Liden i vandet, bliver meget af sollyset absorberet

Liden andemad, Lemna minor, og korsandemad, Lemna trisulca,
er planter, der lever i vandoverfladen i næringsrige søer. Liden andemad flyder
på overfladen, mens korsandemad er dækket af vand, se figur 1.

1. Giv forslag til, hvorfor det kan være en konkurrencemæssig fordel at leve i
vandoverfladen

En
plante er autotrof, dvs. de kan selv opbygge organisk materiale ud fra
uorganiske materialer. Dette kan ske ved fotosyntesen, og denne proces kræver
sollys. Derfor hvis en plante lever længere ned i vandet, bliver meget af
sollyset absorberet af vandet og højt sandsynligt af andre planter, inden det
når ned til planten. Derfor er det en konkurrencemæssig fordel at planten lever
i vandoverfladen, hvor den kan få direkte sollys og optage mest muligt sollys
til fotosyntesen.

 

I et eksperiment blev væksten af liden
andemad og korsandemad fulgt, når de voksede alene i et akvarium, og når de
voksede sammen, se figur 1. Væksten blev målt som forøgelse af antal blade.
Eksperimentet foregik udendørs. Resultaterne ses på figur 1.

2. Afbild
resultaterne for akvarium 1 og 2 med antal blade som funktion af tiden?

 

 

Det antages, at
andemad vokser eksponentielt, når de vokser alene.

3. Vurder om
antagelsen, at andemad vokser eksponentielt, når det vokser alene, er rimelig.
Inddrag matematiske og biologiske argumenter?

 

Andemads vækst afhænger
af fotosyntesens størrelse, altså hvor meget planter kan danne. Når det optages
megen sollys vil fotosyntesen være høj. På denne måde vil der produceres meget
glukose, dette kan planten bruge til vækst og produktion af flere blade til
planten. Denne proces er selvforstærkende, pga. produktionen af blade øger
dækningen af overfladen, der kan absorbere sollys. Det øger fotosyntesen og på
denne måde også væksten. Den her udvikling er eksponentielt.
Men, andre faktorer kan begrænse væksten af planter. F.eks. hvis der ikke er
næringsstoffer nok (nitrogen og fosfat), så kan planten ikke danne nye celler
osv. Til vækst. På denne måde kan den ikke være eksponentiel i vækst.

 

 

 

 

 

 

4. Forklar forskellen
på væksten af liden andemad og korsandemad, når de vokser sammen. Inddrag figur
2.

Figur 2 vokser eksponentielt, og over korsandemad. Det betyder når liden
andemad vokser, jo mindre lys når ned til korsandemad, når de to planter skal
vokse sammen. Figur 2 viser derfor, at liden andemad vokser eksponentielt, mens
korsandemads vækst bliver begrænset pga. den manglende mængde lys. Da liden
andemad vil vokse sig større og større, vil den til sidst overtage alt sollyset
i akvariet. Dvs. hvis korsandemad kan optage en smule konstant lys gennem
akvariets sider, kan den måske overleve eller vil arten forsvinde i akvariet.

Andemad og andre vandplanter kan anvendes
til:
Gødning i landbruget
biogasproduktion
bioethanolproduktion
opsamling af CO2 fra atmosfæren

5. Vælg en af
ovenstående muligheder og forklar, hvordan andemad kan anvendes på den nævnte
måde?

Opsamling af CO2 fra
atmosfæren:
Andemad er en plante og er derfor autotrof. Derfor kan planten opbygge
organiske materiale/molekyler ud fra uorganiske materiale/molekyler dvs. CO2 ved fotosyntesen. Andemad
kan altså optage CO2 fra
luften, dette bliver brugt når planten skal vokse sig større. På den måde kan
andemad bruges til at opsamle CO2
fra atmosfæren. Der skal dog dannes en stor mængde andemad for at registrere
ændringer i atmosfærens CO2-indhold. 

 

Opgave 3. Trehaloseproduktion i gærceller

Kulhydratet trehalose
anvendes blandt andet i fødevarer og kosmetik.
Trehalose og maltose er begge disaccharider dannet ud fra monosaccharidet
glucose, se figur 1.

1.Beskriv forskellen
mellem trehalose og maltose?

Mange forskellige organismer kan
producere trehalose. Et forskerhold har screenet havvand for indhold af
gærsvampe, der kan producere trehalose, og fundet en gærart, Rhodotorula sp.,
se figur 2, der er særlig effektiv.

2. Giv forslag til, hvordan havvand kan
screenes for forekomst af gærarter der kan producere trehalose.

1) Man kan isoler de forskellige gærkolonier, der vil vokse frem og dyrke
dem hver for sig i forskellige petriskåle.
2) Holde øje ved hver petriskål om der produceres trehalose.

 

Rhodotorula sp. Dyrkes
i et medium, der indeholder følgende:

3. Vælg to af de nævnte indholdsstoffer og forklar, hvilken betydning de har
for gærcellerne?

Sucrose: Her skal gærceller bruge energi til at kunne leve og vedligeholde
deres cellestruktur og til at kunne reproducere sig selv. Den her energi kommer
fra respiration, her dannes der ATP under forbrænding af sukker. Sucrose er
disaccharid, det består af monosaccharider (glukose og fructose). Glukose
omsættes gennem glykolysen, og fructose gennem en proces magen til nedbrydes,
så det kan indgå i Krebs cyklus. PÅ denne måde kan gærcellerne nedbryde sucrose
og bruge det til respiration.

Peptider: Gærceller skal bruge forskellige proteiner til at kunne opretholde dets
livsprocesser og kunne formere sig. Proteiner består af kædet aminosyrer og
gærcellerne kan selv producere nogen af de aminosyrer, dog skal den bruge nogen
for omgivelserne. Dette vækstmedie indeholder peptider, dette er korte kæder af
aminosyrer, dette kan gærcellerne let nedbryde og bruge til opbygningen af egne
proteiner. Peptider udgør altså en let tilgængelig aminosyrekilde til
gærcellerne.

4. Forklar forløbet af kurverne over
biomasse og sucrosekoncentration, vist i figur 3.

Figuren viser at sucrose falder drastisk de først 19 timer. Det er pga.
cellerne bruger sukkeret til at lave respiration. Det medfører en stigning af
celler og også en øget biomasse. På samme tid med det bliver glukose det
omdannet til trehalose.

Da det når 20 timer kan man se, at biomassen og sucrosekoncentrationen
stabiliseres. Dette er pga. den lille mængde sucrose der er tilbage, er for
lille til, at cellerne kan fortsætte deres vækst.
Trehalosekoncentrationen stiger når biomassen stiger, dette er pga. cellerne
producerer trehalose.
Men da de rammer 18 timer, kæmper cellerne om de begrænsede mængder er sucrose.
Her vil nogen af cellerne begynde at bruge trehalose som kilde til respiration.
Dette er også grunden til de små udsving, som kan ses på kurven.

 

5.Skriv en konklusion på grundlag af
resultaterne, vist i figur 4.

Denne figur viser, at biomassen og trehalosekonc. Følger hinanden til en
vis grad. Den højeste trehalosekonc. Og biomasse fås ved 27 – 28 grader og en
PH-værdi på 5,5 – 5,8, dette er de optimale forhold for gærcellens vækst.