Side 1 av 6 Norges teknisknaturvitenskapelige universitet Fakultet for naturvitenskap og teknologi Institutt for biologi Faglig kontaktperson under eksamen: Berit Johansen (98691), Anita Skarstad (51266) EKSAMEN I: BI1001 Celle- og molekylærbiologi BOKMÅL DATO: 23.05.05 Antall timer: 6 Studiepoeng: 15 Antall sider: 6 Tillatte hjelpemidler: Sensurdato: 16.06.05 Ingen VED SENSUR TELLER OPPGAVENE LIKT. VENNLIGST BESVAR HVER OPPGAVE PÅ NYTT ARK! Oppgave 1 Fotosyntesen er avhengig av lys, vann og karbondioksid. a. Forklar sammenhengen mellom det elektromagnetiske spektrum og pigmenter i høyere planter. b. Gjør rede for de grunnleggende elementer i fotosystem I og II og hvordan disse samvirker. c. Hvordan vil du forklare at manglende spesifisitet hos enzymet Rubisco er avgjørende for om det bygges opp eller brytes ned energi i fotosyntesen? *************************************************************************** Photosynthesis is dependent on light, water and carbon dioxide. a. Explain the link between the electromagnetic spectrum and pigments in higher plants. b. Describe the basic elements in photosystem I and II and how they cooperate. c. How can you explain that the lack of enyme specificity of the Rubisco enzyme is the main reason for the building or breaking down of energy during photosynthesis? Oppgave 2 a) Forklar hva som sannsynligvis vil skje med en celle, og hvorfor dette vil skje, dersom I) en dyrecelle legges i en hyperosmotisk løsning? II) en dyrecelle legges i en hypoosmotisk løsning? III) en plantecelle legges i en hypoosmotisk løsning? Side 2 av 6
b) Med utgangspunkt i menneskets seksuelle livssyklus; forklar hvorfor alle individene får en unik genetisk sammensetning (bortsett fra eneggede tvillinger)? c) Forklar hva som menes med at DNA replikasjonen er semikonservativ. Hvis du vil kan du bruke Meselson-Stahl eksperimentet som eksempel. ********************************************************************* a) Explain what probably will happen with a cell, and why it will happen, if I) an animal cell is put into a hyperosmotic solution? II) an animal cell is put into a hypoosmotic solution? III) a plant cell is put into a hypoosmotic solution? b) Based on the human sexual life cycle; explain why every individual get a unique genetic makeup (except monozygotic twins)? c) Explain the term semiconservative replication of DNA. If you like you can use the Meselson-Stahl experiment as an example. Oppgave 3 a) Hvorfor er celler små og hvorfor er det viktig? b) Hvilken hovedfunksjon har cytoskjellettet i en eukaryot celle og hva består det av? c) Beskriv kort 4 måter eukaryote celler kan utøve kontroll av genuttrykk. ************************************************************************ a) Why are cells small and why is that important? b) What is the cytoskeletons main function in the eucaryot cell and what is it made of? c) Describe short 4 ways eukaryotic cells can exert control of gene expression. Oppgave 4 a) Definer følgende begrep: epistase, homozygot, recessiv, genotype, fenotype. b) En mus med flerfarget pels krysses med en albino mus med genotype aabb. Halvparten av avkommet blir albino, ¼ blir svart, og ¼ blir flerfarget. Hva er genotypen i flerfarget forelder og i de forskjellige typer avkom? Side 3 av 6
c) Sykdommen Lebers optisk neuropati er forårsaket av et gen i mitokondrielt DNA. Hva ville resultatet i førstefødte barn bli, hvis en mann med sykdommen fikk barn med en kvinne uten sykdommen? Hva ville resultatet bli hvis kvinnen hadde sykdommen og mannen ikke? Begrunn svarene. *************************************************************************** a) Define the following terms: epistasis, homozygous, recessiv, genotype, phenotype. b) A mouse with agouti fur is crossed with an albino mouse with the genotype aabb. Half of the offspring is albino, ¼ is black, and ¼ is agouti. What is the genotype in agouti parent and in the offspring? c) The disease Lebers optic neuropathy is caused by a gene in mitokondrial DNA. What would the result in the first born baby in the cross between a man with the disease and a healthy woman? What would the result be if the woman had the disease and the man not? Explain your answers. Oppgave 5: Dette er en multiple choice -oppgave. Sett kryss for rett svaralternativ direkte i oppgaveteksten. Oppgave 5 rives fra oppgavesettet og leveres med besvarelsen. Merk: Kun ett svaralternativ pr. spørsmål. Rett svar gir ett poeng, mens to eller flere svar, samt feil svar, gir 0 poeng.
Side 4 av 6 Hvilke karakteristika stemmer for mitokondrier? a) den indre membranen danner mange innbuktninger som kalles cristae, b) den ytre membranen er mindre selektiv med hensyn til permeabilitet enn den indre membranen, c) komponenter av elektrontransportkjeden er lokalisert i den indre membranen, d) mitokondrielt DNA ligner kjerne-dna i kjemisk sammensetning, e) alle de foran Replikasjon: a) er semikonservativ, b) krever bare proteiner med DNA polymerase aktivitet, c) bruker 5 til 3 polymerase aktivitet for å syntetisere den ene tråden og 3 til 5 polymerase aktivitet for å syntetisere den komplementære tråden, d) krever primer e) svaralternativ a og d Cytoplasma: a) finnes utenfor kjernen i prokaryote celler, b) er omgitt av kjernemembranen, c) inneholder cytosol og alle membranomsluttede organeller i cellen, d) inneholder mitokondrier, e) svaralternativ c og d Rekkefølgen av aminosyrer i proteiner er bestemt av rekkefølgen av a) rekkefølgen av polymerasene som leser av genet, b) rekkefølgen av triplett kodoner i mrna for det aktuelle proteinet, c) rekkefølgen av triplett kodoner i genet som koder for det aktuelle proteinet, d) sammensetningen av den aktuelle mrna spleisevarianten, svaralternativ b, c, og d Enzymet som legger til nukleotider under DNA replikasjon er a) helikase, b) topoisomerase, c) DNA polymerase, d) RNA polymerase, e) telomerase Proteiner a) er alltid lokalisert i biologiske membraner, b) er polymerer av opp til 20 aminosyrer, c) har kjemiske egenskaper som blir bestemt av rekkefølgen og de kjemiske egenskapene til aminosyrer, d) kan inneholde sekundærstrukturer kalt alpha helix, e) svaralternativ b, c og d Proteinfolding a) er en spontan prosess ved lav temperatur, b) er stabil ved temperaturer over 40 o C, c) i levende celler blir assisert av proteiner kalt chaperoner, d) er ufølsom for phendringer, e) blir bestemt av polymeraser Fettstoffer i celler a) inkluderer fosfolipider i cellemenbraner, b) er effektive energilagringsmolekyler, c) kan forekomme som mettet eller umettet fett, d) er uløselig i vann, e) alle de foran Ribosomer a) er satt sammen av to like subenheter, b) deltar i transkripsjon, c) styrer nedbrytning av mrna d) bruker mrna som templat for proteinsyntese, e) er lokalisert i cellekjernen Celleskjelletet a) inneholder alltid celletubulin, b) er lokalisert i cellekjernen, c) er satt sammen av lange fibre som bestemmer celleform, cellebevegelse og transport av materialer i cellen, d) består av en blanding av proteiner og lipider, e) alle de foran Cellemembraner a) består hovedsaklig av fosfolipider og proteiner, b) inneholder kolesterol, c) blir støttet opp av et nettverk av proteinfibre, d) svaralternativ a og c, e) svaralternativ a, b og c Proteiner i cellemenbraner har følgende karakteristika a) polypeptidkjeden går alltid flere ganger gjennom membranen, b) de hydrofile delene av proteinet kan være både innenfor og utenfor lipid dobbeltlaget, c) kanalproteiner danner seletive porer gjennom cellemenbranene, d) alle membranproteinene er forankret i celleskjelletet, e) alle de foran a b c d e Eksocytose er en prosess som gir
a) transport av store, polare molekyler inn i cellene, b) transport av store, polare molekyler ut av cellene, c) transport av fettstoffer inn i cellene, d) cellene mulighet for å fylle opp lagrene av aminosyrer, e) cellene mulighet til å kvitte seg med overskudd av fettstoffer Aktiv transport a) transporterer løste stoffer over cellemembraner mot en konsentrasjonsgradient, b) bruker proteinkanaler, c) forbruker energi, d) blir i noen tilfeller drevet av ko-transport av Na + -ioner, e) alle de foran Kommunikasjon mellom celler kan skje gjennom a) direkte kontakt, b) lokale, diffunderende parakrine signaler, c) hormoner som blir transportert til celle andre steder i kroppen enn der de dannes, d) synaptisk signallering, e) alle de foran Intracellulære reseptorer a) finnes kun i prokaryote celler, b) er spesialisert for signaler som styrer fettmetabolismen, c) regulerer translasjon, d) er alltid ligand-uavhengige, e) ingen av de foran Følgende struktur deltar ikke i cellesamband a) desmosomer, b) cadherin, c) actin, d) G-proteiner, e) intermediære filamenter Enzymer blir ikke direkte påvirket av følgende forhold a) ph, b) ATP-nivå i cellene, c) aktiveringsgrad av transkripsjonsfaktorer, d) temperatur, e) substratkonsentrasjon Cellene skaffer energi gjennom a) forbrenning av glukose, b) forbrenning av fettstoffer, c) forbrenning av proteiner, d) svaralternativ a og b, e) svaralternativ a, b og c Aerob respirasjon a) er en del av glykolysen, b) er et annet uttrykk for fettsyntese, c) er avhengig av tilgang på en elektron-akseptor som f.eks. oksygen, d) er lokaliert til Golgi-apparatet, e) er den eneste prosessen som danner ATP i cellene Krebs syklus 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 Glykolysen a) henter ut energien fra glukose i mange enzymatiske trinn, b) genererer energi i form av NAD +, c) har pyrodruesyre som sluttprodukt, d) svaralternativ a og b, e) svaralternativ a og c I cellesyklus a) skjer replikasjon av DNA i G1-fasen, b) er cytokinese den delen av cellesyklus som tar lengst tid, c) kommer S-fasen før G2-fasen, d) representerer metafasen avslutning av mitosen, e) kommer interfasen mellom mitose og cytokinese Følgende utsagn om cellesyklus-assosierte prosesser i eukaryote celler er ikke korrekt a) kjernemembranen blir oppløst under mitosen, b) under anafasen blir datterkromosomene trekt til hver sin pol ved hjelp av mikrotubuli som er festet til kjernemembranen, c) under telofasen blir den mitotiske spindelen oppløst, d) etter mitosen blir normal regulering av genuttrykk gjenopptatt, e) cellesyklus blir kontrollert ved flere ulike sjekkpunkt
Følgende proteinklasse er ikke en sentral regulator av cellesyklus a) cykliner, b) cyklin kinaser, c) veksthormoner, d) onkogener, e) chaperoner Seksuell reproduksjon innebærer at a) alle celledelinger skjer ved meiose, b) kromosomtallet i kjønnsceller er halvparten av kromosomtallet i kroppsceller, c) genetisk mangfold sikres gjennom flere mekanismer enn ved aseksuell reproduksjon, d) svaralternativ a og c, e) svaralternativ b og c Gregor Mendel postulerte at en gitt egenskap hos et individs blir bestemt av den dominante formen (allelet) av genet som koder for denne egenskapen. Moderne genetikk har vist at dette ikke alltid er sant fordi a) mange forskjellige gener kan bidra til en egenskap, b) inkomplett dominans gir opphav til heterozygote avkom som ikke har identisk fenotype med noen av foreldrene, c) miljøfaktorer påvirker fenotypen, d) alle de foran, e) a og b Følgende utsagn er ikke korrekt om blodgrupper a) blodgruppen i ABO-systemet bestemmes av tre ulike alleler av det såkalte I-genet, b) I-genet koder for et enzym som glykolyserer lipider på celleoverflaten, c) enzymvariantene produsert fra allel A og allel B gir samme type glykosylering av celleoverflatelipider, d) blodgruppen Rh bestemmes av et annet gen enn ABO blodgruppen, e) det er viktig å kjenne Rh blodgruppen for å forebygge skader hos Rhpositive barn født av Rn-positive mødre Transkripsjon er kjennetegnet ved at a) den blir initiert ved at RNA polymerasen binder seg til ribonukleotider, b) alle gener transkriberes av samme type RNA polymerase, c) den termineres ved at GTP blir koblet på 3' ende av transkriptet, d) den blir styrt av genspesifikke transkripsjonsfaktorer som binder seg til promotorregionen i det aktuelle genet, e) alle de foran Følgende utsagn er ikke korrekt for gener a) et gen har flere ulike funksjonelle elementer hvorav de viktigste er regulerende regioner og kodende region, b) kodende region består av eksons og introns, c) alle gener har både eksons og introns, d) det kan dannes flere ulike mrna fra ett gen ved alternativ spleising, e) regulerende regioner kan forekomme i introns