Thema Energie om van te leven

Intro

Insecten
Is het mogelijk voldoende voedsel te verbouwen voor alle mensen op aarde, ook als de wereldbevolking groeit? En als mensen steeds meer vlees eten? Is er genoeg landbouwgrond om ook al die dieren te voeden?
Misschien is het verstandig dat we ons verdiepen in het eten van ander voedsel met hogere voedingswaarde. Kijk daarvoor naar de volgende video. Bespreek na het kijken met een klasgenoot wat je van deze ontwikkeling vindt.

Er zijn allerlei organisaties die zich over deze ontwikkelingen buigen.
Eén daarvan is de wereldvoedselorganisatie, de FAO (Food en Agricultural Organization).
Eén van hun adviezen is om het kweken van insecten in te zetten in de wereldvoedselproductie.
Volgens de VN-organisatie is deze kweek financieel rendabel en ecologisch.

In één van de modules van dit thema kijk je naar de landbouw.

In dit thema kijken we verder naar energiestromen: in ons lichaam, in onze cellen, maar ook in de planten en dieren om ons heen. We staan niet los van de omgeving. We maken bijvoorbeeld deel uit van voedselketens.
Ook eten en ademhalen is zo gewoon dat je er nauwelijks bij stil staat. Toch zijn het onmisbare lichaamsfuncties: voedsel en zuurstof in je opnemen. Het één heeft geen zin zonder het ander.
We hebben immers zuurstof nodig om voedsel te verbranden en zo energie te krijgen voor alle processen in onze cellen.

Succes bij het maken van dit thema!

Wat ga ik leren?

Aan het eind van dit thema:

beschrijf ik in detail het fotosyntheseproces in cellen met chloroplasten.
leg ik uit dat assimilatieprocessen in planten en dieren leiden tot de aanmaak van bouwstoffen, brandstoffen, reservestoffen en enzymen.
licht ik assimilatie- en dissimilatie(deel)processen toe met behulp van de reactievergelijkingen.
beschrijf ik anaerobe dissimilatieprocessen, ook met behulp van de reactievergelijkingen.
licht ik aerobe dissimilatieprocessen, zoals de glycolyse en de citroenzuurcyclus, toe, ook met behulp van de reactievergelijkingen.
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.
leg ik uit hoe een ecosysteem werkt 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 benoemt welke factoren daarop van invloed zijn.
beschrijf ik energiestromen in een ecosysteem, ook kwantitatief, en licht toe welke factoren daarop van invloed zijn.
beschrijf en reken ik met modellen van energiestromen en benoem ik welke processen en organismen daarin een rol spelen.

Deelconcepten
Autotroof, heterotroof, (an)organische stoffen, chloroplasten, netto fotosynthesereactie, voortgezette assimilatie, beperkende factoren, huidmondjes, hout- en bastvaten, wortelharen, verdampingsstroom, cohesie, adhesie, worteldruk, fotosynthese, C-assimilatie, licht- en donkerreactie, chemosynthese verbranding, aeroob, anaeroob, glycolyse, citroenzuurcyclus, oxidatieve fosforylering, gisting, alcohol, melkzuur, methaan, ADP en ATP, NAD, NADP, bouwstoffen, brandstoffen, reservestoffen, enzymen, fosfolipiden, tussencelstof, 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, dissimilatie, (an)organische stof, (de)nitrificatie, ammonificatie, stikstofbinding, uitspoeling, eutrofiering, biomassa, broeikaseffect.

Wat kan ik al?

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

Fotosynthese - onderbouw

Dissimilatie - onderbouw

Voortgezette assimilatie - onderbouw

Maak de oefening hieronder en test je kennis!

Wat ga ik doen?

Het thema Energie om van te leven 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: Het jaar van de aardappel	8
Module: Energiebronnen van de toekomst	8
Module: Kringlopen en duurzaamheid	8
Afsluiting
Samenvattend	1
Examenvragen	1
Terugkijken	0,5
Totaal:	29 à 30

Modules

2008, het jaar van de aardappel

Aardappelen....

Intro

Aardappels
De algemene vergadering van de VN riep 2008 uit tot het Internationaal jaar van de aardappel.
Het voorstel kwam van Peru en werd gesteund door de wereld voedsel- en landbouw organisatie (FAO).
De Canadese krant ’Toronto Star’ dacht dat het om eenaprilgrap ging.
Toch is die keuze misschien niet zo gek.
De aardappel is voor veel mensen onmisbaar als basisvoedsel.
Bekijk de video. Bespreek na het kijken de drie vragen onder de video met een klasgenoot.

Bespreek de vragen:

Wat heeft de aardappel te bieden?
Welk doel wil de FAO bereiken?
Welke acties zou de FAO kunnen inzetten?
In de video wordt de verwachting uitgesproken, dat de productie van aardappelen in 2020 verdubbeld was ten opzichte van 2008. Zoek op internet of dit klopt. Verklaar waarom dit wel/niet zo is.
In de video wordt de aardappel genoemd als belangrijke hulpbron bij het terugdringen van de armoede met de helft. Eén van de millenniumdoelen die in 2015 gehaald moesten zijn. Zoek uit of dit gelukt is.

In deze module ga je kijken naar de bijdrage van planten aan de wereld, in het bijzonder de voedselgewassen zoals de aardappel.

Eindproduct
In de afsluitende opdracht ga je op zoek naar een plant die volgens jou een jaar in de schijnwerpers zou moeten staan.
Bijvoorbeeld omdat deze plant een belangrijke bijdrage kan leveren aan het voeden van de wereldbevolking.
Je verdedigt je uitspraak voor de klas.

Wat ga ik leren?

Leerdoelen
Aan het eind van deze module kan ik:

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;
beschrijven wat bij planten de kenmerken en functies zijn van orgaanstelsels voor transport;
het transport van water, zouten en assimilatieproducten in planten beschrijven en de relatie met fotosynthese, dissimilatie en opslag van stoffen beargumenteren.

Wat ga ik doen?

Aan de slag
Stap		Inhoud
Stap 1		Wat kan ik allemaal met aardappelen?
Stap 2		Hoe groeit de aardappel?
Stap 3		Uit welke (organische) stoffen is de aardappel opgebouwd?
Stap 4		Wat is assimilatie? En wat is dissimilatie?
Stap 5		Wat gebeurt er in de aardappel na de fotosynthese?
Stap 6		Welke soorten weefsel kom ik tegen in een (aardappel)plant?
Stap 7		Hoe vindt watertransport in een (aardappel)plant plaats?
Stap 8		Welke rol spelen hout- en bastvaten bij het transport in een (aardappel)plant?
Afronding
Onderdeel
Kennisbank		Alle Kennisbankitems uit deze module.
Eindopdracht		Ik geef antwoord op de vraag welke plant een jaar lang in de schijnwerpers zou mogen staan.
Terugkijken		Terugkijken op de opdracht.

Benodigdheden

Werkblad Vervoer stoffen in de plant

Tijd
De belasting voor deze module is ongeveer 8 SLU.

Aan de slag

Stap 1: De aardappel

De ene aardappel is de andere niet en ook het gebruik van de verschillende soorten aardappelen kan verschillen. Het gebruik van aardappels valt uiteen in drie categorieën:

consumptie aardappelen (45%)
zetmeelaardappelen (31%) en
pootaardappelen (24%).

Voor elk van deze drie zijn speciale rassen gekweekt.

Stap 2: De groei van de aardappel

In ongeveer negen weken kan een pootaardappel uitgroeien tot een plant met een enkele tientallen knollen en een gewicht van ongeveer een kilo.

Hoe dat gaat zie je in de volgende video:

Wil je het eens proberen?
Je kunt zelf aardappelen telen in een emmer of jute zak.

Tijden de groei van een aardappel neemt de biomassa van de plant veel toe.
Hoe kan dat? Wat heeft een plant om zoveel biomassa te vormen?

Doe de oefeningen.

Stap 3: Organische stoffen

Suiker is een koolhydraat, een organische stof. Sommige planten, zoals suikerbiet en suikerriet vormen veel suikers. Andere planten, zoals de aardappel, slaan de reserves vooral op als zetmeel.

Lees de informatie in de Kennisbank en in de bron.

Koolhydraten en vetten

Bron: Zetmeel een gevestigde waarde in de voedingsindustrie

Maak de oefeningen.

Stap 4: Opbouw kost energie

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

Bestudeer de informatie in de Kennisbank.

Atomen en verbindingen

Moleculen

Macromoleculen

Maak de oefening.

Stap 5: Na de fotosynthese

Als planten glucose hebben gevormd, kunnen ze daar allerlei andere organische stoffen van maken.

Bestudeer de informatie in de Kennisbank.

Koolhydraten en vetten

Eiwitten

Maak alle oefeningen.

Stap 6: Transportweefsel

Je hebt gezien dat de aardappelplant vele stoffen vormt. Dat gebeurt in eerste instantie in de bladeren. Hoe vindt het vervoer van stoffen door een plant plaats?

Bestudeer de info uit de Kennisbank.

Plantenweefsels

Maak de oefening.

Stap 7: Watertransport

Plantenfysiologen hebben zich lang afgevraagd op welke manier stoffen door planten getransporteerd worden. Hoe komt er voldoende water boven in een meer dan honderd meter hoge boom (zoals de Sequoia). In de volgende vragen is het onderzoek naar het watertransport in de plant beschreven.

Lees het onderzoek en beantwoord de vragen.

Stap 8: Transport door vaten

Bestudeer de informatie in de Kennisbank.

Transportstromen bij planten

Doe de oefeningen.

Afsluiting

Samenvattend

Plantenweefsels

Transportstromen bij planten

Koolhydraten en vetten

Eiwitten

Atomen en verbindingen

Moleculen

Macromoleculen

Eindopdracht

Planten voeden de wereld
In viertallen.
In deze opdracht kies je met je groep één voedingsgewas (een ander gewas dan de aardappel), waarvan jij denkt dat het een belangrijke voedselproducent is of kan zijn.
Je gaat onderzoeken of deze plant een belangrijke bijdrage levert of kan gaan leveren aan het voeden van de wereldbevolking.
Daarvoor gebruik je de informatie uit deze module.

Je beschrijft:

de levenscyclus van de plant die je hebt gekozen.
de eigenschappen die de plant geschikt maken als voedselgewas, b.v. voedingswaarde, houdbaarheid, opbrengst, transportmogelijkheden enz.

Je onderzoekt:

waar op de wereld dat gewas geteeld kan worden, rekening houdend met o.a. de daglengte en het klimaat.
hoe dat op duurzame wijze kan gebeuren.
welke factoren die de oogst kunnen bedreigen.
hoe de oogst daartegen kan worden beschermd.
hoe de teelt van dat voedingsgewas geoptimaliseerd kan worden.
de manier waarop de mens deze plant aanpast aan zijn wensen.

Tenslotte doe je een uitspraak over de vraag of jullie gewas ook een eigen jaar verdient.
Je verdedigt je uitspraak tegenover de klas in een korte presentatie.
Daarbij maak je gebruik van bovenstaande gegevens.

Beoordeling
Bij de beoordeling van jullie docent wordt op de volgende punten gelet:

Jullie hebben een biologisch onderbouwd antwoord gegeven op de punten die hierboven genoemd staan.
Het geheel worden op een duidelijke, bondige manier gepresenteerd.
Voor eventuele beoordelingseisen die passen bij de door jullie gekozen manier van presenteren vind je in de bijpassende Gereedschapskist.

Presentatie maken

Jezelf op een goede manier presenteren is een belangrijke vaardigheid in deze maatschappij. Je laat zien waar je mee bezig bent geweest, waar je je in hebt verdiept en welke kennis je hebt opgedaan. Powerpoint of Prezi zijn programma's die jou kunnen helpen om informatie te presenteren.

Pecha Kucha maken

Een Pecha Kucha is een presentatie die bestaat uit 20 slides. Voor iedere slide heb je 20 seconden de tijd om te presenteren, dus je verhaal duurt in totaal 6 minuten en 40 seconden.

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
Voor deze opdracht stond 8 SLU.
Ben je ongeveer 8 SLU met deze module bezig geweest.

Inhoud
Klik nog eens door de stappen. Kun je per stap in twee zinnen zeggen wat je in die stap hebt geleerd?
Eindopdracht
Bij deze eindopdracht moest je samenwerken met vier klasgenoten. Hoe verliep deze samenwerking? Wat waren jouw sterke punten in de samenwerking en wat je zwakke? Hoe ga je deze zwakkere punten in de toekomst aanpakken?