genom diffusion) genom klyvöppningar ut i luften
(avdunstning). Bladets celler suger genom osmos nytt vatten från ledningssträngarnas
kärl i stället för det vatten som avdunstat. (Om klyvöppningarna är tillslutna kan
växten inte ta vatten.)
3 p.
b)
• Renlavens bål består av en svampkomponent och en algkomponent.
Svampkomponenten (hos renlaven på ytan) suger med hjälp av sina hyfer vatten
osmotiskt ur fuktig luft och regn. Algkomponenten får vatten av svampen.
1 p.
c)
• Lingonet hindrar avdunstning på följande sätt: lingonet är en ständigt grön växt
(byggnadsmaterial och vatten sparas) som har fleråriga tjocka och vaxöverdragna
blad. Vaxytan förhindrar avdunstning. Klyvöppningarna finns på bladets undersida.
• Laven tål uttorkning bra. En torr lav är i ett vilotillstånd och suger upp vatten från
sin omgivning, varvid livsfunktionerna återupptas.
2 p.
Uppgift 2.
a)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Golgiapparat
Ribosomer
Endoplasmatiskt nätverk
Cellsaftsvakuol
Cellvägg
Cellmembran
Mitokondrier
Kloroplaster
Kärna
Nukleol
3 p.
© Studentexamensnämnden 2004
2
b)
Mitokondrierna och kloroplasterna är (endo)symbiotiska organeller. Mitokondrierna
härstammar sannolikt från (aeroba) bakterier, kloroplasterna från assimilerande
blågröna bakterier (cyanobakterier). Båda har en typisk cellmembranstruktur, de
innehåller eget DNA och ribosomer, delar sig självständigt och är i samma
storleksordning som bakterier. I kloroplasterna sker fotosyntesen och i
mitokondrierna cellandningen.
3 p.
Uppgift 3.
a)
Schema ock förklaring
Sötvattensmusslor
Hjuldjur
Nedbrytarbakterier
Vattenväxter
Grönalger
2 p.
Vattenväxterna och grönalgerna är producenter i ekosystemet. Vatten och koldioxid
som de behöver för fotosyntesen får de från luften och vattnet och energi från lampans
ljus. Producenterna får närsalter från nedbrytarbakteriernas verksamhet.
Sötvattensmusslorna som använder hjuldjur och grönalger som föda är konsumenter,
såsom också hjuldjuren, vilka får sin näring från grönalgerna. Bakterierna är
nedbrytare, genom vilkas verksamhet närsalterna (och koldioxiden) i det döda
organiska materialet frigörs, så att producenterna har tillgång till det.
2 p.
b)
Då ljuset tändes började växterna och grönalgerna assimilera och producerade mera
syre i vattnet än vad organismernas andning förbrukade. I mörker upphörde
fotosyntesen och organismernas andning förbrukade syre. På morgonen då lampan
återigen började lysa började växterna assimilera och producera syre.
1 p.
c)
Gäddan överlever inte utan dör antingen följande natt då syrehalten i akvariets
vatten sjunker till en ännu lägre nivå än förut, eller så svälter den ihjäl efter en
längre tid då den som rovfisk saknar lämplig föda.
1 p.
© Studentexamensnämnden 2004
3
Uppgift 4.
a)
Med partenogenes avses att äggcellen utvecklas till en individ utan befruktning. Med
haploidi avses en enkel kromosomuppsättning (där det finns endast ett exemplar av
varje kromosom). I exemplet börjar en del av de haploida äggceller som bidrottningen
producerat att utvecklas partenogenetiskt, de har således endast en haploid
kromosomuppsättning.
Från
dessa
utvecklas
hanar.
(Arbetarbina,
de
förökningsodugliga honorna utvecklas ur befruktade äggceller och är sålunda
diploida.)
2 p.
b)
Eftersom drönaren är haploid (genotypen är A) är alla sädesceller av typ A.
Bidrottningen (Aa) producerar lika många äggceller med A-allelen som med a-allelen.
Korsning:
Bidrottning Aa
könsceller
honlig avkomma
Drönare A
A
a
:
A
AA
Aa
hanlig avkomma
A
a
50 %
50 %
50 % 50 %
All honlig avkomma uppvisar den dominanta egenskapen (hälften är till sin genotyp
homozygoter, hälften heterozygoter).
Den hanliga avkomman är av två typer. De som uppvisar den dominanta egenskapen
är lika många som de som har den motsvarande recessiva egenskapen (de haploida
4 p.
genotyperna A och a).
Uppgift 5.
a)
— Överhudens yttersta skikt, hornlagret skyddar vävnaderna mot UV-strålning.
— I cellerna i överhudens basala skikt, melanocyterna, finns (brunt) melaninpigment
(och gulaktigt karotenpigment). Det ger huden dess karakteristiska färg och
förhindrar att UV-ljuset når de inre cellskikten.
— Solljus får till stånd att syntesen av melaninpigment ökar och då förbättras skyddet
(=solbrändhet).
(— Om UV-ljus når de levande cellerna och åstadkommer skador finns det i cellerna
antioxidanter och enzymer som strävar efter att rätta till situationen.)
2 p.
© Studentexamensnämnden 2004
4
b)
— Att blodflödet från ett sår upphör är en följd av att blodkärlen sammandrar sig och
blodet koagulerar.
— Trombocyter som råkat i kontakt med kollagen i väggen på den skadade blodådern
utsöndrar enzym, ändrar form och blir platta och klistrar ihop sig och bildar det första
koaglet.
— Därefter åstadkommer flera av blodets koaguleringsfaktorer att protrombin
omvandlas till trombin som ytterligare får det lösliga fibrinogenproteinet att
omvandlas till fibröst fibrin som binder blodcellerna i koaglet.
2 p.
(— Då koaglet torkar krymper det och försöker så dra ihop såret.)
c)
— In i matsmältningskanalen kommer tillsammans med maten mycket mikrober,
vilka till största delen förstörs då de hamnar i den sura miljön (saltsyra) i magen.
— Slemhinnorna skyddas av kraftig slem- och salivutsöndring, som sköljer
bakterierna med sig. I saliven finns det också enzymer som förstör bakterier.
— Ifall bakterier ändå lyckas tränga igenom munnens slemhinna eller tarmepitelet
förstör immunförsvarssystemet bakterierna.
(— Viktiga celler i immunförsvaret är fagosyterna, naturliga mördarceller och blodets
lymfocyter (T- och B-lymfocyter) samt antikroppar som fäster vid bakterierna.)
(— Om bakterierna når från matsmältningskanalen till lymfkärlssystemet hamnar de i
lymfknutarna där lymfocyterna förstör dem.)
2 p.
Uppgift 6.
Bild A. Röda blodkroppar (erytrocyter)
Uppgift: transport av syre till vävnaderna och av koldioxid från vävnaderna. Gaserna
binds till hemoglobin. För att effektivt utföra transportuppgiften är de röda
blodkropparna små (ca 5 miljoner/mm3 blod), runda, platta => ryms bra in också i de
minsta kapillärerna. Till formen är de dubbelkonklava => ytan stor. Saknar kärna (=>
eget energibehov litet), i stället ryms mycket hemoglobin i cellen.
Bild B. Nervceller (neuroner)
Uppgift: förmedla dels impulser från sinnesorganen och från andra nervceller till
centrala nervsystemet och dels aktionskommandon från hjärnan till muskler och
körtlar. För sin funktion är nervcellerna förgrenade, kedjas ihop genom förmedling av
synapser till långa nervbanor och förenas till nätverk. Impulserna kommer in från
talrika dendriter och går via cellkroppen vidare längs axonen. (Axonen omges av en
myelinskida med noder, vilken gör att impulsen löper snabbt. Vid noderna sker
jonutbyte => impulsen "hoppar".)
Bild C. Sädesceller (spermier)
Sädescellerna är mannens förökningsceller.
Uppgiften är att överföra genomet till en äggcell (befruktning) => zygot. Bör ha
förmåga att röra sig självständigt i äggledaren. För att fullgöra uppgiften bör de vara
små (de minsta i den mänskliga organismen). Hos sädescellen kan man särskilja
huvudet med kärnan, akrodsomen, vars enzymer hjälper sädescellen att tränga in i
äggcellen, mellanstycket som producerar energi (rikligt med mitokondrier) och
svansen (flagell) med vars hjälp könscellen rör sig.
© Studentexamensnämnden 2004
5
Bild D. Tvärstrimmiga skelettmuskelceller
Uppgift: att göra rörelse möjlig. Rörelsen beror på kontraktila fibriller i
muskelcellerna. I de långa cellernas fibriller finns ljusa aktin- och mörka
myosinproteiner som befinner sig på samma ställe/fibrill => tvärstrimmighet. Då
muskelcellen fått kommandot (kemiskt) att sammandra sig gör den det (kontraheras)
maximalt: proteinerna glider omlott => cellen förkortas.
á 1,5 p.
Uppgift 7.
a)
Eftersom heterozygoten uppvisar båda allelernas egenskaper finns det tre olika
råttstammar som är utsatta för olika urvalstryck. I den ursprungliga situationen
gynnar urvalet VNVN-råttor. Däremot gallrar urvalet VRVR-råttor så effektivt i form av
dödlighet att någon homozygot stam inte alls utvecklas. Då dödligheten för VNVRråttorna är endast litet högre än för dem med normal genotyp gallrar urvalet i någon
2 p.
mån bland dem. (VR-allelen bibehålls dock i råttpopulationen.)
Ibruktagandet av varfarin förändrar urvalstrycket. Dödligheten för VNVN-råttorna
ökar till följd av förgiftningarna. Motståndskraften är nu heterozygoternas
urvalsfördel. Då heterozygoterna blir allmännare kommer det att förekomma också
VRVR-råttor, men urvalet både gynnar (motståndskraft) och gallrar (dör unga, förmår
således sannolikt inte fortplanta sig).
2 p.
b)
Ett slut på användningen av varfarin skulle småningom återställa förhållandena till
den ursprungliga situationen. Råttorna med normal genotyp skulle nu ha urvalsfördel
och då skulle VN-allelen snabbt börja bli allmännare. De heterozygota individerna
skulle småningom minska i antal då deras urvalsfördel försvinner. VR-allelen kommer
dock att bibehållas i populationen, såsom exemplet visar.
2 p.
Plusförtjänst: Det är fråga om balanserad heterozygoti av samma slag som vid
skärcellsanemi. Också en hänvisning till kodominans är en insikt som bör räknas till
godo.
Uppgift 8.
Allmänt
Vid genetisk rekombination överförs DNA från en individ till en annan. Hos
eukaryoter hänger rekombinationen samman med den könliga förökningen. Genetisk
rekombination är ett effektivt sätt att åstadkomma ärftlig variation mellan individer
genom att sortera om befintliga alleler.
1 p.
Mekanismerna för den genetiska rekombinationen
• Vid meiosens första reduktionsdelning ordnar sig de homologa kromosomparen
(konjugation) fritt oberoende av varandra i metafasens delningsplan. (Fri
rekombination, Mendels tredje lag.) (Detta betyder att det till exempel hos
människan (46 kromosomer; n = 23) kan uppkomma 223 (över 8 000 000) olika
typer av spermier och motsvarande mängd olika äggceller.)
© Studentexamensnämnden 2004
6
• Överkorsning (crossing over, chiasmabildning) sker mellan de homologa
kromosomernas kromatider (på ett eller flera ställen), varvid allelerna separeras
och arrangeras om. Som resultat av genutbytena bildas helt nya
allelkombinationer (rekombinanter).
• Den slumpmässiga föreningen av spermie och äggcell ger upphov till unika
genkombinationer.
3 p.
Rekombinationens betydelse
• Rekombinationen åstadkommer rikligt med variation i populationen som
råämne för det naturliga urvalet. Genetisk rekombination kan befrämja en arts
anpassning till nya levnadsförhållanden.
2 p.
Uppgift 9.
a)
Genetiska koden = en grupp av tre på varandra följande nukleotider, en triplett.
Universalitet: Varje triplett kodar endast en aminosyra, koden är densamma hos alla
organismer. I exemplet kodar tripletten UUG i budbärar-RNA för leucin och GGC för
glycin hos båda arterna.
2 p.
Basförkortningarna: A=adenin, T=tymin, C=cytosin, G=guanin, i RNA ersätter
U=urasil tyminet i DNA.
De DNA-sekvenser som motsvarar budbärarna är:
art I
AAC TCG CCG TCA TGT
art II
GGT CAG CGC AAC CCG
Aminosyran ändras inte om den tredje basen i den andra eller fjärde tripletten hos art
I byts ut vid replicationen: i TCG G -> A eller i TCA A -> G. Vid transkriptionen skrivs
i budbäraren koderna AGU och AGC. Aminosyran är i båda fallen serin. Det är också
ofta på detta sätt: Utbyte av den tredje basen ändrar inte aminosyran (synonyma
tripletter). Det finns nämligen 20 aminosyror medan triplettkodernas antal är 43 = 64.
b)
Om aminosyrefrekvensen i den proteinmolekyl som framställs förändras till följd av
en mutation förändras molekylens struktur och/eller funktion.
1 p.
Uppgift 10.
a)
• En klon är en grupp av celler/växter med samma genuppsättning och den har
uppkommit genom könlös förökning och mitoser. Växtförädlaren kan för kloning
använda vävnadsodling och då kan växterna förökas obegränsat (t.ex. orkidéer och
vinranka). Också från vegetativa delar (t.ex. jordgubbarnas revor) och sticklingar kan
man förmera nya växtindivider.
• En vävnadsodling kan startas t.ex. från tillväxtpunktens celler, från en cell eller
från en protoplast utan cellvägg. Då cellerna odlas på lämpligt näringssubstrat börjar
cellerna dela sig och från vävnaden kan utvecklas groddplantor, som kan flyttas över,
först i krukor och sedan användas för utplantering. Med hjälp av vävnadsodling kan
man förmera sterila artkorsningar. Vävnadsodling kan användas för att producera
friska plantor eller som material för genöverföring.
2 p.
© Studentexamensnämnden 2004
7
b)
• Genpistolen är en apparat som har använts för att överföra främmande DNA, varvid
DNA fästs på ytan av guldkorn och skjuts in i en cell.
• Genpistolen används främst för genöverföring på växter. Målsättningen är vanligen
att få växten att producera ett främmande protein. Genen som skall överföras kan
härstamma från en annan växt, ett djur eller en bakterie. Avsikten kan vara att
förbättra växtens resistens till exempel mot skadeinsekter eller att få fram en sort
som tål ogräsbekämpningsmedel.
2 p.
c)
• Mutagener är kemiska föreningar eller strålning (radioaktiv, UV- eller
röntgenstrålning) som inverkar på DNA och orsakar mutationer, varvid DNA:s
struktur förändras (gen- eller kromosommutationer) slumpmässigt. Vid
mutagenbehandling ökar antalet mutationer. En del av mutationerna kan vara
nyttiga. Växtförädlaren är intresserad av nyttiga mutationer.
• Fröna behandlas med ett mutagen. De behandlade fröna sås och bland de plantor
som utvecklas letar man fram nya nyttiga egenskaper.
2 p.
Uppgift +11.
a)
Försurning förorsakar en allmän utarmning av ekosystemet. Kännetecken:
— vattnet är klart därför att det finns endast litet plankton => bottnen syns.
— på bottnen gamla blad, kvistar och annat växtmaterial då nedbrytare saknas
— det är knappt om växter (med luftskott och flytblad), men på bottnen frodas
vitmossa.
— förutom mörtar har (kräftor, lake och) laxfiskar försvunnit/minskat
— fiskynglen har dött genom kvävning då aluminium som frigjorts från jordmånen
skadat gälarna.
3 p.
(— strandskogens träd utglesade).
b)
Försurning = minskning av pH (ökning av surheten, pH < 5,6 vilket är regnvattnets
naturliga surhetsgrad)
Orsak: som en följd av användningen av fossila bränslen kommer oxider av svavel och
kväve ut i atmosfären. Dessa kommer ned som torrnedfall = bundet till damm-, sotoch andra partiklar eller som våtnedfall = i regnvattnet löst svag svavel- och saltsyra
=> surt regn. En ökning av surheten leder till att aluminium och tungmetaller löses ut
och övergår från landekosystemen till vattendragen. Surhetstoppen på våren beror på
snösmältningsvattnet.
2 p.
c)
Berggrunden i Finland består av sura bergarter => det finns i jordmånen och vattnen
endast litet kalk som neutraliserar surheten, buffertkapasiteten är liten. (Speciellt
känsliga är småsjöar i bergsterräng med tunt torvskikt. I hundratals sådana sjöar
klara tecken på försurning, i somliga har fiskstammen dött. I en del försurade sjöar
har gjorts försök med kalkning “konstgjord andning”.)
1 p.
© Studentexamensnämnden 2004
8
d)
Utsläppen som orsakar försurning både från lokala källor och som fjärrspridning med
luftströmmarna. För att minska på utsläppen har fördrag slutits. Ny teknologi har
tagits i bruk. För att minska svavelutsläppen har man uppnått/kan man nå resultat:
— avsvavlingsanordningar i kraftverken
— svavelfria bränslen eller sådana med låg svavelhalt gynnas (naturgas och biomassa)
— energisparande
— resurser för minskning av utsläppen riktas till de grannländer där
svavelminskningen ännu är ringa
Beträffande minskningen av svavelutsläppen har Finland nått målen.
Svårare att minska kväveoxiderna - diffus belastning
— i trafiken möjligt:
— katalysatorer i bilarna
— allmänna trafikmedel gynnas
(— hastighetsbegränsningar)
(— s.k. grön våg)
Beträffande minskningen av kväveutsläppen har Finland inte uppnått målen.
Kartparen visar att svavelbelastningen har minskat klart, speciellt i södra Finland.
3 p.
Uppgift +12.
Det är typiskt för evolutionen att variationen fortlöpande producerar olika lösningar
som det naturliga urvalet sorterar och testar: de former som passar bäst i rådande
förhållanden behålls och blir allmännare, de sämre anpassade formerna gallras ut.
Somliga lösningar har varit så epokgörande att de har gjort erövringen av nya
livsmiljöer möjlig. I synnerhet sådana nyheter som har samband med fortplantningen
har ökat urvalsfördelarna snabbt om de har förbättrat avkommans överlevnad.
1 p.
Det skalförsedda ägget utvecklades först hos kräldjuren. Fortplantningen hos den
äldre typen av ryggradsdjur, groddjuren, var starkt bunden till vattenmiljön. Innanför
äggskalet bibehölls den vattenmiljö som var növändig för embryots utveckling. Det
skalförsedda ägget förbättrade på många sätt avkommans möjligheter att klara sig.
Det förutsatte inre befruktning, vilket säkrade befruktningen på land. Att äggen
vaktades eller gömdes förbättrade deras utvecklingsmöjligheter. För att säkra
produktionen av avkomma behövdes inte längre en lika stor mängd ägg som till
exempel hos groddjuren. På det sättet sparades energi, vilket var en konkurrensfördel.
2 p.
I det skalförsedda ägget utvecklades fosterhinnor och guleförråd, vilka säkrade
embryots utveckling. De växelvarma kräldjuren ruvar inte sina ägg utan använder
yttre värmekällor, solen eller förmultningsvärme. Kräldjurens ägg har oftast mjuka
skal. Också fjällbeklädnaden främjade kräldjurens anpassning till torra förhållanden.
Det var först hos fåglarna som ett ägg med kalkskal utvecklades. Hos fåglarna
ökades effekten av fortplantning med ägg ytterligare av att de är jämnvarma
(ruvning) och av effektiv bevakning och arbetsfördelning mellan föräldrarna.
(Äggläggning som fortplantningsmetod kvarstod hos vissa däggdjursgrupper, av vilka
endast näbbdjuren finns kvar.)
2 p.
© Studentexamensnämnden 2004
9
De första landväxterna var ormbunksväxter som förökade sig med hjälp av sporer
som var lätta och lätt fördes omkring. Redan sporväxternas förökning var förknippad
med könlighet (ägg- och sädescellproducerande könsorgan på förbålen som utvecklas
från en spor). Förutsättningen för sporväxternas framgång (i synnerhet under
stenkolsperioden) var fuktiga och varma förhållanden (eftersom sädescellerna
färdades via vatten).
1 p.
Då förhållandena blev torrare och svalare främjade det att fröväxterna blev
allmännare — fröet erbjöd skydd mot torka och kyla. Pollenkornets väg till pistillen och
könscellernas förening krävde inte en fuktig miljö — fortplantningen var inte längre
bunden till vatten. Fröet erbjöd förutom skydd (fröskalet) också för embryots
utveckling nödvändig reservnäring. I början var fröväxterna nakenfröiga, kottepalmer
och barrträd. Barrträdens förmåga att anpassa sig till torra förhållanden främjades
också av andra strukturegenskaper, bl.a. nålformade blad. Evolutionen av gömfröiga
växter skapade ett allt bättre skydd för embryot då fröämnena kom att ligga inne i
pistillen. De gömfröiga växterna (blomväxterna) blev den mest framgångsrika
växtgruppen under livets nya tid.
2 p.
Mellan fröväxterna och djuren utvecklades många former av symbios: djuren fick
näring från växterna (nektar, frukter) och i gengäld underlättades och effektiviserades
transporten av växternas frömjöl och frön.
1 p.
Sammanfattning av poängsättningen:
•
allmänt om evolutionens betydelse vid anpassningen till nya förhållanden
(1 p.)
• skalförsett ägg (sammanlagt 4 p.)
— frigörelse från vattenmiljön, kräldjuren
— andra fördelar
— fosterhinnor och guleförråd
— kräldjur => fåglar (jämförelse)
• fröet (sammanlagt 4 p.)
— sporväxternas tid => förändring mot torrare förhållanden
— fröets fördelar (fröskalet, embryots näring)
— nakenfröiga => gömfröiga
— djurens och fröväxternas samevolution
Poängfördelningen kan också vara en annan. Det är väsenligt att både fröets och det
skalförsedda äggets uppkomstskeden förstås (vad föregick det, hur förändrades
förhållandena, vad var bättre med den nya formen). Exempel och mångsidighet är
meriterande.
© Studentexamensnämnden 2004
