Thema Leven van de zon

Introductie

Leven van de zon
Eten en ademhalen, het is zo gewoon dat je er nauwelijks bij stil staat.
En toch zijn het onmisbare lichaamsfuncties: voedsel en zuurstof in je opnemen. En het één heeft geen zin zonder het ander. We hebben immers zuurstof nodig om ons voedsel te verbranden en zo energie te krijgen voor alle processen in onze cellen.

In dit thema kijken we naar energiestromen: in ons lichaam, in onze cellen, maar ook in de planten en dieren om ons heen. Want we staan niet los van onze omgeving. We maken deel uit van voedselketens.
Al ons voedsel is uiteindelijk afkomstig van planten, al zijn die planten in ons voedselpakket nog maar nauwelijks terug te vinden.
We kijken eerst waarom planten zo belangrijk zijn voor ons voedsel en voor onze energievoorziening.
Daarna kijken we naar het geheel van voedselketens en kringlopen in de natuur.

Kunnen we leven van planten alleen? Sommige mensen vinden van wel:
ze eten vegetarisch of veganistisch. Er zijn ook mensen die nog een stapje verder gaan: ze eten die groenten alleen rauw. Krijgen zij alles binnen wat ze nodig hebben?

Bekijk de video helemaal of gedeeltelijk.
Welke vragen roept het op in de klas? Praat er samen over.

Wat kan ik straks?

Aan het eind van dit thema:

benoem ik wat de stofwisselingsprocessen, verbranding en fotosynthese voor betekenis hebben voor de instandhouding van autotrofe en heterotrofe organismen.
leg ik uit welk verband er is met de gassen die een organisme in- en uitgaan.
beschrijf ik dat er verschillende vormen van energie zijn en dat deze vormen in elkaar kunnen overgaan.
leg ik uit wat een ecosysteem is en noemt welke relaties er zijn tussen organismen bij de energiestromen in een ecosysteem.
noem ik planten- en diersoorten die een voedselketen/voedselweb of een piramide van biomassa/aantallen vormen.
onderscheid ik in een beschreven ecosysteem producenten, consumenten en reducenten.
beschrijf ik kringlopen van elementen in een ecosysteem en benoem welke factoren daarop van invloed zijn.
leg ik uit dat bepaalde stoffen door passief transport en andere door actief transport membranen kunnen passeren.
beschrijf ik de relatie tussen de osmotische waarde binnen en buiten een cel en de invloed daarvan op de stevigheid van de cel en het organisme.
beschrijf ik dat cellen zichzelf reguleren en daarbij een dynamisch evenwicht in stand houden, dat cellen stoffen opnemen, transporteren, omzetten en afgeven met behulp van energie, gekatalyseerd door enzymen.
beschrijf ik waar en op welke wijze enzymen reacties katalyseren, en hoe temperatuur en pH die processen beïnvloeden.

Deelconcepten

Tussencelstof, fosfolipide, aminozuur diffusie, osmose, semi-permeabel membraan, selectief permeabel, receptoreiwit, ionentransport, isotonisch, hypotonisch, hypertonisch, plasmolyse, turgor, osmotische druk, osmotische waarde, actief transport, passief transport, endo- en exocytose, celplasmastroming, hout- en bastvaten, wortelharen, autotroof, heterotroof, (an)organische stoffen, bladgroenkorrels, netto fotosynthesereactie, voortgezette assimilatie, beperkende factoren, worteldruk, verdamping, fotosynthese, verbranding, aeroob, anaeroob, gisting, alcohol, melkzuur, ADP en ATP, bouwstoffen, brandstoffen, reservestoffen, enzymen, koolhydraten (mono-, di- en polysachariden, zetmeel, glycogeen, cellulose), vet (vetzuren en glycerol), eiwit, aminozuren, DNA, recombinant-DNA, pH, biologisch afbreekbaar, producent, consument, reducent, trofisch niveau, fossiele brandstof, biobrandstof, biomassa, dissimilatie, (de)nitrificatie, ammonificatie, stikstofbinding, uitspoeling, eutrofiering, broeikaseffect.

Wat kan ik al?

Wat weet je al over Leven van de zon?
Lees de volgende Kennisbanken uit de onderbouw als opfrisser voor dit thema.

Fotosynthese - onderbouw

Dissimilatie - onderbouw

Voortgezette assimilatie - onderbouw

Maak de oefening hieronder. Hoeveel weet jij nog?

Wat ga ik doen?

Het thema Leven van de zon bestaat uit de volgende onderdelen.
In de tabel staat per activiteit hoeveel SLU je ongeveer nodig hebt.

Activiteit	Aantal SLU
Inleiding
Wat kan ik straks?	0,5
Wat kan ik al?	2
Wat ga ik doen?	0,5
Modules
Module: Suiker	8
Module: Energiebronnen van de toekomst	7
Module: Kringlopen	7
Afsluiting
Samenvattend	1
Examenvragen	1
Terugkijken	0,5
Totaal:	27 à 28

Modules

Suiker

Intro

De grootste suikerbiet ter wereld! Zou het jou lukken deze te kweken?
Welke kennis heb je nodig? Helpt het als je groene vingers hebt?
Kwekers gaan veel verder dan groene vingers alleen.
Ze selecteren het zaad en kiezen de juiste groeiomstandigheden om zo supersuikerbieten te kweken.
Wat willen ze eigenlijk met die bieten? Welke rol speelt suiker in de voedselvoorziening van plant en mens? Kijk naar de video. Je ziet een amateurkweker. Bespreek met een klasgenoot wat er volgens jullie anders gaat in het proces van een amateurkweker ten opzichte van het proces van een professionele kweker.

Deze module werk je aan 6 stappen. Je voert een aantal practica.
Spreek met je docent af wat je daarvan moet inleveren en hoe het wordt beoordeeld.

Wat ga ik leren?

Aan het eind van deze module:
Kan ik:

organen voor gaswisseling, opname en transport bij planten beschrijven;
beschrijven dat organismen door fotosynthese autotroof zijn;
voorwaarden voor het fotosyntheseproces in planten benoemen;
het belang van fotosynthese als basis voor de voortgezette assimilatie en dissimilatie van het organisme beschrijven;
de bouw en werking van het transportstelsel in planten beschrijven.
beschrijven dat cellen stoffen opnemen, transporteren, omzetten en afgeven met behulp van energie, gekatalyseerd door enzymen;
beschrijven dat er verschillende vormen van energie zijn: chemische energie (zoals in ATP), lichtenergie, kinetische energie, warmte, en beschrijven dat deze vormen in elkaar kunnen overgaan;
uitleggen dat bepaalde stoffen door passief transport en andere door actief transport membranen kunnen passeren;
een relatie beschrijven tussen de osmotische waarde binnen en buiten een cel en de invloed daarvan op de stevigheid.

Deelconcepten
Tussencelstof, fosfolipide, aminozuur diffusie, osmose, semi-permeabel membraan, selectief permeabel, receptoreiwit, ionentransport, isotonisch, hypotonisch, hypertonisch, plasmolyse, turgor, osmotische druk, osmotische waarde, actief transport, passief transport, endo- en exocytose, celplasmastroming, hout- en bastvaten, wortelharen, autotroof, heterotroof, (an)organische stoffen, bladgroenkorrels, netto fotosynthesereactie, voortgezette assimilatie, beperkende factoren, worteldruk, verdamping.

Wat ga ik doen?

Aan de slag
Stap		Inhoud
Stap 1		Waar en hoe leven de suikerbieten. Op welke manier kan ik ze zo goed mogelijk laten groeien? Ik voer twee practica uit.
Stap 2		Als ik suikerbieten kweek, heb ik daar als mens voordeel van. Welke voordelen worden in deze stap besproken.
Stap 3		Sommige planten vormen veel suikers. Andere planten juist zetmeel. Hoe dit zit, leer ik in deze stap.
Stap 4		Hoe worden stoffen door de plant vervoerd? Hiermee ga ik experimenteren.
Stap 5		Wanneer planten glucose hebben gevormd, kunnen ze daar allerlei andere organische stoffen van maken. Daarover gaat deze stap.
Stap 6		Wat is er nodig om organische stoffen op te bouwen? Hierover praat ik in de klas.
Afronding
Onderdeel
Kennisbank		Alle Kennisbankitems uit deze module.
Eindopdracht		Ik beargumenteer mijn ideeën over het vegetarische dieet.
D-toets		Ik maak een d-toets om mijn kennis over deze module te testen.
Terugkijken		Terugkijken op de opdracht.

Tijd
Voor deze opdracht heb je 8 SLU nodig.

Aan de slag

Stap 1: Suikerbieten

Suikerbieten
Zoals je in de intro hebt gezien kan uit een zaadje van de suikerbiet, een grote plant met een enorme wortel groeien. In die wortel zit gemiddeld genoeg suiker voor ongeveer 35 suikerklontjes.
Het gewicht van de plant is dus geweldig toegenomen. Hoe kan dat?

De bouw van een plant
Herhaal uit de Kennisbank de volgende onderdelen:

Bouw van zaadplanten - t/m opslag

Zaden, bollen en knollen

Plantenweefsels

Weefsel en organen in zaadplanten

Bedenk zelf wat een suikerbietplant nodig zou kunnen hebben om een dikke wortel te kunnen maken.
Welke functie heeft die wortel voor de plant? Bespreek dit met een klasgenoot.

Vastleggen van koolstof
Download het werkblad en voer de proef uit om twee factoren te onderzoeken.
Lever het resultaat in bij de docent.

Snelheid van de fotosynthese
Onderzoek met behulp van de simulatie de invloed van lichtintensiteit en temperatuur op de fotosynthese.

Materiaal:

Water
Waterpest
Trechter
Glazen pot
Reageerbuis
Wasknijper

Werkwijze:

Doe eerst een blanco experiment.

1. Vul de pot met water
2. Doe de waterplant in de pot
3. Plaats de trechter over de plant
4. Vul de reageerbuis met water en plaats deze over de steel van de trechter
5. Zet een streepje op de reageerbuis tot waar het water staat.
6. Gebruik de wasknijper voor het fixeren van de buis.
7. Kijk na een uur naar wat er gebeurd is.
8. Kijk na 3 dagen nog eens wat er gebeurd is.
9. Maak van je resultaten een onderzoeksverslag.

Voer nu bovenstaande nog twee maal uit maar dan met variabelen in licht en temperatuur. Natuurlijk kun je ook in overleg met je docent drie verschillende opstellingen tegelijk maken.

Noteer van elke proef overzichtelijk in een natuurwetenschappelijk verslag:

de onderzoeksvraag
de hypothese
de proefomstandigheden
de resultaten
de conclusie.

Lever het resultaat in. De beoordelingseisen voor een natuurwetenschappelijk verslag vind je in de Gereedschapskist hieronder.

Natuurwetenschappelijk verslag maken

Schrijf je een verslag van een onderzoek voor biologie of NaSk, dan wordt dit een natuurwetenschappelijk verslag genoemd. Het is hierbij vooral belangrijk dat het doel van je onderzoek en de manier waarop je het uitvoert zo duidelijk mogelijk wordt weergegeven. Het schrijven van zo’n verslag gebeurt in verschillende stappen.

Stap 2: Het gaat om de opbrengst!

Het gaat om de opbrengst!
Bekijk de volgende video. De informatie uit de video heb je nodig om de volgende oefening te kunnen beantwoorden.

Lees nu uit de Kennisbank:

Reactiesnelheid van de fotosynthese

Extra:
Bekijk de volgende video

Probeer zelf ook aan een suikerbiet te komen en proef!

Stap 3: Organische stoffen

Organische stoffen: suiker en zetmeel
Suiker is een koolhydraat, een organische stof. Sommige planten, zoals suikerbiet en suikerriet, vormen veel suikers. Andere planten slaan de reserves vooral op als amylose (zetmeel).

Bestudeer de volgende Kennisbank:

Koolhydraten en vetten

Levenscyclus
Planten kunnen worden ingedeeld in eenjarige, tweejarige en vaste planten.
Suikerriet is een vaste plant.

Aantonen van koolhydraten
De aanwezigheid van koolhydraten in planten of voedingsmiddelen kun je aantonen met indicatoren.
Download werkblad Aantonen van suikers en zetmeel en voer de proeven uit.
Zet de resultaten van je onderzoek in een tabel.
Beantwoord de onderzoeksvraag en lever de resultaten in.

Stap 4: Vervoer van stoffen

Vervoer van stoffen door de plant
Je maakt deze stap in viertallen.

Een plant slaat reserves op, in de knollen, wortels en zaden.
In deze stap ga je zelf uitzoeken hoe suiker die in het blad is gemaakt, in de biet terecht komt.
Je beschrijft hoe het transport van stoffen door de plant verloopt en waardoor dit transport wordt aangedreven. Je hebt daarvoor de beschikking over een aantal bronnen. Ieder bekijkt alle bronnen en samen bespreek je welke conclusies je uit een bron kunt trekken.
Vat de conclusie samen in een schema. Deze conclusie noteer je in het werkblad dat je onderaan deze stap vindt.

Bronnen:

Artikel: Berkensap aftappen
Artikel: Waarom hangen er waterdruppels aan het blad?

Weefsel en organen in zaadplanten

Transportstromen bij planten

Experimenten
Je gaat zelf met een proef onderzoeken welke rol verdamping bij dit transport speelt.
Daarvoor kun je het werkblad Stoftransport in een plant gebruiken.
Elk tweetal voert een experiment uit. De resultaten wissel je uit.

De resultaten van beide opdrachten in deze stap verzamel je in een overzichtelijk schema.
Je vindt dat schema ook op het werkblad.
Door middel van bijschriften laat je zien dat je de gegevens uit de verschillende bronnen hebt verwerkt.
Het schema lever je in bij je docent. Vraag je docent naar de beoordelingscriteria.

Stap 5: Voortgezette assimilatie

Voortgezette assimilatie
Wanneer planten glucose hebben gevormd, kunnen ze daar allerlei andere organische stoffen van maken.

Lees de rest van Kennisbank over macromoleculen, koolhydraten en vetten en eiwitten:

Elementen en verbindingen

Wat heeft een plant nodig?
Glucose is de grondstof voor de opbouw van alle andere organische stoffen.
Zoek in Binas voorbeelden van elk van de vier groepen organische stoffen en van de fotopigmenten.
Kijk goed welke atomen in de moleculen voorkomen.

Stap 6: Opbouw kost energie

Opbouw kost energie
Om organische stoffen op te bouwen uit anorganische stoffen is energie nodig.

Bestudeer uit de Kennisbank:

Atomen en verbindingen

Moleculen

Is deze theorie al bij scheikunde behandeld?
Dan kun je deze opdracht mogelijk overslaan. Overleg met je docent.

Lees nu het volgende onderdeel in de Kennisbank:

Celstofwisseling

Enzymen
Lees uit de Kennisbank scherm 1 en 2:

Reactiesnelheid en enzymen

Alle processen die je in deze module hebt bestudeerd worden gekatalyseerd door enzymen.
Bespreek in de klas wat het gevolg zou zijn als planten niet over deze enzymen zouden beschikken.

Afsluiting

Samenvattend

Atomen en verbindingen

Moleculen

Macromoleculen

Koolhydraten en vetten

Eiwitten

Celstofwisseling

Reactiesnelheid van de fotosynthese

Reactiesnelheid en enzymen

Weefsel en organen in zaadplanten

Transportstromen bij planten

Eindopdracht

Kunnen we leven van planten alleen?
Je werkt in tweetallen.

Welke stoffen worden in plantencellen gemaakt uit suiker en mineralen?
Zijn er ook stoffen die een mens wel nodig heeft en die een plant niet kan maken? Met die gegevens formuleer je jouw mening over het een vegetarisch dieet en een rauw-voedsel dieet. Als afsluiting worden de meningen en argumenten in de klas uitgewisseld.

Bronnen:
Vegetarisme - nl.wikipedia.org
Het eten van slechts rauw voedsel - mens-en-gezondheid.infonu.nl
Voedingswaarden - www.voedingswaardetabel.nl

Bij de beoordeling let je docent op de volgende punten:

Is de mening duidelijk geformuleerd en voor iedereen begrijpelijk?
Is de mening onderbouwd met argumenten die uitgelegd kunnen worden?
Is er actief meegedaan aan het uitwisselen van de meningen en argumenten?

D-toets

Toets
De opdracht sluit je af met het maken van de toets 'Elementen en verbindingen'.
De toets bestaat uit verschillende soorten vragen.

Als je alle vragen beantwoord hebt, zie je je score.
Je krijgt van de vragen die je fout hebt, het goede antwoord te zien.
Klik op de knop om de toets te starten.

Terugkijken

Kan ik wat ik moet kunnen?

Lees de leerdoelen van deze module nog eens door.
Kun je wat je moet kunnen?

Hoe ging het?

Tijd
Ben je ongeveer 8 SLU met deze module bezig geweest.
Heb je in die tijd alle stappen kunnen doorlopen? Had je ook voldoende tijd voor de practica?
Inhoud
In deze module leerde je wat planten nodig hebben om goed te groeien en op welke manier fotosynthese wordt beïnvloed. Een deel van de informatie had je al geleerd in de onderbouw. Wist je dit allemaal nog?
D-toets
Heb je de D-toets gedaan? Ging het goed? Heb je met de D-toets kunnen controleren of je de leerdoelen van deze module beheerst?