Figurliste

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

Opgave 2
Figur 2.1 Joan Ilsø Sørensen
Figur 2.2 Joan Ilsø Sørensen
Figur 2.3 Joan Ilsø Sørensen
Film 2.1 Kim Bruun
Figur 2.4 Kim Bruun

Opgave 3
Figur 3.1 Peder Kjær Gasbjerg
Figur 3.2 Peder Kjær Gasbjerg
Figur 3.3 Peder Kjær Gasbjerg

Opgave 4
Figur 4.1 Kim Bruun
Figur 4.2 Kim Bruun
Figur 4.3 Kim Bruun

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

Opgave 4 Respiration

Carbohydrater og fedtstoffer som fx triglycerider er vigtige for celler.

Figur 4.1 Carbohydratet -D-glucose og fedtstoffet tristearin.

 

1. Angiv stofklassen på hver af de to funktionelle grupper i blå cirkler på figur 4.1.

Celler kan skaffe sig ATP ved at respirere fx carbohydrater og triglycerider, men effektiviteten er forskellig. Denne effektivitet kan beskrives på forskellig vis med de såkaldte R- og N-værdier. De defineres som beskrevet i tabellen.

Carbohydrat	C6H12O6(aq) + 6 O2(g)  6 H2O(l) + 6 CO2(g)	1,0	0,20
Triglycerid	2 C57H110O6(s) + 163 O2(g)  110 H2O(l) + 114 CO2(g)	0,70	0,22

Figur 4.2 Afstemte reaktionsskemaer for respiration af carbohydratet glucose og triglyceridet tristearin samt R- og N-værdier for disse respirationer.

2. Forklar, hvorfor en løber, der løber med samme hastighed, skal bruge mere dioxygen sidst i et maratonløb, når lagrene af carbohydrat begynder at slippe op. Inddrag figur 4.2.

Celler danner 96,5 ATP når de oxiderer triglyceridet tristearin til 28 acetylCoA. Senere skal acetylCoA oxideres til carbondioxid og vand, hvilket giver mere ATP. 

3. Vis ved beregning, at det samlede ATP-udbytte af respiration af tristearin er ca. 370 ATP.

 

En forsker har målt forbruget af dioxygen og produktionen af carbondioxid fra mus, der har spist et specialfoder. Data fremgår af figur 4.3.

Figur 4.3 Koncentrationen af dioxygen og carbondioxid i et kammer med mus, som har spist et specialfoder.

4. Stitsér et eksperiment, der konkret kan føre til data vist i figur 4.3.

5. Beregn R-værdien for eksperimentet med musene og angiv, om musene primært respirerer carbohydrat eller triglycerid. Inddrag figur 4.2 og 4.3.

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

Opgave 3 Spinal Muskelatrofi

Spinal Muskelatrofi er en sjælden arvelig sygdom. Sygdommen giver tiltagende muskelsvækkelse og muskelsvind. Der findes flere undertyper af sygdommen, hvoraf type 1 er den mest alvorlige, da den normalt er dødelig allerede i 2-3 års alderen. Spinal Muskelatrofi type 1 skyldes en deletion af to exons i et gen kaldet SMN1. SMN1 koder for et protein i nogle støtteceller i muskulaturen, hvis funktion er at opretteholde kontakt mellem nervesystemet og musklerne.

1. Giv forslag til, hvorfor en deletion af to exons i genet kan føre til tab af muskelfunktion.

Figur 3.1 viser et stamtræ over en familie, hvor Spinal Muskelatrofi type 1 optræder.

Figur 3.1 Stamtræ over en familie med Spinal Muskelatrofi type 1.

2. Analysér stamtræet i figur 3.1, og angiv mulige genotyper for II-2, V-2 og V-5.

IV-3 og IV-4 venter et sjette barn. En læge har udtaget celler, som stammer fra fosteret. 

3. Redegør for, hvordan man eksperimentelt kan undersøge cellerne for det muterede SMN1.

Figur 3.2 viser princippet i en ny type behandling af Spinal Muskelatrofi type 1, hvor man bruger en modificeret adenovirus som vektor til at overføre et normalt fungerende SMN1-gen til støttecellerne i muskulaturen. Behandlingen gives som en indsprøjtning i blodet.

Figur 3.2 Adenovirus, som indeholder fungerende SMN1-gen, indsprøjtes i blodåre hos patienten. 

Den naturlige adenovirus er en almindelig årsag til øjenbetændelse blandt mennesker. Derfor tester man patienter, om de tidligere har været smittet af adenovirus, inden de påbegynder behandlingen mod Spinal Muskelatrofi type 1.

4. Forklar, hvorfor man tester, om patienter tidligere har været smittet med adenovirus inden man påbegynder behandlingen mod Spinal Muskelatrofi type 1.

Mennesker har et andet gen kaldet SMN2. Der er kun fem forskelle i basesekvensen mellem et normalt SMN1 og SMN2. Én forskel findes i intron 6, én i starten af exon 7 og de sidste tre i intron 7, se figur 3.3. Forskellen mellem de to dannede proteiner er, at alle aminosyrerne, som exon 7 koder for, mangler i proteinet fra SMN2, og dermed er SMN2-proteinet ikke så virksomt som SMN1-proteinet.

Figur 3.3 Opbygning af SMN-generne. Røde lodrette streger angiver, hvor der er forskelle i basesekvensen mellem SMN1- og SMN2-genet. Over de røde streger er angivet hvilken substitution der er tale om. basen i SMN1 er angivet først.

5. Vurder, om forskellen i proteinerne fra SMN1 og SMN2 skyldes introduktion af start og stopkodons eller en fejl i splejsningen af exons.

Opgave 2 Benzoesyre som konserveringsmiddel

Atamon indeholder blandt andet benzoesyre, der fungerer som et effektivt konserveringsmiddel mod svampevækst i fødevarer.

Figur 2.1 A. Konserveringsmidlet atamon.  B. Strukturformlen for benzoesyre med den angivne pK_s-værdi for syregruppen.

Syntesen af benzoesyre kan fx ske efter nedenstående reaktionsskema. 

Figur 2.2 Syntese af benzoesyre.

1. Beregn det teoretiske udbytte af benzoesyre, når man anvender 3,0 g phenylmethanol. Der er overskud af de øvrige reaktanter. 

Konserveringsmidlet atamon er en opløsning af natriumbenzoat og mælkesyre. Reaktionen imellem benzoat og mælkesyre danner blandt andet benzoesyre. 

Figur 2.3 Ufærdigt reaktionsskema for reaktionen mellem benzoat og mælkesyre.

Marvinsketchfil af figur 2.3

Chemsketchfil af figur 2.3

2. Færdiggør reaktionsskemaet for reaktionen mellem benzoat og mælkesyre i figur 2.3.

For at undersøge, om det er benzoesyre eller benzoat, der har den konserverende effekt, udfører en biotekklasse et eksperiment som vist i film 2.1.

Film 2.1

3. Vurder kvaliteten af det laboratoriearbejdet vist i film 2.1 ud fra 3 selvvalgte detaljer.

Resultaterne fra eksperimentet i film 2.1 er vist i figur 2.4. 

Figur 2.4 Resultater fra gæringseksperiment vist i film 2.1.

Videnskabelige undersøgelser har vist, at benzoesyre hæmmer enzymet phosphofructokinase i svampe med op til 95 % og klassen har derfor en hypotese om at det er benzoesyre der har den konserverende effekt. 

4. Argumentér for, om resultaterne understøtter klassens hypotese. Inddrag figur 2.1 og 2.4.

5. Vurder, om det nuværende forsøgsdesign kan dokumentere, at gærcellerne er ansvarlige for massetabet. Begrund dit svar. 

Opgave 1 Warfarin 

Når sår dannes, aktiveres koagulationsprocessen. K-vitamin spiller en afgørende rolle i denne proces men for at virke, skal K-vitamin først aktiveres i cellerne. Figur 1.1 viser omdannelsen af K-vitamin til aktiveret K-vitamin. Omdannelsen katalyseres af enzymet K-vitamin epoxid reduktase (VKOR).

Figur 1.1 Ufuldstændigt reaktionsskema for enzymatisk omdannelse af K-vitamin til aktiveret K-vitamin. 

1.  Argumentér for, at aktiveringen af K-vitamin er en reduktion. Inddrag figur 1.1. 

Proteinet thrombin er nødvendigt i koagulationsprocessen. Aktiveret K-vitamin fungerer som coenzym for enzymet -glutamyl carboxylase. Figur 1.2 viser aktiveringen af K-vitamin og dannelsen af thrombin.

Hos nogle mennesker er koagulationsprocessen for aktiv. De har behov for et blodfortyndende lægemiddel, fx Warfarin, som binder til VKOR, hvorved enzymet hæmmes.

Figur 1.2 Aktivering af K-vitamin og dannelsen af thrombin. 

2. Forklar med udgangspunkt i figur 1.2, hvorfor koagulationen forhindres, når man indtager Warfarin.

 

Warfarin findes i to spejlbilledisomere former. S-formen er mere virksom end R-formen. Figur 1.3 viser strukturen af Warfarin.

Figur 1.3 Strukturen af Warfarin.

Marvinsketchfil af figur 1.3,

Chemsketchfil af_figur 1.3

3. Argumentér for, at Warfarin udviser stereoisomeri men ikke E/Z-isomeri. Inddrag figur 1.3.

Forskere har en hypotese om, at Warfarin bindes i det aktive center af VKOR. 

Datafil1.1 indeholder resultater for målinger af enzymaktiviteten for VKOR med og uden Warfarin. 

4. Vis ved relevant databehandling, at resultaterne i datafil 1.1 understøtter forskernes hypotese.

 

Figur 1.4.A og 1.4.B viser to mulige placeringer af Warfarin i det aktive center.

Figur 1.4 Warfarins mulige placeringer samt valins og tyrosins placering i det aktive center af VKOR. Her er oxygenatomer vist med røde kugler, hydrogenatomer med hvide kugler og carbonatomer med grå.

5. Vurder, om Warfarin binder sig i det aktive center af VKOR som vist på A eller B på figur 1.4.

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.