You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Sluttentamen med svarsmallar Bke2/KE0003, 31:e Oktober 2001, 09 00 - 16 00 .<br />
Max poäng = 123 p. Preliminär gräns för godkänd = 65 p (53 %).<br />
1. Tre viktiga grupper av biomolekyler är polymerer. Ange vilka (3p) Ange för var <strong>och</strong><br />
en av dessa vilken slags monomer de är uppbyggda av (3p), <strong>och</strong> deras huvudsakliga<br />
användning(ar) i cellen (1.5p). Ange också för varje polymer om den är en viktig<br />
energikälla i födan (1.5p).<br />
(9 p)<br />
Svarsmall:<br />
Polymer Monomer Användning<br />
0.5p om det understrukna nämns.<br />
Om det saknas men andra viktiga<br />
Energikälla Poäng<br />
Kolhydr<br />
at (1p)<br />
Protein<br />
(1p)<br />
Monosackarider<br />
(1p)<br />
Aminosyror<br />
(1p)<br />
Nukleinsyror<br />
(0.5p)<br />
Nukleotider<br />
(0.5p)<br />
funktioner nämns ges 0.25p<br />
Energilagring (0.5p) eller struktur,<br />
märkning etc (0.25p)<br />
Ja (0.5p) 3<br />
Enzym-katalys (0.5p) eller<br />
Struktur, reglering, signalering etc.<br />
(0.25p)<br />
Ja (0.5p) 3<br />
Information (0.5p) Nej (0.5p) 3<br />
2. Den hydrofoba effekten är av central betydelse för hur levande organismer ser ut <strong>och</strong><br />
fungerar. För framförallt två komponenter som celler har är den hydrofoba effekten<br />
drivande kraft för deras stabilisering <strong>och</strong> funktion. Vilka (2p) Beskriv <strong>och</strong> förklara<br />
kortfattat! (2p)<br />
(4 p)<br />
Svarsmall:<br />
1) Biologiska membran (1p) (t.ex. cellmembran) bildas genom att fosfolipider packas<br />
samman med de hydrofoba delarna mot varandra så att ett dubbelmembran bildas. De<br />
polära huvudgrupperna på lipiderna ligger ut mot omgivningen (i kontakt med vatten)<br />
(1p). (Svaret kan lämpligtvis ges i en figur).<br />
2) Proteiner (1p) antar en kompakt tredimensionell form därför att hydrofoba sidokedjor<br />
packas mot varandra i en hydrofob kärna där de undgår kontakt med vatten (1p).<br />
3. Vid en jämförelse av ett antal myoglobinsekvenser finner du ett antal konserverade<br />
aminosyror, bl.a. sekvensen X-P-G-Y, där X är aminosyra med polär sidokedja <strong>och</strong> Y är<br />
en aminosyra med sur sidokedja.<br />
a) Vad drar du för slutsats av detta (1p)<br />
b) Rita tetrapeptiden ovan med huvudkedja (1p) <strong>och</strong> sidokedjor (1p för varje) markera<br />
peptidplan (1p) samt fritt roterbara bindingar i huvudkedjan (phi & psi) (1p). Anta att<br />
pH = 7.0 <strong>och</strong> ange rätt laddningar (1p). (Totalt 8p)
c) En av aminosyrorna ovan återfinns endast sällan i alfa-helixstruktur. Vilken (1p)<br />
Beskriv med en skiss alfa-helixstrukturen (2p) <strong>och</strong> förklara varför denna sidokedja<br />
sällan åtefinns (1p). (Totalt 4p)<br />
(13 p)<br />
Svarsmall:<br />
a) Alla myoglobinmolekylerna har en böj på detta ställe (1p).<br />
b) 8p för korrekt figur (1p för varje korrekt sidokedja, 1p för korrekt huvudkedja, 1p för<br />
korrekta peptidplan, 1p för korrekta phi/psi-vinklar, 1p för korrekta laddningar hos<br />
sidokedjor <strong>och</strong> terminaler)<br />
c) Prolin (P) (1p). Alfahelix är en högervriden spiral med 3.6 aminosyror/varv (1p).<br />
Stabiliseras av vätebindingar mellan C=O på aminosyra n <strong>och</strong> NH på aminosyra n+4<br />
(1p). Prolin saknar väte på peptidkvävet som därför inte kan delta i vätebinding (1p).<br />
4. Hemoglobin (Hb) används för transport av syre från lungor till vävnad <strong>och</strong> av<br />
koldioxid från vävnad till lungor. Myoglobin (Mb) används för att lagra syre i<br />
vävnaderna.<br />
a) Beskriv kooperativ bindning av syre till hemoglobin. (5p)<br />
b) Binder myoglobin syre kooperativt (0.5p) Varför/varför inte (0.5p)<br />
c) Beskriv en heterotrop alloster effekt hos hemoglobin (2p). Ge ett exempel på en<br />
heterotrop alloster effekt inom metabolismen (1p).<br />
d) Cytokrom c innehåller samma prostetiska grupp som hemoglobin. Varför kan<br />
cytokrom c ändå inte binda syre (1p)<br />
(10 p)<br />
Svarsmall:<br />
a) Hemoglobin består av fyra (nästan likadana) subenheter. Varje subenhet kan ha en av<br />
två (huvud)konformationer, en som binder syre starkt <strong>och</strong> en som binder syre svagt<br />
(1p). De två konformationerna skiljer sig bl.a. genom att järnatomen ligger olika i<br />
förhållande till hemegruppen <strong>och</strong> i kontaktytan mellan subenheterna (1p). Endast<br />
subenheter med lika konformation passar ihop <strong>och</strong> kan bilda en stabil<br />
hemoglobintetramer (T R) (1p). När syre binder till en subenhet stabiliseras den<br />
starkt bindande konformationen (1p). Det gör att hela tetrameren tenderar att övergå<br />
till denna konformation <strong>och</strong> binding av ytterligare syremolekyler underlättas (1p).<br />
b) Myoglobin binder inte syre kooperativt (0.5p) eftersom molekylen består av en enda<br />
subenhet <strong>och</strong> det alltså bara finns ett syre-bindingsställe per Mb. (0.5p)<br />
c) 2p för endera av följande exempel:<br />
Bohreffekten = sur miljö. (1p) H + <strong>och</strong> CO 2 "sköljer ut" O 2 från Hb genom att binda<br />
till olika ställen runtom molekylen (i närheten av kontaktytorna mellan subenheter)<br />
<strong>och</strong> stabilisera deoxyHb (1p).<br />
eller:<br />
2,3-BPG (2,3-bisfosfoglycerat) (1p) binder i hålrummet i mitten av deoxyHbtetrameren<br />
<strong>och</strong> stabiliserar den så att mer syre kan avges till musklerna. 2,3-BPG kan<br />
inte binda till oxyHb för där är hålrummet för litet. (I syrefattig miljö ökas<br />
produktionen av 2,3-BPG så att mer av det syre som tas upp kommer till användning).<br />
(1p).
Inom metabolismen förekommer heterotrop alloster effekt ofta vid reglering av<br />
nyckelenzymer, t.ex. regleras det glykolytiska enzymet fosfofruktokinas på detta vis<br />
av bl.a. AMP, ADP, citrat <strong>och</strong> fruktos-2,6-bisfosfat. (1p)<br />
d) I cytokrom c finns ingen plats ledig för syrebinding efter som heme-järnet har en<br />
extra ligand (metionin) (1p)<br />
5. Proteinrening <strong>och</strong> analys.<br />
a) Beskriv principen för jonbyteskromatografi. (1p)<br />
b) Ange två principiellt olika metoder för att uppskatta storleken på ett protein (metoder<br />
som inte kräver stora <strong>och</strong> dyra apparater)<strong>och</strong> hur de fungerar. (4p)<br />
(5 p)<br />
Svarsmall:<br />
a) Jonbyteskromatografi innebär att laddade molekyler (eller laddade grupper på en stor<br />
molekyl) binds till substituenter med motsatt laddning på en stationär fas (t.ex. porösa<br />
gelkulor) <strong>och</strong> följer då inte med flödet genom kolonnen. För att få dem att lossna ökar<br />
man jonstyrkan, t.ex. genom att tillsätta ökande mängd salt. Ett protein med hög<br />
nettoladdning binds starkare <strong>och</strong> kräver mera salt för att trängas ut (1p).<br />
b) Gelfiltrering (1p). Proteinlösningen får flöda genom en kolonn packad med ett poröst<br />
material (t.ex. porösa gelkulor). Proteiner utanför gelkulorna följer med vätskeflödet,<br />
men beroende på storlek kan de diffundera in i porerna <strong>och</strong> inne i porerna följer de<br />
inte med flödet. Små molekyler kan tränga längre in <strong>och</strong> ockupera större volym i<br />
gelkulorna. Därför stannar de längre tid i den sk. stationära fasen, dvs de följer inte<br />
med flödet lika stor del av tiden. Sålunda kommer små molekyler att färdas<br />
långsammare än stora. (1p)<br />
Gelelektrofores (1p). Proteiner appliceras i en gel med lösning av lämpligt pH <strong>och</strong><br />
när man applicerar ett elektriskt fält kommer laddade proteiner att röra sig mot<br />
elektroden med motsatt laddning. Proteinerna bromsas av gelpolymerens nätverk.<br />
Små proteiner tar sig lättare igenom maskorna i nätverket <strong>och</strong> vandrar sålunda fortare<br />
än stora proteiner. (1p)<br />
6. Kinetik. Tänk dig tre hypotetiska -galaktosidas-enzymer A, B, C, som förutom laktos<br />
(mjölksocker, Gal-1->4-Glu) också kan hydrolysera cellobios (Glu-1->4-Glu).<br />
Enzymerna följer Michaelis-Menten-ekvationen <strong>och</strong> har följande kinetiska parametrar för<br />
dessa substrat:<br />
Enzym<br />
K m , laktos<br />
(mM)<br />
k cat , laktos<br />
(s -1 )<br />
K m , cellobios<br />
(mM)<br />
k cat , cellobios<br />
(s -1 )<br />
A 100 100 500 10<br />
B 10 10 50 10<br />
C 0.1 1 1 2<br />
a) Vilket enzym skulle du välja för att få snabbast hydrolys av laktos i vassle (1p)<br />
Varför (1p) Anta att laktoskoncentrationen är minst 100 mM
) Om du istället vill ha enzymet i en tablett för att i tarmen effektivt eliminera även små<br />
mängder laktos, anta 0.1 mM, vilket väljer du då (dvs.vilket enzym ger högst initial<br />
reaktionshastighet vid 0.1 mM koncentration av laktos) (1p) Varför (1p)<br />
c) Det vore också önskvärt om enzymet kunde eliminera eventuell cellobios som kan<br />
finnas i maten (bildas när cellulaser hydrolyserar cellulosa). Vilket enzym ger<br />
snabbast initial hydrolys av cellobios om koncentrationen är densamma som för<br />
laktos dvs. 0.1 mM (1p) Hydrolyseras cellobios eller laktos snabbast av detta<br />
enzym (1p) Koncentrationen är 0.1 mM för båda.<br />
(6 p)<br />
Svarsmall:<br />
a) Enzym A (1p) är snabbast på vassle. När substratkoncentrationen är relativt hög i<br />
förhållande till Km så är det enzymet med högst kcat som vinner. (1p)<br />
b) Enzym C (1p) är snabbast vid 0.1 mM laktos. När substratkoncentrationen är låg i<br />
förhållande till Km så är det enzymet med högst kcat/Km som vinner. Lägre kcat hos<br />
enzym C kompenseras av lägre Km så att kcat/Km blir högre än för de andra<br />
enzymerna (10 4 M -1 *s -1 för C, 10 3 M -1 *s -1 för A <strong>och</strong> B). Det hjälper inte att A <strong>och</strong> B<br />
har högre kcat eftersom så få enzymmolekyler binder substrat vid 0.1 mM. kcat/Km<br />
används här för att avgöra enzymets effektivitet. (1p)<br />
c) Enzym C (1p) är snabbast av enzymerna på cellobios vid 0.1 mM koncentration.<br />
Laktos hydrolyseras snabbare än cellobios (1p), trots att enzymet har lägre kcat för<br />
laktos. Återigen är det kcat/Km som avgör. Kvoten är högre för laktos än cellobios<br />
(1 * 10 4 respektive 2 * 10 3 M -1 *s -1 ). kcat/Km används här för att avgöra enzymets<br />
specificitet.<br />
7. Enzymkatalys<br />
a) Att enzymer är så effektiva katalysatorer beror främst på att de är utformade för att<br />
binda reagerande ämnen på ett speciellt sätt. Aktiva ytan är formad för att<br />
åstadkomma två viktiga effekter som snabbar upp kemiska reaktioner. Vilka är dessa<br />
effekter (2p) Varför gör de att reaktionen går fortare (2p)<br />
b) Serinproteaser som trypsin, chymotrypsin, <strong>och</strong> elastas har likartade aktiva ytor <strong>och</strong><br />
använder samma mekanism för att klyva polypeptidkedjor. Vilka tre sidokedjor<br />
förekommer alltid hos serinproteaser (1p) Reaktiva grupper i aktiva ytan hos<br />
enzymer kan delta direkt i kemisk reaktion med substratet vilket kallas kemisk<br />
katalys. Nämn de två typer av kemisk katalys man brukar urskilja (2p), vad de innibär<br />
(2p) <strong>och</strong> ge för varje ett exempel från serinproteaser dvs. vilken grupp som är<br />
involverad <strong>och</strong> hur. (2p)<br />
(11 p)<br />
Svarsmall:<br />
a) Närhetseffekten (1p) gör att reaktiva grupper kommer nära varandra, <strong>och</strong> i rätt<br />
orientering, vilket ökar sannolikheten för reaktion (1p).<br />
Stabilisering av övergångstillståndet ("transition state") (1p) minskar<br />
aktiveringsenergin (1p).<br />
b) Alla serinproteaser har en s.k. katalytisk triad bestående av Asp - His - Ser (1p).<br />
Syra-bas-katalys (1p) innebär att protoner ges till eller tas från substratet (1p). Hos<br />
serinproteaser tar His upp en proton från serin så att den blir en negativt laddad
nukleofil (1p).<br />
Kovalent katalys (1p) innebär att en reaktiv grupp på enzymet reagerar direkt med<br />
substratet <strong>och</strong> bildar en kovalent binding till en del av eller hela substratet (1p), ett<br />
s.k. kovalent reaktionsintermediat där en del av eller hela substratet sedan överförs till<br />
ett annat substrat. Hos serinproteaser attackerar den aktiverade serinen karbonylkolet<br />
i peptidbindingen som skall klyvas <strong>och</strong> bildar ett tetraediskt intermediat (1p).<br />
8. Enzymatiska processer är reglerade för att de ska ske vid rätt tid <strong>och</strong> på rätt plats.<br />
Regleringen sker i allmänhet genom att på olika sätt påverka aktiviteten för enzym som<br />
katalyserar metaboliskt irreversibla steg. Ibland regleras ett enzym av en produkt längre<br />
fram i en metabolisk reaktionskedja (feedback); ibland kan produkten av ett tidigare steg<br />
fungera som regulator (feed forward). Förutom att det reglerande ämnet kan fungera som<br />
en kompetitiv inhibitor finns också andra sätt att påverka ett enzyms aktivitet. Namnge<br />
(3p) <strong>och</strong> beskriv kortfattat (3p) tre sådana mekanismer för att reglera ett enzym.<br />
(6 p)<br />
Svarsmall:<br />
Alloster reglering. (1p) Den reglerande molekylen binder på särskild regulatorisk plats i<br />
enzymet <strong>och</strong> påverkar aktiviteten genom konformationsförändringar i aktiva ytan. Oftast<br />
oligomera proteiner. (1p)<br />
Fosforylering. (1p) Genom att sätta på (kinaser) <strong>och</strong> plocka bort (fosfataser)<br />
fosfatgrupper kan enzymets aktivitet påverkas. (1p)<br />
Proteolytisk aktivering. (1p) En propeptid klyvs bort för aktivera enzymet. Irreversibel.<br />
(1p)<br />
9. Som idrottsman/kvinna har du fått rådet att öka din konsumtion av a) karnitin b)<br />
kreatinfosfat <strong>och</strong> c) coenzym Q10 (ubiquinone). Förklara vilken roll dessa substanser har<br />
i den intermediära metabolismen (3p) samt vilka fysiologiska effekter som du eventuellt<br />
kan förvänta dej efter konsumtion av dessa ämnen (3p).<br />
(6 p)<br />
Svarsmall:<br />
a) Karnitin är den substans som möjliggör transport av fettsyror från cytosolen till<br />
mitokondrierna (1p). En ökad transport skulle medföra en ökad fettförbränning (ökad<br />
muskeluthållighet) (1p).<br />
b) Kreatinfosfat: används av musklerna för att tillgodose energibehovet (behovet av<br />
ATP) vid kraftig ansträngning (exempelvis sprinterlopp) genom reaktionen: ADP +<br />
kreatinfosfat ATP + kreatin. (1p) Detta kan medföra att den lagrade energin i form<br />
av kreatinfosfat kan utnyttjas vid ex.vis sprinterlopp, snabbare (1p).<br />
c) Q10: Detta coenzym återfinns i cellernas membran speciellt mycket återfinns i<br />
mitokondriens innermembran. Där transporterar Q10 elektroner mellan<br />
enzymkomplex i andningskedjan (1p). Förutom att bidra till en högre utnyttjandegrad<br />
av näringssubstrat fungerar Q10 även som antioxidant (1p).
10. Du har fått arbete på ett <strong>biokemi</strong>skt utvecklingsföretag som arbetar med att ta fram<br />
sk. bioaktiva fodersubstanser. En av de ”hetaste” substanserna för tillfället utgörs av det<br />
anticarcinogena ämnet genistein (återfinns i bl.a. Soja) vilket inhiberar tyrosinkinas. Men<br />
misstanke finns att genistein även inhiberar andningskedjan. Din uppgift blir att ta reda<br />
på, om <strong>och</strong> var, denna substans inhiberar andningskedjan. Beskriv kortfattat hur du går<br />
tillväga. Till ditt förfogande har du den utrustning som ni använt under era laborationer i<br />
<strong>biokemi</strong>.<br />
(7 p)<br />
Svarsmall:<br />
Utrustning: syrgaselektrod med förstärkare <strong>och</strong> skrivare. (1p)<br />
Mitokondrier, tre olika substrat som lämnar sina elektroner vid de tre olika komplexen<br />
(Glutamat, succinat, ask/TMPD) samt ADP (eller ATP + glukos + hexokinas) <strong>och</strong><br />
syremättad buffert. (2p)<br />
Utförande: Till glaskärlet tillsätts buffert, mitokondrier, substrat (glutamat) ADP.<br />
Syreförbrukningen registreras. Tillsätt genistein, registrera syrgasförbrukningen. Om<br />
syreförbrukningen avtar inhiberar genistein andingskedjan. (2p)<br />
Men var Tillsätt ett substrat som lämnar sina elektroner vid complex 2 (succinat).<br />
Upprepa med askorbat/tmpd för även det sista komplexet. (2p)<br />
11. Aspartataminotransferase har den högsta enzymaktiviteten av alla transaminaser i<br />
levern hos människa <strong>och</strong> däggdjur. Förklara varför<br />
(2 p)<br />
Svarsmall:<br />
I ureacykeln överförs den andra aminogruppen från aspartat som genereras genom att<br />
glutamat transamineras till oxalacetat, en reaktion som katalyseras av aspartataminotransaminas.<br />
Detta medför att ca 50% av alla aminogrupper som utsöndras som<br />
urea måste passera igenom aspartataminotransferas-reaktionen. (2p)<br />
12. Vid ett sprinterlopp (100 m) åtgår ca 1 liter syre under loppet (ca 20 gånger mer än i<br />
vila). Efter loppet fortsätter löparen att ha en förhöjd andningsfrekvens <strong>och</strong> förbrukar<br />
ytterligare ca 4 liter syre.<br />
a) Varför ökar syrebehovet så drastiskt under loppet (1p)<br />
b) Varför kvarstår ett syrgasbehov efter att loppet har avslutats (3p)<br />
(4 p)<br />
Svarsmall:<br />
a) Ökad muskelaktivitet ökar ATP-andvändnigen vilket resulterar i en ökad<br />
syrekonsumtion. (1p)<br />
b) Vid ett sprinterlopp ökar mjölksyrakoncentrationen i musklerna. Mjölksyran<br />
transporteras till levern där den konverteras tillbaka till glukos ( via glukoneogenes) <strong>och</strong><br />
vidare transport tillbaka till muskeln(Cori cykeln). Denna process kräver ATP (6st per<br />
glukosmolekyl) vilket medför en förhöjd syrekonsumtion även efter loppet. (3p)
13. De flesta djur lägger upp ett reservföråd av energi i form av fett. Hur mycket mer<br />
energi i form av ATP-ekvivalenter erhålls då en mol steraninsyra (C18:0) oxideras<br />
jämfört med en mol glukos. OBS! Endast den energi som erhålls i citronsyracykeln <strong>och</strong><br />
via oxidativ fosforylering skall redovisas (inga tidigare steg). I citronsyracykeln<br />
genereras 3 NADH, 1 FADH2 <strong>och</strong> en GTP per varv.<br />
(4 p)<br />
Svarsmall:<br />
Vid förbränning av 1 mol glukos erhålls 2 mol acetyl CoA<br />
Vid förbränning av sterarinsyra erhålls 9 mol acetyl CoA<br />
3 NADH= 3x2.5= 7.5 ATP<br />
1 FADH2= 1x1.5 =1.5 ATP<br />
1 GTP =1x1= 1 ATP<br />
Summa :10 ATP per acetyl CoA<br />
1 mol Glukos = 20 ATP<br />
1 mol stearinsyra = 90 ATP Dvs.4.5 gånger mer energi erhålls<br />
(4 p)<br />
14. Merparten av allt lagrat glykogen återfinns i skelettmuskeln. Trots detta används inte<br />
muskelgykogen till att balansera blodglukosnivån. Vad används istället (1p)<strong>och</strong> varför<br />
utnyttjas inte muskelgykogen (2p)<br />
(3 p)<br />
Svarsmall:<br />
I muskeln saknas enzymet glukos6-fosfatas (1p) vilket medför att glukosgruppen inte<br />
kan spjälkas bort <strong>och</strong> därmed exportera ut glukos ut ur cellen (1p). I levern däremot<br />
finns ovanstående enzym <strong>och</strong> därmed regleras blodglukosnivån huvudsakligen genom<br />
att leverglykogen (1p) bryts ned till glukos som transporteras ut i blodet.<br />
15. Du har ombetts att inkomma med en ansökan till en tjänst som <strong>biokemi</strong>st till ett av<br />
EU:s kontor i Bryssel I ansökan ombeds Ni att kortfattat beskriva, i ord <strong>och</strong> bild de<br />
huvudsakliga metaboliska vägarna som är involverade när stora mängder av kolhydrater<br />
från födan omhändertas i levern. Endast de viktigaste stegen skall anges. OBS! Max. 1<br />
sida. (Om mer utrymme används läses ej ansökan, eventuellt bara första sidan som då ger<br />
en ofullständig beskrivning. Därför erhålls poäng endast på första sidan).<br />
(10 p)<br />
Svarsmall:<br />
Kolhydrater från födan bryts ned till enklare sockermolekyler i tarmen där de<br />
absorberas <strong>och</strong> transporteras via portalvenen till levern.<br />
Merparten av allt glukos transporteras vidare ut till de perifera organen.<br />
Överskott på glukos leder till glykogenupplagring
Levern utnyttjar glukos som energi där det oxideras i glykolysen,<br />
Citronsyracykel <strong>och</strong> ATP utvinns vid den Oxidativ fosforyleringen.<br />
Överskott av kolhydrater medför att fettsyror syntetiseras för dessa reduktiva<br />
processer behövs även NADPH som erhålls från pentosfosfat shunten <strong>och</strong> när citrat<br />
transporteras ut från mitokondrien <strong>och</strong> därefter bildar oxalacetat <strong>och</strong> acetyl-CoA<br />
.(malat enzymet, malat- pyruvat)<br />
Glukos<br />
Glykogen<br />
Glukos 6-p<br />
Ribos 5-p<br />
Fettsyror<br />
NADPH<br />
e - Pyruvat<br />
Acetyl-CoA<br />
e -<br />
e - e -<br />
Oxalacetat<br />
Citrat<br />
Acetyl-CoA<br />
Oxalacetat<br />
Citrat<br />
Ox. fosforylering<br />
ADP<br />
ATP
16. Fotosyntes. I varje delfråga nedan är endast ett svarsalternativ korrekt. Ange vilket. (Varje<br />
rätt svar ger 1p. Fler än ett alternativ ger 0p.)<br />
A. Ljusreaktionen förser Calvin-cykeln med: (1p)<br />
a. ljusenergi<br />
b. CO 2 <strong>och</strong> ATP<br />
c. H 2 O <strong>och</strong> NADPH<br />
d. ATP <strong>och</strong> NADPH<br />
e. socker <strong>och</strong> O 2<br />
B. Vilken av följande sekvenser visar det korrekta elektronflödet under fotosyntesen<br />
a. NADPH O 2 CO 2<br />
b. H 2 O NADPH Calvin-cykeln<br />
c. NADPH klorofyll Calvin-cykeln<br />
d. H 2 O fotosystem I fotosystem II<br />
e. NADPH eletrontransportkedjan O 2<br />
C. Samarbete mellan två fotosystem i kloroplasten är nödvändigt för:<br />
a. ATP syntes<br />
b. reduktion av NADP +<br />
c. cyklisk fotofosforylering<br />
d. oxidation av reaktionscentret i fotosystem I<br />
e. bildning av proton-gradient<br />
D. Mekanistiskt sett liknar fotofosforyleringen mest:<br />
a. fosforylering på substrat-nivå i glykolysen<br />
b. oxidativ fosforylering i cellandningen<br />
c. Calvin-cykeln<br />
d. kolfixering<br />
e. reduktion av NADP +<br />
E. På vilket sett liknar de anpassningar av fotosyntesen som sker i C4 växter <strong>och</strong> CAM växter<br />
varandra<br />
a. I båda fallen är klyvöppningarna öppna under dagen.<br />
b. Båda typer av växter syntetiserar socker utan Calvin-cykeln.<br />
c. I båda fallen används ett annat enzym än Rubisco för att katalysera första steget i kolfixeringen.<br />
d. Båda typer av växter syntetiserar huvuddelen av sitt socker i mörker.<br />
e. Varken C4 växter eller CAM växter har grana lameller (stackade membran) i kloroplasterna.
F. Vilken av följande processer drivs mest direkt av ljusenergi<br />
a. bildning av en pH-gradient genom att protoner pumpas över tylakoid-membranet<br />
b. kol-fixering i stroma<br />
c. reduktion av NADP +<br />
d. exitering av elektroner i membranbundna klorofyllmolekyler<br />
e. ATP-syntes<br />
G. Vilket av följande påståenden skiljer korrekt mellan cyklisk <strong>och</strong> icke cyklisk<br />
fotofosforylering<br />
a. Endast icke-cyklisk fotofosforylering producerar ATP.<br />
b. Förutom ATP, producerar icke-cyklisk fotofosforylering även O 2 <strong>och</strong> NADPH.<br />
c. Endast icke-cyklisk fotofosforylering använder ljus av våglängd 700 nm.<br />
d. Kemiosmos sker endast vid icke-cyklisk fotofosforylering.<br />
e. Endast icke-cyklisk fotofosforylering kan arbeta utan fotosystem II.<br />
H. Vilket av följande påståenden skiljer korrekt mellan autotrofer <strong>och</strong> heterotrofer<br />
a. Endast heterotrofer behöver kemiska föreningar från omgivningen.<br />
b. Cellandning sker endast i heterotrofer.<br />
c. Endast heterotrofer har mitokondrier.<br />
d. Endast autotrofer, men inte heterotrofer, kan livnära sej på oorganiska föreningar, som t.ex.<br />
CO 2 .<br />
e. Endast heterotrofer behöver syre för att leva.<br />
I. Vilken av följande processer kan fortfarande ske i kloroplasten i närvaro av en inhibitor som<br />
hindrar H + från att passera genom ATP syntaset<br />
a. socker-syntes<br />
b. bildning av proton-gradient<br />
c. fotofosforylering<br />
d. Calvin-cykeln<br />
e. oxidering av NADPH<br />
(9 p)<br />
Svarsmall:<br />
A. d<br />
B. b<br />
C. b<br />
D. b<br />
E. c<br />
F. d<br />
G. b - OBS! I tidigare svarsmall (som studenterna använde) var e) angivet som rätt alternativ<br />
H. d<br />
I. b
17. DNA<br />
a) Beskriv replikeringen av den ledande (leading strand) <strong>och</strong> eftersläpande (lagging<br />
strand) strängen av DNA i en bakterie som E. coli. Vilka enzym deltar (6p)<br />
b) Vad är ett operon (1p) <strong>och</strong> vilken fördel har arrangemanget (1p)<br />
c) I bakterier (E. coli) sker initieringen av proteinsyntesen (translationen) vid start<br />
kodonet (AUG). AUG kodonet förekommer även inuti den proteinkodande sekvensen<br />
i mRNAt. Hur ”vet” ribosomen vilket som är det rätta start kodonet dvs var<br />
translationen skall börja Begreppet Shine-Dalgarno sekvens skall ingå i svaret (2p).<br />
(10 p)<br />
Svarsmall:<br />
a) Den ledande strängen replikeras kontinuerligt (0.5p) <strong>och</strong> den eftersläpande strängen<br />
diskontinuerligt (0.5p) av DNA-polymeras III (1p). Primas (0.5p) tillverkar korta<br />
RNA-primers (0.5p). Luckorna i lagging strand fylls i (0.5p) av DNA-polymeras I<br />
(0.5p) <strong>och</strong> RNA-primer avlägsnas (0.5p). DNA-ligas sätter ihop bitarna (0.5p).<br />
Helikas (0.5p) behövs för att bryta vätebindingarna mellan DNA-strängarna (0.5p).<br />
(Dessutom behövs proteiner som binder till enkelsträngat DNA för att stabilisera<br />
detta, <strong>och</strong> topoisomeraser (t.ex. gyras) för att lösa upp spänningar i dubbelhelixen).<br />
b) I ett operon ligger generna för flera proteiner i en följd efter en promotor som<br />
kontrollerar dessa geners transkription (1p) oftast gener som behövs för en gememsan<br />
uppgift, t.ex. syntes eller nedbrytning av ett ämne. Genom att de kontrolleras av en<br />
<strong>och</strong> samma promotor räcker det med en signal för att slå av eller på hela operonet<br />
(1p).<br />
c) Ribosomen, den lilla subenheten, basparar med en sekvens i mRNAt (Shine-<br />
Dalgarno) strax uppströms om start kodonet (1p). Det är en komplemäntär sekvens i<br />
ett av ribosomens RNA som binder in till S.D (1p). Detta medför att ribosomen<br />
lokaliseras till det rätta start kodonet.<br />
18. DNA-lab<br />
a) Du har fått en transformationsfrekvens på 2*10 -6 . Om du har 12 miljoner bakterier, hur<br />
många har då tagit upp en plasmid (1p)<br />
b) Du är doktorand på SLU. Du är dessutom intresserad av ett protein som uttrycks av<br />
genen G. Det visar sig att en grupp i Finland jobbar med detta protein, <strong>och</strong> du bestämmer<br />
dig för att inleda ett samarbete. De skickar dig en plasmid som har genen insatt enligt<br />
skissen nedan. I skissen är EcoR1, BamIII, Sac1, HindIII, Asp718 <strong>och</strong> Xho1 namn på<br />
restriktionsenzym som klipper plasmiden specifikt på markerade ställen. Du känner dig<br />
dock lite osäker på om du kan lita på ett bastubadande folkslag...<br />
Genen som uttrycker ditt protein heter genen G. Genen G är 2000 baspar stor, <strong>och</strong><br />
plasmiden totalt 5000 baspar. Beskriv i stora drag hur du går tillväga för att kolla att det<br />
är rätt storlek på plasmid <strong>och</strong> gen du har fått. (De har skickat en för liten mängd plasmid<br />
för att du direkt ska se något på en agarosegel).(4 p)<br />
(5 p)
EcoR1<br />
BamIII<br />
Sac I<br />
Genen G<br />
HindIII<br />
Ampicillinresistens<br />
Xho 1<br />
Asp718<br />
Svarsmall:<br />
a) Om transformationsfrekvensen är 2*10 -6 betyder det att av 1 miljon bakterier har 2<br />
tagit upp en plasmid. Har du 12 miljoner bakterier kommer alltså 24 stycken att ha en<br />
plasmid i sig, rent statistiskt. (1p)<br />
b) Eftersom du inte har tillräckligt många plasmider måste du amplifiera antalet. Börja<br />
med att transformera in plasmiden i en bakterie (0.5 poäng). Sprid ut dem på plattor med<br />
ampicillin för att selektera fram bakterier med plasmid (0.5 poäng). För att få många<br />
kopior av bakterien med plasmid, sätt en övernattskultur (0.5 poäng).<br />
Rena fram plasmiden från övernattskulturen (0.5 poäng). Klipp plasmiden (0.5 poäng)<br />
med restriktionsenzymen Sac1 <strong>och</strong> HindIII (0.5 poäng) för att klippa ut genen G. Kör<br />
fragmenten på en agarosegel (0.5 poäng) <strong>och</strong> räkna ut storleken med hjälp av markör av<br />
känd storlek (0.5 poäng).