Høgskolen i Sør-Trøndelag Avdeling for lærer- og tolkeutdanning Individuell skriftlig eksamen i Naturfag 1, NA130 130-D 30 studiepoeng ORDINÆR EKSAMEN 12. desember 2008. Sensur faller innen 9. januar 2009. BOKMÅL Resultatet blir tilgjengelig på studentweb samtidig med registrering av sensur i studentdatabasen, senest første virkedag etter sensurfrist (se http://www.hist.no/content.ap?thisid=9427). Timer: 6 Hjelpemidler: Kunnskapsløftet (LK06), Tabeller og formler i kjemi, Ekstra tabeller i kjemi, lommeregner Informasjon: Vi ber om at dere starter oppgave 1 (økologi), 2 (cellebiologi og genetikk) og oppgave 4 (kjemi) på nye ark da de har forskjellige sensorer. Alle oppgaver skal besvares, og dere må ha minst en deloppgave bestått for hver oppgave for at eksamen skal være bestått. Oppgavesettet er på i alt 7 sider inklusive vedlegg. Oppgave 1 (Økologi 15 %) a) Forklar de økologiske begrepene: 1. samfunn 2. abiotiske faktorer 3. biotiske faktorer 4. næringsnett 5. populasjonssvingninger b) Ordet økosystem brukes mye i media. Forklar hva som ligger i begrepet økosystem. Velg ett økosystem og gi eksempler på viktige arter i dette økosystemet. c) Tre viktige jordtyper i Norge er podsol, brunjord og torv. Forklar hvordan podsol blir danna og hvordan en profil gjennom en slik jordtype ser ut. d) Hva menes med begrepet populasjon i økologien? Populasjoner vokser i utgangspunktet eksponentielt (se figuren under). Slik vekst kan ikke opprettholdes over tid i naturen. Forklar hvorfor. Populasjonsstørrelse Tid
Oppgave 2 (Cellebiologi 20 %) (fargebilde av siden deles ut separat) a) Alle celler som finnes på jorda kan deles inn i to hovedkategorier. Forklar hvilken hovedkategori cellene i figur 1 og 2 tilhører. Navngi også de ulike organellene (1-19). Figurene er hentet fra Campbell N A et al (2007): Essential biology with physiology. 2 3 4 5 6 19 1 12 7 15 14 13 16 17 18 11 10 9 8 Figur 1 Figur 2 b) Nevn to likheter i struktur eller funksjon mellom kloroplaster og mitokondrier. Nevn også to ulikheter. Bruk gjerne figurer. c) 3 røde blodceller plasseres henholdsvis i en 1) hyperton løsning, 2) isoton løsning og 3) hypoton løsning. Forklar hva som skjer med blodcellene i de ulike løsningene. Begrunn svarene. d) Du har laget et preparat av rotspissen hos løk og undersøkt det i et lysmikroskop. Dette er det du ser: 1) 2) 3) 4) 5) Sett navn på de ulike stadiene (1-5) og forklar hva du ser i hvert av stadiene. Figuren er hentet fra Campbell N A & Reece J B (2007): Biology. e) Nevn to hendelser i løpet av meiosen som bidrar til å øke den genetiske variasjonen mellom kjønnscellene. På hvilke stadier av meiosen finner hver av disse hendelsene sted?
Oppgave 3 (Genetikk 15 %) a) Lise og Joar har begge fregner (dominant trekk), men sønnen deres Kim har ikke det. Bruk et krysningsskjema for å vise hvordan dette er mulig. Hvis Lise og Joar får to nye barn, hva er sannsynligheten for at begge disse barna vil ha fregner? b) For en blomsterart er heterozygote individer rosa, mens de to homozygotene er enten røde eller hvite. Hva kalles dette fenomenet? Hvis røde blomster krysses med hvite blomster hvor stor andel av avkommet vil være rosa? Hvis du krysser to rosa blomster hva vil fordelingen av røde, rosa og hvite blomster forventes å være i avkommet? c) Fargeblindhet er en recessiv, kjønnsbundet egenskap. To personer med normalt syn har to sønner, en fargeblind og en med normalt syn. Hva er kjønnsbundet arv? Hvis paret ovenfor også har døtre, hvilken andel av dem vil ha normalt syn? Forklar ved hjelp av krysningsskjema. Hva er genotypene til foreldrene og avkommet? Oppgave 4 (Generell kjemi 25 %) Denne oppgaven handler om periodesystemet, bindinger, salter, rene grunnstoffer og molekylforbindelser og sammenhenger i kjemi, og litt om kjemi og samfunn. Bruk gjerne vedleggene bak som hjelpemidler. Periodesystemet under har diverse mer uvanlige opplysninger, og er hentet fra Ringnes V. og Hannisdal M (2006): Kjemi fagdidaktikk Kjemi i skolen. a) Hvor i periodesystemet finner vi generelt de grunnstoffene som er gasser? Hva karakteriserer atomene til disse grunnstoffene, og hvorfor er det så få gasser blant grunnstoffene nederst i gruppene? b) Hvor i periodesystemet står de grunnstoffene vi kan finne i havet, og hva er forklaringen på at de finnes der?
c) Karbon er eksempel på et stoff som går i kretsløp i naturen og finnes både i levende organismer, i atmosfæren, i havet og i jordskorpa. Hvor finner vi elementært karbon (rent grunnstoff)? Hvor finner vi det i kjemiske forbindelser? Gi minst tre eksempler (med formler) på slike forbindelser. d) En stor gruppe av grunnstoffene klassifiseres som sjeldne (< 10-4 %). Hvor i periodesystemet er disse stort sett samlet? e) Noen få metaller kan også finnes i fri tilstand i naturen og har gjennom tidene vært årsaker til både erobringer og kriger. Gi eksempler på slike metaller og forklar kort hvorfor de kan finnes som frie grunnstoffer (stikkord: spenningsrekka). Disse metallene betegnes ofte med et samlenavn, hvilket? f) Kopper, sølv, gull, karbon og svovel hører med til grunnstoffer som har vært kjent siden oldtiden. Hva kan forklaringen på det være? g) Aluminium ble renfremstilt først i 1854, og kunne da brukes til å lage bruksgjenstander. Disse var imidlertid svært dyre, dyrere enn gull. Hva kan grunnen være til at aluminium var så kostbart på den tiden, men er blant de rimeligste metallene i dag? h) Figuren under er hentet fra en lærebok for Naturfag 1 på videregående skole Jerstad P. et al. (1994): Naturfag grunnbok der det blant annet står: I N 2 molekylet bidrar hvert nitrogenatom med tre elektroner til en trippelbinding. En trippelbinding består av tre elektronpar. Hvordan synes dere den siste opplysningen stemmer overens med den tegnede elektronprikkmodellen som illustreres i figuren? Finnes det alternative måter å tegne en slik illustrasjon på? Gi kommentarer til figuren og begrunn en eventuell annen illustrasjon. Oppgave 5 (Uorganisk kjemi 15 %) a) Metaller finner vi til venstre og nederst i periodesystemet. De reagerer lett med andre stoffer og danner salter. Hva skyldes dette? b) De fleste metallene finnes i naturen som salter. Forklar hva et salt er, og sett navn på følgende salter: 1) NaCl 2) Fe 2 S 3 3) Mg(OH) 2 4) CaSO 4 c) Enkelte metaller reagerer med vann. Blant annet gjelder det alle metallene i gruppe 1 og 2. For disse to gruppene gjelder at kalium reagerer kraftigere enn natrium, og kalsium kraftigere enn magnesium. Gi en forklaring på dette.
d) Forklar hva som ligger i begrepet redoks, og hva som skjer i en redoksreaksjon. Undersøk ved hjelp av oksidasjonstall eller overføring av elektroner om denne reaksjonen er redoksbalansert og begrunn svaret: CH 2 O + SO 4 2- + 6H + CO 2 + H 2 S + 3H 2 O e) Når kalsium reagerer med vann skjer det som følger: Ca (s) + 2 H 2 O (l) Ca(OH) 2(s) + H 2(g) I denne reaksjonen inngår to reaksjonstyper. Hvilke, og hvordan kan du se det av reaksjonslikningen (med hjelpemiddel)? Flett inn begrepene makro- og mikronivå. Argumenter deretter for (forklar) hvorfor vi kan si at det er to reaksjonstyper i reaksjon, om nødvendig ved hjelp av delreaksjoner. Oppgave 6 (Organisk kjemi 10 %) a) Svovel, sammen med nitrogen, er viktige grunnstoffer i levende organismer. Derfor vil de også finnes som forurensninger når slike organismer brytes ufullstendig ned og danner olje og kull. Olje består for det meste av store hydrokarboner, spesielt alkaner. Forklar hva slags kjemiske forbindelser hydrokarboner og spesielt alkaner er. b) Alkener er også hydrokarboner. Hva skiller alkenene fra alkanene? Alkener danner ofte isomere forbindelser. Tegn strukturformel for to isomere utgaver av forbindelsen C 5 H 10 og sett navn på dem. c) Tabellen under er gjengitt fra J. Sire: Chemica. Tabellen viser at for rettkjedede alkaner øker smelte- og kokepunktet og antall isomere med antall C-atomer i kjeden og størrelsen på molekylet. Forklar dette kort. d) Forgrenede hydrokarboner har lavere kokepunkt enn de tilsvarende rettkjedede, mens tilsvarende sykloalkaner har høyere kokepunkt enn de tilsvarende rettkjedede. Gi en kort forklaring på dette fenomenet.
Vedlegg i kjemi Periodesystemet Hentet fra "Tabeller og formler i kjemi, 2KJ og 3 KJ", Gyldendal undervisning, 1998. Elektronegativitet Hentet fra: Jan Sire (1995): Chemica, Fagbokforlaget
Spenningsrekka Hentet fra "Tabeller og formler i kjemi, 2KJ og 3 KJ", Gyldendal undervisning, 1998.
Høgskulen i Sør-Trøndelag Avdeling for lærar- og tolkeutdanning Individuell skriftleg eksamen i Naturfag 1, NA130-D 30 studiepoeng ORDINÆR EKSAMEN 12. desember 2008. Sensur fell innan 9. januar 2009. NYNORSK Resultatet vert tilgjengeleg på studentweb samtidig med registrering av sensur i studentdatabasen, seinast første kvardag etter sensurfrist (sjå http://www.hist.no/content.ap?thisid=9427). Timar: 6 Hjelpemiddel: Kunnskapsløftet (LK06), Tabeller og formler i kjemi, Ekstra tabeller i kjemi, lommereknar Informasjon: Vi ber om at de startar oppgåve 1 (økologi), 2 (cellebiologi og genetikk) og oppgåve 4 (kjemi) på nye ark da dei har forskjellige sensorar. De skal svara på alle oppgåver, og må ha minst en deloppgåve bestått for kvar oppgåve for at eksamen skal være bestått. Oppgåvesettet er på i alt 7 sider inklusive vedlegg. Oppgåve 1 (Økologi 15%) a) Forklar de økologiske omgrepa: 1. samfunn 2. abiotiske faktorar 3. biotiske faktorar 4. næringsnett 5. populasjonssvingingar b) Ordet økosystem brukas ofte i media. Forklar kva som ligg i omgrepet økosystem. Vel eit økosystem og gje eksempel på viktige artar i dette økosystemet. c) Tre viktige jordtypar i Noreg er podsol, brunjord og torv. Forklar korleis podsol blir danna og korleis ein profil gjennom ein slik jordtype ser ut. d) Kva ligg i omgrepet populasjon i økologien? Populasjonar veks i utgangspunktet eksponentielt (sjå figuren under). Slik vekst kan ikkje oppretthaldes over tid i naturen. Forklar kvifor. Populasjonsstørrelse Tid
Oppgåve 2 (Cellebiologi 20 %) (fargebilde av sida deles ut separat) a) Alle celler som finst på jorda kan delast inn i to hovudkategoriar. Forklar kva for hovudkategori cellene i figur 1 og 2 høyrer til. Namngje også dei ulike organellane (1-19). Figurane er henta frå Campbell N A et al (2007): Essential biology with physiology. 2 3 4 5 6 19 1 12 7 15 14 13 16 17 18 11 10 9 8 Figur 1 Figur 2 b) Nemn to likskapar i struktur eller funksjon mellom kloroplastar og mitokondriar. Nemn også to ulikskapar. Bruk gjerne figurar. c) 3 raude blodceller plasserast høvesvis i ei 1)hyperton løysing, 2)isoton løysing og 3)hypoton løysing. Forklar kva som skjer med blodcellene i dei ulike løysingane. Grunngje svara. d) Du har laga eit preparat av rotspissen hos lauk og undersøkt det i eit lysmikroskop. Dette er det du ser: 1) 2) 3) 4) 5) Sett namn på de ulike stadia (1-5) og forklar kva du ser i kvart av stadia. Figuren er henta frå Campbell N A & Reece J B (2007): Biology. e) Nemn to hendingar i løpet av meiosen som bidrar til å auke den genetiske variasjonen mellom kjønnscellene. På kva for stadier av meiosen finn kvar av disse hendingane stad?
Oppgåve 3 (Genetikk 15 %) a) Både Lise og Joar har frekner (dominant trekk), men sonen deira Kim har ikkje det. Bruk eit kryssingsskjema for å vise korleis dette er mogleg. Om Lise og Joar får to nye barn, kva er sannsynlegheiten for at båe disse barna vil ha frekner? b) For ein blome er heterozygote individ rosa, medan dei to homozygotane anten er raude eller kvite. Kva kallast dette fenomenet? Om raude blomar krysses med kvite blomar kor stor del av avkommet vil være rosa? Om du kryssar to rosa blomar, kor stor del av avkommet vil være raude, rosa og kvite? c) Fargeblindheit er ein recessiv, kjønnsbunden eigenskap. To personar med normalt syn har to søner, ein fargeblind og ein med normalt syn. Kva er kjønnsbunden arv? Om paret ovanfor også har døtre, kor stor del av dei vil ha normalt syn? Forklar ved hjelp av kryssingsskjema. Kva er genotypane til foreldra og avkommet? Oppgåve 4 (Generell kjemi 25 %) Denne oppgåva handlar om periodesystemet, bindingar, saltar, reine grunnstoff og molekylsambindingar og samanhengar i kjemi, og litt om kjemi og samfunn. Bruk gjerne vedleggene bak som hjelpemiddel. Periodesystemet under har diverse meir uvanlege opplysningar, og er henta frå Ringnes V. og Hannisdal M (2006): Kjemi fagdidaktikk Kjemi i skolen. a) Kor i periodesystemet finn vi dei grunnstoffa som er gassar? Kva karakteriserer atoma til desse grunnstoffa, og kvifor er det så få gassar blant grunnstoffa nedst i gruppene? b) Kor i periodesystemet står de grunnstoffa vi kan finne i havet, og kva er forklaringa på at de finnes der?
c) Karbon er eksempel på et stoff som går i krinsløp i naturen og finnes både i levende organismar, i atmosfæren, i havet og i jordskorpa. Kor finner vi elementært karbon (reint grunnstoff)? Kor finn vi karbon i kjemiske sambindingar? Gje minst tre eksempel (med formlar) på slike sambindingar. d) Ein stor gruppe av grunnstoffa klassifiseras som sjeldne (< 10-4 %). Kor i periodesystemet er desse stort sett samla? e) Somme metall kan også finnast i fri tilstand i naturen og har gjennom tidene vært årsak til både erobringar og krigar. Gje døme på slike metall og forklar kort korfor dei kan finnes som frie grunnstoff (stikkord: spenningsrekka). Slike metall bruker ein ofte eit samlenamn på, kva for eit? f) Koppar, sølv, gull, karbon og svovel hører med til grunnstoff som har vært kjent sida oldtida. Kva kan forklaringa på det være? g) Aluminium ble reinframstilt først i 1854, og kunne da brukast til å lage bruksgjenstandar. Desse var svært dyre, dyrare enn gull. Kva kan årsaka være til at aluminium var så kostbart på den tida, men er blant dei rimelegaste metalla i dag? h) Figuren under er henta frå ein lærebok for Naturfag 1 på vidaregåande skole Jerstad P. et al. (1994): Naturfag grunnbok der det mellom anna står: I N 2 molekylet bidrar kvart nitrogenatom med tre elektroner til en trippelbinding. En trippelbinding består av tre elektronpar. Korleis synes de den siste opplysninga fell saman med den teikna elektronprikkmodellen som illustreras i figuren? Finnes det alternative måtar å tekne en slik illustrasjon på? Gje kommentarar til figuren og grunngje ein eventuell annen illustrasjon. Oppgåve 5 (Uorganisk kjemi 15 %) a) Metall finner vi til venstre og nedst i periodesystemet. De reagerer lett med andre stoff og dannar saltar. Kva skyldes dette? b) De fleste metalla finnes i naturen som saltar. Forklar kva eit salt er, og sett namn på følgjande saltar: 1) NaCl 2) Fe 2 S 3 3) Mg(OH) 2 4) CaSO 4 c) Enkelte metall reagerer med vann. Mellom anna gjelder det alle metalla i gruppe 1 og 2. For desse to gruppene gjelder at kalium reagerer kraftigare enn natrium, og kalsium kraftigare enn magnesium. Gje en forklaring på dette. d) Forklar kva som ligger i omgrepet redoks, og kva som skjer i en redoksreaksjon. Undersøk ved hjelp av oksidasjonstal eller overføring av elektron om denne reaksjonen er redoksbalansert og grunngje svaret ditt:
CH 2 O + SO 4 2- + 6H + CO 2 + H 2 S + 3H 2 O e) Når kalsium reagerer med vann skjer det som følgjer: Ca (s) + 2 H 2 O (l) Ca(OH) 2(s) + H 2(g) I denne reaksjonen inngår to reaksjonstypar. Kva for typar, og korleis kan du sjå det av reaksjonslikninga(med hjelpemiddel)? Flett inn omgrepa makro- og mikronivå. Argumenter deretter for (forklar) korfor vi kan si at det er to reaksjonstypar i reaksjon, om nødvendig ved hjelp av delreaksjoner. Oppgåve 6 (Organisk kjemi 10 %) a) Svovel, saman med nitrogen, er viktige grunnstoff i levende organismar. Derfor vil dei også finnes som forureiningar når slike organismar brytast ufullstendig ned og dannar olje og kull. Olje består for de meste av store hydrokarbonar, spesielt alkan. Forklar kva slags kjemiske forbindelsar hydrokarbonar og spesielt alkanar er. b) Alkener er også hydrokarbon. Kva skil alkena frå alkana? Alkener dannar ofte isomere forbindingar. Teikn strukturformel for to isomere utgåver av forbindelsen C 5 H 10 og sett namn på dei. c) Tabellen under er henta frå J. Sire: Chemica. Tabellen viser at for rettkjeda alkan aukar smelte- og kokepunktet og talet på isomere med talet på C atom i kjeda og størrelsen på molekylet. Gje ei kort forklaring på kvifor det er slik. d) Forgreina hydrokarbonar har lågare kokepunkt enn dei tilsvarande rettkjeda, mens tilsvarande sykloalkana har høgare kokepunkt enn dei tilsvarande rettkjeda. Gje ei kort forklaring på dette fenomenet.
Vedlegg i kjemi Periodesystemet Henta frå "Tabeller og formler i kjemi, 2KJ og 3 KJ", Gyldendal undervisning, 1998. Elektronegativitet Henta frå: Jan Sire (1995): Chemica, Fagbokforlaget
Spenningsrekka Henta frå "Tabeller og formler i kjemi, 2KJ og 3 KJ", Gyldendal undervisning, 1998.