IDR101 1 Biologiske emner I Kandidat 4536 Oppgaver Oppgavetype Vurdering Status 1 IDR101 høsten 2016 Flervalg Automatisk poengsum Levert 2 oppgave 1 Skriveoppgave Manuell poengsum Levert 3 Oppgave 2 Skriveoppgave Manuell poengsum Levert 4 Oppgave 3 Skriveoppgave Manuell poengsum Levert 5 Oppgave 4 Skriveoppgave Manuell poengsum Levert 6 Oppgave 5 Skriveoppgave Manuell poengsum Levert 7 Oppgave 6 Skriveoppgave Manuell poengsum Levert IDR101 1 Biologiske emner I Emnekode IDR101 Vurderingsform IDR101 Starttidspunkt: 09.12.2016 10:00 Sluttidspunkt: 09.12.2016 13:00 Sensurfrist 201701030000 PDF opprettet 04.09.2017 11:54 Opprettet av Emma Hansen Antall sider 13 Oppgaver inkludert Ja Skriv ut automatisk rettede Ja 1
Seksjon 1 1 OPPGAVE IDR101 høsten 2016 Emnekode: Idr 101 Emnenavn: biologiske emner 1 Dato: 09 desember Varighet: 3 timer Tillatte hjelpemidler: Ingen Merknader: alle oppgaver vektes likt ----------------------------- Det forekommer av og til spørsmål om bruk av eksamensbesvarelser til undervisnings- og læringsformål. Universitetet trenger kandidatens tillatelse til at besvarelsen kan benyttes til dette. Besvarelsen vil være anonym. Tillater du at din eksamensbesvarelse blir brukt til slikt formål? Ja Nei IDR101 1 Biologiske emner I Page 2 av 13
2 OPPGAVE oppgave 1 Redegjør for figuren Skriv ditt svar her... BESVARELSE Denne figuren viser en oversikt over o2-opptaket under trening. Når man starter treningen så ser man at o2- opptaket øker betraktelig og brått i forhold til hva det er i hvile. Her ser man at grafen er markert med rødt og det står o2-deficit. Dette betyr at man bruker mer oksygen enn man har tilgjengelig i musklene. Når det ikke er tilstrekkelig med oksygen tilstede i musklene, og de ikke mottar nok så jobber de anaerobt(uten oksygen). I begynnelsen av anaerob energiomsetning forbrenner man CrP, altså kreatinfosfat(crp+adp->cr+atp). Ved denne energiomsetningen så tas fosfat gruppen som sitter sammen med kreatinet bort, og blir koblet sammen med ADP som er inne i cellen. Dermed dannes det ATP når ADP+P spaltes. Denne prosessen i begynnelsen av et anaerobt arbeid gir mye energi, men varer bare i noen minutter. Etter kreatinfosfat lagrene er tomme begynner man å spalte glykogen til melkesyre og ATP. Grunnen til at man i begynnelsen av et fysisk arbeid ikke får inn nok oksygen til musklene er at ventilasjonen og sirkulasjonen ikke øker raskt nok. Dermed pumpes det ikke store nok mengder blod ut til musklene, og det er ikke nok oksygen bundet til hemoglobinet siden verken hjerteslagene øker eller ventilasjonen. Men etter kroppen har vært i aktivitet en stund, så utjevner dette seg og man får inn nok o2 til musklene da ventilasjonen øker så man får mer o2 ned i lungene som er tilgjengelig når hjertet pumper mer og kraftigere for å pumpe ut nok blod. Dermed er det mye o2 som kan diffundere over og feste seg på hemoglobinet som kommer forbi i store mengder. Etter denne o2-deficit perioden så kommer man da inn i en steady state perioden. I denne perioden så er o2- opptaket like stort som forbruket, og musklene får tilstrekkelig med oksygen. Dermed jobber man aerobt, med tilstrekkelig oksygen tilstede. Her forbrennes glykogen og fett, og danner ATP. Vanligvis foretrekkes glykogen siden det har større lagre, og krever ikke like mye oksygen som det fett gjør. IDR101 1 Biologiske emner I Page 3 av 13
Når den fysiske aktiviteten avsluttes så ser man at det tar lang tid før oksygenopptaket kommer tilbake på hvilenivå. Dette handler en del om restutisjon etter endt treningsøkt, og man kan referere til dette som o2- gjeld. Dette er da oksygen som blir brukt til å bygge opp igjen kroppen, blant annet for å fylle opp igjen CrP lagrene i musklene og gi de tilstrekkelig med o2 så eventuell melkesyre kan spaltes bort. Samt at et fysisk arbeid bryter ned kroppen, og da trenger man å bygge opp igjen skadet vev og muskler etterpå. Dette er grunnen til at det på slutten av den grønne området står "end recovery", for da har kroppen restituert seg og har fylt opp igjen nødvendige lagre og reparert skadet vev. IDR101 1 Biologiske emner I Page 4 av 13
3 OPPGAVE Oppgave 2 Gi en oversikt over elektrontransportkjeden Skriv ditt svar her... BESVARELSE Elektrontransportkjeden er det siste leddet under aerob energiomsetning. Vi kan se på formelen for aerob energiomsetning ved bruk av glykogen: C6H12O6+6O2+32 ADP+32P-->6CO2+6H2O+32 ATP. Elektrontransportkjeden er det som skjer etter at glykogen spaltet til pyruvat via glykolysen eller fett har blitt spaltet til pyruvat via betaoksidasjon. Deretter har de vært gjennom krebs syklus hvor de ble strippet for H+ og det har kommet ut co2. Dermed sitter man igjen med NADH+ og hydrogen ioner, og disse sendes til mitrokondien der elektrontransporkjeden skjer. Mitrokondien er bygd opp med en ytre membran, en indre membran og innenfor så er det som kalles matrix. NADH+ sendes helt innerst i mitrokondien til matrix, mens H+ blir igjen mellom den ytre og indre membran. Her er det høy konsentrasjon av H+ siden det via en pumpe konstant blir pumpet ut hit. H+ prøver å komme inn i matrix pga. diffusjon da de vil fra høy til lav konsentrasjon. Men de kommer ikke gjennom membran, og kan ikke bruke pumpen siden den bare fungerer en vei. På den indre membran er det flere ulike strukturer sammen med H+ pumpen, og en av de er ATP-syntase. Dette er og en slags kanal som er på den indre membran og fører inn til matrix. Denne må H+ bruke for å komme seg inn i matrix, men den må aktiveres via elektroner. Så når elektronene "løper" på den indre membran så sendes H+ gjennom ATPsyntasen, og ATP-syntasen begynner å rotere inne i matrix. Denne rotasjonen gjør at ADP+P, som er inne i matrix, blir presset sammen og det skapes ATP. Samtidig så kommer oksygen inn i mitrokondien som har diffundert via blodet, og dermed skapes det H2O når oksygenet reagerer med hydrogenet inne i matrix. Kort oppsummert kan man si: 1. Det er høy konsentrasjon av H+ mellom ytre og indre membran, og det pumpes konstant ut flere mengder via en pumpe. 2. H+ vil inn i matrix pga. diffusjon, men kommer ikke gjennom membran. 3. På den indre membran så er det en "kanal" som kalles ATP-syntase, og når elektronene løper på indre membran så bruker H+ elektronene til å komme gjennom kanalen. 4. Når H+ går gjennom ATP-syntasen så begynner den å rotere, og ADP+P presses sammen og det skapes ATP. Oksygen kommer og inn, og reagerer med hydrogenet, og det dannes H2O. IDR101 1 Biologiske emner I Page 5 av 13
4 OPPGAVE Oppgave 3 Forklar følgende uttrykk: a) Kryssbro (tverrbro) b) Aksjonspotensiale c) Sprangvis ledning d) Hvilemembranpotensialet Erstatt denne teksten med din oppgavetekst... Skriv ditt svar her... BESVARELSE a) Kryssbro handler om koblingen som skjer mellom actin og myosinhodene under en muskelkontraksjon, når de kobles sammen og drar så kontraherer muskelen. Dette skjer ved bruk av ATP. Der ATP først må brukes for at myosinhodet skal feste seg på actinet, og dette utløser "nikke" bevegelsen som drar sarkomeren sammen. Altså myosinhodene drar actinet nærmere hverandre, så z-membranene også kommer nærmere hverandre. Deretter må enda et ATP til for at myosinhodet skal slippe actinet. For at en kobling i det hele tatt skal være mulig i utgangspunktet så må troponin flytte på tropomyosinet som dekker for bindingsstedene til myosinhodene på actinet. Dette skjer når troponin reagerer med Ca++. b) Aksjonspotensiale er et nervesignal, og oppstår når membranpotensialet i en nervecelle endres. En nervecelle består av en cellekropp kalt soma, som har utløpere som kalles dendritter. Videre så har den en utløper/hale kalt aksonet. Mellom soma og aksonet så er hilus, og på enden av aksonet ligger enden kalt butongen. Membranpotensialet kan gå fra å være ca. -70 mv på innsiden til å kunne bli helt depolarisert til å bli 30 mv. Dette skjer over en rekke mellomtrinn, der den kort fortalt blir først påvirket av en transmittersubstans som åpner de ligantstyrte kanalene rundt soma og dendrittene. Hvis det er en stimulerende synapse og det da er overtall av eksitatorisk postsynaptiskpotensiale (EPSP) så blir Na+ kanalene åpnet, og membranpotensialet endrer seg. Fra hilus og nedover aksonet er det spenningstsyrte kanaler som åpnes når soma er depolarisert til -55 mv som er fyringsterskelen. Da åpnes og disse kanalene og resten av nervecellen depolariseres. Når den når enden av cellen, i butongen så åpnes det flere kanaler, og da kan en transmittersubstans slippes ut fra vesiklene. Dermed kan denne cellen videre påvirke en annen celle. F.eks. en muskelcelle eller en annen nervecelle. Etter et aksjonspotensiale så går cellen inn i en absolutt refraktær periode, hvor det er umulig å stimulere til et nytt aksjonspotensiale. Mens etterpå går den inn i en relativ refraktær periode hvor det er mulig å stimulere den, men da er fyringsterkelen høyere enn tidligere og da må det et større irritament til for å påvirke cellen. IDR101 1 Biologiske emner I Page 6 av 13
c) Sprangvis ledning er når aksjonspotensialet hopper sprangivs nedover aksonet på en nervecelle, dette gjør at cellen depolariseres raskere. Denne sprangvise ledningen oppstår når aksonet er myelinisert, det vil si at det er et lag med fett og proteiner på aksonet som har små mellomrom mellom seg. Det er spesielle gliaceller som kalles rawschanske celler som produseres dette myelinet, som er en type bindevev. Siden myelinet er i veien, så må aksjonspotensialet hoppe på de små innsnøringene som er mellom myelinet kalt ranvierske innsnøringer. Hvis ikke myelinet er der så går aksjonspotensialet saktere, siden den da må depolarisere cellen bit for bit. Noe annet som gjør at aksjonspotensialet går raskere er temperaturen og tykkelsen på aksonet. d) Hvilemembranpotensiale er ladningen av en nervecelle sin membran i hvile. Da er den i homeostase, at det er en konstant indre miljø. I hvile ligger membranpotensialet på ca. -70 mv, og når man snakker om membranpotensialet ser man bare på ladningene rett utenfor og rett innenfor membranen. Hvilemembranpotensialet oppstår siden det er ulik konsentrasjon av ulike stoffer på innsiden og utsiden av membran. F.eks. på innsiden er det høy konsentrasjon av k+, mens det på utsiden er lav konsentrasjon av denne, men høy konsentrasjon av Na+ og Ca++. Hvilemembranpotensialet bevares av aktiv transport som f.eks. natrium-kalium pumpa, som alltid pumper 3 Na+ ut, og 2 k+ inn. Denne må være tilstede siden det hele tiden er diffusjon av ulike typer over cellemembran, siden den prøver å utlikne konsentrasjonen. IDR101 1 Biologiske emner I Page 7 av 13
5 OPPGAVE Oppgave 4 Redegjør for eksitasjon-kontraksjons koblingen Skriv ditt svar her... BESVARELSE Eksitasjons-kontraksjons koblingen handler om hvordan et nervesignal kan føre til en muskelkontraksjon. Først og fremst så oppstår et aksjonspotensialet i en nervecelle som forklart i oppgave 3a. Når aksjonspotensialet har gått nedover hele aksonet og nådd butongen, så åpnes de spenningstyrte ca++ kanalene. Dermed så kommer det store mengder ca++ inn i butongen siden det er høy konsentrasjon av dette ekstracellulært, og inne i butongen så ligger det vesikler. Vesikler er små blærer som inneholder transmittersubstans(signalmolekyl). Når ca++ kommer inn og de reagerer med vesiklene så de åpnes og tømmer seg for transmittersubstansen. Siden dette er en kobling mellom nervecelle og muskelcelle så er det acetylkolin som er transmittersubstansen. Den går ut i synapsekløften som er et mellomrom mellom to celler, den går da ut av den presynaptisk membran(nervecellen) og over til reseptorene som sitter på den postsynaptiske membran(muskelcellen). Det som videre avgjør om det blir en muskelkontraksjon eller ikke avhenger av om det er en stimulerende eller hemmende synapse. Hvis det er en stimulerende synapse så er det overtall av eksitatorisk postsynaptiskpotensialer(epsp) og det er Na+ kanalene som åpnes og aksjonspotensialet blir videreført. Derimot hvis det er en hemmende synapse, og det er overtall av inhibitorisk postsynaptiskpotensiale(ipsp), så er det k+ kanalene som åpnes og aksjonspotensialet blir ikke videreført. Det som og er med å avgjør om det er en hemmende eller stimulerende synapse er hva slags type transmittersubstans som slippes ut, og reseptorene som sitter på den postsynaptiske membran. Hvis vi antar at det er overtall av EPSP og det er Na+ kanalene som åpnes når acetylkolin fester seg på reseptorene så blir muskelcellen depolarisert når Na+ strømmer inn i cella. Membran på en muskelcelle kalles sarcolemma, og på sarcolemma er det flere rør som går inn i muskelcellen kalt t-rør. T-rørene går under kategorien ekstracellulært, og er da ved hvile positiv som det utsiden av en celle ellers. Men når cellen depolariseres og blir positiv på innsiden pga. strømmen av Na+ inn, så blir utsiden negativ. Dette brer seg bort til r-røret og nedover i det. Dermed blir t-røret negativt inni og det fører ned til det sarcoplasmatiske reticulum som er inne i muskelcellen. Det sarcoplamatiske reticulum inneholder store mengder ca++, og når ladningen blir negativ rundt så åpnes den. IDR101 1 Biologiske emner I Page 8 av 13
Dette frigjør store mengder med ca++, og det sendes ned til sarkomeren hvor actinet og myosinet er. Videre skjer kryssbroforbindelsen som forklart tidligere, og det er her ca++ kommer fra som fester seg på troponin som gjør at tropomyosinet flytter seg fra bindingstedet. Dermed oppstår en kontraksjon i en muskel. IDR101 1 Biologiske emner I Page 9 av 13
6 OPPGAVE Oppgave 5 1. Du skal veilede en gruppe unge utholdehetsutøvere som trenger kostholdsoptimalisering. Fokuset ditt i den første veiledningssamtalen er karbohydrater. Forklar a) hvorfor karbohydrater er viktig for en som trener mye, b) Hva som menes med glykogenlager og c) Oppgi varierte kilder til karbohydrater (hva utøverne bør spise). Skriv ditt svar her... BESVARELSE a) Karbohydrater er en veldig viktig for de som trener mye, og spesielt for de som driver med utholdenhetsidretter. Grunnen til dette er at det er bra å hente mesteparten av energiomsetningen ved å forbrenne karbohydrater via glykogen. Dette gjelder hovedsaklig aerob energiomsetning. Hvis vi antar at dette gjelder mer langdistanse løp der det jobbes aerobt største delen av løpet, så er det fordel å hente mest mulig energi fra glykogen. For aerob forbrenning av glykogen skjer via glykolyse der det brytes ned til pyruvat og det videre sendes inn i krebs syklus før den gjennomgår elektrontransporten lett forklart. Det som er bra med å bruke karbohydrater kontra fett er at fett trenger mye mer oksygen for å gjennomføre spaltingen, noe som da går utover intensiteten man kan holde under en økt. Siden man henter mye av energien gjennom å forbrenne karbohydrater så er det viktig å ha store glykogenlagre, disse fylles opp ved å spise nok karbohydrater. For hvis man har tømt de og de ikke fylles på, så klarer man ikke prestere like bra neste gang man trener. Dermed er det viktig å fylle på med karbohydrater etter trening, ha gjerne et raskt restitusjonsmåltid rett etter økten og heller hovedmåltid ca en time etterpå. Før trening er det viktig å spise et større måltid 2-3 timer før, og ha fokus på karbohydrater. Glykogenlagrene er og større enn fettlagrene, så dermed lønner det seg også å heller ha mye karbohydrater i kostholdet enn fett. Siden kosthold også påvirker hvem av de du forbrenner. Ved lengre utholdenhetstrening så er det vist at man når utmattelse tidligere ved høy fettsdiett enn det man gjør ved høy karbodiett. Dette kommer da av at man bruker opp fettlagrene tidligere enn glykogenlagrene, siden glykogenlagrene er mye større. Hva man forbrenner vises via RQ, hvis man forbrenner fett er den på 0,7 mens hvis man forbrenner karbo er den på 1. RQ ligger vanligvis på mellom 0,7 og 1 siden man ofte bruker begge deler. Det er også lurt å velg mat med lav glykemisk indeks som da er langsomme karbohydrater som grov brød. Dette gir en langsommere utskillese av karbohydrater. Hvis det er rett før/under konkurranse så kan man IDR101 1 Biologiske emner I Page 10 av 13
gjerne spise noe med høy glykemisk indeks som er raske karbohydrater som øker blodsukkeret og skiller raskt ut karbohydrater. b) Glykogenlagre er depoter med glykogen i kroppen, karbohydrater blir lagret som glykogen. Hvis man har store glykogenlagre så har man mer å gå på under konkurranse. Disse lagrene finnes i leveren, men hovedsaklig i musklene. Som nevnt over er det lurt å ha mye karbohydrater i kostholdet for at man skal kunne fylle opp lagrene helt så man har mye å gå på, og for å prestere best mulig. Hvis man bruker opp lagrene så kan det gå utover glukosekonsentrasjonen i blodet, noe som påvirker sentral nervesystemet. Noe som kan føre til kvalme, tretthet og dårlig muskel koordinasjon. c) For å få i seg nok karbohydrater er det viktig å spise variert. Gode kilder til karbohydrater er brød, kornvarer, ris og pasta. Spis gjerne fullkorn siden dette er mer langsomme karbohydrater med lav glykemisk indeks, noe som gjør at de skilles saktere ut. Eksempel på måltider: Frokost - brødskiver med ost og et glass melk. Eller havregrøt. Lunsj - Brød, eventuelt banan og youghurt ved siden av gjerne med musli oppi. Nøtter er veldig fint som mellommåltider, og gir mye energi. Eventuelt som restutisjonsmåltid så kan man ha en sportsbar med høyt innhold av karbohydrater. Middag - Bruk gjerne tallerkenmodellen, og ha karbohydrater på halvparten av den som er anbefalt for utholdenhetsutøvere. Gjerne kjøtt(kylling, fisk o.l.) sammen med grønnsaker og poteter,ris eller pasta. Kveldsmat - Brødskiver, eventuelt skyr eller youghurt. IDR101 1 Biologiske emner I Page 11 av 13
7 OPPGAVE Oppgave 6 a) Definer begrepene «fysisk aktivitet», «fysisk form» og «helse», b) Gjør kort rede for Helsedirektoratets anbefalinger for fysisk aktivitet for voksne. Erstatt denne teksten med din oppgavetekst... Erstatt denne teksten med din oppgavetekst... Skriv ditt svar her... BESVARELSE a) Fysisk aktivitet - Enhver bevegelse av skjelettmuskulaturen som gir energiomsetning over det den er i hvile. Kan være å gå en tur, trening, husarbeid, leke, jobb o.l. Trening er en type fysisk aktivitet, men all fysisk aktivitet er ikke trening. Fysisk form - Ting du får av trening, kan være å få bedre utholdenhet, styrke, bevegelighet, koordinasjon m.m. Fysisk aktivitet kan føre til fysisk form, men må ikke det, skjer hovedsaklig ved målrettet og gjentatt trening. Helse - Helse kan defineres på mange ulike plan, det er psykisk helse, fysisk helse osv. Handler ikke bare om å være i god fysisk form, men og om å ha det bra psykisk(deg selv), sosialt(jobb), relasjoner(familie, venner) o.l. Selv om man er i god fysisk form er det ikke sikkert at man har god helse, mange andre variabler som spiller inn. b) Helsedirektorates anbefalinger for fysisk aktivitet for voksne er 30 min om dagen. De har lenge drevet med kampanjen "dine 30" som handler om at alle skal være i fysisk aktivitet minst 30 min hver dag. Disse 30 minuttene trenger ikke være hard fysisk trening, men bare så man får opp pulsen litt og økt energiomsetning. Kan bare være å gå en rolig tur, liten styrkeøkt, lek med barn osv. Viktig å gjøre noe man syntes er gøy for å holde seg motivert, gjerne noe som inkluderer venner da dette også er sosialt og skaper gode relasjoner. Det er ikke mer enn 30 minutter, og man kan gjerne starte i det små. F.eks. bare 15-20 minutter først og heller øke senere. IDR101 1 Biologiske emner I Page 12 av 13
Seksjon 2 IDR101 1 Biologiske emner I Page 13 av 13