Prov 2019-12-04 i Biomolekyler + lite biokemi

Tid: 90 minuter

Tillåtna hjälpmedel: Periodiskt system, förteckning över aminosyror och nukleotider (med strukturformler).

• Alla reaktionsformler ska vara balanserade med minsta möjliga heltalskoefficienter.

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. Man kan testa om en sockerart är reducerande med hjälp av Trommers prov. Då reduceras blåa koppar(II)joner i basisk lösning till tegelröd koppar(I)oxid. I bil-den nedan visas strukturformeln för glukos.

   

   Skriv strukturformeln för den molekyl som bildas av glukos när den reducerat koppar(II)joner i Trommers prov.

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

Del II. Ringa in de rätta alternativen.

2. Vilket av nedanstående ämnen är inte en lipid?
   1. 
   2. Östradiol (östrogen)
   3. 
   4. 
   5. 
   6. Inget; alla alternativen ovan är exempel på lipider.
      

      Analysera och besvara frågor (1/–/–)

3. Vilket av nedanstående ämnen är inte en nukleotid?
   
   1. 
   2. 
   3. 
   4. ATP
   5. 
   6. Inget; alla ovanstående ämnen är nukleotider.
      

      Analysera och besvara frågor (1/–/–)

Del III. Frågor som kräver ett utredande svar

Besvara de här frågorna på ett separat papper.

4. Om man låter vanligt smör stå i kylskåpet blir det hårt och svårt att bre på mackan. I Bregott har man blandat ut smöret med rapsolja för att man ska kunna förvara det i kylen, men det ändå ska gå att bre på mackan direkt.

   Titta på innehållsförteckningarna (näringsvärde per 100 g) för Bregott och smör nedan.

   Innehåll	Smör	Bregott
   Energivärde	3038 kJ/739 kcal	2789 kJ/678 kcal
   Fett	82 g	75 g
   varav mättat fett	52 g	33 g
   varav enkelomättat fett	20 g	28 g
   varav fleromättat fett	1,9 g	8,7 g
   Kolhydrat	0,7 g	0,4 g
   varav sockerarter	0,7 g	0,4 g
   Protein	0,6 g	0,4 g
   Salt	1,2 g	1,2 g
   Vitamin A	723 μg	950 μg
   Vitamin D	–	20 μg

   Förklara med hjälp av innehållsförteckningarna och med hjälp av strukturformler varför Bregott är mer ”bredbart” än smör.

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

5. I ett försök analyserade man aminosyror med tunnskiktskromatografi. Den fasta fasen på provplattan bestod av cellulosa och elueringsvätskan av en blandning av 2-propanol och 2-butanol. Efter framkallning med ninhydrin fick man nedanstående resultat.
   

   

   I det inringade provet fanns aminosyrorna asparaginsyra, isoleucin och lysin. Vilken av de markerade fläckarna visar hur långt isoleucinet vandrat? Förklara så utförligt och nyanserat som möjligt hur man kan veta det.

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

6. Mjölksocker (laktos) är en disackarid, och kan spjälkas till monosackariderna galaktos och glukos.

   1. Vilken av bilderna α, β och γ nedan visar strukturformeln för laktos? (Endast svar krävs.)
      

      α

      β

      γ

      
      

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

   2. I ett försök ville man spjälka laktosen till galaktos och glukos genom att blanda det i en lösning med enzymet laktas. Hur skulle man sedan göra för att separera de bildade produkterna från laktaset (enzymet), så att man fick en lösning med bara galaktos och glukos i?

      Föreslå en metod. Förklara så utförligt och nyanserat som möjligt hur den fungerar, och varför den skulle klara av att ”göra jobbet”.

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

   3. Man kan beskriva spjälkningen av laktos med följande jämvikter.
      E + Lak ⇌ E:Lak ⇌ E:Gal:Glu ⇌ E + Gal + Glu
      • E är enzymet (laktas).
      • Lak är laktos (mjölksocker).
      • Gal är galaktos och Glu är glukos.
      • Kolontecknet (”:”) betyder att något bundit till enzymets aktiva yta.
      Spjälkningen inhiberas av att man tillsätter mer glukos till lösningen. Vad är detta för typ av inhibering? Förklara hur den fungerar både utifrån hur enzym fungerar och kemisk jämvikt.

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

Facit

Betygsgränser

Del I. Frågor som bara kräver ett kort svar

Del II. Ringa in de rätta svaren

2. f
3. c

Del III. Frågor som kräver ett utredande svar

4. Enligt innehållsförteckningarna innehåller Bregott 42 % omättade fetter medan smöret bara innehåller 30 % omättade fetter. Omättade fetter innehåller fettsyrarester med en eller fler dubbelbindningar. Dubbelbindningarna gör att de får en ”knyck” på sig (se bild).
   
   
   

   Det gör att de inte kan packas intill varandra lika lätt som fetter med mättade fettsyrarester. Detta gör i sin tur att det inte kan uppstå lika många van der Waals-bindningar mellan omättade fetter, vilket i sin tur leder till att smältpunkten sjunker, och Bregottet blir mindre visköst (mer bredbart) än smöret.

   
   Kommentar: Vattenhalten är också högre i Bregott än i smör, vilket också påverkar viskositeten. Eleven behöver dock inte diskutera detta.

   
   Bedömning

   E – Eleven konstaterar att omättade fetter ger lägre viskositet (det blir mera lättflytande), och därför blir det mer bredbart.

   C – Eleven förklarar utförligt varför Bregott blir mer bredbart utifrån strukturformler och en av punkterna nedan.

   • Dubbelbindningar i fettsyraresterna gör att strukturen får en ”knyck” på sig.
   • Det uppstår van der Waals-bindningar mellan fettmolekylerna
   • Bindningarna är starkare mellan mättade fetter än mellan omättade fetter.

   A – Eleven förklarar utförligt och nyanserat varför Bregott blir mer bredbart utifrån strukturformler och minst två av punkterna ovan.

   Elev som inte skrivit korrekta strukturformler för mättade och omättade fetter (eller fettsyror) kan maximalt uppnå bedömningen C.

5. Den fasta fasen (cellulosa) är polär, medan elueringsvätskan (2-propanol och 2-butanol) inte är lika polär. Isoleucin har en sidokedja som är fullständigt opolär, mindre polär än både lysin och asparaginsyra. Isoleucinet löser sig därför lättare i den mobila fasen än i den fasta. Det gör att isoleucinet kommer att tillbringa mer tid i den mobila fasen än de andra aminosyrorna, och fördelningsjämvikten Ile(stationär) ⇌ Ile(mobil) är förskjuten åt höger. Eftersom isoleucinet tillbringar mer tid i den mobila fasen än vad de andra aminosyrorna gör, kommer den att vandra längre i tunnskiktsplattan, och därför måste det vara fläcken vid a) som är från isoleucinet.

   
   Bedömning

   C – Eleven ger rätt svar (a) med motivering som utgår ifrån två av punkterna nedan.

   • Sidogruppen i isoleucin är mindre polär än sidogrupperna i de andra aminosyrorna.
   • Den mobila fasen är mindre polär än den fasta, och därför löser sig isoleucin bättre i den än de andra aminosyrorna.
   • Isoleucinet tillbringar mer tid i den mobila fasen än de andra aminosyrorna.
   • Fördelningsjämvikten Ile(stationär) ⇌ Ile(mobil) är förskjuten åt höger.

   A – Eleven ger rätt svar (a) med motivering som utgår ifrån minst tre av punkterna ovan.

6. 
   
   1. α
   2. Gelfiltrering är en bra metod. Gelkolonnen innehåller en gel som gör att stora partiklar passerar igenom fort medan små tar längre tid på sig. Eftersom enzymet är ett stort protein, och galaktos och glukos är mycket mindre, kommer enzymet att eluera ut före kolhydraterna.
      

      
      Bedömning

      E – Eleven föreslår gelfiltrering.

      C – Eleven förklarar utförligt varför gelfiltrering är lämpligt utifrån en av punkterna nedan.

      • Hur gelfiltrering fungerar
      • Storleksskillnaden på laktaset och på sockerarterna

      A – Eleven förklarar utförligt och nyanserat varför gelfiltrering är lämpligt utifrån båda punkterna ovan.

   3. Bedömning
      

      C – Eleven förklarar utförligt vad det är för inhibering utifrån en av nedanstående punkter.

      • Hur glukosmolekylen binder till enzymets aktiva yta och fysiskt hindrar laktos från att binda till den aktiva ytan.
      • Hur ett jämviktssystem svarar på en rubbning av jämvikten.

      A – Eleven förklarar utförligt och nyanserat vad det är för inhibering utifrån båda punkterna ovan.