1. No category

Biofag
Nr.1 februar 2011
Biofag
Medlemsblad for
Foreningen af Danske Biologer
FaDB
Udkommer 5 gange årligt
Deadlines:
20/1, 20/3, 20/6, 20/8, 20/10
Redaktion:
Jesper Ruggaard Mebus (ansv.)
Erik Frausing
Svend Erik Nielsen
Forsidefoto:
Sally Lightfoot
© Erik Frausing, 2011
Grafisk tilrettelæggelse:
Indtryk, 8639 8580
ISSN 0106-1038
Oplag 1.000 eksemplarer
Biofag trykkes på Cyclus
100 % dansk genbrugspapir
Annoncer
Annoncer sendes elektronisk både til redaktionen
[email protected] og trykkeren [email protected]
Annoncepriser
1/1 side (143 x 203 mm) kr. 2200
1/2 side (143 x 90 mm) kr. 1250
1/4 side kr. 750. Særlig pris aftales for annonce på
bagsiden eller indlagt løst annoncemateriale. Det
skal ske efter aftale med redaktionen senest 14 dage
før deadline. Alle priser er ekskl. moms.
Indlæg
Redaktionen modtager gerne indlæg til Biofag.
Indlæg sendes til [email protected]. Den anvendte
tekstbehandling skal være umiddelbar kompatibel
til Word. Fotos leveres som tiff- eller jpg-filer med
god opløsning f.eks. 300 dpi. Illustrationer skal være
tegnet med sort streg. Husk figurtekster og kilde­
angivelser. Redaktionen forbeholder sig ret til at
afkorte indlæg – og at læse korrektur på indlæg.
Adresseændringer
Ændringsformularen på foreningens hjemmeside på
EMU´en anvendes.
Ændringer kan evt. fremsendes via e-mail til FaDBsekretariatet: [email protected]
Foreningen af Danske Biologer
Det er tilladt at citere Biofag med
tydelig kildeangivelse.
Meninger, der kommer til udtryk i
Biofag, deles ikke nødvendigvis af
redaktionen eller foreningens bestyrelse.
Redaktionen afsluttet 30.01. 2011
Adresse:
Biofag
Lundingsgade 33
8000 Aarhus C
Tlf. 8619 0455
Formand
Erik Frausing
[email protected]
Næstformand
Jane Burkarl
[email protected]
Kasserer
Joan Ilsø i samarbejde m. Lisbeth Bødker Nielsen
[email protected]
Revisor
Benny Silvert
Biofags indhold:
© erik frausing 2011
4 Nyt fra bestyrelsen
5 Nyt fra fagkonsulenten
6 Stillehavsøstersen
10 Anmeldelse: Brug Botanisk
Have i undervisningen
12 Geneious software
18 Fotosyntese i vandplanter
26 Om at være konsortiearbejder
27 Kursus: Strøm på mennesket
28 Seminar: Blodets kemi
29 Seminar: Biologi og idræt
30 Kursus: Muskelfysiologi
Nyt fra bestyrelsen
Af Erik Frausing, formand FaDB
Når dette første nummer af Biofag 2011 kommer på gaden er aktiviteterne omkring SRP
afsluttet og mange er formodentlig også alle­
rede så småt i gang med elevsamtaler vedr. AT.
På trods af (- eller måske fordi) at mange
har en travl hverdag, er det positivt at der
fra FaDB-kurser meldes tilbage at der er stor
søgning til foreningens kurser.
Det er dog stadig sådan at vi kan blive bed­
re til at tiltrække yngre kollegaer til såvel
foreningen som til kurser og andre arrangementer. Dette vil være et tema for Regionssekretærmødet i begyndelsen af maj.
Undervisningsministeriet har bevilget for­
eningen økonomiske midler til udviklings­
projekter i studieretningssamarbejdet mellem
biologi og kemi, samt biologi og idræt for at
styrke det faglige samspil mellem fagene. Der
er annonceret inspirationsseminarer andet
sted i bladet. I den forbindelse vil det være
muligt for såvel yngre som mere erfarne kollegaer at indgå i udviklingsarbejdet.
Den 1. marts deltager FaDB´s bestyrelse
sammen med de andre faglige foreningers
bestyrelser i et seminar arrangeret af GL, med
workshops i forskellige aspekter af forenings­
arbejdet.
Nyt fra fagkonsulenten
Kresten Cæsar Torp
Så er SRP overstået for i år. Jeg håber vi har
givet elever lyst til at fordybe sig.
SRP
I forhold til hvor mange opgaver der bedøm­
mes, forløber censuren heldigvis generelt godt.
Henvendelser fra lærere og censorer giver mig
anledning til et par principielle kommentarer:
Der opstår af og til uoverensstemmelse mellem bedømmerne i forhold til hvor fagspecifik
bedømmelsen skal være. Jeg vil anbefale at
man i den situation tager læreplanen for SRP
frem, og forholder sig til de faglige mål, når
man voterer. Bedømmelsen er en helhedsbedømmelse. Faglighed fra fagene indgår eks­
plicit i nogle af målene, og vil også have be
tydning for hvordan man bedømmer niveauet
af elevens fordybelse, som må ses i forhold til
den undervisning der er gennemført frem til
skriveperioden. Det er vigtigt at fastholde, at
der er tale om en helhedsbedømmelse.
Hvis man som censor oplever uhensigtsmæssige opgaveformuleringer, bør man nævne det
for vejlederen, og lytte til vejlederens overvejelser. Der er nok ingen tvivl om at en dårligt
stillet opgave får indflydelse på elevens muligheder, men diskussionen må ikke blokere
for bedømmelsen af eleverne.
Er der tale om opgaveformuleringer der ikke
lever op til kravene i læreplanen, skal man
som censor skrive en indberetning til skolens
rektor. Det kan fx være i tilfælde, hvor der er
tale om stort set identiske opgaveformulerin­
ger, urimeligt omfattende opgaveformulerin­
ger eller hvor der kun trækkes på et af fagene.
En indberetning er en vigtig del af skolens
kvalitetsarbejde, og i flg. eksamensbekendtgørelsen en forpligtelse man har som censor.
Det er en god regel at sende en indberetning
cc til fagkonsulenterne tilknyttet opgaven. På
den måde holdes uvm underrettet om hvad
der sker.
Nogle gange opstår der formodning om snyd.
Her er proceduren, at opgaven bedømmes
som opgave, men skolen underrettes om
formodningen. En censor kan ikke nægte
at afgive en karakter. Det er rektors pligt at
vurdere sagen og evt. gå videre med den.
Man er altid velkommen til at henvende sig
til undertegnede per mail eller telefon. Jeg vil
prøve at besvare hvad jeg kan, så hurtigt som
muligt. Jeg kan dog ikke udtale mig specifikt
om opgaveformuleringer mm, da jeg senere
kan blive involveret i en klagesag.
Jeg vil også henvise til Eva Pilgaard Haue er
fagkonsulent i SRP, og til vejledningen på
uvm’s hjemmeside.
EMU
Redaktørerne på EMU’en laver et fint arbejde
med at levere ressourcer til fagene. Jeg vil
opfordre til at I henvender jer med gode
forløb og inspiration. Jeg vil særlig opfordre
underviserne i Naturvidenskabelig Faggruppe
på HF til at henvende sig til den nye redaktør,
Anders Duelund ([email protected]). Han er netop
nu på jagt efter gode forløb med udgangs­
punkt i den nye læreplan.
Bioteknologi
Forsøgsordningen med bioteknologi A forlænges med et år. Dvs. at der optages elever
på studieretningen frem til 2012/13.
En ny FAQ og typeordsliste i forhold til de
skriftlige prøveopgaver er på trapperne. Det
samme er en revideret vejledning som uddyber visse områder af kernestoffet i forhold til
den skriftlige prøve. Alle tre dokumenter vil
komme på uvm’s hjemmeside og de vil blive
rundsendt til skolerne tilmeldt forsøget.
Næste år forventer vi at få brug for et større
antal censorer til SRP i bioteknologi A. I
den forbindelse hører vi allerede nu gerne fra
interesserede.
Nu er det i øvrigt tidspunktet at sende elever­
ne ud for at finde de første tidlige forårstegn.
Det kan gøres på 10 minutter i starten af
en time. Med det indsamlede materiale kan
der perspektiveres til både abiotiske faktorer,
hormoner, døgn- og årsrytmer. En anden idé
kunne være at se på overvintringsstrategier.
Biologi bliver man aldrig færdig med!
Berigtigelse
I omtalen af moMentum Biofag 5/2010 er der sneget sig en del fejl ind, som vi skal beklage.
Vi vil derfor præcisere, at bladet udgives af JA, der bl.a. organiserer kandidater, bachelorer og
studerende på studieretninger inden for anvendt videnskab i jordbrug, naturforvaltning, miljø,
energi, ressourceøkonomi, fysisk planlægning, biotek og fødevarer. Det skal også præciseres, at
bladet har været udgivet siden 2003 – det er alene tiltaget over for gymnasier der er nyt.
OBS
Vi vender tilbage i næste nummer med vinderen af Hvad er det? og en ny konkurrence.
Stillehavsøstersen
– en problematisk gæst,
der er kommet for at blive!
Af forfatter??
Indenfor de senere år er en ny art blevet ob-­
serveret i den danske natur – stillehavs­
østersen (Crassostrea gigas). Den blev første
gang observeret i det danske Vadehav i 1996 1,
og bestanden er siden vokset støt. Men
hvor­­dan er stillehavsøstersen pludselig blevet
en del af faunaen i Vadehavet, og hvilken
betydning har tilstedeværelsen af stillehavs­
østersen for Vadehavet som økosystem?
Oprindeligt hørte stillehavsøstersen til i det
Japanske hav, men er blevet indført adskillige steder i verden til produktion. Af samme
årsag blev den også indført til Holland og
Frankrig i 1960’erne 2+ 3, og derudover startede
man i 1986 med at dyrke dem i det tyske Vadehav 4. De stillehavsøsters, som vi nu finder
vildtlevende i det danske Vadehav, mener
man stammer fra den tyske Vadehavsø Sild.
Da disse stillehavsøsters blev indført til
dyrkning var man af den opfattelse, at
stillehavsøstersene ikke var i stand til at re­
producere sig i områderne og kunne derved
ikke opnå en sund bestand, der i yderste
konsekvens kunne rykke ved den økologiske
balance i de relevante områder 5.
Stillehavsøstersens reproduktion er nemlig
temperaturafhængig, og den gyder først,
når vandtemperaturen når omkring 18-20
grader 6. På de givne tidspunkter for Stillehavsøstersens indførsel til Nordvesteuropa,
har man derfor været af den overbevisning,
at vandet var for koldt til, at østersen kunne
formere sig. Ikke nok med, at det skulle be­
skytte den omgivne natur mod en potentiel
uønsket spredning af stillehavsøsters, østersen
ville også bruge al dens energi på vækst i stedet for formering med relativ større østers
til følge. Det er noget, man kan lide som
østersdyrker.
Men tingene har midlertidigt ændret sig.
Formodentlig grundet en kombination af
stillehavsøstersens evne til at akklimatisere
sig til de køligere forhold og det faktum,
at vandtemperaturen i Nordvesteuropa er
steget som følge af global opvarmning, er det
lykkedes for østersen at reproducere sig 7. Og
dertil skal det nævnes, at bestanden i blandt
andet det danske Vadehav har opnået en
be­t­ydelig størrelse, hvor populationen i 2008
blev estimeret til 11.900 ton 8.
Og der hersker ingen tvivl om, at denne
voksende population af østers påvirker den
omgivne natur.
Især det faktum, at stillehavsøstersene danner
rev, kan påvirke det fysiske miljø i blandt
andet Vadehavet. Revdannelsen starter ved,
at de små dannede østerslarver, efter at have
levet nogle uger i vandfasen, begynder at slå
sig ned på et egnet hårdt substrat. Dette kan
være sten, grene eller andre skalbærende organismer (helst artsfæller). Herpå påbegyndes
skaldannelsen, og indenfor det første år vokser den enkelte østers med op til 5 cm – under
optimale forhold kan østerslængden blive
på omkring 40 cm. Denne lag-på-lag opbyg­
ning af østersskaller ændrer det fysiske miljø
betragteligt, hvorved der skabes nye nicher for
forskellige dyre- og plantearter. Herved kan
den eksisterende balance på havbunden blive
forrykket.
Dertil ses det ofte, at østersene har etableret
deres banker på eksisterende blåmuslingebanker. Blåmuslingerne påvirkes direkte, da
de fysisk bliver overbevokset og derved selv
bliver begrænset i deres vækst. Dertil kan
stillehavsøstersen blive en fødekonkurrent
overfor blåmuslingen samt andre muslinge­
arter. Stillehavsøstersen har nemlig en langt
mere effektiv filtrationsrate 9 end eksempelvis
blåmuslingen og kan derved optage langt
flere fødeemner pr. tidsenhed end andre arter.
Længere op i fødekæden kan dette få konsekvenser, da blåmuslinger og andre muslingearter er et vigtigt fødegrundlag for en
række fuglearter (eksempelvis edderfugl,
sølvmåge og strandskade). Disse fugle kan
på nuværende tidspunkt ikke udnytte stillehavsøstersene som fødekilde 10, da de store
skaller er svære at åbne samtidig med, at de er
enormt tykke og hårde.
Stillehavsøstersens udvikling i det danske
Vadehav, og andre steder, er derfor utrolig
spændende at følge. En effektiv regulering
af østersene er på nuværende tidspunkt ikke
en mulighed uden, at den naturlige balance
påvirkes. Som tingene ser ud lige nu, kan
østersene sprede sig uden vores indgriben.
Dog er de stadig påvirkelige af havtemperaturen, og hvis vi har en kold sommer, vil de
udsætte det pågældende års reproduktion til
året efter. Dertil kan en isvinter som i 20092010 reducere bestanden (pers. obs.).
Og netop på grund af denne spændende
udvikling, der kan få konsekvenser for vores
natur, skal disse stillehavsøsters opleves i
felten! Med global opvarmning som indgangsvinkel giver Vadehavscentret en unik
mulighed for at opleve stillehavsøstersen i Vadehavet. Efter 3 kilometers gang over havbunden, når vi til 2 større østersbanker, hvor
forskellige undersøgelser kan udføres: antallet
af forskellige arter på østersbanken kan esti­
meres, alderssammensætning på banken kan
bestemmes og østers kan hjembringes til filtrationsøvelser. Alle sammen giver de vigtige
resultater, der kan give en større forståelse for
stillehavsøstersen biologi og dens konsekvenser overfor naturen i Danmark.
Ønskes mere information om ture ud til
østersbanken kan Vadehavscentrets naturvej­
ledere kontaktes på tlf. 75 44 61 61 eller på
[email protected]
1)
)
3)
4)
5)
6)
Sand Kristensen, P. and Pihl, N.J., 2007. Blåmuslinge- og stillehavsøstersbestandene i det danske
Vadehav efteråret 2007. DTU Aqua-rapport nr.
181-08.
Troost, K., 2010. Causes and effects of a highly successful marine invasion: Case-study of the introduced Pacific oyster Crassostra gigas in continental
NW European estuaries. Journal of Sea Research 64:
145-165.
Enriquez-Díaz, M. Pouvreau, S. Chávez-Villalba, J. and La Pennec, M., 2009. Gametogenesis,
reproductive investment, and spawning behavior of
the Pacific giant oyster Crassostrea gigas: evidence of
an environment- dependent strategy. Aquaculture
International 17 (5): 491-506.
Troost, K., 2010. Causes and effects of a highly
successfu marine invasion: Case-study of the introduced Pacific oyster Crassostrea gigas in continental
NW European estuaries. Journal of Sea Research 64:
145-165.
Troost, K., 2010. Causes and effects of a highly successful marine invasion: Case-study of the introduced Pacific oyster Crassostrea gigas in continental
NW European estuaries. Journal of Sea Research 64:
145-165.
Pouvreau, S., Bourles, Y., Lefebvre, S., Gangnery,
A. and Alunno-Bruscia, M. 2006. Application of a
dynamic energy budget model to the Pacific oyster,
Crassostrea gigas, reared under various environmental conditions. Journal of Sea Research 56 (2):
156-167.
7) Torp Christensen, H. And Elmedal, I. Den invasive
stillehavsøstersCrassostrea gigas, i Limfjorden – inddragelse af borgere og interessenter i forslag til en
forvaltningsplan. DFU-rapport nr. 170-07.
8) Sand Kristensen, P and Pihl, N.J., 2007. Blåmuslinge- og stillehavsøstersbestandene i det danske
Vadehav efteråret 2007. DTU Aqua-rapport nr.
181-08.
9) Diederich, S., 2006. High survival and growth rates
of introduced Pacific oysters may cause restrictions
on habitat use by native mussels in the Wadden Sea.
Journal of Experimental Marine Biology and Ecology
328: 21-227.
10) Smaal, A., van Stralen, M. Craeymeersch, J.,
2005. Does the introduction of the Pacific oyster
Crassostrea gigas lead to species shifts in the Wadden
Sea? In: The comparative role of suspension-feeders in ecosystems (eds. R.F. Dame and S. Olenin),
277-289. NATO Science Series IV – Earth and
Environmental Sciences, volume 47.
anmeldelse
Brug Botanisk Have
i undervisningen
Af Torben Svenning Clausen
Høje-Taastrup Gymnasium
Lektor Bundgaard, fagkollega og 60+ , bruger
ofte betegnelsen ”eubiolog”. Hvor den lille
forstavelse er anvendt som i ”eucaryot” og
”eubakterie”.
Med dette begreb karakteriserer han - positivt
- den klassiske biolog, systematikeren som,
iført gummistøvler og bevæbnet med lup og
bestemmelsesnøgle, studerer flora eller fauna
i felten. I modsætning til den i dag mere udbredte art, den biotek-orienterede, der i hvid
kittel færdes i laboratoriets sterile miljø med
mikropipette og eppendorfrør.
”Brug Botanisk Have i undervisningen” er
titlen på et 64-siders hæfte i A4-format, som
er udkommet sidst i 2010. Hæftet er blevet til
med støtte fra Erik Birger Christensens Fond.
Mange fagfolk med tilknytning til Botanisk
Have har leveret bidrag, og gymnasielærerne
Dorte Hammelev og Rikke Macholm har
redigeret.
Formålet er angiveligt, at hæftet skal kunne
bruges i gymnasieundervisningen, f.eks. i
forbindelse med et besøg i haven. Og dermed
udbrede kendskabet til Botanisk Have specielt
og til botanikkens mange facetter i særdeles­
hed.
I første og andet kapitel præsenteres vi for
Botanisk Have og de mange aktiviteter knyttet hertil. Her drives forskning, undervisning
og formidling. Men haven er også en slags
Noahs Ark for forsvundne og udryddelses­
truede planter, som her overlever ex-situ som
frø, i vævskulturer eller nedfrosset i flydende
10
nitrogen. Og i haven findes levende eksemplarer af mange arter, som eksemplificerer
fænomener beskrevet senere i hæftet. Hæftet
afrundes med to kapitler, som omtaler de
svampe og likener, man kan møde i haven,
hvis man ved, hvor man skal lede.
I andre kapitler beskrives fænomener som
planters bevægelser og overlevelsesstrategier.
Planter kan selvfølgelig ikke ændre position;
bevægelse er her aktiviteter som foto-, geo- og
taktil tropisme, nastiske bevægelser eksemplificeret ved Fluefangers omklamring af sit
bytte og periodiske døgnbevægelser forårsaget af et indre ”biologisk ur”. Netop fordi
planter ikke kan flytte sig, har evolutionen
udstyret dem med tilpasningsmæssige træk,
som gør dem i stand til at være repræsenteret
under alle klimatiske forhold. Det er især
bygningsmæssige træk, som sikrer tilførsel af
kuldioxid og vand til den livsvigtige fotosyntese, der er udformet vidt forskelligt mellem
polerne og ækvator.
Et kapitel omhandler studiet af de gener, der
er ansvarlige for differentieringen af blomstens specialiserede blade: Bæger, krone,
støvblade og frugtanlæg. Et andet kapitler
handler om netop blomstens betydning for,
at blomsterplanterne har været den mest
succesfulde plantegruppe: Blomsten øger
sandsynligheden for den kønnede formering
og fremmer dermed den for evolutionen så
vigtige genetiske variation.
Tre meget spændende kapitler omhandler
planternes sekundærstoffer, d.v.s. stoffer,
der ikke indgår i planternes almindelige
stofskifte. For planten kan stofferne have
betydning ”i krig og kærlighed”: Giftstoffer
kan beskytte mod at blive ædt eller hæmme
konkurrerende planters vækst; farvestoffer
som anthocyaniner og betacyaniner eller
dufte fra æteriske olier kan tiltrække bestøvende insekter. Her findes eksempler på
co-evolution, hvor plante og bestøver danner ”monogame” par. For mennesket har
sekundærstofferne også stor betydning i form
af krydderier og medicin. Uden krydderier
ville meget af vores mad og mange af vores
drikkevarer ikke smage af meget. Hæftet beskæftiger sig specielt med de eksotiske krydderier, der dannes i ca. 70 forskellige dyrkede
arter, der oprindeligt stammer fra tropisk regn­
skov. Flere af planterne kan ses i væksthuse
i Botanisk Have. Planter har i århundreder
været anvendt i medicinens tjeneste, og meget
af den medicin, som bruges i dag, er udviklet
med udgangspunkt i planters sekundær­
stoffer. Ikke mindst i endemiske arter og i
planter, der vokser i tropisk regnskov, forventer man stadig at kunne finde nye stoffer
med medicinsk effekt. Sekundærstofferne kan
endelig bruges som redskab i taxonomien, når
morfologisk variation ikke følges af genetisk
variation.
bet. For mig har haven først og fremmest
været knyttet til den systematiske botanik,
til ”eubotanikken” og ”eubotanikeren”. Men
efter gennemlæsning af hæftets 64 sider kan
ingen være i tvivl om, at der i haven også
arbejdes med alment botaniske discipliner og
nyere teknikker. Og at nutidens bioteknolog
har masser af udfordringer og muligheder
i botanikkens verden, men at han på ingen
måde kan undvære ”eubiologen”.
Titel: Brug Botanisk Have i undervisningen
Redaktion: Dorte Hammelev og
Rikke Macholm
Forlag: Bioformidling,
[email protected]
Antal sider: 64
Vejledende pris: 40 kr. pr stk. +
porto ved køb af mere end 10 eksemplarer. Enkelteksemplarer købes
i Botanisk Haves Butik for 65 kr.
Sammenfattende kan siges, at hæftets 13 kapitler giver en fin introduktion til en række af
botanikkens spændende aspekter og samtidig
forklarer, hvorfor Botanisk Have er andet
og mere end en smuk park og et åndehul
midt i storbyen. De fleste kapitler kan læses
uden særlige forudsætninger og uafhængigt
af hinanden, og vil fint kunne benyttes i
gymnasiets biologiundervisning. Supplerende
materiale, bl.a. med inspiration til eksperimentelt arbejde og besøg i haven, kan angiveligt hentes på en hjemmeside. Alle afsnit
har smukke farveillustrationer.
Selv følte jeg mig under gennemlæsningen
i fint selskab, og flere gange dukkede gamle
minder fra studietiden op fra erindringsdy11
Brug af Geneious software
Af Jesper Ruggaard Mebus
På forrige års biokonference arrangeret af
FaDB var temaet evolution og John Scollar
og Dean Madden præsenterede forskellige
former, for eksperimentelt at vise evolutionære
sammenhænge bl.a. ved brug af programmet Geneious. På hjemmesiden http://www.
dnadarwin.org findes vejledninger (på
engelsk, men det fungerer at lade eleverne
læse dem). Desværre er i skrivende stund kun
to vejledninger tilgængelige, nemlig en om
mammutter (nem) og en om SIV og HIV
(lidt sværere). Imidlertid kan programmet
have mange andre anvendelser. Det er denne
artikels formål at redegøre for nogle af disse
anvendelser.
Programmet er først og fremmest en skal eller
en indgang til at søge i databaser på internettet efter f.eks. DNA-sekvenser, proteinstrukturer og artikler, hvilket man også kan
på nettet (f.eks. Entrez på NCBI der er en
fremragende indgang til søgning på databaser
(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/gquery)).
Herudover er programmet i stand til at
foretage alignment mellem DNA-sekvenser,
hvilket vil sige, at man når man skal sammenligne 2 DNA-sekvenser beregner mindst
mulig forskel ved at indsætte tomme data,
hvor der har været et tab af en base, således
at man tager højde for at alle baser efter en
deletion vil ændres. Alignment tager lang tid
og bruger meget computerkraft, så til den
del skal man have tålmodighed. Det er til
gengæld fint for eleverne at opleve at arbejdet
vedrørende at få sekvenser der passer sammen
er krævende og at resultaterne er udmærkede.
12
Case - stamtræsanalyse
En tidligere eksamensopgave fra 19/8 2008
(opgave 3) viste, at man i hånden kunne lave
stamtræer ud fra DNA-sekvenser som var
opgivet ud fra 16 baser fra kænguru, blå­
hval, flodhest, zebra, næsehorn og ringsæl.
Det interessante kunne nu være at finde hele
mtDNA-sekvenser fra disse organismer, og se
hvordan arveforholdene er, når man bruger
et større materiale. Opgaven går altså ud på
at finde mtDNA fra disse organismer, aligne
sekvenserne og derefter få Geneious til at lave
et stamtræ. Dette stamtræ kan evt. sammenlignes med det i opgaven fra 2008, og man
kan kommentere evt. forskelle og muligheder/
begrænsning i computermetoden.
Første del af opgaven gik ud på at finde de
videnskabelige navne for de dyr der indgår i
stamtræet. For nærværende er det ikke muligt
at finde et komplet mtDNA fra zebra. Derfor
kan man bruge en hest i stedet (forskellen
mellem hest og zebra er væsentlig mindre end
den forskel der er mellem de arter der i øvrigt
indgår i stamtræet). Følgende vejledning blev
udleveret til eleverne:
Øvelse i stamtræsanalyse
Find de videnskabelige navne for:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Kænguru
Blåhval
Flodhest Zebra
Næsehorn
Ringsæl
Et videnskabeligt navn er todelt. Det består
af et slægtsnavn og et artsepitet. Slægtsnavnet
skrives med stort og artsepitetet med lille.
En markmus hedder derfor Microtusagrestis.
Den mexicanske markmus hedder Microtusmexicanus. Heraf ses at tætbeslægtede arter
har samme slægtsnavn.
Der er mange forskellige kænguruarter – det
er fint bare at vælge en. For zebras vedkommende er det ikke muligt at finde en art, men
inden for slægten er det muligt at finde en
egnet art.
Tip: Ved at klikke på ”SequenceLength” kan
man sortere inputs (figur 3).
Når man har fundet den relevante DNAsekvens føres den over i en mappe lokalt ved
at trække den over i en mappe under mappen
”Local”. Man kan lave undermapper, som
man plejer (højreklik og vælg ny mappe).
Dette gentages for alle arter, således man
Figur 1
Søgning på mtDNA via Geneious
I vinduet til venstre Sources (figur 1) klikkes
på NCBI så det er markeret og der kommer
nu et søgefelt frem (figur 2).
Ved at trykke på følgende knapper i nævnte
rækkefølge kan man få et billede der ligner
det viste. Tryk først ”More options”. Tryk
derefter på ”+” for at få et ekstra søgefelt. Sæt
nu Match all of the following og vælg “Scien­
tific name of organism” contains og så arts­
navnet fundet i første del af opgaven og skriv
mitochondrion i det andet søgefelt. Herved
sendes en søgning til NCBI og i feltet under
søgefeltet optræder nu matchende søgninger.
Fakta: Et fuldt mitochondrie-DNA er ca.
17.000 baser stort.
Figur 2
Figur 3
13
har 6 filer liggende. Navnet på disse filer er
kodede f.eks. NC_008433. Disse kan også
omdøbes ved højreklik, så de bliver lettere at
tyde – også på det færdige stamtræ – man kan
her lige så godt skrive det danske navn.
Nu skal stamtræet tegnes ved at se på færrest mulige forskelle i DNA-sammensætning.
Hvis nu der har været et udfald af en base
og man foretager en direkte sammenligning
vil alle baser være forskudte efter udfaldet
(samme princip som en frame-shift-mutation). Derfor skal disse udfald erstattes af en
streg så baserne herefter ikke bliver forskudte.
Denne proces hedder alignment, og går i
princippet ud på at indsætte så mange tomme
baser (streger) at forskellen mellem DNAsekvenserne bliver mindst muligt. Dette gøres
ved utallige sammenligninger (iterationer),
og netop det, er computere gode til, men det
tager tid.
Marker derfor de 6 sekvenser (klik og hold
<CRTL> nede samtidig). Tryk derefter på
alignment-knappen:
Resultatet bliver følgende: (Figur 4)
På den øverste grønne kurve kan man se hvor
ens de forskellige sekvenser er. Høje værdier
er områder med meget ensartethed og med
lave værdier er forskelligheden stor.
Prøv at zoome med luppen ude til højre.
Find steder hvor der er sat tomme baser ind
og noter art og basenummering.
Lav nu et stamtræ ved at klikke på ”Tree”
(man skal have markeret alignment). Vælg
JUKES-CANTOR og UPGMA og tryk ok.
Sammenlign dette stamtræ med det fra opgaven.
Forklar evt. forskelle. Husk at det er lige­
gyldigt om rækkefølgen inden for samme
gren har et dyr oppe og et andet dyr nede.
Det er mere om der er forskel i forgreningerne.
Vurder hvilket stamtræ der er bedst.
Tryk ok i næste vindue.
Programmet går nu i gang med at foretage
alignment. På en 2 år gammel bærbar tager
det 34 minutter. Man skal ikke blive forskrækket over at procenterne tæller langsomt
frem:
Pludselig er alignment færdig.
Der er nu en ny fil med disse alignmentdata:
14
Download Geneious: Gå til siden http://
www.geneious.com og download pro­
grammet og installer det. Det findes både
til Windows, MAC og Linux og til 32 bit og
64 bit systemer. Systemet kan mod beta­
ling opgraderes til en pro-version, men
den er dyr og det der er vist her klares
med den gratis version. Der er mange
gode features specielt til fremvisning af
DNA og proteiner i klasseværelset.
Figur 4
Drummond AJ, Ashton B, Buxton S, Cheung M, Cooper A, Heled J, Kearse M, Moir R, Stones-Havas S,
Sturrock S, Thierer T, Wilson A (2010) Geneious v5.3, Available from http://www.geneious.com
Udpluk af vores mange nyheder …
flaskehave kompakt model
Den velkendte flaskehave fås nu i en mindre
model, der ikke fylder så meget, og som
sikrer hurtigere resultater.
Låg med 2 huller til store sensorer og
2 mindre huller til f.eks. temperatursensor.
Låget har gummiliste i kanten, og der medfølger
metalklemmer og propper. Mål: 27x17x16 cm.
Flaskehave, 6 liter (nr. 78.95.10) Pris pr. stk. . . . . . . kr. 275,00
Ekskl. moms
Gundlach A/S · Silkeborgvej 765 · 8220 Brabrand
Tlf. 8694 1388 · Fax 8694 2486 · [email protected] · www.gundlach.eu
®
15
PÅ VEJ
bioteknologi 4
Tema 7: Infektionsbiologi.
Tema 8: Blodets kemi.
Udkommer maj 2011.
bioteknologi 5
Tema 9: Farmakologi og ny medicin.
Tema 10: Stamceller og stamcelleteknikker.
Tema 11: Biosensorer og biomekanik.
Udkommer december 2011.
IntEraktIVE E-bøgEr
s¬ DIREKTE¬LINKS¬FRA¬EBOGENS¬KNAPper til hjemmesidens opgaver
og supplerende materialer
s¬ AKTIVE¬REGISTRE¬I¬EBOGEN¬G’R¬DET¬
let at komme fra det ene afsnit
til det andet
s¬ AKTIVE¬LINKS¬INTERNT¬OG¬EKSTERNT¬
de interne er markeret med
Billede hentet fra Ingeniørens
understregning, de eksterne
artikelbase på www.ing.dk
linker op til bl.a. forsøg, andre
hjemmesider og animationer
s¬ ALLE¬TEGNEDE¬lGURER¬lNDES¬Pͬ
Se mere på www.bioteknologibogen.dk
hjemmesiden
nucleus forlag
Lundingsgade 33
8000 Århus C
86 19 04 55
Bioteknologi
Er udkommEt
bIotEknologI
Fem temahæfter til det nye bioteknologifag – 1, 2 og 3 er udkommet.
Serien fås både som trykte bøger og e-bøger.
bioteknologi 1
Tema 1: Cellernes kemi.
Tema 2: DNA og DNA-teknikker.
Af Bodil Blem Bidstrup og Johanne
Jensen.
2009, 78 sider, kr. 98 ekskl. moms.
E-bog, kr. 98 ekskl. moms.
bioteknologi 2
Tema 3: Fermentering og stofskifte.
Tema 4: Enzymer og gensplejsning.Af
Carsten Skovsø Bugge, Kresten Cæsar
Torp og Stephan Vogelius Wiener.
2010, 88 sider, kr. 98 ekskl. moms.
E-bog, kr. 98 ekskl. moms.
bioteknologi 3
Tema 5: Planter som biokemiske
fabrikker.
Tema 6: Fra biogas til flybrændstof.
Af Bodil Blem Bidstrup og Carsten
Skovsø Bugge.
2010, 96 sider, kr. 98 ekskl. moms.
E-bog, kr. 98 ekskl. moms.
www.nucleus.dk
134567
FaDB, Foreningen af Danske Biologer
Claudia Girnth-Diamba and Bjørn Fahnøe
Solrød Gymnasium, Solrød Center 2, DK 2680 Solrød Strand, Denmark
E: [email protected] and [email protected]
Vi observerer fotosyntese i vandplanter
Påvisning af fotosyntesens dannelse af ilt ved hjælp af en iltindikator
www.volvoxdk.dk
18
Introduktion
I videnskabelige forsøg måles fotosynteseintensiteten ofte som funktion af radioaktiv
kuldioxidoptagelse. Andre kvantitative metoder
er dannelsen af ilt per tidsenhed. Ilten kan
opsamles som gasart i måleglas o.l. I det her
forsøg bruges dog kun en kvalitativ måling
– det er en slags ”alt eller intet” reaktion, fordi
man tester forskellige faktorers indflydelse på
iltdannelsen. Mangler bare én vigtigt faktor
for fotosyntesen, er der ingen iltdannelse.
Iltdannelsen kan påvises med en redoxindikator,
INDIGOCARMIN (figur 1a). Indikatoren er i iltfri
(reduceret) tilstand farveløs til svag gullig.
Den er meget følsom for ilt og reagerer med
en stærk blå farvedannelse, når den oxideres,
altså når den reagerer med ilt (figur 1b).
Ved at bruge iltindikatoren indigocarmin
påvises altså en vandplantes iltdannelse ved
fotosyntese. Dermed kan der undersøges, om
reaktionen hæmmes af mørke, og om den
kræver ”levende”, dvs. intakte grønkorn.
FOTOSYNTESE er plantens vigtigste biokemiske
reaktion. Den skaber både energi i form af
ATP (som bruges til stofskiftearbejde), og
der dannes energirige kulstofforbindelser,
som bruges både til opbygning af eget væv
(altså til VÆKST) og til respiration. Ved hjælp
af lysenergi omdannes kuldioxid og vand til
glukose (druesukker), ilt og vand. Denne reaktion
finder sted i plantens grønkorn (kloroplaster).
Druesukkeret omdannes derefter til andre
bio-organiske stoffer, f.eks. protein, fedtstof,
cellulose mm. En del af druesukkeret forbrændes
dog til kuldioxid og vand (reaktionen hedder
RESPIRATION, og den energi, som reaktionen
skaber, bruges i plantens stofskifte).
I forsøget bruges vandplanter, fordi
iltindikatoren indigocarmin nemt kan tilsættes
vandet omkring planten. I forsøget undersøges
lysets indflydelse på reaktionen ved at sætte én
kolbe i lys, en anden i mørke. Man kan desuden
undersøge, om intakte grønkorn er vigtige for
fotosyntese-reaktionen. Grønkorn kan nemt
ødelægges ved blanchering (kortvarig kogning).
Selv om det grønne farvestof klorofyl stadig
befinder sig i planten, bliver strukturen, som bærer
klorofyl, ødelagt ved kogning og grønkornene
kan dermed ikke længere udøve deres funktion.
FIGUR 1 B
Tegningen
viser de
kemiske
formler af det
reducerede
gule og den
oxiderede blå
form (tegning
Niels Dalberg).
1
Dansk version nr. 5 af 15. juli 2008k
Tegning af Niels Dalberg
Fotografi af Claudia Girnth-Diamba
FIGUR 1 A
ILTINDIKATOR
indigocarmin er
meget følsom
for oxygen. Her
på billedet ses
hvordan det i
fotosyntesen
dannede oxygen
diffunderer ud i
vandet som blå
”tråde”.
Formål
Copyright © Girnth-Diamba og Fahnøe., 2005
FaDB, Foreningen af Danske Biologer
fotosyntese i vandplanter
Materialer og udstyr pr.gruppe
‚ Vandplanter, f.eks.elodea, myriophyllum, potamogeton
‚ Indigocarmin (OBS: der bruges ca.50 mg, det svarer
til en spatelspids = 2 tændstikshoveder)
‚ 1 L Blue cap flaske til forberedelse af
indigocarminopløsningen (mærkes ILTINDIKATOR)
‚ Natriumdithionit (OBS: sundhedsskadeligt og lugter
af svovlbrinte, der bruges 0,3 g per 30 mL)
‚ 50 mL flaske med låg til fremstilling af en 1% natriu
mdithionitopløsningen (mærkes ILTFJERNER)
‚ Salatolie, ca. 100 mL
‚ 3 Styks 300mL konisk kolbe + 2 styks 100 mL bægerglas
‚ Glasspatler
‚ 5 mL pipette eller engangssprøjte
‚ Vandkogekande og vand – man må godt bruge postevand
‚ Lyskilde (overhead- eller diasprojector, stærk plantelys o.l.)
‚ Vægt (0,01g nøjagtighed) bruges i fælleskab
Fremgangsmåde
Opløsningerne laves dagen før
1
Der afvejes ca. 50 mg indigocarmin, det svarer til
ca. 1 spatelspids eller 2 tændstikshoveder.
2
Det overføres til i en 1000 mL Blue cap flaske,
og flasken mærkes ILTINDIKATOR.
3
Der tændes for vandkogeren indeholdende lidt
mere end 1L vand. Det kogende vand hældes i Blue
cap flasken om muligt helt optil halsen.
4
Flasken lukkes tæt og rystes indtil indigocarminen er opløst.
5
Der afvejes ca. 0,3 g natriumdithionit – pas på,
stoffet er sundhedsskadeligt. Det overføres til en
50 mL flaske Flasken mærkes ILTFJERNER.
Sikkerhedsregler
Natriumdithionit er faremærket
som sundhedsskadeligt. Husk at
læse etiketten før du bruger det.
Forberedelse af ILTINDIKATOR på forsøgsdagen
www.volvoxdk.dk
1
Tilsæt 30 mL til flasken med ILTFJERNER, luk
låget og ryst indtil pulveret er opløst.
2
Hent flasken med ILTINDIKATOR.
3
Tilsæt først 15 mL ILTFJERNER (natriumdithion
itopløsning) til ILTINDIKATOR (indigocarminopløsningen), flasken lukkes og omrystes.
4
Derefter tilsættes 1 mL ILTFJERNER ad gangen, og hver
gang lukkes flasken og omrystes, indtil opløsningen
bliver farveløs, hhv. svag gullig og gennemsigtig. Pas
på, opløsningen reagerer langsomt på iltfjerneren – vær
derfor omhyggelig hver gang du omryster flasken.
5
Derefter tilsættes yderligere 3 mL dithionitopløsning. Det
skal opfange den ilt, der kommer ned i opløsningen under
omhældningen. Nu er ILTINDIKATOR klar til brug.
2
Dansk version nr. 5 af 15. juli 2008k
Copyright © Girnth-Diamba og Fahnøe., 2005
19
FaDB, Foreningen af Danske Biologer
fotosyntese i vandplanter
Plantematerialet forberedes
1
Der er udvælges 3 lige store stykker vandplanter. De anbringes i
hver af de store kolber og kolberne mærkes 1-3. Skub eventuelt
planterne helt ned i bunden ved hjælp af en glasspatel.
2
De to bægerglas uden planter bruges
som kontrol og mærkes 4 og 5.
3
Tænd for vandet i vandkedlen.
4
Planten i glas 3 overhældes med kogende vand og skal
stå i 5 minutter. Derefter hældes vandet bort.
Forsøget opstilles og iagttages i 1-3 timer
Fotografi af Claudia Girnth-Diamba
www.volvoxdk.dk
20
1
Den fremstillede ILTINDIKATOR opløsning hældes over i
de 3 koniske kolber. Der fyldes op til næsten 2 cm under
toppen (altså dér, hvor halsen er ved at blive smal).
2
Derefter hældes et ca.1 cm tykt lag olie oven på
ILTINDIKATOR opløsningen i hver af de koniske kolber.
3
Den resterende mængde ILTINDIKATOR
fordeles ligeligt i de to bægerglas.
4
Bægerglas 4 forsynes endvidere med et lag
salatolie, men udelades i bægerglas 5.
5
Glassene 1 og 3, samt de to bægerglas stilles i kraftigt lys.
6
Glas 2 stilles i mørke, f.eks. et skab eller pakkes i stanniol.
7
Glassene i lyset observeres de næste 1-3 timer.
Forandringerne beskrives og tegnes eller fotograferes.
8
Ved slutningen af forsøget tages kolbe 2 ud
af mørket, og iagttagelsen beskrives.
Nr. 5
Fotografi af Claudia Girnth-Diamba
Nr.4
De næste punkter skal udføres i hurtigt tempo.
FIGUR 2
I bægerglasset til venstre (nr. 4) kan man
se laget af madolie, som mangler oven
på vandet i bægerglasset til højre (nr. 5).
Olien skal forhindre, at atmosfærisk ilt
diffunderer ned i glasset.
Resultater
Diskussion
Beskriv ændringerne / farveskift, også undervejs i tidsforløbet.
Hvad er forskellen mellem de glas, som du sammenligner? Hvad
var din hypotese og kan forsøget bekræfte/afkræfte den?
Sammenlign glas 1 med glas 3.
Sammenlign glas 1 med glas 2.
Sammenlign glas 1 med glas 4.
Sammenlign glas 4 og glas 5.
Beskriv, analyser og forklar
resultater for hver kolbe.
Hvad forstår man ved en kontrolprøve?
Husk at beskrive fejlkilder og
give forslag til forbedringer.
Nr. 1
Nr. 3
Nr. 5
Nr. 4
3
Dansk version nr. 5 af 15. juli 2008k
FIGUR 3
På billedet ses opstillingen på en
overheadprojektor:
Glas 1 levende plante (i konisk kolbe)
Glas 3 plante kogt i 5 minutter (i konisk kolbe)
Glas 4 kontrol uden plante og uden olielag (i
bægerglas)
Glas 5 kontrol uden plante og med olielag (i
bægerglas)
Ikke med på billedet er en konisk kolbe (glas 2)
med en levende plante, der blev sat i mørke (i et
skab eller pakket i stanniol).
Copyright © Girnth-Diamba og Fahnøe., 2005
FaDB, Foreningen af Danske Biologer
fotosyntese i vandplanter
Pædagogiske tips
Forsøget er en god øvelse i at lære at foretage
gode iagttagelser. Alt, hvad der sker, er en ændring
i farveskift til blå, eller ej. Man kan iagttage hvor i
planten farveskiftet starter, da unge blade reagerer
anderledes end gamle. Endvidere er der forskel
mellem de forskellige vandplanter, alt efter hvor
deres forskellige vækstzoner sidder – vækstzonerne
er jo særlig aktive i produktion af ilt..
Spørgsmål til eleverne
Hvem laver fotosyntese? Giv eksempler
på nogle forskellige organismer.
Hvilken betydning har fotosyntesen
for økosystemerne?
Hvilken betydning har fotosyntesen
for de organismer, der laver den?
Hvad er respiration?
Hvilken betydning har respirationen
for økosystemerne?
Hvilken betydning har respiration for
de organismer, der laver den?
Opskriv reaktionsligninger for
fotosyntese og respiration.
Hvad er brutto- og nettoprimærproduktion?
Hvordan relateres begreberne til
fotosyntese og respiration?
Ideer til yderligere undersøgelser
Man kan bruge forskellige slags vandplanter
og sammenligne dem. Især interessant er at
iagttage hvor i planten iltdannelsen starter.
Bruger man Elodea, så starter iltdannelse i
toppen af planten, altså i vækstzonen, hvor de
yngste blade sidder. Gamle dele, som er længst
væk fra toppen er ofte død og producerer derfor
ikke længere ilt, selv om de stadig indeholder
klorofyl. Planten Myriophyllum derimod danner
ilt dér hvor bladene forgrenes fra stænglen.
Bemærkninger til sikkerhed
Natriumdithionit er faremærket som
sundhedsskadeligt. Afvejning skal ske i
stinkskab. Det foretages bedst af læreren
– se i øvrigt mere under praktiske tips.
Indigocarmin er ikke skadelig, men giver blå
farvede mærker på tøj og på fingrene / huden,
som ikke umiddelbart kan vaskes ud.
Håndtering af affald
Affaldet kan hældes ud i vasken, da alt
materiale er nedbrydeligt i naturen og
der kun bruges små mængder.
Praktiske tips
Køb planterne ca. en uge før forsøget og sæt
dem under en god lampe eller i en IKKE sydvendt
vindueskarm, da planter i akvarieforretninger
ofte ikke har fået nok lys. I en uges tid kan
planterne vokse og danne flere grønkorn, når de
får godt med lys, men ikke alt for kraftigt lys.
Brug rene glasvarer, da ru vægge
(f.eks.kalkpletter) giver luftlommer,
som er årsag til fejlkilder.
Hver gruppe bruger kun små mængder af
natriumdithionit, som er sundhedsskadeligt
og lugter af råddent æg. Læreren burde derfor
selv afveje portionerne til grupperne og
uddele dem i lukkede glas. Afvejning skal ske i
stinkskab. Eleverne tilsætter så bare postevand
og bruger opløsningen. Dermed reduceres
faremomenterne ved brugen af Na2S2O4.
Forberedelse og timing
Det tager mest tid at nedkøle den kogende
varme ILTINDIKATOR opløsning. Derfor kan
man koge vandet dagen før og opbevare det i
www.volvoxdk.dk
1 liter blue cap flaske med låget skruet godt til.
Næste dag er det afkølet og forsøget starter
med at omdanne det tilden reduceret form.
Opbevaring af materialer
Natriumdithionit skal opbevares i aflåst
kemikalieskab med udluftning.. Afvejede
portioner kan opbevares i f.eks. 50 mL
glas med tæt lukkende skruelåg.
Mulige fejlkilder
Der er fare for overtitrering med iltfjerneren.
Hvis man tilsætter for meget iltfjerner
tager det længere tid før der indikatoren
bliver blå. Man burde derfor have god tid
til forsøget, som jo kan ske mens eleverne
f.eks. arbejder med opgaver, som de kan
afbryde så snart der sker noget i glassene.
Ved tilsætning af for lidt ILTFJERNER bliver
væsken allerede blå ved om hældning af
ILTINDIKATOR til kolberne. Når det sker, skal alt
tilbage i flasken og man tilsætter mere ILTFJERNER.
Små luftbobler langs glasvæggene danner
også blå farve. Det kan eleverne godt forklare.
4
Dansk version nr. 5 af 15. juli 2008k
Copyright © Girnth-Diamba og Fahnøe., 2005
21
FaDB, Foreningen af Danske Biologer
fotosyntese i vandplanter
Indkøb og leverandører
http://www.biosite.dk/leksikon/caroten.htm
Alle kemikalier kan købes hos autoriserede
kemikalieforhandlere. De er ikke
særlig dyre. Vigtigt er, at man har rene
glasvarer, da f.eks. kalkbelægning giver
små bobler af luft – se fejlkilder.
http://www.biosite.dk/leksikon/chlorophyl.htm
http://www.biosite.dk/leksikon/
absorptionsspektroskopi.htm
www.tropica.com/article.asp?t
ype=aquaristic&id=141
Andre kilder til information
Websider på engelsk
Bøger
Forsøget er forandret efter bogen ”Experimente zur
Pflanzenphysiologie" af Peter Schopfer, Verlag
Rombach & Co GmbH, Freiburg Tyskland 1970.
Frank B. Salisbury and Cleon W. Ross,
Plant Physiology (third edition, 1985),
Wadsworth Publishing Compagny,
Inc., Belmont, California, USA
Websider på dansk
http://www.netbiologen.dk/
zoologi/efteraarsfarver.htm
www.volvoxdk.dk
22
www.ch.ic.ac.uk/local/projects/steer/chloro.htm
www.chm.bris.ac.ukmotm/
chlorophyll/chlorophyll_h.htm
Tak til
Denne øvelsesvejledning er først blevet
publiceret som Biofag Særnummer i december
2006 og sidenhen blevet tilpasset til Volvox
projektet, der er støttet af "The Sixth Framework
Programme" af Europa Kommissionen.
5
Dansk version nr. 5 af 15. juli 2008k
Copyright © Girnth-Diamba og Fahnøe., 2005
FaDB, Foreningen af Danske Biologer
fotosyntese i vandplanter
Fotografi af Claudia Girnth-Diamba
Fotografi af Claudia Girnth-Diamba
Figur 4 B
Efter mellem 30 min og 1 time er
væsken i kolben blevet mørkeblå.
Den døde plnte i kolben til højre
ændrer ikke farve fordi den ikke
producerer oxygen.
Fotografi af Claudia Girnth-Diamba
Figur 4 A
Efter ca. 10-30 min starter den
levende plante i den koniske kolbe
til venstre at producere oxygen
omkring de yngste blade.
Fotografi af Claudia Girnth-Diamba
Nogle af elevernes resultater
Figur 5 A og 5 B
For at forhindre atmosfærens oxygen i at diffundere i opløsningen hældes et 1 cm tykt lag madolie på
overfladen - se bægerglasset til højre.
Allerede efter kort tid kan man se farveskiftet i bægerglasset til venstre, som ikke er beskyttet af et lag olie.
www.volvoxdk.dk
6
Dansk version nr. 5 af 15. juli 2008k
Copyright © Girnth-Diamba og Fahnøe., 2005
23
FaDB, Foreningen af Danske Biologer
Fotografi af Claudia Girnth-Diamba
fotosyntese i vandplanter
Fotografi af Bjørn Fahnøe
Fotografi af Claudia Girnth-Diamba
Figur 6
Det synes mærkeligt, at indikatorens farve i kolben med
planter er blevet mere blå end i bægerglasset, som er i
kontakt med luftens ilt.
Men det viser bare, at vandplanter kan producere
iltmætningsprocenter på mere end 100 %. Derfor er
vandplanter på bunden af lave søer, åer og fjorde så
vigtige for et godt vandmiljø.
Figur 7
Her har fotografen fanget den rigtige moment med cameraet:
Elodea canadensis producerer mest ilt i toppen af planten.
www.volvoxdk.dk
24
7
Dansk version nr. 5 af 15. juli 2008k
Figur 8
Forskellige vandplanter giver
forskellige resultater - her et billede
af Myriophyllum.
Copyright © Girnth-Diamba og Fahnøe., 2005
Bioteknologi
– en temabog
Bioteknologi – en temabog introducerer et bredt udsnit af de mange områder
inden for forskning og industri, hvor bioteknologien finder anvendelse.
Bogen er velegnet til undervisning i bioteknologi A på ungdomsuddannelserne.
Bogens kapitler er både er forsknings- og anvendelsesorienterede og kan benyttes som supplerende stof. Derudover henvender bogen sig bredt til alle elever,
studerende og undervisere, der ønsker at få et indblik i, hvordan bioteknologien
bruges i det moderne samfund.
I alt indeholder bogen 12 kapitler, der dækker bredt, lige fra ølbrygning til kræftbehandling. Blandt kapiteloverskrifter kan bl.a. nævnes
Selvsamling og Design (iNANO Center, Aarhus Universitet)
Simple cellemodeller for kommunikation i hjernen (Institut for Farmakologi
og Farmakoterapi, Københavns Universitet)
Enzymer til fremstilling af bioethanol (Novozymes A/S)
Infektioner og infektionsbekæmpelse (Infektionsmedicinsk Afdeling,
Aarhus Universitetshospital Skejby)
Plantephosphor og mineralers tilgængelighed i fødevarer og foder
(Forskningscenter Flakkebjerg, Aarhus Universitet)
Bogens kapitler kan læses uafhængigt af hinanden, men kan med fordel anvendes sammen med Bioteknologi – en basisbog, der indeholder
en del af kernestoffet til faget Bioteknologi A, og som dermed stærkt understøtter temabogen. Blandt andet indeholder basisbogen et kapitel,
der beskriver en række eksperimentelle, bioteknologiske arbejdsmetoder,
hvoraf flere omtales eller anvendes i temakapitlerne i denne bog.
Red. Peder K. Gasbjerg, Gunnar Søgaard Jensen og Annette Balle Sørensen 1
Udkommer februar 2011
Læs systime.dk | Ring 70 12 11 00 | Skriv systime @ systime.dk | Deltag lab.systime.dk
20jan_Bioteknologi.indd 1
20-01-2011 11:46:52
Om at være
konsortiearbejder
Svend Erik Nielsen
Frederiksborg Gymnasium og HF
Da biologi kom under fanen af såkaldte ”klimafag” lå det lige til højrebenet for FaDB, at
sende en ansøgning til UVM om støtte til at
udvikle klimaundervisning med fokus på det
eksperimentelle arbejde.
Det var oplagt og logisk at det eksperimentelle arbejde skulle være centralt placeret i
ansøgningen. I perioden op til at ansøgningen blev indsendt, havde snart sagt ethvert
gymnasium med respekt for sig selv, haft
gang i klimakonferencer, med paneldiskussioner, koncensusbeslutninger og agendaer om
dette og hint indenfor klimaparaplyen. Sågar
flere steder med international deltagelse.
Flere steder var biologi naturligt involveret,
men omvendt var der også mange steder hvor
biologi slet ikke var med i disse konferencer.
Vi i FaDB syntes tiden var moden til at
fokusere på hvorledes klimaundervisningen
kunne gøres mere eksperimentel og derved
mere nærværende for eleverne. Heldigvis
kunne UVM også se fornuften i at støtte et
sådan udviklingsprojekt, og vi fik snart efter
dannet et konsortium, efter godkendelses­
brevet var dumpet ind af brevsprækken.
Udviklingsprojektet blev skudt i gang med et
inspirationsseminar, som blev afholdt på Risø
hos DMU. Her var inviteret folk fra DMU,
RUC, KU og Vadehavscentret, samt folk fra
egne rækker med interesse for at være med
til at udvikle klimaundervisning i en mere
eksperimentel retning.
Efter en dag med inspirerende oplæg om forsk­
ningen ved forskningsstation Zackenberg
og om hvorledes klimaændringer påvirker
de danske søer udkrystalliserede der sig tre
26
arbejdsgrupper. Os der var med, var med ét
blevet KONSORTIERARBEJDERE. Og vi havde
et fælles sigte, nemlig at gøre klimaundervisningen eksperimentel og dermed forhåbentlig
mere nærværende og spændende for vore
elever.
Der var på den tid, et par af mine unge kollegaer som gerne ville vide, hvorfor det lige
var, at jeg synes det var værd at ofre tid på den
slags frivilligt arbejde. Sidenhen er spørgsmål
af den kaliber forstummet i vestenvinden,
efterhånden som jeg er kommet hjem med
flere og flere nye synsvinkler på hvordan undervisningen i klimaspørgsmål kunne gøres
mere eksperimentel og vedkommende.
Arbejdet i de tre arbejdsgrupper er blevet
grebet meget forskelligt an. To af arbejdsgrupperne er i skrivende stund i færd med at
lægge sidste hånd på hver deres efteruddannelseskursus – det drejer sig om kurserne:
Vaden i forandring (lavet i samarbejde med
Vadehavscentret) og Fisk med is i maven, om
tilpasning til kulde ved at producere antifryseproteiner, som fx ålekvabber gør (lavet i
samarbejde med Hans Ramløv på RUC).
Sumasumarum; at gå ind i udviklingsarbejde
kræver (ålekvabbe)blod, sved og tårer, men
giver til gengæld inspiration i flerfold. Samtidig kan det netværk man får bygget op bruges
i andre sammenhænge sidenhen.
Med dette indlæg vil jeg på det kraftigste opfordre flere til at tage tyren ved hornene og
gå ind i denne type givende fagligt arbejde.
Og hvis det må være mig tilladt at lave rekla­
me, så tager FaDB i den kommende tid to
nye konsortier op. Et konsortium sammen
med kemi om at udvikle studieretningssam­
arbejdet de to fag imellem og tillige et om
studieretningssamarbejdet mellem biologi og
idræt.
Send en mail til undertegnede, alrune@
post.tele.dk når du har besluttet dig for at
være med.
kursus
Strøm på mennesket
Tematiseret BioFysik undervisning
Fag
Arrangør
Titel
Kursusform
Forplejning
Deltagerantal
Pris
Tid og sted
Biologi og Fysik
FaDB-kurser
Strøm på mennesket Eksternat
Prisen inkluderer forplejning
Min. 15, max. 20
Kr. 2000
30.-31. marts
Glostrup Hospital og Søværnets Dykkerskole
Tilmelding [email protected]
Svend Erik Nielsen, Godthåbsvej 16, 3400 Hillerød
Tilmeldingsfrist 8. marts 2011
Målgruppe Lærere der underviser i Biologi og eller Fysik
Indhold Kurset består af 3 dele.
Første del er en række foredrag om den nyeste forskning inden
for hjernens energi omsætning og hvordan elektriske signaler
kan bruges som et ”vindue” til hjernens funktion hos raske og
syge.
Følgende foredragsholdere vil komme med oplæg:
Professor, overlæge, dr.med. Martin Lauritzen: Hjernens energiomsætning og relation til bevidsthed og elektrisk aktivitet.
Overlæge, dr. med. Martin Fabricius: Hjernens elektriske signaler – et vindue til hjernens funktion hos normale og syge.
Konst. ledende overlæge, ph.d. Benedikte Wanscher: Elektriske
signaler fra rygmarv, perifere nerver og muskler – betydning og
anvendelse.
Professor, overlæge, dr. med. Poul Jennum. Hjernens elektriske
signaler – et vindue til forståelse af søvn og vågen.
Anden del tematiserer dykker fysik og dykker-fysiologi.
Tredje del er en erfaringsudveksling hvor deltagerne får mulig­
hed for at inspirere hinanden i forbindelse med undervisning i
Biologi og Fysik.
27
seminar
Blodets kemi
Et tæt samarbejde mellem Biologi og Kemi
Undervisningsministeriet har bevilget økonomiske midler
til at opdyrke studieretningssamarbejdet mellem biologi og
kemi, for at optimere det faglige samspil de to fag imellem.
For at starte dette udviklingsprojekt inviterer styregruppen for konsortiet hermed til et inspirationsseminar med
temaet:
© Svend Erik Nielsen, 2011
Blodets kemi.
Inspirationsseminaret vil bestå af tre dele:
1. Faglige oplæg fra forskere med udgangspunkt i blodban­
kernes analyser af blod og medicinal industriens arbejde
med koagulerings- og antikoaguleringsfaktorer.
2. Oplæg til udviklingsarbejdet fra Fagkonsulenterne i
biologi og kemi
3. Dernæst afsluttes seminaret med en workshop hvor
deltagerne danner arbejdsgrupper inden for temaet
Blodets kemi.
Her kunne man forestille sig følgende problemstillinger
i spil:
• Syre-base forhold
• Salte
• Ilt transport
• Proteiner
• Enzymer
• Test af forskellige biomakører
• Koagulationsfaktorer
Efter de faglige oplæg er der afsat tid til at danne de kommende arbejdsgrupper, til erfaringsudveksling og opsamling
og til udvikling af SRP samarbejdet.
Tid og sted Slutningen af marts 2011 i Århus
Tilmelding Svend Erik Nielsen, [email protected]
Tilmeldingsfrist 7. marts 2011
På vegne af styregruppen
Johanne Jensen (Kemi)
Svend Erik Nielsen (Biologi)
28
seminar
SRP samarbejde
mellem
Biologi
og Idræt
Undervisningsministeriet har bevilget økonomisk tilskud til at opdyrke studieretningssam­
arbejdet mellem biologi og idræt, for at
optimere det faglige samspil de to fag imellem.
For at starte dette projekt inviterer vi til et
inspirationsseminar med følgende temaer:
• Træning og genregulering
• Kroppens metabolisme i relation til træning
• Muskeltræthed – syre og syretræning
• Doping – er der en grænse?
• Væskebalance
På inspirationsseminaret vil der være oplæg af
forskere inden for et eller flere af disse temaer.
Efter de faglige oplæg er der afsat tid til at
danne de kommende arbejdsgrupper, til erfaringsudveksling og opsamling og til udvikling
af konkrete ideer til SRO/SRPer. Desuden
kommer fagkonsulenterne i biologi og idræt og
holder oplæg om intentionerne med studieretningssamarbejdet.
Hver deltager skal medbringe eksempler på
den gode og den dårlige SRP med biologi og
idræt.
© Svend Erik Nielsen, 2011
Tid og sted
Pris
Tilmelding
Tilmeldingsfrist
Onsdag d. 6. april 2011 i Københavnsområdet
Pris: Kr. 500
Svend Erik Nielsen, [email protected]
Tirsdag d. 15. marts 2011
På vegne af styregruppen
Anders Bergholdt (Idræt)
Svend Erik Nielsen (Biologi)
29
Muskelfysiologi og
fysisk præstationsevne
Fag
Arrangør
Titel
Kursusledere
Kursusform
Deltagerantal
Pris
Tid og sted
Tilmelding
Tilmeldingsfrist
Målgruppe
Biologi/bioteknologi
FaDB-kurser (Foreningen af Danske Biologer)
Muskelfysiologi og fysisk præstationsevne
Niels Ørtenblad, lektor, phd., IOB-SDU / Ulrik Frandsen, lektor,
phd., IOB-SDU / Kurt Jensen, lektor, IOB-SDU og Christian Rix
Internat med overnatning i Odense
Min. 15, maks. 20
Kr. 1.700,- inklusiv forplejning og overnatning
Efterår 2011. Torsdag d. 3. nov. til fredag d. 4. nov. på SDU, institut
for idræt og biomekanik
Svend Erik Nielsen [email protected]
1. maj 2011
Undervisere i biologi og bioteknologi i gymnasieskolen
Indhold Kurset vil omhandle muskeltræthed og træthedsfaktorer i forhold
til fibertyper.
Kurset vil indeholde tre koblede moduler. Alle med fokus på at
undersøge forskellige fysiologiske faktorer, der har indflydelse på
muskeltræthed.
Kurset vil være en blanding af laboratorieøvelser, der er opbygget
så de fleste kan udføres på et almindeligt gymnasium med reagenser og udstyr som er lettilgængelige. Endvidere er der indlagt
inspirations øvelse og foredrag.
Overskrifter:
1. Evaluering af fysisk præstationsevne – muskelpower, aerob/an­
aerob energiomsætning, nyttevirkning, arbejdstype (helkrops/arm-/benarbejde).
2. Undersøgelse af regulerende muskelproteiner – bestemmelse af
fibertype vha. lodret elektroforese, fremstilling af homogenat til
undersøgelse af Ca2+ATPase aktivitet i forskellige fibertyper.
3. Muskelfysiologi og præstationsevne – dissektion og stimulering
af isolerede muskler, hvor forskellige muskelfunktionsfaktorer
undersøges. Der udarbejdes videomateriale (podcast) til brug i
undervisningen.
Der vil være et foredrag af ca. 45 min. varighed inden for hvert
modul, som vil behandle den nyeste forskning inden for feltet.
Der udleveres materiale, som inspiration til arbejde med større
skriftligt projekter som SSO og SRP.
30
© erik frausing 2011
kursus
Foreningen af Danske Biologer
E-mail til hele bestyrelsen:
[email protected]
Formand:
Erik Frausing, 4656 1008
[email protected]
Næstformand:
Jane Burkarl, 2868 6284
[email protected]
Kasserer:
Tiltrædende: Joan Ilsø Sørensen, 2332 4402
[email protected]
Afgående: Lisbeth Bødker Nielsen, 4648 1409
[email protected]
Øvrige bestyrelsesmedlemmer:
Svend Erik Nielsen, 4824 9226
[email protected]
Claudia Girnth-Diamba, 2180 9484
[email protected]
Hanne Juhl, 3323 5274
[email protected]
Christian Rix, 3142 1976
[email protected]
Ole Fristed Kunnerup, 98 28 48 38
[email protected]
Fagkonsulent for Gymnasiale uddannelser:
Kresten Cæsar Torp
[email protected]
Kontakt til GL/Pædagogisk samarbejdsudvalg
(PS): Erik Frausing
Indmeldelse i foreningen samt
adresseændringer kan ske via
foreningens hjemmeside på EMU´en
- eller ved henvendelse til FaDBsekretariatet hos Nucleus Forlag ApS.
FaDB´s hjemmeside:
http://www.emu.dk/gym/fag/bi
Regional kontakt:
Joan Ilsø Sørensen
Jane Burkarl
Kontakt til IBO: Joan Ilsø
Kontakt til Dansk Industri: Hanne Juhl
EMU Biologis hjemmeside:
Jørgen Wilhelmsen, 9892 9375
Hjemmeside-adresse:
http://www.emu.dk/gym/fag/bi
Kontakt til videregående uddannelser:
Joan Ilsø Sørensen (AU)
Claudia Girnth-Diamba (KU-LIFE)
Erik Frausing (KU i øvrigt)
Jane Burkarl (SDU)
FaDB-kurser:
Svend Erik Nielsen (formand)
Hanne Juhl
Christian Rix
GMO-høringer: Marianne Johansen
Revisor: Benny Silvert
Forlag
Nucleus’s bestyrelse:
Formand:
Peter Abildgaard Andersen
Tlf. 3860 1653
[email protected]
Øvrige bestyrelsesmedlemmer:
Jane Sundbæk Johansen
Lene Beck Mikkelsen
Kirsten Hede
Niels Jørgensen
Nucleus Foreningen af Danske
Biologers Forlag Aps
Lundingsgade 33, 8000 Århus C.
Tlf. 8619 0455
Fax: 8619 6355
dgl. 09.00-15.00
E-mail: [email protected]
Hjemmeside-adresse:
http://www.nucleus.dk
31
Økologibogen til
B- og A-niveau
197 sider, 240 kr. ekskl. moms.
Supplerende web med eksperimenter,
opgaver, figurer og links.
Danmarks skove
Man kan få et indblik i nedbrydningsprocessernes hastighed og plantematerialets C:N forhold ved en simpel undersøgelse af førnlagets tykkelse. Prøv fx at
sammenligne førnlaget i henholdsvis
nåleskov, hede, bøg på morbund, bøg på
muldbund, egekrat osv.
lebierne på et afgørende tidspunkt.
Humlebien sørger for anemonernes
bestøvning og frøsætning. Anemonen
har en blomst der sikrer bestøvning af
insekter i det tidlige forår. Der er ikke
mange planter der har pollen på dette
tidspunkt, og mikroklimaet i selve
blomsten trækker bestøvende insekter
til. Bier kan med deres sammensatte
øjne se uv-refleksion, det kan mennesker ikke. Gul anemone er ikke ensfarvet
for en bi, den har tydelige markeringer i
blomsten, hvor bien skal lande og hvor
det vigtige pollen befinder sig, se figur
76. Man kan se de første humlebier allerede i marts måned hvor de kommer
Skovens stofkredsløb
Der er et fint samspil mellem insekter,
anemoner og bøgetræer i økosystemet,
hvor hver enkelt art har en betydning,
se figur 75. Anemonerne sørger for at
der ikke tabes nitrogen ud af økosystemet og giver samtidig føde til hum-
Bøgetræerne skygger så
anemonernes overjordiske
dele visner væk og
omsættes til næring
for bøgetræerne
Træerne trækker klorofyl
og andre stoffer tilbage fra bladene
Omsætningen
af sommerens
blade kan
begynde
er
Maj-jun
Oktob
i
Juli
Figur 75. Stofkredsløb i skov
mellem bøgetræer og anemoner gennem en sæson.
Ap
ril
frem af vinterdvalen og skal etablere deres bo. Den enlige humlebi er en dronning, hun bygger en lille krukke som
bo og fylder den med nektar og pollen.
Her lægger hun sine æg, og 21 dage efter
kommer de første nye humlebier frem
som er arbejdere.
Næringsstofferne i en skov er bundet
i vegetationen hele året, og der er en
meget lille udvaskning af nitrogen fra
et skovareal. Dette har man fundet frem
til ved at studere søer og vandløb der er
beliggende i skov, og disse vådområder
er oftest næringsfattige. Nitrogenomsætningen i form af ammonifikation
og nitrifikation stiger i skovbunden
i takt med forårets varme. I april har
træerne ingen blade endnu, og væksten
af træerne er ikke begyndt. Her vil der
være fare for nitratudvaskning, men
skovbundens urtevegetation udnytter
dette næringsoverskud til deres korte
vækst og blomstring. Anemonerne som
vokser i bunden af mange bøgeskove,
optager nitrogenet og udnytter at der
på dette tidspunkt også er stor solindstråling til skovbunden. Anemoneblom-
a
ts
ar
M
Anemonerødderne
optager næringsstoffer
fra nedbrudte blade
og gør klar til en
ny vækstsæson
stringen og væksten stopper når der
kommer blade på træerne. Anemonen
oplagrer næringsstoffer i rodstænglen
til næste forår, og hen over sommeren
bliver den overjordiske del af planten
omsat i skovbunden til fordel for træernes vækst. Se også afsnittet Nitrogens
kredsløb side 34.
Udvaskning fra skoven
Skov og Landskab har i samarbejde med
det tidligere Århus Amt udarbejdet en
model der kan forudsige udvaskningen
af nitrat fra skovdækkede arealer mere
præcist. Modellen er delvis empirisk og
delvis opstillet ud fra teoretiske overvejelser. Den teoretiske del i modellen
tager højde for viden man allerede
har, at udvaskning af nitrat forekommer, når mineralisering, gødskning
eller luftforureningen er større end det
planter og mikroorganismer formår at
optage. Dette kombineres så med viden
og observationer fra det aktuelle område, fx viden fra kortlægningen over
jordbundstype og deposition. Modellen
kan med rimelig sikkerhed forudsige
b
Figur 76. Gul anemone
fotograferet i normalt lys og
med metode der registrerer
uv-refleksionen.
Anemonerne er afhængige af lys
og afblomstrer inden løvspring.
De bestøves af humlebier
72
73
www.nucleus.dk
32
nucleus forlag, Lundingsgade 33, 8000 Århus C, 86 19 04 55
Afsender:
Biofag
c
/o Nucleus Forlag ApS
Lundingsgade 33
8000 Århus C