EKSAMENSOPPGAVE. Kalkulator med tomt minne Nødvendige formler og tabeller er inkludert i oppgavesettet. Linje

Transkript

1 Fakultet for naturvitenskap og teknologi EKSAMENSOPPGAVE Eksamen i: MNF-6001 Dato: Fredag 9. desember 2016 Klokkeslett: Sted: Åsgårdvegen 9 Tillatte hjelpemidler: Type innføringsark (rute/linje): Antall sider inkl. forside: Kontaktperson under eksamen: Kalkulator med tomt minne Nødvendige formler og tabeller er inkludert i oppgavesettet. Linje 11 Telefon/mobil: Se over Del I bioteknologi: Hilde Hansen, tlf Del II kjemi: Kathrin Hopmann, tlf Del III fysikk: Kine Solbakken, tlf NB! Det er ikke tillatt å levere inn kladdepapir som del av eksamensbesvarelsen. Hvis det likevel leveres inn, vil kladdepapiret bli holdt tilbake og ikke bli sendt til sensur. Postboks 6050 Langnes, N-9037 Tromsø / / postmottak@uit.no / uit.no

2 Del I: Bioteknologi Oppgave 1 (Totalt: 40 poeng). 1 a) (12 poeng) Hva er DNA? Beskriv og tegn oppbyggingen av DNA. 1 b) (6 poeng) Det finnes tre hovedtyper av RNA. Nevn disse og forklar kort deres funksjon. 1 c) (10 poeng) Forklar med 1-2 setninger følgende begreper: 1) RNA-spleising 2) Mitose 3) Meiose 4) Monohybrid arv 5) Heterozygot 1 d) (12 poeng) Beskriv kloning av et gen fra en menneske celle for uttrykk i en bakterie. Her forventes det at du nevner relevante DNA teknikker som benyttes i prosessen. Bruk gjerne en skisse til forklaringen.

3 Del II: Kjemi Oppgave 2 (Totalt: 40 poeng) OBS: Det periodiske systemet og kjemiske formler er vedlagt som hjelpemidler. Tabell A Smørloff Ingredienser: Hvetemel, vann, smør (syrnet fløte, salt, surhetsregulerende middel (E339b)), gjær, salt, tørket surdeig av hvete, emulgator (E471, E472e), melbehandlingsmiddel (E300, E920), rapsolje og enzymer. Næringsinnhold per 100 gram Smørloff: Energi 262 kcal Protein 8,2 gram Karbohydrater 46,8 gram hvorav sukkerarter 1,0 gram Fett 4,7 gram hvorav mettede fettsyrer 2,2 gram Kostfiber 2,1 gram 2 a) (5 poeng) Smørloff har et energiinnhold på 262 kcal per 100 gram. Basert på opplysningene i Tabell A, hvor stor prosentandel av energien kommer fra fett og hvor mye fra protein? Anta at fett har 9 kcal per gram og protein har 4 kcal per gram. 2 b) (10 poeng) Listen over ingredienser viser at smørloff inneholder emulgatorer. Forklar hva en emulgator er, hvilke typiske kjemiske kjennetegn den har, og hvilken funksjon den har i et mat- eller kosmetikkprodukt. 2 c) (5 poeng) Når man baker brød tilsetter man gjær for å heve brødet. Gjær kan omdanne glukose til etanol og karbondioksid: X er antall CO2 molekyler som kan dannes. Balanser reaksjonsligningen og bestem X.

4 2 d) (10 poeng) Anta at gjæren i brødet omdanner 1 gram glukose til etanol og karbondioksid. Bruk reaksjonsligningen (1) og vurder hvor mange molekyler etanol det kan dannes av 1 gram glukose. Det periodiske systemet og kjemiske formler er vedlagt som hjelpemidler. 2 e) (5 poeng) Smørloff inneholder tilsetningsstoffet E920, som har følgende struktur: Basert på strukturen av E920, ville du klassifisere E920 som: a) Et monosakkarid b) En fettsyre c) En aminosyre d) Et protein Begrunn svaret. 2f) (5 poeng) Smørloff inneholder tilsetningsstoffet E300, som er det samme som vitamin C. Vitamin C kan fungere som en antioksidant. Forklar hva disse begreper betyr: a) oksidasjon b) reduksjon c) antioksidant

5 Oppgave 3 Fysikk (Totalt: 40 poeng) 3a) (10 poeng) Forklar ut i fra Bohrs atommodell og postulater hva som skjer når et atom emiterer et foton. 3b) (10 poeng) Radium Ra er et radioaktivt stoff med halveringstid på 1600 år. Vi har 100 g av dette stoffet. i) Hvor mye radium er det igjen etter 1000 år? ii) Hvor lang tid tar det før radiummengden har avtatt med 5%? 3c) (10 poeng) Fullfør reaksjonsuttrykket nedenfor, finn reaksjonsenergien og bestem om denne reaksjonen kan skje spontant eller ikke. 3d) (10 poeng) Ra > Rn + X Vis hvordan en negativt ladd partikkel vil bevege seg i et uniformt magnetfelt som går inn i papirplanet slik som i figur (1). Figure 1

6 Vedlegg1 kjemi: Det periodiske system

7 Vedlegg2 kjemi: Forskjellige kjemiske formler som kan være relevante: n = m / Mm (hvor n er stoffmengde i mol, m er masse i gram og Mm er molmasse i g/mol). c = n / V (hvor c er molaritet i mol/l, n er stoffmengde i mol og V er volumet i L). c1 * V1 = c2 * V2 (hvor c er molaritet i mol/l og V er volumet i L). d = m / V (hvor d er massetetthet i g/ml, m er masse i gram og V er volumet i ml). Avogadros tall: NA = 6,022 * 10 23

8 Relevante formler for fysikk E = hf (1) hvor h = Js er Plancks konstant og f er frekvens. f = c λ (2) hvor c = m/s og λ er bolgelengde. E n = B n 2 (3) hvor n er energitilstanden et hydrogenatom befinner seg i og B = J = 2.18aJ E f = E m E n (4) hvor n og m er to forkjellige energitilstander et atom kan være i. E = mc 2 (5) hvor E betyr endring i energi, m endring i masse og c = m/s F = q v B (6) hvor q = 1, C er ladning p en partikkel, v er fart og B er styrken p et magnetfelt. hvor m er masse og t er tid. (1) m(t) = m t t 1/2 0 (7) 2

9 Tabell I Fysikkonstanter Atommasseenheten u = 1, kg Avogadrokonstanten N A = 6, mol 1 Biot Savart-konstanten k m = N/A 2 (eksakt) Bohrkonstanten B = 2, J = 13,61 ev Boltzmannkonstanten k = 1, J/K Coulombkonstanten k e = 8, Nm 2 / C 2 Elementærladningen e = 1, C Gravitasjonskonstanten = 6, Nm 2 / kg 2 Hubbles parameter H = 23 (km/s)/(10 6 l.y.) Lysfarten i vakuum c = 3, m/s Molar gasskonstant R = 8,31 J/(Kmol) Normalt lufttrykk p 0 = 1, Pa Planckkonstanten h = 6, Js Permeabiliteten i vakuum μ 0 = 1, N/A 2 Permittiviteten i vakuum 0 = 8, F/m Solarkonstanten S = 1, W/m 2 Stefan Boltzmann-konstanten = 5, W/(m 2 K 4 ) Wiens forskyvningslov-konstanten a = 2, Km Elektronmassen m e = 9, kg Nøytronmassen m n = 1, kg Protonmassen m p = 1, kg Tabell II Periodesystemet Klikk på et element for å få flere data om grunnstoffet. Periodesystemer på nett: Rom Stoff Tid Fysikktabell. Cappelen Damm AS 2008

10 Tabell III Nuklidetabell Atomnummer Nuklide Nuklidemasse /u 1 e 5, Masse per nukleon /u Halveringstid 0 n 1, s Utsendt partikkel Fordeling av stabile isotoper i % 1 p 1, H 1, , , H 2, , , H 3, , ,33 y He 3, , , He 4, , , Li 6, , ,59 7 Li 7, , ,41 9 Be 9, , B 10, , ,9 11 B 11, , ,1 12 C 12, , ,93 13 C 13, , ,07 14 C 14, , , y 13 N 13, , ,97 min + 14 N 14, , , N 15, , , O 15, , ,2 s + 16 O 15, , , O 16, , , F 18, , ,829 h + 19 F 18, , Ne 19, , ,48 21 Ne 20, , ,27 22 Na 21, , ,602 y, + 23 Na 22, , Na 23, , , 26 Mg 25, , ,01 26 Al 25, , , y, + 27 Al 26, , Si 27, , , P 30, , P 31, , ,26 d 32 S 31, , ,99 35 S 34, , ,5 d 39 K 38, , , K 39, , , y +,, 0, Ca 39, , , Cr 54, , ,497 min, 55 Mn 54, , ,0 56 Fe 55, , , Co 59, , ,271 y, 63 Cu 62, , ,15 85 Br 84, , ,90 min, 85 Kr 84, , ,78 y, 94 Kr 93, , ,21 s 90 Sr 89, , ,8 y 99 Tc 98, , , y Rom Stoff Tid Fysikktabell. Cappelen Damm AS 2008

11 Atomnummer Nuklide Nuklidemasse /u Masse per nukleon /u Halveringstid Utsendt partikkel 127 I 126, , I 130, , ,021 d, 137 Cs 136, , ,2 y, Fordeling av stabile isotoper i % 138 Ba 137, , , Ba 143, , ,5 s, 148 La 147, , ,3 s, 192 Ir 191, , ,83 d, 206 Tl 205, , ,20 min 207 Tl 206, , ,77 min, 210 Tl 209, , ,30 min, 206 Pb 205, , ,1 207 Pb 206, , ,1 208 Pb 207, , ,4 210 Pb 209, , ,2 y, 211 Pb 210, , ,1 min, 214 Pb 213, , ,9 min, 210 Bi 209, , ,01 d 211 Bi 210, , ,14 min,, 214 Bi 213, , ,9 min, 210 Po 209, , ,4 d, 211 Po 210, , ,516 s, 214 Po 213, , , s 215 Po 214, , , s Po 218, , ,10 min 219 Rn 219, , ,96 s, 222 Rn 222, , ,823 d, 223 Ra 223, , ,43 d, 226 Ra 226, , y 228 Ra 228, , ,75 y 227 Ac 227, , ,77 y, 227 Th 227, , ,68 d, 228 Th 228, , ,912 y, 230 Th 230, , , y, 231 Th 231, , ,063 d, 234 Th 234, , ,10 d, 231 Pa 231, , , y, 234 Pa 234, , ,69 h 232 U 232, , ,9 y 234 U 234, , , y, 235 U 235, , , y, 0, U 236, , , y, 238 U 238, , , y, 99, Np 239, , ,356 d, 240 Pu 240, , , y 241 Am 241, , ,2 y, 247 Cf 247, , ,11 h 251 Fm 251, , ,3 h, Rom Stoff Tid Fysikktabell. Cappelen Damm AS 2008