Oksygenforbruk og etanolproduksjon hos gjærceller
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Elever målte forbruket av oksygengass og produksjonen av etanol i en lukket beholder med gjærceller. Beholderen hadde best mulig vekstvilkår. Grafene i figur 1 beskriver resultatene.
Forklar hvorfor forbruket av oksygengass og produksjonen av etanol endret seg med tiden.
Natriumazid er et stoff som hemmer elektrontransportkjeden.
Beskriv hvordan tilsetting av natriumazid i en beholder med gjærceller påvirker forbruket av oksygengass og produksjonen av etanol. Begrunn svaret ditt.
Fasit
Populasjonen vokser, så oksygenforbruket øker. Etter ca. 18 timer er oksygenet i beholderen nesten brukt opp, og forbruket faller. Med lite oksygen går cellene over til gjæring, så etanolproduksjonen øker. Den avtar til slutt, trolig fordi glukosen begynner å ta slutt og etanolen hoper seg opp.
Oksygenforbruket faller til nesten null fordi oksygen ikke lenger tar imot elektroner i elektrontransportkjeden. Etanolproduksjonen øker og starter tidligere fordi cellene bare kan lage ATP ved glykolyse og gjæring.
LøsningsforslagKI-generert
Gjærceller kan bruke både celleånding (med oksygen) og gjæring (uten oksygen). Beholderen er lukket, så det kommer ikke inn nytt oksygen. Grafene viser forbruk og produksjon per tid. Når en kurve faller, blir det brukt eller laget mindre per time, ikke mindre totalt.
0–18 timer: Vekstvilkårene er gode, og gjærcellene formerer seg. Flere celler driver celleånding, så oksygenforbruket til populasjonen øker og når en topp på ca. 20 enheter etter ca. 18 timer.
Etter ca. 18 timer: Mye av oksygenet i beholderen er brukt opp. Cellene får for lite oksygen til celleånding, og oksygenforbruket faller raskt.
Etanol fra ca. 12 timer: Oksygenmengden i beholderen synker hele tiden. Fra ca. 12 timer er den så lav at celleåndingen ikke lenger dekker energibehovet. Cellene bruker da i økende grad gjæring. Pyruvat fra glykolysen blir omdannet til etanol og , og blir gjendannet, slik at glykolysen kan fortsette. Gjæring gir lite ATP per glukose, så cellene må bryte ned mye glukose. Etanolproduksjonen øker derfor kraftig mens oksygenforbruket faller.
Etter ca. 22 timer: Etanolproduksjonen avtar. Trolig begynner glukosen å ta slutt, og etanolen hoper seg opp og blir giftig for cellene. Færre levende celler gir mindre gjæring.
Natriumazid hemmer elektrontransportkjeden. Oksygen er siste elektronmottaker i kjeden. Når kjeden stopper, tar oksygen ikke imot elektroner, og oksygenforbruket faller til nesten null.
Samtidig kan ikke avgi elektronene sine til kjeden. Cellene får mangel på , og sitronsyresyklusen stopper. Oksidativ fosforylering stopper også, så cellene får svært lite ATP fra celleånding.
Det eneste som fortsatt gir ATP, er glykolysen. Den krever , som cellene gjendanner ved gjæring:
Gjæring gir mye mindre ATP per glukose enn celleånding. Cellene må derfor bryte ned mye mer glukose for å dekke energibehovet. Etanolproduksjonen starter derfor tidligere og øker sammenlignet med forsøket uten natriumazid. Fordi cellene får mindre energi, vokser populasjonen langsommere.