Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Institutt for biologi EKSAMENSOPPGAVE I BI1001 CELLE- OG MOLEKYLÆRBIOLOGI Faglig kontakt under eksamen: Jens Rohloff Tlf.: 97608994 Eksamensdato: 14. desember 2009 Eksamenstid: 6 timer Studiepoeng: 15 Tillatte hjelpemidler: ingen Språkform: bokmål Antall sider bokmål: 6 (inkl. multiple choice (flervalgsspørsmålene)) Sensurdato: 14. januar 2010 Ved sensur teller oppgavene likt. Multiple-choice (flervalgsspørsmålene; Oppg. 5) teller like mye som en gruppeoppgave (1,2,3,4). Legg merke til at enkeltoppgaver kan vektes forskjellige (angitt i %). Vennligst besvar hver oppgave (1,2,3,4) på nytt ark! Oppgave 1 a) Forklar oppbygningen av organellene som inngår i cellens endomembransystem (bruk gjerne tegninger), og beskriv kort organellenes funksjoner. (60 %) b) Celler er bygget opp av forskjellige strukturelle og funkjonelle enheter. Gi en kort beskrivelse av følgende deler og viktige funksjoner: (40 %) plasmodesmata plasmid sentriol kjerne (nukleus) 1 Merk! Studentene må primært gjøre seg kjent med sensur ved å bruke Studentweb. Eventuelle telefoner om sensur må rettes til instituttet. Eksamenskontoret vil ikke kunne svare på slike telefoner.
Oppgave 2 Fotosyntese er en essensiell funksjon hos fotoautotrofe organismer, og en av de viktigste biologiske prosesser for livet på Jorden. a) Hva er RuBisCO? Beskriv fotosyntese-prosessen som RuBisCO deltar i. (30 %) b) Gi en oversikt over hvordan en heterotrof organisme utnytter mat eller fôr med hensyn til utvinning av energi. (40 %) c) Enzymer fungerer som biologiske katalysatorer i celler. Hvilke kjemiske og fysiske faktorer påvirker enzymaktiviteten, og hvordan? (30%) Oppgave 3 Deoksyribonukleinsyre (DNA) er molekylet som fungerer som bærer av den genetiske informasjonen i våre celler. a) Hva er et genkart (linkage kart)? Forklar, med hensyn til genetiske markører og genetisk kobling. (30 %) b) Gi en kort beskrivelse av de ulike regulerings- og kontrollmekanismer for genuttrykk i en eukaryotisk celle. (40 %) c) Rød blomsterfarge (R) er dominant over hvit blomsterfarge (r) hos planten dagfiol. Nedenfor vises fenotypene til foreldre og avkom i et sett med krysninger av planter. Hva er de mulige genotypene til hver av mødrene, gitt disse segregeringsdataene? (30 %) Foreldre Avkom Morens Mor x Far Rød Hvit Genotype rød x hvit 81 79? rød x rød 117 41? rød x hvit 75 0? rød x rød 89 0? Oppgave 4 Bioteknologi integrerer natur- og ingeniørvitenskap, og bruker biologiske systemer eller deler av disse for å lage/ modifisere produkter eller prosesser til spesifikke formål innen landbruk, matproduksjon og medisin. a) Beskriv de ulike trinnene i prosessen med å klone et gen, og forklar begrepet rekombinant protein. (40 %) b) Hva er en modellorganisme? Gi 2 eksempler, og beskriv deres betydning innenfor bioteknologisk forskning. (40 %) c) Forklar begrepet stamcelle, og deres anvendelse i moderne medisin. (20 %) Oppgave 5 24 Multiple Choice Oppgaver (flervalgsspørsmål), 4 sider Dette er en multiple choice -oppgave. Sett kryss for rett svaralternativ direkte i oppgaven. Oppgave 5 rives fra oppgavesettet og leveres sammen med besvarelsen. Merk: Kun ett svaralternativ pr. spørsmål. Rett svar gir ett poeng, mens to eller flere svar, samt feil svar, gir 0 poeng. 2
Flervalgsspørsmål - Kryss av ett riktig svar per spørsmål på arkene, og legg arkene ved besvarelsen. Merk arkene med kandidatnummer. 1 Hvilken av følgende cellekomponenter har prokaryote og eukaryote celler til felles? A) en membranbundet kjerne B) en cellevegg laget av cellulose C) ribosomer D) flageller eller cilier som inneholder mikrotubuler E) lineære kromosomer bygd opp av DNA og protein 2 Hvilken type binding opprettholder et proteins sekundærstruktur? A) peptidbindinger B) hydrogenbindinger C) disulfidbindinger D) ionebindinger E) fosfodiesterbindinger 3 Hvor er calsium lagret? A) mitokondrier B) glatt endoplasmatisk retikulum C) sentrioler D) kornet endoplasmatisk retikulum E) mikrotubuler 4 I dyreceller er hydrolytiske enzymer adskilt for å hindre generell ødeleggelse av cellulære komponenter. I hvilke av følgende organeller er hydrolytiske enzymer pakket? A) kloroplast B) lysosom C) vakuole D) peroksisom E) glyoxysom 5 Hvilken membranstrukturer fungerer i aktiv transport? A) perifere proteiner B) karbohydrater C) kolesterol D) cytoskjelettfilamenter E) integrerte proteiner 6 Hva skjer når et enzym tilsettes en løsning der substrat og produkt befinner seg i likevekt? A) Ytterligere produkt dannes. B) Ytterligere substrat dannes. C) Reaksjonen forandres fra endergonisk til eksergonisk. D) Den frie energien i systemet blir forandret. E) Ingenting; reaksjonen forblir i likevekt. 7 Hvilken term brukes til å beskrive overføringen av fri energi fra katabolsk til anabolsk vei? A) feedback-regulering B) bioenergi C) energikobling D) entropi E) koaktivitet 3
8 På hvilket steg går katabolske produkter fra fettsyre-nedbrytningen inn i sitronsyresyklusen? A) pyruvat B) malat eller fumarat C) acetyl CoA D) α-ketoglutarat E) succinyl CoA 9 Hvilken rolle spiller en transkripsjonsfaktor i en signaloverføringsvei? A) Den starter en kaskade ved å binde seg til plasmamembranreseptorer. B) Den viderebringer et signal fra cytoplasma til plasmamembranen. C) Den aktiverer signalproteiner. D) Den starter transkripsjon av et spesifikt gen ved å binde seg til DNA. E) Den er et plasmamembranprotein som binder signalmolekylet. 10 Hvis en celle har 8 kromosomer i mitosens metafase, hvor mange kromosomer vil cellen ha under anafasen? A) 1 B) 2 C) 4 D) 8 E) 16 11 Meiose II likner på mitose ved at A) homologe kromosomer får kontakt med hverandre (synapse). B) DNA replikeres før delingen. C) dattercellene er diploide. D) søsterkromatidene separerers under anafasen. E) kromosomantallet blir redusert. 12 Hvorfor er det lettere å manipulere planter enn dyr med genetiske teknikker? A) Plantegener inneholder ikke introner. B) Flere vektorer er tilgjengelig for å overføre rekombinant DNA inn i planteceller. C) En somatisk plantecelle kan ofte gi opphav til en fullstendig plante. D) Gener kan settes inn i planteceller ved mikroinjeksjon. E) Planteceller har store kjerner. 13 En plante med fiolette blomster driver selvpollinering. Gjennom flere generasjoner produserer den fiolette blomster. Dette er et eksempel på A) hybridisering. B) ikke-komplett dominans. C) ren avl (true-breeding). D) loven om segregering. E) polygenesis. 14 Svart pels i mus (B) er dominant over brun (b). Kort hale (T) er dominant over lang hale (t). Hvilken fraksjon av avkommet fra krysningen BbTt BBtt vil ha svart pels og lange haler? A) 1/16 B) 3/16 C) 3/8 D) 1/2 E) 9/16 4
15 En forskjell mellom kreftceller og normale celler er at A) kreftceller ikke kan syntetisere DNA. B) cellesyklusen til kreftceller er arrestert i S-fasen. C) kreftceller fortsetter å dele seg selv når de er tettpakket. D) kreftceller kan ikke fungere ordentlig fordi de lider av tetthetsavhengig hemming. E) kreftceller er alltid i M-fasen av cellesyklusen. 16 Hva er et genom? A) en organismes fullstendige arvemateriale B) en spesifikk polypeptidsekvens i hver celle C) en spesialisert polymer av fire forskjellige typer monomerer D) et spesifikt segment av DNA funnet i et prokaryot kromosom E) en sortert avbilding av kromosomer arrangert fra størst til minst 17 I et elektronmikroskop ligner utfoldet kromatin perler på en tråd. Hva representerer perlene? A) nukleosomer B) ribosomer C) spleisosomer D) molekyler av DNA polymeraser E) molekyler av RNA polymeraser 18 En ny DNA-streng forlenges kun i 5 til 3 retningen fordi A) DNA-polymerase starter å tilføye nukleotider ved 5 enden av templatet. B) Okazaki-fragmenter forhindrer elongering i 3 til 5 retningen. C) polariteten av DNA-molekylet forhindrer addisjon av nukleotider på 3 enden. D) replikasjonen må gå videre i retning replikasjonsgaffel (replication fork). E) DNA-polymerasen tilføyer kun nukleotider på den frie 3 enden. 19 Hva refererer begrepet Homeobox til? A) En gruppe av gener som bestemmer polariteten under utviklingen. B) Peptidsekvenser av 60 aminosyrer som slår gener på og av. C) Soner av polariserende aktivitet som vanligvis er til stede under lemformasjon. D) En spesifikk nukleotidsekvens som er til stede i visse gener og regulerer utvikling. E) Glykoproteiner som assisterer celler under morfogenetisk bevegelse. 20 Hva prøver operon-modellen å forklare? A) Koordinert kontroll av genuttrykk hos bakterier. B) Resistens av bakterier mot antibiotika. C) Hvordan gener beveger seg mellom homologe regioner av DNA. D) Mekanismen for viralt feste til en vertscelle. E) Horisontal overføring av plantevirus. 21 Virus kalles obligate parasitter fordi A) de kan ikke inkorporere nukleinsyrer fra andre virus. B) virus DNA innsetter alltid seg selv i vertens DNA. C) de alltid dreper cellene de infiserer. D) de kan ikke reprodusere utenfor en vertscelle. E) de må bruke viruskodede enzymer. 5
22 Hvilke typer molekyler er hoved-strukturkomponenter i cellemembraner? A) fosfolipider og cellulose B) nukleinsyrer og proteiner C) fosfolipider og proteiner D) proteiner og cellulose E) glycoproteiner og kolesterol 23 Uttrykket vektor innen rekombinant DNA metoder referer til A) enzymet som kutter DNA i restriksjonsfragmenter. B) ikke-matchende ender (sticky ends) av et DNA-fragment. C) mikrosatelitter som DNA-markører. D) et plasmid som brukes for å overføre DNA inn i levende celler. E) en DNA-probe som brukes for å identifisere et enkelt gen. 24 Krebs-syklusen blir også kalt sitronsyresyklus fordi A) den bruker sitronsyre som katalysator. B) sluttproduktet er sitronsyre. C) den omdanner sitronsyre til en syklisk forbindelse D) sitronsyre blir dannet i det første trinnet. E) den omdanner sitronsyre til eddikksyre. 6