Holdet 2022 BT/x - Undervisningsbeskrivelse

menu

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2022/23 - 2024/25
Institution Z - Opl. 2025
Fag og niveau Bioteknologi A
Lærer(e) Lisbeth Bornstein
Hold 2022 BT/x (1x BT, 2x BT, 2x BT SRO, 3x BT, 3x BT studietid)

Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 1 Kroppen i arbejde
Titel 2 2 Genetik, kunstig befrugtning og ønskebørn
Titel 3 3 Kriminalforskning
Titel 4 4 Enzymer og ølbrygning
Titel 5 5 Kemisk ligevægt i biologiske systemer
Titel 6 6 Syrer - baser i biologi
Titel 7 7 Den levende kemi
Titel 8 SRO
Titel 9 8 Nervesystemet
Titel 10 9 Lægemiddel fremstilling
Titel 11 10 Tiny earth - Antibiotika
Titel 12 11 Bioinformation og sekvensanalyse
Titel 13 12 Fødevareproduktion
Titel 14 13 Enzymkinetik
Titel 15 14 Biokemiske processer
Titel 16 15 Hormonforstyrrende stoffer
Titel 17 16 Immunsystemet
Titel 18 17 Genmodificerede Organismer

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
Titel 1 1 Kroppen i arbejde

Et forløb med fokus på at forstå kroppens fysiologi i forbindelse med arbejde.
Fokus har været på at forstå de enkelte processer der er involveret transporten af CO2 og O2. Herunder, simpel diffusion, blodets funktion, hjertet og lungernes anatomiske opbygning samt anaerob og aerob energiproduktion.

Iltoptag:
- Simpel diffusion + osmose
- Iltens vej
- Lungeventilation

Hjerte + lungernes funktion:
- Lungernes funktion og opbygning (især fokus på diffusion af gasser)
- Hjertets funktion og opbygning
- Puls, slagvolumen, hjerte minutvolumen

Blodet:
- Hæmoglobins funktion
- Blodtryk
- Antal røde blodlegemer

Muskler og energi:
- Anaerob + aerob energiproduktion (respiration + mælkesyre)
- ATP funktion
- Muskeltyper


Øvelser:
- Osmose i gær
- Måling af blodtryk
- Simulation af diffusion i lungen
- Dissektion af svinelunger
- Dissektion af svinehjerter
- Røde blodlegemer i tællekammer
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 10 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 2 2 Genetik, kunstig befrugtning og ønskebørn


Et forløb der tager udgangspunkt i simpel mendelsk genetik og nedarvning af egenskaber, den kvindelige cyklus og kunstig befrugtning og afsluttes med gennemgang af ægsortering + CRISPR og de etiske overvejelser.

Mendelsk genetik + nedarvning:
- Genotype, Fænotype.
- Alleller (genvarianter) herunder hetero- og homozygoter
- Simpel nedarvning i et gen
- Analyse af stamtavler
- Dominante og recessive egenskaber

Befrugtning + kvindelige cyklus:
- Mitose og Meiose
- Hormonel regulering
- Menstruations cyklus
- Kunstig befrugtning

Ægsortering + CRISPR
- Etiske overvejelser + lovgivning ang ægsortering
- CRISPR (meget overordnet om metoden)
- Somatiske vs. Kønsceller
- Behandling vs. forædling

KERNESTOF:
Genetik og molekylærbiologi: nedarvningsprincipper, mutationer
Fysiologi: forplantning og hormonel regulering

ØVELSER:
Krydsningsøvelse med egne fænotyper
Bestemmelse af blodtype
Mikroskopiering af mitosestadier
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 11 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 3 3 Kriminalforskning

I dette forløb har eleverne arbejdet med molekylærbiologiske teknikker og genetisk teori relateret til kriminalitetsopklaring. Gennem laboratoriearbejde og casebaseret læring har de undersøgt, hvordan DNA-profiler kan anvendes til at identificere personer og slægtskaber. Der har været særligt fokus på STR-regioner, PCR-teknologi og gelelektroforese som centrale redskaber i moderne kriminalteknik. Forløbet blev afsluttet med diskussion af genetisk slægtsforskning som efterforskningsmetode.

Teoretisk indhold og biologiske grundprincipper:
• DNA’s opbygning: dobbeltspiral, basepar, genetisk variation
• Ikke-kodende DNA og STR-regioner (Short Tandem Repeats)
o Hvorfor STR-regioner varierer mellem individer
o Brug i personidentifikation (DNA-profiler)
• Principper for PCR (Polymerase Chain Reaction)
o Amplificering af specifikke DNA-segmenter
o Primere og termisk cykling
• Gelelektroforese:
o Adskillelse af DNA-fragmenter efter størrelse
o Visualisering og sammenligning af DNA-profiler



Genetisk slægtsforskning og nye redskaber:
• Introduktion til genetisk slægtsforskning som værktøj i opklaring af uopklarede sager
• Eksempler: Golden State Killer, dobbeltmord i Sverige og brug af DNA-databaser (Myherritage)
• Diskussion af:
o Privatsfære og databeskyttelse
o Etik ved at bruge familiemedlemmers DNA i efterforskning
o Perspektiver for fremtidens politiefterforskning
o Udarbejde formidlende poster.

Eksperimentel del:
• PCR og gelelektroforese af simulerede DNA-prøver
o Elever arbejdede med simulerede DNA-spor fra en "forbrydelse"
o Amplificering af STR-lignende sekvenser
o Bestemmelse af den "skyldige" ved sammenligning af båndmønstre fra lærere
o Diskussion af metodebegrænsninger og fejlkilder

Øvelse:
PCR + Gelelektroforese
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 4 4 Enzymer og ølbrygning

I dette anvendelsesorienterede forløb har eleverne arbejdet med enzymernes rolle i ølbrygning, fra stivelsesnedbrydning til gæringsproces og smagsudvikling. Eleverne har tilegnet sig viden om enzymers struktur og funktion samt mikrobielle processer i brygning. Forløbet har kombineret biokemisk teori med praktisk erfaring, og afsluttedes med, at eleverne designede og udførte deres egen ølproduktion. Materialet fra Gæring og Læring har dannet fagligt og praktisk grundlag.

Biokemisk og enzymatisk grundlag:
• Enzymers struktur og virkemåde
o Aktivt center, temperatur- og pH-afhængighed
o Cofaktorer og bindingstyper
• Centrale enzymer i brygning:
o Amylaser (α- og β-amylase) – nedbrydning af stivelse til forgærbare sukkerarter
o Proteaser – nedbrydning af proteiner til aminosyrer
o Effekten af mæsketemperatur på enzymaktivitet og sukkerprofil
• Maltens enzymatiske indhold og aktivering ved mæskning

Fermentering og mikrobiel aktivitet:
• Gær (typisk Saccharomyces cerevisiae) som bioteknologisk organisme
o Anaerob alkoholgæring
o Dannelse af CO₂ og ethanol
o Betydning af gærsort, temperatur og næringsstoffer
• Øl som fermenteringsbioteknologi: fra råvare til slutprodukt

Eksperimentelle og praktiske aktiviteter:
• Elevstyret ølbrygning (fællesbryg):
o Udvælgelse af malttype, humle, gær og temperaturprofil
o Brygning, gæring, flaskning og etikettering
o Observations- og refleksionsopgaver undervejs f. eks IBU + alkohol bestemmelse.
• Måling af sukkerindhold og alkoholprocent (refraktometer og hydrometer)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 5 5 Kemisk ligevægt i biologiske systemer

I dette kortere forløb har eleverne arbejdet med begrebet kemisk ligevægt og dets betydning i biologiske og bioteknologiske sammenhænge. Fokus har været på forståelsen af ligevægtsdynamik, Le Châteliers princip og anvendelse af ligevægtsbegrebet i fx enzymreaktioner og blodets buffersystemer. Forløbet inkluderede en eksperimentel øvelse, hvor eleverne undersøgte forskydning af en ligevægt i praksis.

Fagligt indhold og teoretiske elementer:
• Reversibilitet og ligevægtstilstand: Dynamisk balance mellem frem- og tilbagestrøm
• Ligevægtskonstanten (Kc):
o Udledning og anvendelse af udtrykket for K
o Fortolkning af Kc's størrelse: Hvilken side af reaktionen favoriseres?
• Reaktionsbrøken (Y) og sammenligning med K:
o Bestemmelse af, om en reaktion er i ligevægt, eller hvilken vej den forskydes
• Le Châteliers princip:
o Kvalitativ forståelse af systemets respons på ændringer i koncentration, temperatur og tryk
o Anvendt i både kemiske og biologiske reaktionssystemer
• Beregninger i ligevægtsproblemer:
o Opsætning af start- slut skemaer (start, slut koncentration)
o Beregning af ligevægtskoncentrationer ud fra startkoncentrationer og K

Fagligt indhold og biologisk relevans:
• Kemisk ligevægt: Reversibilitet, reaktionshastighed og ligevægtskonstant (K)
• Le Châteliers princip: Systemets respons på ændringer i koncentration, temperatur og tryk
• Biologiske eksempler:
o Hæmoglobins binding af O₂ og CO₂ (ilttransport)
o Buffersystemer i blodet (f.eks. CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻)
o Enzymatiske reaktioner og ligevægtsforskydning ved produktophobning

Eksperimentel øvelse: Indgreb i en ligevægt (Fe³⁺ + SCN⁻ ⇌ [Fe(SCN)]²⁺)
• Visualisering af ligevægtsforskydning via farveændringer (rød kompleksdannelse)
• Elever tilsætter mere Fe³⁺ eller SCN⁻ og observerer ændringer
• Diskuteres i relation til Le Châteliers princip
• Udvidelse: Kvalitativ analyse af reaktionsforløb og evt. beregning af ligevægtskonstanter
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 6 6 Syrer - baser i biologi

Overordnet beskrivelse:
I dette forløb har eleverne arbejdet med syre-base-balance i biologiske systemer, herunder betydningen af pH for enzymaktivitet, cellefunktion og homeostase. Der har været særligt fokus på puffer-systemers rolle i kroppen og i bioteknologiske processer. Undervisningen har kombineret teoretiske modeller ( pH-beregning, titrering) med eksperimentelle undersøgelser af syrers og basers egenskaber.

Teoretisk indhold og begreber:
• Syre-base-begrebet
• pH og pOH: beregning og fortolkning
• Vands autoprotolyse og pH-skalaen
• Styrke og koncentration af syrer og baser (Ks, pKs)
• Titreringsprincipper: ækvivalenspunkt, bufferområde og indikatorvalg

Syre-base-kemi i biologiske systemer:
• Betydningen af pH for enzymers funktion og struktur
• Puffer-systemer i kroppen (f.eks. bicarbonat, fosfat og proteinpuffere)
• Homeostatisk regulering af pH i blod og celler
• Eksempler på fysiologiske konsekvenser af pH-ændringer (acidoser, alkaloser)

Eksperimentel del:
• Elevøvelse: Puffersystemer
o Undersøgelse af bufferkapacitet ved tilsætning af syre og base
o Sammenligning af forskellige puffere og deres effektivitet
o Beregning og afstemning af pH-ændringer ud fra bufferligninger (Henderson-Hasselbalch)
• Elevøvelse: Titrering af Cola
o Bestemmelse af pH og syreindhold (måling af titrerbar syre)
o Anvendelse af indikatorer og pH-målere
o Beregning af ækvivalenspunkt og syrens koncentration
o Diskussion af fysiologisk og ernæringsmæssig relevans (f.eks. emaljeskader, surhedsgrad)


ØVELSER:
Elev-øvelse: Puffersystemer
Elev-øvelse: Titrering af Cola
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 14,00 moduler
Dækker over: 11 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 7 7 Den levende kemi

Overordnet beskrivelse:
Dette forløb har introduceret eleverne til den organiske kemi, som danner grundlaget for biologiske molekyler og deres funktion. Gennem arbejdet med funktionelle grupper, reaktionstyper og intermolekylære bindinger har eleverne opnået en forståelse for, hvordan molekylers opbygning påvirker deres fysiske og kemiske egenskaber, og hvordan dette forklarer biologiske fænomener som opløselighed, kogepunkt og transport i kroppen.

Teoretisk indhold:
Funktionelle grupper og deres egenskaber:
• Identifikation og navngivning af centrale funktionelle grupper:
o alkohol-, keton-, carboxyl syre-, aldehyd, amin-, ester- og amidgrupper
• Polære vs. upolære grupper og deres betydning for opløselighed og reaktivitet
• Funktionelle gruppers rolle i biologiske molekyler (kulhydrater, aminosyrer, lipider)
Intermolekylære bindinger:
• Hydrogenbindinger, dipol-dipol-interaktioner, London-dispersion
• Forklaring af kogepunkt og opløselighed ud fra molekylstruktur og bindingstyper
• Sammenligning af forskellige stoffer (f.eks. alkoholer, fedtsyrer, aminer)
Generelle reaktionstyper:
• Kondensations- og hydrolyse-reaktioner (vigtige i proteinsyntese og nedbrydning)
• Redoxreaktioner og elektronoverførsel (med relevans for respiration og stofskifte)
• Substitutions- og additionsreaktioner (introduceret ud fra funktionel gruppe)

Øvelser:
Estersyntese
Molarmasse af en fedtstof
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 11 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 8 SRO

SRO med fagene fysik og kemi/bioteknologi. Som en del af opgaven skulle eleverne deltage i konkurrencen Unge Forskere.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 4 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 9 8 Nervesystemet

Overordnet beskrivelse:
I dette forløb har eleverne arbejdet med det humane nervesystem med særligt fokus på neurons signaloverførsel, aktionspotentialets mekanismer og iontransport. Undervisningen har kombineret teoretisk fordybelse i membranpotentialer og synaptisk transmission med eksperimentelle undersøgelser af nervesystemets funktion. Eleverne har undersøgt reaktionstider før og efter alkoholpåvirkning for at vurdere alkoholens effekt på det centrale og perifere nervesystem.

Opbygning og funktion af nervesystemet:
• Det centrale og perifere nervesystem: funktioner og opdeling
• Neuronets struktur: soma, dendritter, axon og synapse

Det elektriske signal: aktionspotentiale og iontransport
• Hvilopotentiale: opretholdelse via Na⁺/K⁺-pumpen og læk-kanaler
• Stimulus og tærskelværdi: depolarisering og "alt-eller-intet"-respons
• Faser i aktionspotentialet:
o Depolarisering (Na⁺-indstrømning via spændingsstyrede kanaler)
o Repolarisering (K⁺-udstrømning)
o Hyperpolarisering og refraktærperiode
• Ledning langs axon – betydning af myelin
• Synaptisk transmission: neurotransmittere, receptorer og nedbrydning

Eksperimentel øvelse: Reaktionstest med og uden alkoholpåvirkning
• Eleverne målte egne reaktionstider via enkle computertests.
• Sammenligning af data før og efter:
o Diskussion af påvirkning af refleksbue og kognition
o Variabilitet mellem elever og individuelle reaktioner
• Etik og ansvar ved eksperimenter med rusmidler

Biologisk og samfundsmæssig kontekst:
• Alkoholens effekt på synaptisk transmission: GABA, glutamat og hæmning af neuronaktivitet
• Tolkning af reaktionstider i forhold til trafiksikkerhed og promillegrænser
• Neurotransmittere og rusmidlers virkning (dopamin, serotonin mv.)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 10 9 Lægemiddel fremstilling

Overordnet beskrivelse:
I dette forløb har eleverne arbejdet med lægemiddeldesign og fremstilling med udgangspunkt i både klassisk organisk syntese og biofarmaceutiske perspektiver. Eleverne har undersøgt, hvordan molekylære egenskaber og struktur har betydning for lægemidlers funktion, optag og virkning i kroppen. Der blev lagt vægt på Lipinskis regler, fordelingsligevægte og på eksperimentel fremstilling, oprensning og analyse af acetylsalicylsyre, et klassisk lægemiddelstof.

Lægemiddelklasser og virkemekanismer:
• Kemisk vs. biofarmaceutisk lægemiddel: syntetisk fremstilling vs. produktion med levende celler
• Eksempler på lægemiddeltyper: antiinflammatoriske midler, antibiotika, insulin.
Molekylære egenskaber og Lipinskis regler:
• Lipinskis regler:
o Molekylemasse < 500 g/mol
o Højst 5 hydrogen-donorere
o Højst 10 hydrogen-acceptorere
o Log P < 5
• Anvendelse på kendte lægemidler og diskussion af undtagelser (fx biofarmaka)
Fordelingsligevægt og transport over membraner:
• Log P og log D  som mål for hydrofobicitet/lipofobicitet
• Sammenhæng mellem molekylers polaritet og transport over cellemembraner
• Lægemidlers opløselighed og passiv diffusion
• Betydning af syrebaseegenskabber for lægemidlers opløselighed
Organisk syntese og reaktionstyper:
• Kondensationsreaktion mellem salicylsyre og ethansyreanhydrid
• Rolle af syrekatalyse og betydning af vandfri forhold
• Funktionelle grupper i salicylsyre og acetylsalicylsyre (phenol, carboxylsyre, ester)

Øvelse: Syntese, oprensning og renhedsvurdering af acetylsalicylsyre
• Syntese af acetylsalicylsyre ud fra salicylsyre og ethansyreanhydrid under katalyse af H₂SO₄
• Omkrystallisering for oprensning af råproduktet
• TLC-analyse for kvalitativ vurdering af renhed (spot-test med UV og Fe³⁺-reagens)
• Smeltepunktsanalyse og sammenligning med tabelværdi
• Udbytteberegning og vurdering af begrænsende reaktant
Dataanalyse og vurdering:
• Beregning af teoretisk og faktisk udbytte (%)
• Identifikation af restsalicylsyre via TLC (violet kompleks med Fe³⁺)
• Sammenligning af smeltepunkt for omkrystalliseret produkt og tabelværdi
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 11 10 Tiny earth - Antibiotika

Overordnet beskrivelse:
Dette forløb har været tilrettelagt med udgangspunkt i det internationale forskningsprojekt Tiny Earth, hvor elever har arbejdet som "student researchers" med at identificere nye antibiotikaproducerende bakterier fra jordprøver. Forløbet kombinerer mikrobiologi, genteknologi og global sundhedsproblematik og har givet eleverne indblik i både laboratorieteknik og forskningsproces. Eleverne har aktivt deltaget i autentisk dataindsamling og resultatformidling, bl.a. gennem registrering i Tiny Earths database.

Antibiotikas virkning og opbygning:
• Opdeling i antibiotikaklasser (f.eks. β-laktamer, aminoglykosider, makrolider)
• Virkningsmekanismer: cellevægssyntese, proteinsyntese, DNA-replikation
• Struktur-aktivitetssammenhænge: betydningen af funktionelle grupper for virkning og resistens.
• Naturlig og syntetiske antibiotika, herunder semisyntetiske ændringer for at forbedre stabilitet og aktivitet


Antibiotikaproduktion i naturen:
• Jord som kilde til bioaktive mikroorganismer (særligt Streptomyces)
• Bakteriers økologiske kamp og antibiotikaproduktion som konkurrenceparameter
• Brug af fermentering og isoleringsteknikker til screening for antibiotikaproducerende bakterier

Resistensproblematikken:
• Udvikling og spredning af antibiotikaresistens (mutationer, horisontal genoverførsel)
• Eksempler på resistente bakterier (MRSA, ESBL, VRE)
• Selektionspres og misbrug af antibiotika i landbrug og sundhedsvæsen
• Globalt perspektiv: WHO’s overvågning og krisestrategier

Tiny Earth-forløbets praktiske elementer:
• Indsamling og behandling af jordprøver: prøver fra skolens nærområde og vurdering af mikrobiologisk diversitet
• Fortyndingsrækker og udpladning: CFU-beregning og dyrkning på specialiserede vækstmedier
• Kolonimorfologi og selektion af potentielt antibiotikaproducerende bakterier
• Antibiotikaproduktionstest: Patch/patch, spread/patch og top agar-metoder mod sikre ESKAPE-modeller
• Karakterisering af isolater:
o Gramtest og mikroskopi
o PCR og gelelektroforese af 16S rRNA-genet
o Bioinformatisk analyse via BLAST af sekvensdata
Indhold
Kernestof:

Supplerende stof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 11 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 12 11 Bioinformation og sekvensanalyse

Et tematisk forløb med fokus på bioinformatiske værktøjer til at analysere genetisk information og forstå genetiske sygdomme. Undervisningen har haft et anvendelsesorienteret og datadrevet fokus, hvor eleverne har arbejdet med autentiske genetiske data og digitale redskaber til at identificere mutationer og forstå deres konsekvenser. Forløbet har styrket elevernes evne til at koble molekylærbiologisk viden med teknologiske analyseværktøjer og har samtidigt bidraget til forståelsen af præcisionsmedicin og genetisk diagnostik.

Grundlæggende genetik og sygdomsforståelse:
• DNA, gener og mutationstyper (punktmutationer, insertioner, deletioner mv.)
• Genotype og fænotype – sammenhængen mellem mutation og sygdom
• Proteinfunktion og konsekvenser af ændret aminosyresekvens (herunder nonsense-, missense- og frameshift-mutationer)

Bioinformatiske redskaber og databaser:
• Brug af online databaser (NCBI, PDB, BLAST) til at lokalisere og analysere sygdomsassocierede gener
• DNA- og proteinsekvensanalyse
• Oversættelse af DNA-sekvenser til aminosyresekvenser
• Identifikation af mutationer og vurdering af deres konsekvens for proteins funktion og struktur
• Sammenligning med referencegenomer og -proteiner

Virtuel case: Cystisk fibrose
• Introduktion til CFTR-genet og dets funktion i iontransport
• Virtuel analyse af forskellige mutationer i CFTR-genet
• Vurdering af mutationernes konsekvenser ud fra proteinstruktur og funktion
Indhold
Kernestof:

Supplerende stof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 13 12 Fødevareproduktion

Forløb om fødevareproduktion med udgangspunkt i Biotek A bind 2 kapitel 10.
Forløbet havde en forberedende funktion frem imod studietur til Tanzania

Forløbet er del i 3 dele:
1: Mutationer og evolutionære mekanismer
2: Grundlæggende økologi, planters næringsstofbehov og C + N kredsløbene
3: Produktion og forædling af afgrøder med bioteknologiske processer

Herunder har forløbet haft nogle afbræk da følgende emner viste sig nødvendige at repetere:
- Tildeling af oxidationstal (inkorporeret i N kredsløbet og de tilhørende redoxreaktioner)
- Ligevægtskemi (snak om optimering af Harber-Bosch-processen)

Øvelser:
Digital simulationsøvelse af naturlig selektion: Ulve og kaniner
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 8,00 moduler
Dækker over: 3 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 14 13 Enzymkinetik

Et længere forløb med fokus på enzymkinetik med udgangspunkt i teorien om Mikaelis Menten, reaktionstyper og enzymklasser.
Viden er tilegnet igennem teoretisk gennemgang, elevpræsentationer og observerbare forsøg. Forløbet bare sideløbende præg af at fungere som om forberedende element til at forstå det efterfølgende emne om biokemiske processer.

Enzymers struktur og funktion:
- Enzymers tredimensionelle opbygning.
- Aktive center + cofaktor
- Bindingstyper, inter- + intramolekylære interaktioner
- Katalyse, herunder energi og spontanitet (delta G)
- Beskrive energiprofil for reaktion med og uden enzymkatalysering

Enzymaktivitet:
- Matematiske modeller for enzymkinetik
- Mikaelis Menten + Lineweaver-Burk plot (herunder forklaring af Vmax og Km)
- pH og temperaturens effekt på enzymaktivitet (skal kunne forklares på molekyler plan ved inddragelse af ændringer i inter/intramolekylære bindinger)
- Enzymhæmmere (forskel på kompetetiv- og nonkompetetiv hæmning) Der forventes ikke en beherskelse af mikaelis menten modellen for hæmningerne, men inhibitortyperne skal kunne identificeres ud fra et Lineweaver-Burk plot

Enzymklasser:
- Reaktionstyper
- Enzymklasser samt hvilket reaktionstyper de katalyserer

Øvelse:
Bestemmelse af Vmax+kM for alkalisk phosphatase
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 7 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 15 14 Biokemiske processer

Et sammenhængende forløb med fokus på organismers energiomsætning gennem biokemiske processer. Eleverne har arbejdet med fotosyntese, respiration og gæring samt carbohydraters intermediære stofskifte. Viden er tilegnet gennem teoretisk undervisning, selvstændige notatgennemgange, animationer og eksperimentelt arbejde. Forløbet er centralt for forståelsen af cellens energibalance og har desuden bidraget til forståelsen af energiudnyttelse og -produktion i både biologiske og bioteknologiske sammenhænge. Diverse reaktionstyper samt enzymklasser er repeteret og forventes at kunne anvendes.

Fotosyntese:
• Overordnet ligning og energitransformation (lysenergi → kemisk energi)
• Delprocesser:
o Lysafhængige reaktioner i thylakoidmembranen (elektrontransportkæde, fotofosforylering, dannelse af ATP og NADPH)
o Calvin-cyklus i stroma (CO₂-fiksering, Rubisco, produktion af G3P/glukose)
• Kloroplaster og pigmenters rolle
• Sammenhæng med respiration (nettoenergi og stofkredsløb)

Respiration og gæring:
• Forskellen på aerob og anaerob energiomsætning
• Glykolyse: Nedbrydning af glukose til pyruvat, dannelse af ATP og NADH
• Pyruvatomsætning:
o Under aerobe forhold: Pyruvat → Acetyl-CoA → Citronsyrecyklus → Elektrontransportkæde og oxidativ fosforylering (dannelse af ATP vha. H⁺-gradient)
o Under anaerobe forhold: mælkesyregæring eller alkoholgæring
• Nettoudbytte af ATP ved forskellige omsætningsformer

Intermediært stofskifte:
• Carbohydraters omsætning og lagring (glukose → glykogen eller fedtsyrer)
• Integration af glykolyse og citronsyrecyklus
• Elektrontransport og ATP-syntase i mitokondriers membraner
• Redoxreaktioner og cofaktorer (NAD⁺/NADH, FAD/FADH₂)

Øvelse:
TLC af fotopigmenter
Indhold
Kernestof:

Supplerende stof:
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 16 15 Hormonforstyrrende stoffer

Overordnet beskrivelse:
Et tværfagligt og aktuelt forløb med fokus på hormonforstyrrende stoffers påvirkning af det humane endokrine system. Der er arbejdet med både den molekylære og fysiologiske forståelse af hormonsystemet samt metoder til påvisning og vurdering af hormonforstyrrende effekter. Forløbet har kombineret biologisk teori med bioteknologiske metoder, herunder gærbaserede assays og mikroskopi. Forløbet har også indeholdt perspektiver til miljøpåvirkning, sundhed og regulering.

Hormonsystemets opbygning og funktion:
• Overblik over det endokrine system og hormonernes funktion
• Forskellen på steroidhormoner og peptidhormoner
• Hormonernes virkning på målceller via receptorer (herunder østrogen- og androgenreceptorer)
• Hormonfeedback og homeostase

Hormonforstyrrende stoffer:
• Definition og eksempler (f.eks. bisphenol A, ftalater, pesticider)
• Virkningsmekanismer: agonistisk eller antagonistisk effekt på hormonreceptorer
• Mulige konsekvenser: nedsat fertilitet, kønsudviklingsforstyrrelser, hormonrelateret kræft

Toksikologiske og miljøkemiske begreber:
• LD₅₀ (letal dosis 50%): mål for akut toksicitet, brugt til sammenligning af stoffers farlighed
• Log Kow (oktanol/vand fordelingskoefficient): indikator for stoffers fedtopløselighed og dermed deres evne til at ophobes i organismer
• Bioakkumulering: ophobning af kemikalier i en organisme over tid
• Biomagnifikation: stigende koncentration af et stof op gennem fødekæden
• Sammenhæng mellem et stofs kemiske egenskaber og dets miljøskæbne og biologiske effekt


Bioteknologiske metoder og eksperimentel del:
• YES/YAS bioassay (Yeast Estrogen/Androgen Screen):
o Transformation af gær med human østrogen- eller androgenreceptor
o Påvisning af hormonaktivitet via farvereaktion (β-galaktosidaseaktivitet)
o Test af kendte stoffer samt ukendte prøver for østrogen- og androgenaktivitet
• Mikroskopi:
o Præparation og mikroskopi af humane og dyrecellers kønsceller (sædceller, ægceller, ovarier/testikler)
o Observation af struktur og udvikling

Øvelser:
- Kemikaze (Øvelse med YES + YAS gærstammer)
- Bestemmelse af LD50 via "museforsøg"
- Mikroskopi af kønsceller mm.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 11 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 17 16 Immunsystemet

Et længerevarende forløb med fokus på det humane immunsystem – opbygning, funktion og biologiske mekanismer – samt relaterede bioteknologiske metoder. Der er lagt vægt på både det medfødte og det erhvervede immunforsvar og sammenhængen mellem immunologi og sygdomsbekæmpelse. Viden er tilegnet via læreroplæg, elevpræsentationer, tekstlæsning, YouTube-serien Crash Course og laboratorieforsøg. Forløbet har desuden forberedt eleverne til forståelsen af avancerede emner som f.eks. vaccineudvikling og immunterapi.

---

Immunsystemets opbygning og funktion:

* Opdeling i det innate (medfødte) og det adaptive (erhvervede) immunforsvar
* Hvide blodlegemers roller (makrofager, dendritceller, NK-celler, B- og T-lymfocytter)
* Antigenpræsentation og MHC-komplekser
* Immunologisk hukommelse og principper bag vaccination

---

´Cellulære og molekylære mekanismer:

* Cytokinernes rolle i kommunikation mellem immunceller
* Antistoffers opbygning og funktion (herunder IgG, IgA, IgM mv.)
* B-cellers og T-cellers aktivering og klonal selektion
* T-dræbercellers mekanismer og betydning i virusbekæmpelse

---

*Bioteknologiske metoder i immunologien:*

* ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) – kvantitativ påvisning af antigener eller antistoffer
* PCR og genteknologiens anvendelse i diagnostik af infektioner


---
Øvelser:


Indirekte ELISA-forsøg: Analyse af elevernes blodprøver for IgM og igM antistoffer imod Covid-19
Direkte ELISA-forsøg: Analyse af serumprøver fra simulerede CoVid-19 patienter
Blodudstrygning og mikroskopi: Identifikation af forskellige blodceller
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 7 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 18 17 Genmodificerede Organismer

Et længerevarende, eksperimentelt og teoretisk forløb med fokus på teknikker til genetisk modifikation af organismer, herunder transformation, udtryk og oprensning af gener og proteiner. Der er arbejdet med centrale genteknologiske metoder og bioetiske overvejelser knyttet til GMO. Forløbet har inddraget både mikroorganismer (bakterier og gær) og moderne redskaber som CRISPR. Undervisningen har været baseret på teoretisk gennemgang, casearbejde, simuleringer og laboratoriearbejde.

Grundlæggende genteknologi:
• DNA’s struktur og centrale dogme (transkription og translation)
• Rekombinant DNA-teknologi og plasmider som vektor
• Restriktionsenzymer, ligase og selektionsmarkører
• Promotorer, operatorer og genekspression (inducerbar vs. konstitutiv ekspression)

Transformation og udtryk af gener:
• Transformation af bakterier og gærceller:
o Virtuel transformation af gær til produktion af vaskepulver-enzymer (simulering)
o pGLO-øvelse (Bio-Rad): Transformation af E. coli med GFP og selektion på ampicillin + arabinose
• Betydningen af selektion og ekspressionskontrol (arabinosepromotor)

Proteinoprensning og analyse:
• HIC (Hydrophobic Interaction Chromatography): Oprensning af GFP baseret på hydrofobe interaktioner
• SDS-PAGE: Elektroforetisk adskillelse af proteiner baseret på størrelse, anvendt til karakterisering af det udtrykte GFP-protein
• Evaluering af proteinudtryk og renhed

CRISPR-teknologi og genomredigering:
• CRISPR: Out of the Blue-forsøg: Introduktion til præcis genredigering ved hjælp af CRISPR/Cas9 i bakterier
• Sammenligning med traditionel transformation: målrettet vs. tilfældig indsættelse
• Etiske overvejelser og anvendelser af CRISPR (medicinsk, landbrug, industri)

Eksperimentel del:
• Virtuel laboratorieøvelse med industriel kontekst (gær og enzymproduktion)
• pGLO transformation: Fra plasmid til fluorescerende koloni
• Proteinoprensning og -analyse (GFP): HIC og SDS-PAGE
• CRISPR: Simuleret genredigering i bakterier og analyse af resultater
Indhold


Supplerende stof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 18 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer