BI 2011 Bokm.pdf - Institutt for biologi
BI 2011 Bokm.pdf - Institutt for biologi
BI 2011 Bokm.pdf - Institutt for biologi
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Side 1 av 7<br />
Norges teknisknaturvitenskapelige<br />
universitet<br />
Fakultet <strong>for</strong><br />
naturvitenskap og teknologi<br />
<strong>Institutt</strong> <strong>for</strong> <strong>biologi</strong><br />
Faglig kontaktperson(er) under eksamen: Jarle Mork, 90973351. Bjørn Ivar Honne, 48048023<br />
EKSAMEN I: MNK <strong>BI</strong><strong>2011</strong>/Genetikk<br />
DATO: 27. Mai 2005<br />
Antall timer: 5<br />
Vekttall: 7,5 SP<br />
Antall sider: 7<br />
Tillatte hjelpemidler:<br />
Sensurdato: 17. juni<br />
Kalkulator HP30S<br />
___________________________________________________________________________<br />
VED SENSUR TELLER OPPGAVENE LIKT.<br />
START HVER NY OPPGAVE (1,2,3,4, og 5) PÅ NYTT ARK.<br />
<strong>Bokm</strong>ål.<br />
Eksamensoppgaver i genetikk våren 2005.<br />
Oppgave1.<br />
I bakterien Escherichia coli finnes et sirkulært plasmid kalt F (F-faktor, fertilitetsfaktor eller<br />
kjønnsfaktor). Dette plasmidet inneholder ca 100 gener, og disse gir plasmidet mange viktige<br />
egenskaper. Dette har vært sterkt medvirkende til at E.coli og F-plasmid antakelig er verdens<br />
mest studerte genetiske system blant bakterier.<br />
a) Beskriv så mange du kan av plasmidets egenskaper og <strong>for</strong>klar kort hvor<strong>for</strong> de er viktige <strong>for</strong><br />
genetiske studier i E.coli.<br />
b) Bakterier er haploide organismer. Forklar hvordan F-plasmidet kan brukes til å finne ut av<br />
dominans<strong>for</strong>hold mellom allel ved samme locus hos bakterier.<br />
Oppgave 2.<br />
Brassica oleracea er en diploid art (2n=18) som inneholder mange <strong>for</strong>mer som er nyttige<br />
matvekster, bl.a. hodekål og broccoli, <strong>for</strong>uten blomkål, rosenkål, knutekål og fôrkål. En<br />
gruppe <strong>for</strong>skere i U.S.A. publiserte i 1990 et genomisk markørkart <strong>for</strong> denne arten, basert på<br />
258 <strong>for</strong>skjellige RFLP loci (Restriskjsonsfragment lengdepolymorfier). Disse markørene ble<br />
kartlagt til 9 koblingsgrupper.<br />
Forskerne laget i utgangspunktet en kryssing mellom hodekål og broccoli, ett F 1 -individ ble<br />
selbefruktet og 96 F 2 -individ ble dyrket fram. Vi skal se nærmere på 3 markører kalt 115, 143<br />
1
og 168. Foreldrene viste bare ett bånd <strong>for</strong> hvert av disse 3 loci, mens F 1 viste 2 bånd <strong>for</strong> hvert;<br />
ett fragment som vandret noe raskere i gelen (F=fast) enn det andre (S=slow). Foreldrene<br />
hadde følgende genetiske konstitusjon:<br />
Foreldreplante 115 143 168<br />
Hodekål: 2Wisconsin Golden Acre” FF SS FF<br />
Broccoli: ”Packman” SS FF SS<br />
Markørene er nevnt etter stigende nummer, noe som ikke nødvendigvis henger sammen med<br />
rekkefølgen i en koblingsgruppe.<br />
Ingen av de 3 loci viste avvik fra monohybrid spalting.<br />
a) Hvor mange F 2 -individ av hver genotypeklasse <strong>for</strong>ventes ved hvert enkelt locus<br />
I F 2 fant man ved parvise sammenligninger av loci følgende antall <strong>for</strong>eldrekombinasjoner:<br />
Markørpar<br />
Antall<br />
115 og 143 87<br />
115 og 168 80<br />
143 og 168 74<br />
b) Forutsatt 1% rekombinasjon er 1 m.u. (map unit), hva er avstandene i m.u. mellom de 3<br />
loci, og i hvilken rekkefølge er de plassert i koblingsgruppen (på kromosomet) NB! Rund av<br />
alle avstander til hele tall i m.u..<br />
c) Gameter fra F 1 med dobbel overkryssing, hvilken sammensetning av allel har de Hvilke<br />
genotyper i F 2 stammer fra sammensmelting av to gameter med dobbel overkryssing<br />
d) Markør 168 ble funnet koblet til en fjerde markør, 181, i avstand 4 m.u.. Ingen av de andre<br />
to var innen 20 m.u. fra denne markøren, og 181 ligger inn mot sentrum av koblingsgruppen<br />
8C. Hvordan er disse 4 markørene plassert i <strong>for</strong>hold til sentrum-ende orientering av<br />
koblingsgruppen (kromosomet)<br />
Oppgave 3.<br />
a) Hva er de vesentligste <strong>for</strong>skjeller i genstruktur og organisering av genom mellom<br />
procaryoter og eucaryoter<br />
b) Gi en kort beskrivelse/oversikt av regulering av transkripsjon i procaryoter.<br />
c) Gi en kort beskrivelse/oversikt av regulering av transkripsjon i eucaryoter.<br />
d) Gi en begrunnet <strong>for</strong>klaring på hvor<strong>for</strong> en ORF (Open Reading Frame) kan leses på seks<br />
<strong>for</strong>skjellige måter.<br />
2
Oppgave 4.<br />
a) Hvilke av disse evolusjonære kreftene virker til å øke <strong>for</strong>skjeller i allelfrekvenser mellom<br />
populasjoner (differensierende krefter), og hvilke virker til å minske <strong>for</strong>skjeller<br />
(homogeniserende krefter);<br />
(1) mutasjoner, (2) genstrøm (genflyt), (3) tilfeldig genetisk drift, og (4) seleksjon<br />
b) Hvilke tre hovedtyper av seleksjon regner vi med og hvilken effekt har de på<br />
allelfrekvenser<br />
c) Hva sier Hardy-Weinbergs lov<br />
d) Hva er effekten av innavl på den genetiske variasjon i en populasjon<br />
e) Gi et eksempel på frekvensavhengig seleksjon.<br />
f) Hvor mange generasjoner tar det å gjenopprette Hardy-Weinberg <strong>for</strong>deling av genotyper<br />
hvis en ulikevekt har oppstått, <strong>for</strong> eksempel ved seleksjon<br />
Oppgave 5.<br />
a) Forklar de to begrepene "phyletic change" og "diversification"<br />
b) Forklar de to begrepene "homologe karaktertrekk" og "analoge karaktertrekk".<br />
c) Gi en beskrivelse av de tre prinsippene i Darwins evolusjonsteori.<br />
3
Nynorsk.<br />
Eksamensoppgåver i genetikk våren 2005.<br />
Oppgåve1.<br />
I bakterien Escherichia coli finnes eit sirkel<strong>for</strong>ma plasmid kalla F (F-faktor, fertilitetsfaktor<br />
eller kjønnsfaktor). Dette plasmidet inneheld ca 100 gen, og desse gjev plasmidet mange<br />
viktige eigenskapar. Dette har vore sterkt medverkande til at E.coli og F-plasmid antakeleg er<br />
verdas mest studerte genetiske system blant bakterier.<br />
a) Skildre så mange du kan av eigenskapane til plasmidet og <strong>for</strong>klar kort kvi<strong>for</strong> dei er viktige<br />
<strong>for</strong> genetiske studier i E.coli.<br />
b) Bakterier er haploide organismer. Forklar korleis F-plasmidet kan nyttast til å finne ut av<br />
dominans<strong>for</strong>hold mellom allel ved same locus hjå bakterier.<br />
Oppgåve 2.<br />
Brassica oleracea er ein diploid art (2n=18) som inneheld mange <strong>for</strong>mar som er nyttige<br />
matvokstrar, m.a. hodekål og broccoli, <strong>for</strong>uten blomkål, rosenkål, knutekål og fôrkål. Ei<br />
gruppe <strong>for</strong>skarar i U.S.A. publiserte i 1990 eit genomisk markørkart <strong>for</strong> denne arten, bygd på<br />
258 <strong>for</strong>skjellige RFLP loci (Restriskjsonsfragment lengdepolymorfier). Desse markørane vart<br />
kartlagde til 9 koblingsgrupper.<br />
Forskarane laga i utgangspunktet ei kryssing mellom hodekål og broccoli, eitt F 1 -individ vart<br />
sjølbefrukta og 96 F 2 -individ vart dyrka fram. Vi skal sjå nærare på 3 markørar kalla 115,<br />
143 og 168. Foreldra gav berre eit band kvar <strong>for</strong> kvart av desse 3 loci, medan F 1 syntete 2<br />
band <strong>for</strong> kvart; eit fragment som vandra noko raskare i gelen (F=fast) enn det andre (S=slow).<br />
Foreldra hadde denne genetiske konstitusjonen:<br />
Foreldreplante 115 143 168<br />
Hodekål: 2Wisconsin Golden Acre” FF SS FF<br />
Broccoli: ”Packman” SS FF SS<br />
Markørane er nevnte etter stigande nummer, noko som ikkje naudsynt heng saman med<br />
rekkefølgen i ei koblingsgruppe.<br />
Ingen av dei 3 loci synte avvik frå monohybrid spalting.<br />
a) Kor mange F 2 -individ av kvar genotypeklasse <strong>for</strong>ventes ved kvart einskild locus<br />
I F 2 fann ein ved parvise samanstillinger av loci følgende tal <strong>for</strong>eldrekombinasjonar:<br />
Markørpar<br />
Tal<br />
115 og 143 87<br />
115 og 168 80<br />
143 og 168 74<br />
b) Forutsatt 1% rekombinasjon er 1 m.u. (map unit), kva er avstandane i m.u. mellom dei 3<br />
loci, og i kva <strong>for</strong> rekkefølge er dei plasserte i koblingsgruppa (på kromosomet) NB! Rund<br />
av alle avstander til heile tal i m.u..<br />
4
c) Gametar frå F 1 med dobbel overkryssing, kva <strong>for</strong> samansetning av allel har dei Kva <strong>for</strong><br />
genotypar i F 2 stammer frå sammensmelting av to gametar med dobbel overkryssing<br />
d) Markør 168 vart funnen kobla til ein fjerde markør, 181, i avstand 4 m.u.. Ingen av dei<br />
andre to var innan 20 m.u. frå denne markøren, og 181 ligg inn mot sentrum av<br />
koblingsgruppe 8C. Korleis er desse 4 markørane plasserte i <strong>for</strong>hold til sentrum - ende<br />
orientering av koblingsgruppa (kromosomet)<br />
Oppgåve 3.<br />
a) Kva er dei mest vesentlege skilnader i genstruktur og organisering av genom mellom<br />
procaryotar og eucaryotar<br />
b) Gje ei kort skildring/oversikt av regulering av transkripsjon i procaryotar.<br />
c) Gje ei kort skildring/oversikt av regulering av transkripsjon i eucaryotar.<br />
d) Gje ei grunngjeve <strong>for</strong>klåring på kvi<strong>for</strong> ei ORF (Open Reading Frame) kan leses på seks<br />
ulike måtar.<br />
Oppgåve 4.<br />
a) Kven av desse evolusjonære kreftene verkar til å auke ulikskapar i allelfrekvensar<br />
mellom populasjonar (differensierande krefter), og kven verkar til å minka <strong>for</strong>skjellar<br />
(homogeniserande kreftar);<br />
(1) mutasjonar, (2) genstraum (genflyt), (2) tilfeldeg genetisk drift, og (4) seleksjon<br />
b) Kva <strong>for</strong> tre hovedtypar av seleksjon reknar vi med og kva effekt har dei på<br />
allelfrekvensar i ein populasjon<br />
c) Kva seier Hardy-Weinbergs lov<br />
d) Kva er effekten av innavl på den genetiske variasjonen i ein populasjon<br />
e) Gje eit døme på frekvensavhengig seleksjon.<br />
f) Kor mange generasjoner tek det å gjenoppretta Hardy-Weinberg <strong>for</strong>deling av genotypar<br />
dersom ei ulikevekt har oppstått, til dømes ved seleksjon<br />
Oppgåve 5.<br />
a) Forklar dei to omgrepa "phyletic change" og "diversification".<br />
b) Forklar dei to omgrepa "homologe karaktertrekk" og "analoge karaktertrekk".<br />
c) Gje ei skildring av dei tre prinsippa i Darwins evolusjonsteori.<br />
5
English.<br />
Exam Genetics spring 2005.<br />
Question 1.<br />
In the bacteria Escherichia coli there is a circular plasmid called F (F-factor, fertility factor,<br />
sex factor). This plasmid contains approximately 100 genes, and these give the plasmid some<br />
important properties. This has strongly contributed to that E.coli and the F-plasmid probably<br />
is the most studied genetic system among the bacteria.<br />
a) Describe as many of the plasmids properties as you can, and explain why they are impotant<br />
<strong>for</strong> genetic studies in E.coli.<br />
b) Bacteria are haploid organisms. Explain how the F-plasmid may be used to sort out<br />
dominance relationships among alleles at the same locus.<br />
Question 2.<br />
Brassica oleracea is a diploid species (2n = 18), with many morphotypes important as food or<br />
feed, among them cabbage and broccoli, but also cauliflower, Brussels sprout, kohlrabi, and<br />
kale. A group of scientists in USA published in 1990 a genomic marker map <strong>for</strong> this species,<br />
based on 258 different RFLP loci (Restriction Fragment Length Polymorphism). These<br />
markers were mapped to 9 linkage groups.<br />
The scientists made a cross between cabbage and broccoli, one F 1 individual was selfed and<br />
96 F 2 plants were grown. We shall consider 3 markers designated 115, 143 and 168. The<br />
parents showed only one band each <strong>for</strong> each of the 3 loci, while F 1 showed 2 bands <strong>for</strong> each,<br />
one fragment moving somewhat faster on the gel (F=fast) than the other (S=slow). The<br />
parents had the following genetic constitution:<br />
Parental plants 115 143 168<br />
Cabbage: “Wisconsin Golden Acre” FF SS FF<br />
Broccoli: ”Packman” SS FF SS<br />
The markers are mentioned in ascending order, which does not necessarily have any<br />
connection to the order they are found in a linkage group.<br />
None of the 3 marker loci showed deviation from a monohybrid segregation.<br />
a) How many individuals are expected in each class of genotype at each of the 3 loci<br />
In F 2 with pairwise comparisions of loci, the following numbers of parental combinations<br />
were found:<br />
Marker pair Number<br />
115 and 143 87<br />
115 and 168 80<br />
143 and 168 74<br />
b) Given that 1% recombination is 1 m.u. (map unit), what are the distances in m.u. between<br />
the 3 loci, and which is the order they are found in the linkage group (on the chromosome)<br />
NB! Round all distances to whole numbers in m.u..<br />
6
c) What is the allelic composition of F 1 gametes which is the result of double crossing over<br />
Which genotypes in F 2 are the results of union of two gametes with d.c.o.<br />
d) Marker 168 was found linked to a fourth marker, 181, at a distance of 4 m.u. None of the<br />
other two were within 20 m.u. of this marker, and 181 is mapped towards the centre of<br />
linkage group 8C. How are these four markers located in relation to centre–end orientation of<br />
the linkage group (chromosome)<br />
Question 3.<br />
a) What are the main differences in gene structure ands organisation of the genome between<br />
peocaryotes and eucaryotes<br />
b) Give a brief description/overview of regulation of transcription in procaryotes.<br />
c) Give a brief description/overview of regulation of transcription in eucaryotes.<br />
d) Give an explanation <strong>for</strong> why an ORF (Open Reading Frame) may be read in six different<br />
ways.<br />
Question 4.<br />
a) Which of these evolutionary <strong>for</strong>ces tend to increase differences in allele frequencies<br />
between populations (differentiating <strong>for</strong>ces), and which tend to reduce the differences<br />
(homogenizing <strong>for</strong>ces);<br />
(1) mutations, (2) gene flow, (3) random genetic drift, and (4) selection<br />
b) Which are the three main type of selection and what are their effect on allele<br />
frequencies in a population<br />
c) Formulate Hardy-Weinberg's law.<br />
d) What is the effect of inbreeding on the genetic variability in a population<br />
e) Give an example of frequency-dependent selection.<br />
f) How many generations are required to re-establish Hardy-Weinberg distribution of<br />
genotypes after an imbalance has occurred, <strong>for</strong> example by selection<br />
Question 5.<br />
a) Explain the two concepts "phyletic change" and "diversification".<br />
b) Explain the two concepts "homologous features" and "analogous features".<br />
c) Give a description of the three principles in Darwin's theory of evolution.<br />
7