LGU53004-A NA emne 1

Transkript

1 Individuell skriftlig eksamen i LGU53004-A NA emne 1 ORDINÆR EKSAMEN: 16. desember 2013 BOKMÅL Sensur faller innen: Resultatet blir tilgjengelig på studentweb første virkedag etter sensurfrist, dvs (se Timer: 6 Hjelpemidler: Kunnskapsløftet (2006), LK06 i papirutgave, læreplanen i naturfag hentet fra nettsidene til Utdanningsdirektoratet eller fra emnets sider på It s learning Tabeller i kjemi Lommeregner med tomt minne 4 håndskrevne støtteark to i biologi og to i kjemi Informasjon: Oppgavesettet er på 9 sider, inkludert 2 vedlegg. Kandidaten må svare på alle oppgavene, og kandidaten må stå i både biologi og kjemi for at eksamen skal være bestått. Del besvarelsen i en biologi- og en kjemidel, og stift de to delene sammen hver for seg. Biologi 40 % Oppgave 1 Fotosyntese og respirasjon (15 %) Det er sen november og du skal ut i marka med en 10. klasse fra Festavollen skole. Du har tenkt at hovedtemaene dine denne dagen skal være fotosyntese og respirasjon. På veien ut til basen møter du en tidligere lærer på Høgskolen i Sør-Trøndelag. Han spør deg noen faglige spørsmål om de temaene du skal undervise i denne dagen for elevene. a) Kan du gi meg en oversikt over respirasjonen og hvor de ulike delene av respirasjonen foregår? Bruk gjerne tegninger.

2 b) Så kommer det springende en elev som spør deg om hvordan glukose blir nedbrutt? PS: Her skal du prøve å forklare det for en 10. klassing. c) Da du er ferdig med å svare både læreren og eleven kommer du på at du snart skal forklare prosessen som har summereaksjonslikningen for hele 10. klasse: 6 CO H 2O C 6H 12O O 2 Hva vil du si? PS: Her må du kunne si en god del ut over pensum til 10. klasse da disse elevene er gode i det temaet som spørres om her. d) Da du har forklart litt grundig om summereaksjonen i oppgave c ) har du bestemt deg for å snakke til elevene om hvorfor plantene ser grønne ut. PS: Her kan du gjerne vise alt hva du kan, da den tidligere læreren nå igjen har kommet for å høre på deg. Oppgave 2 Cellebiologi, inkludert didaktikk (15 %) a) Gjør rede for noen vanlige hverdagsforestillinger elever kan ha i forhold til mikroorganismer. b) Hva kan du som lærer gjøre for å motarbeide disse forestillingene? c) Figur 1 under viser en bestemt type celle, hva slags? Hvilken prosess viser pilen til? Hva er forskjellen(e) på denne prosessen hos eukaryote og prokaryote celler? d) Hvordan kan du sammen med dine elever dyrke bakterier i klasserommet? Gjør rede for hvordan du kan legge opp dette som et åpent og som et lukket eksperiment. Gi argumenter for og imot disse to tilnærmingene. e) Bakterier brukes hyppig innenfor genteknologi. Kan du gi noen eksempler på hvordan? Oppgave 3 Genetikk, inkludert didaktikk (10 %) a) Figur 2 viser noen av kroppens mange celletyper. Hva er det som gjør at cellene blir ulike? Hvilken prosess er spesielt viktig for oppbygningen av og funksjonen til de ulike cellene? Gi et kort sammendrag av denne prosessen.

3 b) Figur 3 viser bilder fra et moderne laboratorium, der det arbeides med en bestemt type molekyl. Gjør kort rede for historikken bak dagens kunnskap om dette molekylet. c) Figuren 4 (neste side) er hentet fra Forsøk og fakta 10, og viser en bestemt type nedarving av egenskaper. Hva kan du si om genene i dette tilfellet? Forklar figuren, sett på genotyper og fenotyper, og sett opp krysningen i et vanlig krysningsskjema. La oss si at figuren viser P og F1-generasjonen. Vis ved hjelp av krysningsskjema hvordan F2-generasjonen blir, både med tanke på genotyper og fenotyper. Angi også sannsynligheten (%) for de ulike fenotypene i F2- generasjonen. Diskuter og vis hvordan nedarvingen ville blitt hvis dette var en særbu plante (hunn- og hannblomster på forskjellige planter), og blomsterfargen var et resultat av kjønnsbundet arv. Bruk krysningsskjema(er).

4 d) Begrepslæring er en viktig del av genetikken. Bruk av ordslanger er en av mange metoder for å trene på begrepsforståelse. Fullfør ordslangen i Vedlegg 1. Husk å skrive kandidatnummer og hefte vedlegget til biologidelen av besvarelsen. Kjemi 60 % - start denne delen på et nytt ark Oppgave 4 Organisk kjemi (20 %) a) En student har fått som oppgave å undersøke om et alken, A, har dobbeltbinding mellom C atomene 1 og 2 eller om dobbeltbindingen sitter inne i molekylet. Hun starter undersøkelsen med å addere vann over dobbeltbindingen ved hjelp av en katalysator og får stoff B. Videre lar hun produktet B reagere med et oksidasjonsmiddel (K 2CrO 4 kaliumkromat). Det endelige produktet av denne reaksjonen kaller hun D og finner ut at det reagerer med natriumhydrogenkarbonat (NaHCO 3) og gir brusing av CO 2 gass. i) Hva slags stoffer er B og D, og hvorfor kaller hun det siste stoffet hun identifiserte stoff D, og ikke C? ii) Hvor sitter dobbeltbindingen i studentens alken, A? iii) Studenten fikk også vite at molar masse for alkenet var 70 g/mol. Identifiser og tegn strukturformel for stoffene A D. iv) Hvilke(t) alken(er) kunne studenten hatt om hun ikke hadde fått reaksjon med natriumhydrogenkarbonat, og hva ville da vært endeproduktet i reaksjonene hun utførte? b) Gjør rede for hvilken betydning bindinger har for proteiners struktur (og funksjon).

5 Oppgave 5 Redoksreaksjoner (25 %) a) Under er tegnet en generell figur for svovelets kretsløp. Identifiser steder der det foregår redoksreaksjoner i dette kretsløpet og lag et tilsvarende oppsett for svovelkretsløpet som vist for nitrogenkretsløpet i figuren til høyre. Prøv i tillegg å få med reaksjonen organisk-s-s-organisk H 2S + organisk forbindelse som skjer når proteiner brytes ned, regn for enkelthets skyld med at svovel ikke endrer oksidasjonstall her, og også reaksjonen som kan skje ved vulkanutbrudd der 2 H 2S (g) + SO 2 (g) 3S (s) + 2H 2O (g). Se også på om det er mulig å få plassert inn reaksjonen i B) under, dvs. bare de delene der svovel inngår som ion (SO 4 2- ) og molekyl (H 2S). b) Under er skrevet tre generelle reaksjoner for forbrenning av karbohydrater hos bakterier: Energiutbytte A) 2CH 2O - + NO 3 + 2H CO 2 + NH 4 + H 2O 329 kj/mol B) 2CH 2O 2- + SO 4 + 2H + 2 CO 2 + H 2S + H 2O 102 kj/mol C) CH 2O + CH 2O CO 2 + CH 4 94 kj/mol Vis hva som blir oksidert og redusert i de tre tilfellene, og prøv å gi en kort forklaring på hvorfor energiutbyttet blir stadig mindre i de tre tilfellene, og at alle utbyttene er mindre enn i celleåndingen, som er 502 kj/mol CH 2O. Under hvilke betingelser mener du reaksjonene A, B og C foregår i naturen, og hvilken «oppgave» oksygen i nitrat, sulfat og karbohydrat (C) i disse tilfellene?

6 Oppgave 6 Syrer, baser og støkiometri (15%) a) Løs minst tre av oppgavene i hver av de to kategoriene flervalgsoppgaver Støkiometri og Syrer og baser, og begrunn svarene. Periodesystemet ligger bak som vedlegg 2. Støkiometri: a) b) c) d) e) f) Utsagn Kun ett utsagn er rett for hvert delspørsmål I følge reaksjonen: 4 FeS 2 (s) + 11 O 2 (g) 2 Fe 2O 3 (s) + 8 SO 2 (g), hvor mange mol FeS 2 trengs for å produsere 64 gram SO 2? Etyn (g) reagerer med oksygengass og danner karbondioksid og vann (g) etter reaksjonslikningen; C 2H 2 + O 2 CO 2 + H 2O. Hva blir forholdet mellom O 2 og C 2H 2 når reaksjonen er balansert? 54 milligram av en prøve av forbindelsen SF x (svovelfluorid der antall fluoratomer per molekyl er x) inneholder 3, molekyler. I denne forbindelsen vil x være Ved elektrolyse av NaCl (aq) skjer denne reaksjonen: 2NaCl + 2 H 2O H 2(g) + Cl 2(g) + 2NaOH (aq) Hvor mange gram Cl 2 gir en elektrolyse av 1,0L av 0,30 mol/l NaCl? Et manganoksid inneholder 2,29 g mangan per gram oksygen. Hva blir den empiriske formelen for saltet? Hva blir konsentrasjonen av kloridioner i 250 ml av en løsning av 1,90 g MgCl 2? Svaralternativer A) 0,40 B) 0,50 C) 1,0 D) 2,0 A) 2:1 B) 3:1 C) 3:2 D) 5:2 A) 1 B) 6 C) 2 D) 4 A) 5,32 g B) 10,64 g C) 53,2 g D) 106,4 g A) MnO B) MnO 2 C) Mn 2O 3 D) MnO 4 A) 0,020 mol/l B) 0,040 mol/l C) 0,080 mol/l D) 0,16 mol/l

7 Syrer og baser: g) h) i) j) k) l) Utsagn Kun ett utsagn er rett for hvert delspørsmål 20,00 ml Ba(OH) 2 løsning titreres med 0,200 mol/l HCl. Gjennomsnittsforbruket av HCl for 3 paralleller var 33, 20 ml. Hva er konsentrasjonen til Ba(OH) 2 løsningen? Når 1,0 mol/l løsninger av NH 3, NaOH, HCl og CH 3COOH ordnes etter stigende ph blir rekkefølgen En svak syre løses i vann og reagerer i reaksjonen HA + H 2O H 3O + + A - Hvilke påstander er sanne: I. A - er en sterkere base enn vann II. HA protolyserer i liten grad i vann III. Konsentrasjonen av H 3O + er mye større enn konsentrasjonen av HA Ved 20 ⁰C er K w = 6, Hva er ph i rent vann ved denne temperaturen? Hva er ph i en løsning av 0,10 mol/l askorbinsyre (C 6H 8O 6), som har en K a = ? Hvor mange mol NaOH trengs for få en fullstendig reaksjon med 250 ml sitronsyre (CH 2COHCH 2(COOH) 3 = R (COOH) 3 med en konsentrasjon på 1,0 mol/l? Svaralternativer A) 0,166 mol/l B) 0,180 mol/l C) 0,333 mol/l D) 0,666 mol/l A) NaOH, NH 3, CH 3COOH, HCl B) HCl, CH 3COOH, NH 3, NaOH C) HCl, CH 3COOH, NaOH, NH 3 D) CH 3COOH, HCl, NaOH, NH 3 A) I, II og III B) II og III C) I og II D) I og III A) 6, 667 B) 6, 920 C) 7,000 D) 7,084 A) 5,10 B) 2,55 C) 2,34 D) 2,28 A) 0,25 mol B) 0,50 mol C) 0,75 mol D) 1,00 mol b) Lag et kort forslag til et forsøk som enten kan få elevene dine på ungdomstrinnet til å forstå forskjellen på en sterk og en svak syre eller base eller få elevene interessert i temaet syre og base.

8 Vedlegg 1 Kandidatnummer:. HUSK Å FESTE DENNE TIL BIOLOGIDELEN AV EKSAMENSBESVARELSEN! Ordslange. Hvert ord skal henge sammen med nabofeltet, med korrekt kobling. Fyll inn ordslangen (dvs. alle tomme ruter) med riktige begreper og /eller forklaringer. Fargene angir brikkene som henger sammen (alá dominobrikker). Cellens «dictionary» trna STOPP Transkripsjon Startkodon RNA aminosyrer PCR rrna Plasmid Reduksjonsdeling Budbringer av oppskriften i DNA XX, XY Polygen arv START Heterozygot

9 Vedlegg 2 Periodesystemet Hentet fra "Tabeller og formler i kjemi, 2KJ og 3 KJ", Gyldendal undervisning, 1998.