Cellen – celler og organeller – eksamensoppgaver med fasit

Eksamensoppgaver – kapittel 3

Eksamensoppgave 1

Spørsmål: Gjør rede for de viktigste strukturene i en eukaryot celle og funksjonen til hver av dem. Forklar hva som menes med at en organell er «membranbundet», og gi tre eksempler.

Modellsvar:

En membranbundet organell er omgitt av en eller to biologiske membraner (fosfolipiddoubeltlag). Dette skiller organellens indre miljø fra cytosol, slik at ulike kjemiske miljøer kan opprettholdes.

Eksempler på membranbundne organeller:

• Cellekjerne – dobbelt kjernemembranen omslutter DNA; her foregår transkripsjon
• Mitokondrier – dobbelt membran; sted for aerob celleånding og ATP-produksjon
• Kloroplaster – dobbelt membran + indre tylakoidmembran; sted for fotosyntesen

Andre viktige strukturer:

• Ribosomer – ikke membranbundne; proteinsyntese
• ER – grovt ER syntetiserer proteiner, glatt ER lipider og detoksifisering
• Golgiapparat – modifiserer og sorterer proteiner i vesikler
• Lysosom – inneholder fordøyelsesenzymer; bryter ned avfall
• Vakuol – i planteceller bidrar den til turgortrykk og lagring
• Cytoskjelett – gir form og muliggjør intracellulær transport

Eksamensoppgave 2

Spørsmål: Forklar endosymbionttteorien. Hvilke organeller antas å ha oppstått fra endosymbiose, og hvilke bevis støtter teorien?

Modellsvar:

Endosymbionttteorien (fremmet av Lynn Margulis, 1967) hevder at mitokondrier og kloroplaster i eukaryote celler opprinnelig var frie prokaryote mikroorganismer som ble tatt opp av en større vertscelle. I stedet for å bli fordøyd, levde de videre som indre symbionter (endosymbionter) og ble etter hvert uunnværlige organeller.

Bevis for teorien:

1. Eget sirkulært DNA – mitokondrier og kloroplaster har eget DNA, sirkulært som hos bakterier (ikke lineært som i cellekjernen)
2. 70S-ribosomer – begge organellene har ribosomer av samme størrelse og type som bakterier, ikke 80S som resten av eukaryot cellen
3. Dobbelt membran – den indre membranen antas å stamme fra den opprinnelige bakteriecellens membran, den ytre fra vertscellen
4. Tvedeling – organellene formerer seg ved tvedeling, ikke i takt med vanlig celledeling
5. rRNA-homologi – rRNA-sekvenser i mitokondrier ligner Alphaproteobacteria; kloroplaster ligner Cyanobacteria

Eksamensoppgave 3

Spørsmål: Lag en sammenlignende oversikt over plantecelle, dyrecelle og bakteriecelle. Fokuser på tilstedeværelse og funksjon av cellevegg, kloroplaster, vakuol, mitokondrier og cellekjerne.

Modellsvar:

Eksamensoppgave 4

Spørsmål: Forklar hva cellemembranens selektive permeabilitet betyr. Hva er et fosfolipiddoubeltlag, og hvordan bidrar membranproteiner til transport av stoffer inn og ut av cellen?

Modellsvar:

Selektiv permeabilitet betyr at cellemem­branen slipper visse stoffer fritt igjennom, mens den kontrollerer eller hindrer passasjen av andre. Dette er essensielt for å opprettholde et stabilt indre miljø (homeostase).

Fosfolipiddoubeltlaget er bygd opp av to lag fosfolipidmolekyler. Hvert fosfolipid har:

• Et hydrofit hode (polare fosfatgruppe) – vender mot det vannige miljøet (cytosol og ekstracellulærvæske)
• To hydrofobe haler (fettsyrekjeder) – vender innover, bort fra vann

Denne strukturen gjør at membranen er flytende ved kroppstemp­eratur («fluid mosaic model»).

Transport gjennom membranen:

• Passiv transport – langs konsentrasjonsgradienten, ingen energi: diffusjon (O₂, CO₂) og osmose (vann)
• Kanalproteiner – danner porer for ioner (K⁺, Na⁺, Cl⁻) og vann (aquaporiner)
• Aktiv transport – mot konsentrasjonsgradienten, krever ATP: Na⁺/K⁺-pumpen pumper Na⁺ ut og K⁺ inn

Eksamensoppgave 5

Spørsmål: Beskriv mitokondriet: struktur, funksjon og evidens for endosymbionttteorien. Forklar hva som foregår i cristae og i matrix.

Modellsvar:

Struktur: Mitokondrier har to membraner.

• Ytre membran: glatt, permeabel for ioner og små molekyler
• Indre membran: sterkt foldet til cristae (fremspring innover). Økt overflateareal = plass til mange ATP-syntaser og elektrontransportproteiner. Mellomrommet mellom de to membranene kalles det intermembranane rommet.
• Matrix: rommet innenfor indre membran. Inneholder Krebssyklusens enzymer, mitokondrielt DNA og ribosomer.

Funksjon: Mitokondrier er stedet for aerob celleånding. Prosessen frigjør energi fra glukose: C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + ATP. Glykolysen foregår i cytosol, mens Krebssyklusen er i matrix og elektrontransportkjeden/oksidativ fosforylering er på indre membran.

Evidens for endosymbiose: Mitokondrier har eget sirkulært DNA og 70S-ribosomer som ligner proteobakterier. De formerer seg ved tvedeling og har dobbel membran.