Figurliste

Opgave 1
Figur 1.1	Joan Ilsø Sørensen
Figur 1.2	Joan Ilsø Sørensen
Figur 1.3	Peder Kjær Gasbjerg
Figur 1.4	Joan Ilsø Sørensen
Figur 1.5	Peder Kjær Gasbjerg

Opgave 2
Figur 2.1	Colourbox
Figur 2.2	Peder Kjær Gasbjerg
Figur 2.3	Tina Sølbek Schmidt
Figur 2.4	Peder Kjær Gasbjerg
Figur 2.5	Tina Sølbek Schmidt

Opgave 3
Figur 3.1	Kim Bruun
Film 3.1	Kim Bruun

Opgave 4
Figur 4.1	Peder Kjær Gasbjerg
Figur 4.2	Rune Harbo Lehmann
Figur 4.3A	Peder Kjær Gasbjerg
Figur 4.3B	Rune Harbo Lehmann

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

Opgave 4 Ølbrygning og carbohydrater

Bygkerner anvendes til ølbrygning og indeholder β-glucaner. Figur 4.1 viser et udsnit af den kemiske struktur af β-glucan.

1. Beskriv den kemiske opbygning af β-glucan.

For meget β-glucan i bygkerner kan skabe problemer i forbindelse med industriel ølbrygning ved at stoppe filtrerne i brygudstyret. Figur 4.2 beskriver en metode til at bestemme β-glucanindholdet i bygkerner ved at måle på to prøver.

Marvinsketchfil af reaktion 1

Chemsketchfil af reaktion 1

2. Vis, at reaktion 1 i figur 4.2 er en redoxreaktion.

3. Forklar, hvorfor det er nødvendigt at måle mængden af glucose i pulveriserede bygkerner, som ikke har været behandlet med β-glucanase.

Datafil4.1 viser resultater, hvor metoden i figur 4.2 er anvendt på standardopløsninger med forskellige kendte koncentrationer af β-glucan. Målingerne følger Lambert-Beers lov. Absorbansen af prøve 1 (se figur 4.2) er 0,12 og absorbansen af prøve 2 er 0,44.

4. Beregn koncentrationen af β-glucan i bygkernerne, som prøve 1 og 2 kommer fra. Anvend datafil4.1.

Under fermentering kan gærceller anvende forskellige carbohydrater. For at kunne anvende forskellige carbohydrater skal gærcellen danne forskellige enzymer som fx maltotriase, der nedbryder maltotriose til glucose. Figur 4.3 A og B viser hvorledes dannelsen af maltotriase, reguleres i cellen. Figur 4.3 C viser resultater fra et gæringseksperiment, hvor både glucose og maltotriose er til stede ved eksperimentets start.

5. Analysér grafen i figur 4.3C. Inddrag figur 4.3A og 4.3B.

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

Opgave 3 Biodiversitet 

Målet med naturpleje er bl.a. at øge biodiversiteten. Som naturpleje har man på en lokalitet afskrabet muldlaget på et mindre område ("område 1"). Et lignende område ("område 2") fungerer som kontrol og har ikke fået afskrabet muldlaget¹. 5 år efter har man undersøgt biodiversiteten i de to områder. Det har man gjort ved at måle biomassen og registrere alle plantearter i begge områder og målt dækningsgraden, der her angives som hvor stor en %-del af jorden, de dækker med deres blade. Data fremgår af figur 3.1.

Område 1
Område 2

Figur 3.1 Fotos af område 1 og område 2 samt tabel med biomasse og artsliste fra de to områder. 

 

1. Vurder, om biodiversiteten er størst i område 1 eller i område 2. Inddrag figur 3.1.

2. Giv forslag til hvilke abiotiske faktorer for planternes vækst, der påvirkes af afskrabning af muldlaget.

Jordrespiration er den samlede respiration fra alle organismer i jorden. Den kan måles ved at opsamle carbondioxid frigivet fra et afgrænset område i en opløsning af natriumhydroxid: 

 

                      CO₂(aq) + 2 OH^-(aq)  CO₃^2-(aq) + H₂O(l)

To ens jordrespirometre stod i henholdsvis område 1 og 2 med 10,0 mL 0,1 M NaOH. Efter 3,5 timers opsamling udtog en elev 3,0 mL og tilsatte mættet bariumchloridopløsning for at bundfælde carbonat. Herefter titrerede eleven overskud af hydroxid med 0,020 M saltsyre og phenolpthalein som indikator. Fremgangsmåden vises i Film3.1. 

3. Opskriv reaktionsskemaet for fældning af carbonat med bariumioner.

Eleven titrerede også den rene natriumhydroxidopløsning som kontrol. Voluminerne i ækvivalenspunkterne blev aflæst til:

Område 1	Område 2	Kontrol
10,0 mL	5,5 mL	14,5 mL

          

4. Argumentér for, at område 1 har den laveste jordrespiration ud fra resultaterne af titreringen.

Man benytter i dag flere forskellige metoder til at forbedre biodiversiteten, fx disse:

• Afskrabning af muldlaget på tidligere dyrket jord som omtalt i denne opgave
• Slåning af græsset i maj og september samt bortskaffelse af høet
• Udsætning af store græssere som fx heste, bison eller kvæg på store arealer

5. Vælg én af de tre metoder og giv forslag til, hvorfor den valgte metode øger biodiversiteten. 

---

Opgave 2 Succinylcholin

Succinylcholin er et muskelafslappende bedøvelsesmiddel. Det virker på acetylcholinreceptoren som vist på figur 2.2.

Figur 2.1 Bedøvelse.

Figur 2.2 Tre forskellige tilstande af acetylcholinreceptoren i en muskelcelles membran. 

1. Angiv, om succinylcholin er en agonist eller en antagonist. Begrund dit svar med inddragelse af figur 2.2. 

Acetylcholin nedbrydes hurtigt af acetylcholinesterase, mens enzymet nedbryder succinylcholin meget langsomt.

Figur 2.3 Strukturformler af acetylcholin og succinylcholin.  

2. Giv forslag til, hvorfor nedbrydningshastighederne af acetylcholin og succinylcholin er forskellige. Inddrag figur 2.3.

Malign hyperthermi (MH) er en arvelig tilstand, hvor symptomer som feber og muskelspasmer viser sig ved bedøvelse med bestemte lægemidler som fx succinylcholin. Figur 2.4 viser et stamtræ for en familie, hvor MH forekommer. 

 

Figur 2.4 Stamtræ for familien. 

 

3. Analysér stamtræet i figur 2.4 for MH, og angiv mulige genotyper for II-4, II-6, III-3 og III-4. 

MH skyldes en mutation i et gen, der koder for den såkaldte Ryanodin Receptor 1 (RYR1). Mutationen bevirker, at cystein udskiftes med tyrosin i receptoren.

 

4. Giv forslag til, hvilken betydning udskiftningen fra cystein til tyrosin har for receptoren RYR1´s funktion.

 

Det vides ikke altid, om en person har MH. Opstår der symptomer på MH i forbindelse med en bedøvelse, vil der blive behandlet med dantrolen for at modvirke reaktionerne fra patienten. Figur 2.5 viser strukturen for dantrolen. 

Figur 2.5 Strukturformel for dantrolen. 

Under et anfald af MH kan blodets pH falde fra 7,45 til 7,05. Derved stiger logD fra 1,20 til 1,24.

5. Vurder, hvordan et sådan fald i blodets pH vil påvirke dantrolens mulighed for at passere muskelcellens membran.

Opgave 1  Nedbrydning af PET

Produktionen af plast er mere end tyvedoblet de sidste 50 år. Plasttypen poly(ethylen-terephthalat) (PET) anvendes fx til tøj og flasker. PET er dog også en stor kilde til forurening, da nedbrydningen af PET foregår meget langsomt. Et af nedbrydningsprodukterne af PET er ethan-1,2-diol vist i figur 1.1.

1. Forklar det systematiske navn ethan-1,2-diol.

Forskere har fundet et enzym PETase, som har potentiale til at nedbryde PET. For at undersøge aktiviteten af PETasen har man målt omdannelsen af PET. Data fra eksperimentet er vist i datafil1.1.

2. Bestem K_m og v_max for PETasen. Inddrag datafil1.1.

PETaserne katalyserer to reaktioner i nedbrydningen af PET som angivet i figur 1.2.

En laborant undersøgte nedbrydningen af 1,0 g PET ved hjælp af PETase. Udbyttet af ethan-1,2-diol blev 0,042 g. Regn med, at monomerens molarmasse i PET er 192,18 g/mol. 

3. Beregn udbytteprocenten af ethan-1,2-diol.

 

Nedbrydningen er dog ikke så effektiv som ønsket så for at prøve at optimere PETasens evne til at nedbryde PET, ændrer forskere i PETase-genet, så der udskiftes aminosyrer i det aktive center. Fx ønsker forskerne at udskifte aminosyren i position 238 fra serin til phenylalanin. Princippet i at indføre denne mutation er vist i figur 1.3.

Når man på denne måde opformerer og muterer DNA'et ved hjælp af PCR, bliver man nødt til at sænke fasthæftningstemperaturen¹ for at få opformeret det ønskede DNA. 

4. Forklar, hvorfor man skal sænke fasthæftningstemperaturen, når man introducerer en mutation ved hjælp af primer 2 vist i figur 1.3.

 

Forskere ændrer PETasen ved at udskifte to aminosyrer i det aktive center: aminosyre 159 og 238. Ændringerne er vist i figur 1.4.

For at undersøge de to PETasers effekt har man observeret nedbrydningen af PET og undersøgt koncentrationen af nedbrydningsproduktet MHET.

5. Analysér resultaterne vist i figur 1.5.

---

¹ også kaldet annealingtemperaturen.

² en type mikroskopi, der forstørrer mere end almindelig lysmikroskopi.

Vejledning

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

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

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

-	anvende 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

Der gives én karakter på baggrund af en helhedsbedømmelse.