Figurliste

Opgave 1
Figur 1.1 Peder Kjær Gasbjerg
Figur 1.2 Peder Kjær Gasbjerg
Figur 1.3 A Tina Sølbek Schmidt
Figur 1.3 B Peder Kjær Gasbjerg
Figur 1.4 Peder Kjær Gasbjerg

Opgave 2
Figur 2.1 Kim Bruun
Figur 2.2 Kim Bruun
Figur 2.3 Peder Kjær Gasbjerg
Figur 2.4 Peder Kjær Gasbjerg

Opgave 3
Figur 3.1 Tina Sølbek Schmidt
Figur 3.2 Peder Kjær Gasbjerg
Video 3.1 Kim Bruun
Figur 3.3 Peder Kjær Gasbjerg

Opgave 4
Figur 4.1 Colourbox
Figur 4.2 Joan Ilsø Sørensen
Figur 4.3 Joan Ilsø Sørensen
Figur 4.4 Peder Kjær Gasbjerg
Figur 4.5 Joan Ilsø Sørensen

Af opgaverne 3 og 4 skal én og kun én af opgaverne besvares.

Opgave 4 Kampen mod bakterier

Antibiotikaresistens er et tiltagende problem på verdensplan, og man forudsiger, at der i 2050 vil være cirka 10 millioner dødsfald direkte relateret til antibiotikaresistente bakterier. Det er derfor vigtigt at finde alternativer til den traditionelle antibiotikabehandling. Forskning viser, at langkædede fedtsyrer (fx (9Z)-hexadec-9-ensyre) har potentiale til at hæmme bakteriers vækst, når fedtsyrerne optages af bakterien.

Figur 4.1 Bakterier som fx Listeria monocytogenes kan give mennesker alvorlige sygdomme.

Figur 4.2 Strukturformlen for (9Z)-hexadec-9-ensyre.

1. Forklar, hvorfor det systematiske navn for fedtsyren vist på figur 4.2 er (9Z)-hexadec-9-ensyre.

Væksten af to forskellige stammer af Listeria monocytogenes (L. monocytogenes) blev undersøgt i vækstmedier tilsat (9Z)-hexadec-9-ensyre. Antal bakterier i en kultur findes ved at måle absorbansen ved 600 nm.

Figur 4.3 Væksten af to stammer af L. monocytogenes. Vækstmedierne er tilsat 80 mg/L (9Z)-hexadec-9-ensyre.

 

2. Analysér resultaterne vist i figur 4.3.

Forskere undersøger forskellen mellem de to stammer ved at sekventere deres genom. En mutation er fundet i et gen kaldet lmo1079, som koder for et enzym på 144 aminosyrer. Figur 4.4 viser et udsnit af mRNA-sekvensen for lmo1079 i de to stammer. 

Figur 4.4 Udsnit af mRNA-sekvensen for lmo1079 i de to stammer af L. monocytogenes.

 

3. Angiv hvilken type mutation, der er vist i figur 4.4, og argumentér for, hvorfor mutationen ødelægger enzymets funktion.

Genet lmo1079 koder for et enzym, som modificerer cellevæggen. Forskere har en hypotese om, at cellevæggen hos stamme 2 modificeres, så de lettere optager fedtsyren (9Z)-hexadec-9-ensyre.

For at undersøge denne hypotese laver forskere et eksperiment, hvor L. monocytogenes overføres til en blanding af vand og alkanen octadecan. Forskerne måler derefter andelen af bakterier, som findes i vandfasen. Resultatet af eksperimentet for de to stammer fremgår af figur 4.5.  

Figur 4.5 Resultat af eksperimentet med stamme 1 og stamme 2.

4. Argumentér for, om resultaterne fra figur 4.5 understøtter forskernes hypotese. Inddrag figur 4.2.

Hvert år dør mere end 35.000 mennesker i Europa af infektioner på grund af antibiotikaresistente bakterier. Der er store forskelle på, hvor mange dødsfald de enkelte lande i Europa oplever af denne årsag.

Datafil4.1 viser forbruget af antibiotika i udvalgte europæiske lande henover en årrække fra 2012-2020. Derudover viser datafil4.1 også antal dødsfald på grund af anbitiotikaresistente bakterier pr. 100.000 indbyggere i landene i 2020. 

Forskere overvejer, om der er en sammenhæng mellem forbruget af antibiotika og dødsfald forårsaget af antibiotikaresistente bakterier.

5. Vurder med udgangspunkt i udvalgte data fra datafil4.1, om der er en sammenhæng mellem dødsfald relateret til antibiotikaresistente bakterier og antibiotikaforbrug. 

Af opgaverne 3 og 4 skal én og kun én af opgaverne besvares.

Opgave 3 Folinsyre

Folinsyre er et forstadie til et coenzym. Behovet for folinsyre dækkes normalt af en varieret kost, men folinsyre kan også indtages som et kosttilskud. Figur 3.1 viser reaktionsskemaet for omdannelse af folinsyre til dihydrofolinsyre i kroppen, hvilket er første skridt i at danne coenzymet.

Figur 3.1 Reaktionsskema for omdannelse af folinsyre til dihydrofolinsyre.

1.  Angiv enzymhovedklassen for enzymet, der katalyserer reaktionen vist på figur 3.1.

Dihydrofolinsyre omdannes videre til et coenzym for thymidylat synthase, se figur 3.2.

Figur 3.2 Coenzymets dannelse og funktion i en celle.

2. Forklar med udgangspunkt i figur 3.2, hvilken betydning et underskud af folinsyre har for om cellen kan dele sig.

For at nedsætte risikoen for misdannelser hos fosteret anbefales gravide at indtage ekstra folinsyre. En kvinde med et blodvolumen på 4,0 L har en stofmængdekoncentration af folinsyre i blodet på 0,021 µmol/L. Det er langt under den anbefalede værdi, så hun indtager 400 µg folinsyre i en tablet. Molarmassen for folinsyre er 441,4 g/mol.

3. Beregn den samlede stofmængdekoncentration for folinsyre i blodet på kvinden, efter hun har indtaget tabletten.

 

Spædbørn har også brug for folinsyre, og derfor skal modermælkserstatning indeholde folinsyre.

10,0 mL modermælkserstatning indeholder:

Folinsyre	Fedt	Carbohydrater	Protein
1,31 µg	0,36 g	0,68 g	0,14 g

For at kontrollere indholdet af folinsyre i modermælkserstatningen ekstraheres folinsyre som vist i video 3.1.

Video 3.1  

4. Vælg tre af de fem punkter vist i video 3.1 og forklar, hvorfor de udføres.

 

Bestemmelse af koncentrationen af folinsyre i de ekstraherede prøver foregår ved hjælp af en chromatografisk metode kaldet HPLC¹. Resultaterne fås som toppe, se figur 3.3. Toppenes arealer måles. 

Figur 3.3 Grafer for tre prøver med stigende koncentration af folinsyre.

Datafil3.1 viser arealer for standardopløsninger. For en prøve af modermælkserstatning blev arealet målt til 700.

5.  Vis, at der er proportionalitet mellem arealet og koncentrationen af folinsyre. Beregn koncentrationen af folinsyre i prøven. Inddrag datafil3.1.

Opgave 2 Methanproduktion hos tamkvæg

Drøvtyggere som fx køer producerer meget af drivhusgassen methan, hvilket forandrer klodens klima. Produktion af methan er en gæring, som foretages af en gruppe af bakterier som fx Methanobrevibacter sp. Andre bakterier som fx Escherichia coli står for andre stofskifteprocesser.

På figur 2.1 ses et alignment af DNA fra tre organismer. 

Figur 2.1 Alignment af DNA fra genet for cytokrom c fra tre organismer. Grøn farve betyder overensstemmelse mellem baserne i alle tre organismer. Gul farve betyder overensstemmelse mellem baserne i to af de tre organismer.

1. Forklar, om alignmentet i figur 2.1 tyder på, at Escherichia coli er nærmest beslægtet med Methanobrevibacter sp. eller tamkvæg.

 

Dannelse af methan sker efter dette reaktionsskema (ikke afstemt):

CO₂(g) + H₂(g) → CH₄(g) + H₂O(l)

2. Afstem reaktionsskemaet.

 

Forskere arbejder på at nedbringe køernes methanproduktion. En af de mere lovende metoder er at tilsætte forbindelsen 3-NOP (3-(nitrooxy)propan-1-ol) til foderet. Denne forbindelse er en kompetitiv hæmmer af enzymet MCR, der katalyserer dannelse af methan. MCR bruger coenzym M som cofaktor. På figur 2.2 ses strukturformlen for 3-NOP og coenzym M.

Figur 2.2 Strukturformler for 3-NOP og coenzym M i vandig opløsning.

3. Giv forslag til, hvorfor 3-NOP kan være en kompetitiv hæmmer.

 

En anden metode, som kan hæmme methandannelsen, er at tilsætte rødalgen Asparagopsis taxiformis til køernes foder. På figur 2.3 ses effekten af Asparagopsis taxiformis i foderet på køers produktion af methan, produktion af dihydrogen og indtag af foder.

Figur 2.3 Asparagopsis taxiformis i foderet påvirker flere ting hos køer. A) Methanproduktion. B) Dihydrogenproduktion. C) Foderindtag, vægtøgning og samlede økonomiske omkostninger. Der er arbejdet med tre koncentrationer: Kontrolforsøg uden tilsætning og forsøg med tilsætning af henholdsvis 0,25 % og 0,50 % Asparagopsis taxiformis af foderets masse.

4.  Analysér resultaterne vist på figur 2.3. 

 

Man har ikke haft held med at dyrke Asparagopsis taxiformis i tanke, og den kan ikke høstes i tilstrækkelige mængder, hvor den vokser naturligt. Man overvejer derfor at dyrke den i store net-beholdere i havet i Danmark. På figur 2.4 ser du en illustration af biodiversiteten blandt snegle i Middelhavet, hvortil Asparagopsis taxiformis er indvandret for nylig.

Figur 2.4 Biiodiversiteten blandt havsnegle i Middelhavet i et område med hjemmehørende arter og i en område med Asparagopsis taxiformis.

5. Giv forslag til hvilke undersøgelser, der bør udføres, inden man sætter produktion af Asparagopsis taxiformis i gang i danske havområder. Inddrag figur 2.4.

Opgave 1 Huntingtons sygdom 

Huntingtons sygdom er en sjælden arvelig sygdom, der først kommer til udtryk sent i livet. Sygdommen rammer nervesystemet, og til sidst i sygdomsforløbet bliver patienten invalid. Sygdommen nedarves autosomalt dominant. Figur 1.1 viser et stamtræ for en familie, hvor sygdommen forekommer.

Figur 1.1 Stamtræ for familie, hvor Huntingtons sygdom forekommer.

1. Argumentér med udgangspunkt i figur 1.1 for, at Huntingtons sygdom nedarves autosomalt dominant (H). Angiv genotyper for personerne I-1 og III-4.

Huntingtons sygdom skyldes, at et bestemt gen er muteret. Mutationen ændrer på antal gentagne CAG-tripletter. Når der er flere end 35 CAG-tripletter, kaldes allellen H, hvilket fører til sygdommen. Omvendt har den normale allel, h, færre end 35 CAG-tripletter.

2. Forklar, hvilken betydning mutationen har for primærstrukturen af proteinet. 

Sygdommen kan diagnosticeres ved en DNA-test ud fra en blodprøve. Figur 1.2A viser et udsnit af sekvensen for allellerne h og H. Figur 1.2B viser DNA-elektroforese på DNA-prøver fra personer, som tilhører forskellige familier, hvor sygdommen forekommer.

Figur 1.2 A) Sekvensen for allellerne h og H. Prøverne er opformeret med PCR ved hjælp af de viste primere. B) DNA-elektroforese for ni ubeslægtede personer. Til venstre ses en DNA-størrelsesmarkør.

3. Angiv hvilke personer, der har Huntingtons sygdom. Begrund dit svar ved at inddrage figur 1.2.

Huntingtons sygdom rammer blandt andet en receptor i en postsynaptisk membran, hvortil et nyt lægemiddel, Dalzanemdor, binder sig. Lægemidlet indtages gennem munden. Figur 1.3A viser strukturen af Dalzanemdor og figur 1.3B viser logD for Dalzanemdor ved forskellig pH.

A.

B.

Figur 1.3 A) Strukturfomel for Dalzanemdor. B) LogD for Dalzanemdor bestemt ved forskellig pH.

LogD for Dalzanemdor defineres som vist her:

4. Forklar, hvorfor Dalzanemdor let passerer cellemembranen. Inddrag figur 1.3.

 

Proteinet dannet af allellen H påvirker funktionen af neuronerne. Figur 1.4 viser 3 steder i et neuron, hvor funktionen er ændret.

Figur 1.4 Påvirkning af et neuron i patient med Huntingtons sygdom. Fx ophobes proteinudfældninger i cellekroppen (1), mitokondriernes funktion hæmmes (2) og vesikeltransport fra cellekroppen til endeknopperne hæmmes (3).

5. Giv forslag til, hvilken effekt de ændringer, der er markeret 1, 2 og 3 på figur 1.4, har for neuronets funktion hos en patient med Huntingtons sygdom.

Vejledning

Prøven
Opgavesættet består af 4 opgaver. Opgaverne 1 og 2 skal begge besvares. Kun en af opgaverne 3 og 4 skal besvares.

Opgavebesvarelsen
Din opgavebesvarelse skal afleveres i et samlet dokument, gemt i pdf-format.

Bedømmelse
Ved bedømmelsen af din besvarelse lægges vægt på din evne til, at:

	•	anvendelse af fagbegreber og fagsprog og relevante repræsentationer og modeller til beskrivelse, forklaring og analyse
	•	formulere sig struktureret om bioteknologiske emner, inddrage relevant viden og give sammenhængende faglige forklaringer
	•	vurdere eksperimentelt arbejde og dets tilrettelæggelse
	•	bearbejde data fra kvalitative og kvantitative eksperimenter og undersøgelser og vurdere resultaterne herfra
	•	analysere og diskutere data og eksperimentelle resultater under inddragelse af relevant faglig viden
	•	gennemføre og præsentere relevante beregninger ved korrekt brug af fagsprog, herunder anvende relevante matematiske modeller og metoder
	•	benytte relevante fagspecifikke digitale værktøjer hensigtsmæssigt
Der gives én karakter på baggrund af en helhedsbedømmelse.