Kjemi 2: praktiske forsøk (katalase, hydrolyse, DNA-ekstraksjon) og typiske eksamensoppgaver med løsninger – proteiner, karbohydrater, lipider og DNA.
Faglig kvalitetssikret av lærere og toppstudenter · Følger læreplanen (LK20) · Sist oppdatert 2026-08-30
Denne siden samler praktiske forsøk og oppgaver. Vil du ha mer? Se de 12 labforsøkene i Lakbar (med kjemien bak), labrapport-malen, og løsningsforslag til alle eksamenssett: høst 2025, vår 2026, høst 2024, vår 2025, høst 2023, vår 2024 og vår 2023. Øv også på oppgaver med fasit og muntlig-praktisk eksamen.
Dette kapittelet kobler teorien til praksis. Først går vi gjennom de viktigste forsøkene du kan møte i lab-rapporten eller på muntlig eksamen. Deretter får du et utvalg eksamensoppgaver med detaljerte løsninger.
Bakgrunn: Hydrogenperoksid (H₂O₂) er et giftig biprodukt fra mange reaksjoner i cellen. Enzymet katalase spalter H₂O₂ til vann og oksygengass. Dette forsøket visualiserer enzymvirksomhet og hvordan den påvirkes av temperatur og pH.
Reaksjon:
2 H₂O₂ —katalase→ 2 H₂O + O₂(g)Materialer:
Gjennomføring:
Forventede resultater:
| Behandling | Aktivitet | Forklaring |
|---|---|---|
| Råpotet (vanlig temperatur) | Høy — mange bobler | Katalase er aktivt ved romtemperatur |
| Kokt potet | Ingen bobler | Katalase er denaturert ved høy temperatur — den globulære strukturen er ødelagt |
| Kald potet | Lav aktivitet | Lite kinetisk energi → få sammenstøt |
| Eddik (lav pH) | Lav aktivitet | pH-en er for langt fra optimum (≈7) → enzymet denatureres |
| Såpevann (høy pH) | Lav aktivitet | Samme som over |
Eksamensspørsmål:
Forklar hvorfor kokt potet ikke gir aktivitet i forsøket.
Svar: Katalase er et protein. Ved oppvarming brytes hydrogenbindinger og dipolbindinger som holder sekundær- og tertiærstrukturen sammen. Det aktive setet får feil form og kan ikke lenger binde substratet (H₂O₂). Enzymet er denaturert og ikke biologisk aktivt.
Bakgrunn: Ananas inneholder enzymet bromelain, og kiwi inneholder aktinidain. Begge er proteaser — de hydrolyserer peptidbindinger. Hvis du prøver å lage gele med fersk ananas eller kiwi, blir den aldri stiv, fordi proteinet i gelatinen brytes ned.
Materialer:
Gjennomføring:
Forventede resultater:
| Prøve | Resultat | Forklaring |
|---|---|---|
| Fersk ananas i gelé | Stivner ikke | Bromelain hydrolyserer gelatin (kollagen-derivat) → kjedene blir for korte til å stivne |
| Hermetisert ananas | Stivner | Hermetisering varmebehandler ananas → bromelain er denaturert → kan ikke spalte gelatin |
| Kontroll (uten ananas) | Stivner | Ingenting bryter ned gelatinen |
Praktisk bruk: Marinering av kjøtt med fersk ananasjuice gjør kjøttet mørt fordi bromelain bryter ned bindevev (kollagen) og muskelproteiner.
Bakgrunn: Stivelse kan brytes ned til glukose ved sur hydrolyse. Dette demonstrerer kondensasjon-hydrolyse-prinsippet og lar oss spore reaksjonen med kjemiske påvisningstester.
Reaksjon:
(C₆H₁₀O₅)n + n H₂O —H⁺, varme→ n C₆H₁₂O₆Materialer:
Gjennomføring:
Test før hydrolyse:
Hydrolyse:
Test underveis:
Ferdig hydrolyse:
Resultater og tolking:
| Tidspunkt | Jod-prøve | Fehlings-prøve | Hva har skjedd |
|---|---|---|---|
| 0 min (start) | Blåsvart | Ingen | Stivelse uberørt |
| 5 min | Blå | Svak rødfarge | Noe hydrolyse — dannes kortere kjeder + glukose |
| 10 min | Lyseblå | Tydelig rødt bunnfall | Mye hydrolyse |
| 20 min | Ingen blåfarge | Sterkt rødt bunnfall | Fullstendig hydrolyse til glukose |
Eksamensspørsmål:
Hvorfor må man nøytralisere med NaOH før Fehlings-prøven?
Svar: Fehlings væske må være basisk for å virke. Hvis løsningen fortsatt er sur fra HCl, vil den nøytralisere det basiske miljøet i Fehlings reagens og hindre at testen virker. NaOH må tilsettes før Fehlings, slik at miljøet blir basisk nok.
Bakgrunn: Amylose i stivelse er vridd som en heliks der jod-molekyler kan legge seg inni og gi en blåsvart farge. Hydrogenbindingene som holder heliksen sammen, er svake og kan brytes ved oppvarming.
Materialer:
Gjennomføring:
Tolking:
Denne reaksjonen er reversibel — i motsetning til denaturering av proteiner, som ofte er irreversibel.
Bakgrunn: Du kan ekstrahere DNA fra jordbær med enkle hjemmemidler. Forsøket viser at DNA er et fysisk molekyl du kan se og holde i hånda.
Materialer:
Gjennomføring:
Hva skjer kjemisk i hvert steg?
| Steg | Hva skjer på molekylnivå |
|---|---|
| Knusing | Cellene rives opp mekanisk |
| Oppvaskmiddel (såpe) | Bryter ned cellemembraner og kjernemembraner (løser opp fosfolipid-dobbeltlaget) — DNA frigjøres |
| Salt | Na⁺ nøytraliserer de negative fosfatladningene på DNA → DNA blir mer kompakt og samles bedre |
| Iskald etanol | DNA er ikke løselig i etanol → faller ut som synlige tråder |
Hvorfor jordbær? Jordbær har 8 sett kromosomer (oktoploide), så hver celle har enormt mye DNA per celle.
Her følger 12 typiske eksamensoppgaver. Prøv først å løse dem selv før du leser fasit.
a) Aminosyren glysin har pKa1 = 2,34 og pKa2 = 9,60. Beregn det isoelektriske punktet (pI) for glysin.
b) Tegn glysin på den formen den har ved pH = 6,0.
c) Aminosyren lysin har en ekstra –NH₂-gruppe i R-gruppen. Hvilket omtrentlig pI vil lysin ha?
Løsningsforslaga) For en aminosyre med bare én syregruppe og én aminogruppe:
pI = (pKa1 + pKa2) / 2 = (2,34 + 9,60) / 2 = 5,97b) Ved pH = 6,0 er vi ved (eller svært nær) pI. Aminosyren vil være på zwitterion-form:
⁺H₃N–CH₂–COO⁻
Aminogruppen er protonert (+1), syregruppen er deprotonert (−1), total ladning = 0.
c) Lysin har en ekstra basisk gruppe i R-gruppen. Tommelfingerregel: pI ≈ 10. (Faktisk verdi er 9,74.)
Begrunnelse: For å få totalladning 0 må den ekstra positivt ladede –NH₃⁺-gruppen i R nøytraliseres ved at noe annet er negativt. Dette skjer først ved høy pH der både syregruppen og hovedaminogruppen er deprotonert.
a) Tegn dipeptidet som dannes når serin (R = –CH₂OH) reagerer med alanin (R = –CH₃). Den frie aminogruppen skal være på serin.
b) Marker peptidbindingen tydelig.
c) Forklar de fire strukturnivåene i et protein og hvilken bindingstype som dominerer i hvert nivå.
Løsningsforslaga) og b) Dipeptidet Ser–Ala (lest fra N-terminal til C-terminal):
OH | CH₂ | H₃N⁺—CH—C(=O)—NH—CH—COO⁻ | CH₃ Peptidbindingen er C(=O)–NH (i midten av strukturen). Vannmolekyl er spaltet av i kondensasjonen.
c) De fire strukturnivåene:
Primærstrukturen = rekkefølgen av aminosyrer i polypeptidkjeden. Holdt sammen av kovalente peptidbindinger (–CO–NH–).
Sekundærstrukturen = lokale strukturer som α-heliks og β-flak. Holdt sammen av hydrogenbindinger mellom NH og C=O i selve peptidbindingene (ikke mellom R-grupper).
Tertiærstrukturen = den fullstendige tredimensjonale foldningen av polypeptidkjeden. Holdt sammen av bindinger mellom R-grupper: svovelbroer (–S–S– mellom to cystein), ionebindinger (mellom sure og basiske R-grupper), hydrogenbindinger (mellom polare R-grupper) og midlertidige dipolbindinger (mellom upolare R-grupper).
Kvartærstrukturen = sammensetning av flere polypeptidkjeder eller protein + ikke-protein-grupper. Bindingene er av samme type som i tertiærstrukturen. Eksempel: hemoglobin (4 kjeder + 4 hem-grupper).
Proteinene i eggehvite denaturerer når et egg stekes.
a) Forklar hva denaturering er på molekylnivå.
b) Hvilken av de fire strukturnivåene blir IKKE påvirket?
c) Forklar hvorfor melk «skiller seg» når det tilsettes eddik.
d) Forklar hvorfor sprit virker desinfiserende.
Løsningsforslaga) Denaturering er prosessen der proteinet mister sin opprinnelige tredimensjonale form fordi de svake bindingene som holder strukturen sammen, brytes:
Det aktive setet (i enzymer) eller den biologisk aktive formen (i andre proteiner) ødelegges. Proteinet er ikke lenger biologisk aktivt.
b)Primærstrukturen er IKKE påvirket. Peptidbindingene er kovalente og mye sterkere enn de svake bindingene. De brytes ikke under vanlig denaturering, bare ved hydrolyse.
c) Melk inneholder kasein og andre proteiner som er stabilt løselige ved normalt pH (ca. 6,7). Når man tilsetter eddik, faller pH. Når pH når kasins isoelektriske punkt (pI ≈ 4,6), har proteinet null total ladning og frastøtes ikke lenger fra andre kasein-molekyler. Proteinet klumper seg sammen og felles ut.
I tillegg blir noen ionebindinger i tertiærstrukturen brutt (–COO⁻ blir protonert til –COOH), så proteinet denatureres delvis.
d) Etanol (sprit) er et organisk løsemiddel. Det binder seg til upolare R-grupper i proteiner og bryter de midlertidige dipolbindingene som holder tertiærstrukturen sammen. Bakteriers og virus' proteiner denatureres → de mister biologisk aktivitet → mikroorganismene dør.
Etanol bryter også ned cellemembraner ved å løse opp dipolbindingene mellom de upolare halene i fosfolipider.
I et forsøk testet man hvordan amylase fra spytt påvirker stivelse.
a) Hva er produktet av reaksjonen mellom amylase og stivelse?
b) Skisser hvordan reaksjonsfarten endres med temperatur. Marker optimumstemperaturen.
c) Hva skjer med enzymet over optimumstemperaturen, og hvorfor?
d) Forklar hvorfor pepsin har optimal pH ca. 1,7, mens amylase har optimal pH ca. 7.
Løsningsforslaga) Amylase katalyserer hydrolyse av α1→4-bindingene i stivelse. Produktene er maltose (et disakkarid) og noe glukose. Etter videre nedbrytning fås kun glukose.
b) Reaksjonsfarten øker med temperaturen opp til optimum (ca. 37 °C for menneskelige enzymer), så faller den raskt fordi enzymet denatureres. Grafen ligner en asymmetrisk klokke med rask økning og deretter brå nedgang.
c) Over optimumstemperaturen blir den termiske bevegelsen så stor at de svake bindingene (hydrogenbindinger, dipolbindinger, ionebindinger) som holder sekundær- og tertiærstrukturen sammen, brytes. Proteinet folder seg ut → det aktive setet får feil form → substratet kan ikke binde → reaksjonen stopper. Enzymet er denaturert.
d) Strukturen til hvert enzym er tilpasset miljøet det skal jobbe i.
Pepsin virker i magesekken hvor pH er svært lav (1,5–2,0). De ladede aminosyrene i pepsins aktive sete er stabile ved denne pH-en. Hadde pepsin hatt optimal pH 7, ville det ikke virket i magen.
Amylase finnes i munn og bukspyttkjertel hvor pH er nær nøytral (ca. 6–7). Strukturen er tilpasset slik at det aktive setet har riktig form og ladning ved nøytral pH. I sterkt sur magesyre denatureres amylase.
Glukose og fruktose har samme molekylformel: C₆H₁₂O₆.
a) Forklar likevekten mellom ringform og åpen kjedeform for glukose.
b) Hva er forskjellen på en aldose og en ketose? Klassifiser glukose og fruktose.
c) Forklar hva som skiller α-glukose fra β-glukose.
d) Hvilket polysakkarid er bygd opp av α-glukose, og hvilket er bygd av β-glukose?
Løsningsforslaga) I vannløsning er glukose i likevekt mellom tre former:
Ringformen kan åpne seg ved at C-1–O-bindingen i ringen brytes. C-1 får en aldehydgruppe (–CHO). Reaksjonen er reversibel: ringene kan lukkes igjen til α- eller β-form.
b) En aldose har en aldehydgruppe (–CHO) på C-1 i åpen kjedeform. En ketose har en ketongruppe (>C=O) på C-2.
c) I ringform har glukose en OH-gruppe på C-1. Den kan peke to veier:
Forskjellen er bittesmå strukturelt, men har enorme konsekvenser for hvilke polymerer som kan dannes.
d)
a) Hva menes med et «reduserende sukker»?
b) Hvorfor er maltose et reduserende sukker, mens sukrose ikke er det?
c) Hvordan kan man påvise at sukrose har blitt hydrolysert?
Løsningsforslaga) Et reduserende sukker er et sukker som kan redusere (i kjemisk forstand) Fehlings væske eller andre lignende oksiderende stoffer. Sukkeret må ha en aldehydgruppe (eller en form som kan omarrangere til en) i åpen kjedeform.
I reaksjonen oksideres aldehydgruppen i sukkeret til en karboksylsyre, mens Cu²⁺ i Fehlings væske reduseres til Cu⁺ (Cu₂O, et rødt bunnfall).
b) I maltose er to glukose-molekyler bundet sammen med en α1→4-binding. C-1 i den ene ringen er bundet, men C-1 i den andre ringen er fri. Den ringen kan åpne seg og danne en aldehydgruppe → kan reagere med Fehlings væske → maltose er reduserende.
I sukrose er bindingen mellom C-1 i glukose og C-2 i fruktose. Det er nettopp disse C-atomene som ville blitt aldehyd- (C-1) eller ketongruppe (C-2) ved åpning. Begge er låst i bindingen → ingen ring kan åpne seg → ingen aldehyd- eller ketongruppe → sukrose er ikke reduserende.
c) Etter hydrolyse av sukrose dannes glukose og fruktose, som begge er reduserende. Hvis man tester en sukroseløsning før og etter hydrolyse:
a) Hvorfor er smør fast ved romtemperatur, mens olivenolje er flytende?
b) Forklar hvorfor cellemembraner blir ødelagt av etanol.
c) Hva er forskjellen på et triglyserid og et fosfolipid?
Løsningsforslaga) Begge er triglyserider, men sammensetningen er forskjellig:
b) Cellemembraner består av et dobbeltlag av fosfolipider. De polare hodene vender utover (mot vannet), de upolare halene innover. Midlertidige dipolbindinger mellom de upolare halene holder dobbeltlaget sammen.
Etanol er et lite, polart molekyl med en upolar del. Etanol kan trenge inn i dobbeltlaget og forstyrre kontakten mellom halene, slik at dipolbindingene brytes. Membranen blir gjennomtrengelig eller løses helt opp. Bakterieceller dør fordi de ikke lenger kan opprettholde indre miljø.
c)
Konsekvensen er at triglyserider er helt upolare og opptrer som energilager (fett). Fosfolipider er amfifile (én polar ende, én upolar) og bygger opp cellemembraner.
a) Hva er en nukleotid bygd opp av?
b) Forklar hvordan A pares med T og hvordan G pares med C i DNA. Hvor mange hydrogenbindinger er det i hvert par?
c) En del av en DNA-kjede har sekvensen: 5'–A T G C C T A G–3'. Skriv den komplementære sekvensen i den andre kjeden, med korrekt retning.
Løsningsforslaga) En nukleotid består av tre deler:
De tre delene er bundet sammen med kovalente bindinger.
b) Basene pares med hydrogenbindinger:
Det er to årsaker til at paringen er strikt:
GC-bindingen er sterkere enn AT-bindingen (3 vs 2 H-bindinger), så DNA med høyt GC-innhold er mer stabilt.
c) Original kjede: 5'–A T G C C T A G–3'
Komplementær kjede må:
Komplementær kjede: 3'–T A C G G A T C–5'
Eller skrevet 5' til 3': 5'–C T A G G C A T–3'
a) Forklar hvorfor DNA denatureres ved høy temperatur.
b) Hvorfor er DNA med høyt GC-innhold mer stabilt enn DNA med høyt AT-innhold?
c) Hva skjer med DNA i rent vann?
d) Hva er en pyrimidindimer, og hvordan dannes den?
Løsningsforslaga) Ved høy temperatur blir den termiske bevegelsen så stor at de svake hydrogenbindingene mellom basene brytes. Når H-bindingene mellom A-T og G-C brytes, kan de to polynukleotidkjedene ikke lenger holdes sammen, og de skiller seg fra hverandre. DNA er denaturert.
Fosfodiesterbindingene (kovalente) er mye sterkere og brytes ikke ved vanlige temperaturer.
b) G-C-paret har 3 hydrogenbindinger, mens A-T-paret bare har 2. Et DNA-molekyl med flere G-C-par har derfor flere total hydrogenbindinger som holder kjedene sammen. Det krever høyere temperatur for å bryte alle, så Tm (smeltetemperaturen) er høyere.
Praktisk konsekvens: bakterier som lever i varme miljøer har ofte DNA med høyt GC-innhold for å forbli stabilt.
c) I rent vann mangler kationer (Na⁺, Mg²⁺, etc.). DNA har mange negative ladninger på fosfatgruppene. Uten kationer som nøytraliserer disse, frastøter de to kjedene hverandre elektrostatisk → DNA denatureres.
I cellen er det alltid rikelig med kationer (særlig K⁺), så DNA er stabilt der.
d) En pyrimidindimer dannes når UV-stråling absorberes av DNA og to tymin-baser som ligger ved siden av hverandre på samme kjede, kobles sammen med kovalente bindinger:
T—T (separate) → T═T (kovalent dimer) Dimeren forvrenger DNA-strukturen og hindrer normal replikasjon. Hvis dimeren ikke repareres, kan det føre til mutasjoner og kreft. Kroppen har spesielle reparasjonsenzymer som fjerner pyrimidindimerer.
For hver av de fire hovedtypene biologiske makromolekyler:
| Makromolekyl | Monomer | Binding | Reaksjon |
|---|---|---|---|
| Proteiner | Aminosyre (NH₂–CHR–COOH) | Peptidbinding (–CO–NH–) | Kondensasjon: 2 aminosyrer → dipeptid + H₂O. Hydrolyse: dipeptid + H₂O → 2 aminosyrer |
| Karbohydrater | Monosakkarid (f.eks. glukose) | Glykosidbinding (–O–) | Kondensasjon: 2 glukose → maltose + H₂O. Hydrolyse: maltose + H₂O → 2 glukose |
| Lipider | (Ikke polymerer) Triglyserid: glyserol + 3 fettsyrer | Esterbinding (–COO–) | Kondensasjon: glyserol + 3 fettsyrer → triglyserid + 3 H₂O. Hydrolyse: triglyserid + 3 H₂O → glyserol + 3 fettsyrer |
| Nukleinsyrer | Nukleotid (pentose + fosfat + base) | 3'–5' fosfodiesterbinding | Kondensasjon: 2 nukleotider → dinukleotid + H₂O. Hydrolyse: dinukleotid + H₂O → 2 nukleotider |
Felles for alle fire: kondensasjon = vann spaltes av; hydrolyse = vann legges til. Begge reaksjonene er enzymkatalysert i levende vesener.
Forklar kjemien bak en permanentbehandling for hår, ved hjelp av det du vet om proteinstruktur.
LøsningsforslagHår består hovedsakelig av keratin, et fiberprotein som inneholder mye av aminosyren cystein. Cystein har en –SH-gruppe i R-gruppen.
I naturlig hår er det mange svovelbroer (–S–S–) mellom cystein-enheter på forskjellige polypeptidkjeder. Disse svovelbroene gir håret dets form og styrke, og er en del av tertiær- og kvartærstrukturen.
Permanentbehandlingen har tre steg:
Reduksjon (bryt svovelbroene): Et reduksjonsmiddel (typisk en tiol som tioglykolat) tilsettes håret. Det reduserer –S–S– til to separate –SH-grupper. –S–S– + 2H → –SH + HS– Nå er svovelbroene brutt — håret er midlertidig svekket og kan formes.
Forme håret: Håret rulles på papiljotter eller kveiles på annen måte for å gi ønsket form.
Oksidasjon (lag nye svovelbroer): Et oksidasjonsmiddel (typisk hydrogenperoksid, H₂O₂) tilsettes. SH-gruppene oksideres tilbake til svovelbroer — men nå i den nye, krøllete formen! 2 –SH + H₂O₂ → –S–S– + 2 H₂O
Resultatet er at håret holder den nye formen permanent — fordi svovelbroene nå holder sammen molekyler i en annen konfigurasjon enn før.
Etter et halvt år vokser nytt hår med originale svovelbroer, og permanenten må gjentas hvis man vil bevare krøllene.
Lipidnanopartikler ble brukt i mRNA-vaksinene mot COVID-19.
a) Forklar hva en lipidnanopartikkel er, og hvordan den ligner på et liposom.
b) Hvorfor må mRNA pakkes inn i lipider for å virke som vaksine?