Urvalsprovet 19.5.2014
Helsingfors universitet utbildningsprogrammet Personbeteckning__________-_______
för molekylära biovetenskaper /
Efternamn________________________
Tammerfors universitet utbildningsprogrammet Förnamn_________________________
för bioteknologi
Uppgift 1 Poäng________/ 30
1.
Livet fungerar i en vattenomgivning och flytande vatten anses vara en förutsättning för
förekomsten av liv. Vattnets speciella fysikaliskt-kemiska egenskaper beror främst av
vätebindningar mellan vattenmolekyler
1.a) Markera med ett kryss ifall följande alternativ är rätt eller fel (6 p)
Vatten kan bilda vätebindningar därför att:
i. Det ena vattnets väteatomer har en liten negativ partiell laddning och den andra en
liten positiv partiell laddning
rätt [ ]
fel [ X ]
ii. mellan väteatomerna uppstår en svag elektrisk attraktion
rätt [ ]
fel [ X ]
iii. vattenmolekylen har formen av en tetraeder
rätt [ ]
fel [ X ]
iv. mellan syret och vätet finns en dubbelbindning
rätt [ ]
fel [ X ]
v. syreatomen attraherar bindningselektronerna mellan syret och vätet kraftigare
rätt [ X ]
fel [ ]
vi. vattnet dissocierar till hydronium- (H3O+) och hydroxid-(OH-) -joner
rätt [ ]
fel [ X ]
Namn ___________________________
1.b) Beräkna en vattenmolekyls volym vid rumstemperatur med användande av följande
information:
molmassan för syre är 16 g/mol, molmassan för väte är 1 g/mol. Vattens täthet i
rumstemperatur är 1 kg/dm3. Avogadros tal är 6.022 x 1023. (8 p)
Vattnets (H2O) molmassa (M) är 1 x 16 g/mol + 2 x 1 g/mol = 18 g/mol
Vattnets densitet är 1 kg/dm3.
Vi räknar ut hur många vattenmolekyler finns i en liter (= 1 dm3; 1 kg)
- vattnets ämnesmängd (n = m/M):
n = 1000 g / 18 gmol-1 = 55.56 mol
- Avogadros tal (6.022 x 1023) ger oss hur många vattenmolekyler det går på en mol
- antalet vattenmolekyler i en liter är alltså
55,56 mol x 6.022 x 1023 molekyyliä/mol = 3.35 x 1025 molekyler
Den genomsnittliga volymen för en vattenmolekyl fås genom att dela totalvolymen (1 liter
= 10-3 m3) med antalet vattenmolekyler:
V = 10-3 m3/ 3.35 x 1025 = 3 x 10-29 m3
(1 Å = 10-10 m => Vattenmolekylens volym, 30 x 10-30 m3 = 30 Å3 )
Namn ___________________________
1.c) Vatten tränger dåligt igenom rena lipidmembraner, men går effektivt igenom många
cellmembraner. Förklara båda observationerna. (8 p)
Vatten är en polär molekyl och löser sig därför dåligt i opolära lösningsämnen.
Vattenmolekylerna är bundna till varandra via ett nätverk av vätebindningar. Förflyttning till
en opolär omgivning är energetiskt ogynnsam därför att det förutsätter att vätebindningar
måste brytas utan att nya kan bildas. Därför sker det lite (långsam) förflyttning av vatten
genom opolära lager såsom lipidmembraner.
Cellmembranerna innehåller membranproteiner vilka bildar porer genom membranerna
(akvaporiner) genom vilka vattenmolekylerna kan fritt förflytta sig från den polära
omgivningen.
1d) Vatten är inte enbart ett effektivt biologiskt lösningsmedel, utan deltar även i många
biokemiska reaktioner i organismerna. Ge ett exempel på en reaktion eller process där vatten
åtgår, samt ett exempel på en reaktion eller process där vatten bildas. (8 p)
Vatten åtgår till exempel vid den enzymatiskt katalyserade hydrolysen (nedbrytningen) av
biologiska polymerer (polypeptider, nukleinsyror, polysackarider) samt t.ex. i fotosyntesen.
- t.ex protein + H2O ===> fria aminosyror (enzymkatalyserad nedbrytning av proteiner till
fria aminosyror vid matsmältningen eller inuti cellerna)
Vatten bildas vid ämnesomsättningens synteser såsom vid biosyntes av polypeptider,
nukleinsyror samt ATP och t.ex. vid förbränning (oxidering) av glukos:
- ex.
ADP + Pi ===> ATP + H2O (ATP biosyntes)
- ex. C6H12O6 + 6 O2 ===> 6 CO2 + 6H2O (nettoreaktionen för fullständig förbränning av
glukos)
