Prov 2018-03-07 i Biomolekyler och Biokemi

Tid: 60 minuter

Tillåtna hjälpmedel: Penna, suddgummi, linjal, miniräknare, formelblad.

Betygsmatris

Dina svar kommer att bedömas enligt nedanstående matris:

Vid varje fråga står det vad som bedöms och på vilken nivå du kan besvara frågan.

Språklig bedömning av provet

Vid de mer utförliga frågorna har jag bedömt det vetenskapliga språket i svaret. Dessa bedömningar har jag sedan vägt samman till en enda bedömning av språket. Det är denna språkliga sammanvägning (inte de enskilda vid varje fråga) som räknas som A-, C- eller E-poäng.

Språk och kommunikation (1/1/1)

Hoppa direkt till …

Del I. Frågor som bara kräver ett kort svar (ett ord eller 1-2 meningar)

Längre svar ger risk för avdrag.

1. Para ihop de olika metabola processerna med rätt plats i kroppen/cellen. Flera processer äger rum på samma plats, och på en eller flera platser äger ingen av processerna alls rum.
   
   

   Process		Plats i kroppen/cellen
   a. β-oxidation		……… cellmembranet
   b. Elektrontransportkedjan		……… cytoplasma
   c. Citronsyracykeln		……… inuti mitokondrien
   d. Nedbrytning av stärkelse		……… mag-/tarmkanal
   e. Nedbrytning av fetter		……… mellanrummet mellan mitokondriens inre och yttre membran
   f. Glykolys		……… mitokondriens inre membran
   		……… mitokondriens yttre membran

   Analysera och besvara frågor (2/1/–)

2. I bilden nedan visas en liten bit av en makromolekyl. Vilken typ av makromolekyl är det? Motivera ditt svar kortfattat.
   
   
   1. Polysackarid
   2. Lipid
   3. Nukleinsyra
   4. Protein
   5. Inget av ovanstående
      

      Begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder (1/–/–)

3. Rita en strukturformel för den typ av aminosyran glutaminsyra som dominerar i en lösning med pH = 9.
   

   Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp (1/–/–)

4. Bilden nedan visar en nukleosid. Rita om den så att den istället visar en deoxynukleotid av något slag.
   
5. Glucoraphanin är ett ämne som finns i olika kålsorter, bl.a. broccoli. Du kan se strukturformeln för glucoraphanin nedan.
   
   Studera strukturen noggrant och ange vilken sockerart som ingår i strukturen. Ange dess fullständiga namn.

Del II. Ringa in de rätta alternativen.

6. Vilken av följande molekyler kan betraktas som slutprodukt i glykolysen?
   1. 
   2. 
   3. 
   4. 
   5. 

Del III. Frågor som kräver ett utredande svar

Besvara de här frågorna på ett separat papper.

7. Olivolja (och annan matolja) består till nästan 100 % av fett. En stor del av fetterna är enkelomättade eller fleromättade fetter, som du ser i innehållsförteckningen här intill.

   
   Om man tillsätter brom, Br₂(aq), till olivolja förändras dess konsistens betydligt, och den blir mer tjockflytande. Redogör så utförligt och nyanserat som möjligt för vad som händer när man tillsätter bromen, och vad det får för kemiska konsekvenser för olivoljan.

   Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp (–/1/1)

8. I citronsyracykeln är bland annat ett enzym som kallas succinatdehydrogenas verksamt. Det katalyserar omvandlingen från succinat (bärnstenssyra) till fumarat (fumarsyra).

   
   I ett försök för att testa succinatdehydrogenaset fyllde man fyra olika provrör med innehåll enligt nedanstående tabell. Malonsyran inhiberar succinatdehydrogenaset med kompetitiv inhibition.

   Provrör nr.	1	2	3	4
   Buffert (ml)	1,0	1,0	1,0	1,0
   Vatten (ml)	2,5	2,5	–	3,0
   Succinatlösning (ml)	0,5	0,5	2,5	0,5
   Malonsyralösning (ml)	–	0,5	0,5	–
   Reagens: Metylenblått (ml)	0,5	0,5	0,5	0,5
   Enzymlösning (ml)	0,5	0,5	0,5	–

   Efter 30 minuter i ett vattenbad på 40 °C tittade man på färgen i de olika provrören. Reagenset (metylenblått) fungerar nämligen på så sätt att ju mer succinat som omvandlas, desto mer färglöst blir det. Provrören hade då följande utseende:

   
   1. Utgå ifrån begreppet kemisk jämvikt, och förklara med hjälp av det utseendet på lösningen i rör 3.

      Tolka resultat, utvärdera metoder och dra slutsatser av experiment (–/1/1)

   2. Anta att man hade gjort ett femte försök, som var identiskt med rör 1, bortsett från en sak: Man hade kokat enzymlösningen innan man tillsatte den till provröret. Hur hade lösningen i det provröret sett ut efter 30 minuter i vattenbadet? Utgå ifrån proteiners struktur och funktion för att förklara så utförligt och nyanserat som möjligt.
      

      Formulera relevanta hypoteser och egna frågor (1/1/1)

9. Rotenon (nedan) är ett ämne som används både som fiskdödande medel (för att kontrollera inplanterad fisk) och som insektsmedel.
   
   Rotenon verkar genom att binda till komplex I på samma ställe som ubikinon (koenzym Q₁₀) skulle ha bundit till, och blockera det. Redogör så utförligt och nyanserat som möjligt för elektrontransportkedjan och för ubikinonets roll i den, och varför närvaro av rotenon leder till att organismen dör.
   

   Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp (1/1/1)

Facit

Betygsgränser

Del I. Frågor som bara kräver ett kort svar

1. 1. β-oxidation: Inuti mitokondrien
   2. Elektrontransportkedjan: Mitokondriens inre membran
   3. Citronsyracykeln: Inuti mitokondrien
   4. Nedbrytning av stärkelse: Mag-/tarmkanal
   5. Nedbrytning av fetter: Mag-/tarmkanal
   6. Glykolys: Cytoplasma
      

      Bedömning:

      2-3 korrekta markeringar – 1E; 4-5 korrekta markeringar – 2E; 6 korrekta markeringar – 2E + 1C

2. Polysackarid eftersom den innehåller typiska glukosringar (”sockerringar”) eller eftersom den innehåller glykosidbindningar.
3.  
4. 
   Bedömning

   E – Eleven gör en ansats till att lösa uppgiften, till exempel genom att addera en fosfatgrupp eller ta bort OH-gruppen på 2’-kolet.

   C – Eleven skriver en helt korrekt strukturformel.

   Kommentar: Fosfatgruppen kan vara både protonerad eller protolyserad. Både 1, 2 och 3 fosfatgrupper är godkänt.

5. β-D-glukos (Även ”β-glukos” ger full poäng. ”α-glukos” eller bara ”glukos” ger ingen poäng.)

Del II. Ringa in de rätta svaren

6. c

Del III. Frågor som kräver ett utredande svar

7. Bedömning

   C – Eleven visar med reaktionsformler med strukturformler hur brom adderas över dubbelbindningarna i fettet.

   A – Eleven drar också slutsatsen att strukturen förändras, vilket leder till att fler v.d.W.-bindningar kan uppstå, smältpunkten stiger och konsistensen tjocknar.

8. 1. Bedömning
      C – Eleven konstaterar att eftersom succinatlösningen har högre koncentration, så ”vinner” det över malonsyran i att binda till succinatdehydrogenasets aktiva yta.
      A – Eleven förklarar och stöttar också med hjälp av reaktionsformler och hänvisningar till LeChateliers princip.
   2. Svar

      Röret hade fortfarande varit blått. När man kokar enzymlösningen denatureras proteinerna (enzymerna) irreversibelt. Det betyder att alla de intramolekylära bindningarna som håller samman proteinet bryts. Då förlorar enzymet sin struktur, och därmed även sin specifika funktion. När temperaturen sjunker kan inte enzymet hitta tillbaka till sin ursprungliga (nativa) struktur. Därför kan det inte längre katalysera omvandlingen av succinat till fumarat.

      Bedömning
      E – Eleven konstaterar att proteinerna (enzymerna) denatureras, och då inte längre kan fungera.

      C – Eleven förklarar att denatureringen leder till att proteinets struktur förändras, och att det är därför som det inte längre fungerar.

      A – Eleven nyanserar sin förklaring med att denatureringen är irreversibel och att enzymerna inte längre kan återfå sin nativa struktur.

9. Bedömning

   E – Eleven gör en godtagbar beskrivning av hur elektroner transporteras i elektrontransportkedjan fram till och med komplex IV, där syrgas reduceras till vatten.

   C – Eleven kopplar också in bildandet av en protongradient och funktionen hos ATP-syntas

   A – Eleven konstaterar, att för att elektrotransportkedjan ska kunna funka, måste ubikinon reduceras av elektronerna i komplex I, för att sedan kunna lämna vidare dem till komplex III. Om inte detta sker, kommer elektrontransporten att avstanna, ingen protongradient att bildas och inget ATP att bildas.

   Kommentar: Egentligen säger inte detta så mycket om funktionen hos ubikinon, men å andra sidan är inte heller det något som vi har gått igenom på djupet i kursen.