Mappnr: ___________________________
Karolinska Institutet
Biomedicinprogrammet
TENTAMEN I INTRODUKTION TILL BIOMEDICIN
ONSDAGEN DEN 5 OKTOBER 2011 kl. 8:30-12:00
Efternamn: ________________________________ Mappnr: _____________________
Förnamn: ________________________________ Personnr: ____________________
Du fyller endast i namn här. På alla andra papper är det viktigt att du skriver ditt
mappnummer. Rättande lärare ser därmed ej namnet på den som svarat.
Poäng del 1:_____________
Poäng del 2:_____________
Totalpoäng:_____________
Betyg:
F
Fx
E
D
C
B
A
Maxpoäng: 60
För godkänd (betyg E) krävs 30 p (varav minst 10 p på del 1)
Ungefärliga poänggränser för resp betygsnivå: D 36 p, C 42 p, B 48 p, A 54 p
Besvara frågorna direkt i det utdelade materialet.
Skriv ej i högermarginalen.
Använd ett nytt papper om utrymmet inte räcker.
Poängen står angiven vid varje fråga.
Skrivningar får ej tas med ut från skrivsalen!
LYCKA TILL!
1
Mappnr: ___________________________
TENTAMEN I INTRODUKTION TILL BIOMEDICIN
ONSDAGEN DEN 5 OKTOBER 2011 kl. 8:30-12:00
DEL 1 - SYSTEMATISK ANATOMI
Mappnr:______________________
Poäng del 1:_____________
Maxpoäng: 20
_____________________________________________________________________
1.
Vilket av följande alternativ beskriver artärer som leder syrerikt blod till huvudet
(0.5p)?
A a subclavia dx./sin.
B truncus brachiocephalicus och a carotis communis sin.
C a carotis communis dx. och a subclavia sin
D a coronaria dx och a subclavia sin
2.
RÄTT SVAR: B
Ange rätt ordning på följande strukturer för att beskriva blodets väg genom hjärtat
(0,5p):
(1) Atrium dexter, (2) Aorta, (3) Ventriculus sinister, (4) V cava superior &
inferior, (5) vv pulmonales, (6) pulmones, (7) Ventriculus dexter, (8) truncus
pulmonalis, (9) Atrium sinister
A 4,5,1,7,6,2,3,9,8
B 4,1,3,6,2,5,9,7,8
C 4,1,7,8,6,5,9,3,2
D 4,2,1,5,6,9,8,7,3
3.
RÄTT SVAR: C
Vilket eller vilka påståenden om levern stämmer inte (1p).
A levern producerar galla
B levern ligger i thorax, strax ovan diafragma
RÄTT SVAR: B och D
C levern försörjs med blod via truncus coelicus och vena porta hepatis
D levern producerar bl.a. amylas och pankreaslipas
2
Mappnr: ___________________________
4.
Vilket eller vilka av följande delar hör till respirationsorganens ledande delar (1p)
A Alveoli
B Pharynx
RÄTT SVAR: B och C
C Trachea
D Respiratoriska bronkioli
5.
Vad kallas tunntamens första avsnitt (latin eller svenska) (0.5p)
SVAR: Duodenum (tolvfingertarmen)
6.
Komplettera meningen nedan (0.5p)
Galla produceras i __ LEVERN __och lagras i _ GALLBLÅSAN __
7.
När man sväljer så skall maten föras ner i matstrupen. Hur säkerställs det att maten
kommer ner i matstrupen och inte någon annanstans där den inte hör hemma
(2p)?
SVAR: Vid sväljning höjs larynx och epiglottis (struplocket) fälls ner över trachea,
för att maten inte skall åka upp i näsan stängs nasopharynx genom att den mjuka
gommen (palatum molle) och uvulas (gomspenen) rörelser.
3
Mappnr: ___________________________
8.
Personer med nedsatt funktion av binjurebarken kan avlida om de inte ökar sitt
saltintag. Hur förklarar du detta? (2p)
SVAR: : Binjurebarken producerar aldosteron som ökar upptaget av natrium. Om
aldosteron saknas kan man alltså drabbas av natriumbrist vilket påverkar bl.a.
nervsystemet.
9.
I blodet finns glukos och vissa protein (t.ex. albumin). I sekundärurinen (den man
kissar ut!) finns normalt inte glukos eller protein. Hur förklarar du det? (2p).
SVAR: Protein passerar inte glomerulus-filtret och blir därför kvar i blodet. Glukos
passerar filtret, men tas tillbaka genom tubulär reabsorption
10. Förklara med en enkel skiss vad m. sternohyoideus är. (2p)
SVAR: En muskel som förbinder sternum (bröstbenet) med os hyoideum (tungbenet).
4
Mappnr: ___________________________
11. Förklara kort vad vit resp. grå substans är. (2p)
SVAR: Vit substans är rik på myeliniserade axon, i grå substans hittar vi ff.a.
neuronens cellkroppar, dendriter och astroglia.
12. På bilden syns en kropp avbildad i ett transversalplan genom thorax.
Markera dorsalt och ventralt på bilden (1p)
Markera: medulla spinalis, ventriculus sinister, pulmo dexter, aorta (2p)
5
Mappnr: ___________________________
13. Markera följande strukturer på bilden (3p)
1, Fjärde ventrikeln
2, Hypofysen
3, Pons
4, Cerebellum
5, Arachnoidea villi
6, Lobus frontalis
6
Mappnr: ___________________________
TENTAMEN I INTRODUKTION TILL BIOMEDICIN
ONSDAGEN DEN 5 OKTOBER 2011 kl. 8:30-12:00
DEL 2 - BASAL BIOKEMI OCH CELLBIOLOGI
Mappnr:______________________
Poäng del 2:_____________
Maxpoäng: 40
_____________________________________________________________________
1.
Rita en schematisk mammaliecell och sätt ut cellmembran, kärna, mitokondrie, slätt
endoplasmatiskt retikulum, kornigt endoplasmatiskt retikulum, golgi, cytoplasma,
och lysosom. Förklara även huvudfunktionen för dessa cellorganeller. (4 p)
SVAR:
a) Cellmembran: avskiljer cellen från omgivningen. Låter vissa ämnen passera
medan andra inte kan passera
b) Kärna: innehåller DNA. Replikation och transkription sker i kärnan
c) Kornigt ER: innehåller ribosomer där proteinsyntes sker
d) Slätt ER: syntes av lipider och fosfolipider
e) Mitokondrie: elektrontransportkedjan som producerar ATP (energi)
f) Golgi: modifierar vissa proteiner
g) Lysosom: proteiner bryts ned
h) Cytoplasma: en stor del av cellmetabolismen sker i cytoplasman
7
Mappnr: ___________________________
2.
I kroppens vattenlösningar hålls pH tämligen konstant med hjälp av buffertar. En
buffert är karbonatbuffert. Teckna jämvikten för karbonatbufferten och markera
korresponderande syra respektive bas. I en cell är pH endast 7,1 och vätekarbonatkoncentrationen 10 mM. Räkna ut koncentrationen buffrande syra. pKa för kolsyra
är 6,1. Även proteiner kan verka som buffertar, framförallt i blodet. Nämn ett
sådant protein och vilken aminosyra som mest bidrar till den buffrande effekten
(4 p)
SVAR:
CO2 + 2H2O H2CO3 + H2O HCO3- + H3O+
korr. syra (CO2 + H2CO3
korr. bas
Samma pH gäller, 7,1
pH = pKa + lg [korr bas] / [korr syra]
7,1 = 6,1 + lg 10 / [korr syra]
1 = lg 10 / [korr syra]
10 = 10 / [korr syra]
[korr syra] = 1 mM
Albumin som finns i blodet (plasma) fungerar som en bra buffert där histidin är den
aminosyra som har den största buffrande effekten vid fysiologiskt pH. Även
hemoglobin har viss buffrande effekt.
8
Mappnr: ___________________________
3.
För att ett protein ska kunna bildas i cellen krävs att informationen från generna
förs vidare. Beskriv hur transkriptionsprocessen fungerar fram till den funktionella
slutprodukten. Ange också vilka komponenter som behövs. (4p)
SVAR:
Transkription: översättning av genernas information till mRNA med hjälp av RNApolymeras, nukleotider samt mall (i form av antisenssträngen i DNA). Även
transkriptionsfaktorer behövs. RNA-polymerasets σ-subenhet binder till
transkriptionsstarten mha transkriptionsfaktorer. Övriga subenheter binder (σ
lämnar) . RNA-polymeraset läser av DNA mallen till stoppsekvenser passeras.
Ribonukleotider (AUGC) inkorporeras genom basparning och
difosfoesterbindningar bildas. PreRNA processas genom 5’capping av
7’metylguanosin, splicing (dvs bortklippning av introner) samt polyadenylering i
3’-ändan.
4.
Vid translationen måste varje kodon (kodord) matcha ett antikodon. Förklara hur
denna del fungerar (skiss krävs för full poäng) med glycin som exempel (glycin
kodas av GGU, GGC, GGA, GGG). Förklara vad som menas begreppen
degenererad och wobbla som man stöter på i dessa sammanhang. (3p)
SVAR:
Kodordet i mRNA:t basparar med antikodonet i tRNA:t där den tredje basen i
kodordet (mRNA) kan wobbla med den första basen i antikodonet (tRNA). Det
innebär att i glycinfallet kan vilken som helst av nukleotiderna A U G C (mRNA)
passa/baspara med tRNA. Oftast har tRNA:t i dessa fall en variant av nukleotid.
Eftersom den genetiska koden är degenererad måste detta fungera, dvs att flera
kodord kan koda för samma aminosyra.
Kom ihåg 5’ och 3’ ände både i
mRNA och tRNA. Aminosyran
binder till 3´änden i tRNA:t som alltid
är en adenin.
9
Mappnr: ___________________________
5.
Både protein och DNA kan denatureras. Förklara detta både för ett protein och
DNA (för DNA kallas det ibland smältning). Ange tre olika sätt som man kan
utföra detta på (både för protein och DNA). (3p)
SVAR:
I båda fallen bryts alla icke-kovalenta bindningar, dvs i proteiner bryts sekundär,
tertiär (dock ej disulfidbindningar) och ev kvartärstruktur och i DNA separeras
strängarna vilket innebär att helix strukturen förloras.
Kan åstadkommas med hög värme, extremt pH eller extrem salthalt.
6.
Aminosyrorna är protienernas byggstenar och de hålls ihop av peptidbindningar.
Rita tripeptiden Cys-Lys-Ala och ange nettoladdning vid fysiologiskt pH. Vidare
sätt ut C- och N-terminal samt markera peptidbindningen i figuren. (3p)
Nettoladdning: +1. N-terminal är den första aminosyran i kedjan med en fri
aminogrupp och C-terminal är den sista med en fri karboxylgrupp (i det generella
fallet).
10
Mappnr: ___________________________
7.
Enzymaktiviteter (enzymer) kan delas in i sex huvudklasser. Vilka är dessa och
förklara kort vilken typ av reaktioner de katalyserar. (3p)
Enzymklasserna betecknas 1 – 6 som är den första siffran i enzymets EC nummer.
1. Oxidoreduktaser. Katalyserar oxidationer och reduktioner
2. Transferaser. Överför grupper mellan olika ämnen
3. Hydrolaser. Bryter bindninagr mha vatten
4. Lyaser. Bryter bindningar som C-C, C-N och C-S
5. Isomeraser. Flyttar grupper inom en molekyl
6. Ligaser. Syntetiserar ämnen med krav på energi (ATP), dvs bildar bindningar
som C-C, C-N, C-O och C-S
8.
När det gäller enzymer anger vi att de följer Michaelis-Menten kinetik. Grafiskt är
det bättre att använda Lineweaver-Burk ekvationen. Hur lyder den och hur ser
grafen ut. Beskriv de ingående storheterna. Visa i graf hur det ser ut. Hur påverkas
de ingående storheterna om man fördubblar enzymmängden. Visa också i grafen
(förklara). (5 p)
SVAR: Lineweaver-Burk ekvation (som beskriver en rät linje)
De ingående storheterna står för
v – momentan hastighet
Vmax – den maximala hastighet som enzymet kan ha under rådande omständigheter
S – substratkoncentration
Km – Michaelis konstant som är ett mått på affiniteten för substratet till enzymet
(matematiskt något förenklat), dvs hur bra substratet binder.
Vid en fördubbling av enzymmängden,
med andra faktorer konstanta, fördubblas
Vmax. Km är konstant som inte är beroende
av mängd enzym utan är en
”affinitetsfaktor” för substrat och enzym.
Den nedre linjen i LB diagrammet är alltså
med fördubblad enzymmängd.
11
Mappnr: ___________________________
9.
Hemoglobin är allostert reglerat. Vad innebär det? Förklara och visa i graf. Ange
också minst tre effektorer som påverkar avgivandet av O2 i cellerna och hur
respektive effektor interagerar med Hb. Förklara varför Hb är allostert reglerat och
beroende av olika effektorer. (5 p)
SVAR:
Allosterreglering innebär att en effektor binder på en annan plats än det aktiva
centret. I Hb-fallet så fungerar O2 som en positiv effektor (kooperativitet) så att
nästkommande O2 kan binda lättare. Detta sker bl a genom att vissa jonbindningar
mellan subenheterna inom Hb-molekylen bryts.
I en O2 mättnadsgraf ger
detta en sigmoidal kurva
för Hb (flera subenheter
som påverkar varandra till
skillnad från myoglobin).
För att O2 ska kunna avges lättare ute i cellerna interagerar olika effektorer med Hb.
Hög halt H+ underlättar avgivandet där H+ binder till specifika histidinrester. CO2
underlättar avgivandet där CO2 binder till N-terminalerna i Hb samt slutligen 2,3bisfosfoglycerat som binder över β-subenheterna och alla dessa effektorer” låser”
deoxyformen av Hb. Det senare så att inte O2 transporteras tillbaka till lungan.
Hb behöver vara allostert reglerat för att kunna finjustera bindningsmängden av O2
i olika situationer.
12
Mappnr: ___________________________
10. Beskriv hur serinproteaset kymotrypsin aktiveras från sitt inaktiva zymogen. Det
aktiva enzymet är strikt beroende av rätt veckning. Beskriv de olika
proteinstrukturnivåerna med utgångspunkt från kymotrypsin med stabiliserande
krafter. (6 p)
Kymotrypsin bildas i pankreas som inaktivt zymogen. Efter utsöndring i duodenum
aktiveras kymotrypsinogen av trypsin i steg 1 och genom autokatalys i steg 2 enligt
nedan
Primärstruktur: aminosyrasekvensen, dvs beskriver ingående aminosyror, ordning
och antal. Peptidbidning (kovalent)
Sekundärstruktur: beskriver ryggradens veckning, vätebindningar inom ryggraden
(α-helix, β-flak och reverse turn är sekundärstrukturelement)
Tertiärstruktur: den tredimensionella veckningen av hela polypeptidkedjan där
sidokedjorna på aminosyrorna binder till varandra. Stabiliseras av: vätebindningar,
hydrofob interaktion, jonbindningar, van der Waals krafter samt disulfidbindningar.
De olika delarna av peptidkedjan i kymotrypsin hålls ihop kovalent av
disulfidbindningar.
Kvartärstruktur: interaktion mellan olika subenheter i ett protein. Samma krafter
som tertiärstruktur. Obs att kymotrypsin inte har någon kvartärstruktur.
13
