Biologi B - 1.-3. april 2016

Comments

Transcription

Biologi B - 1.-3. april 2016
Laboratoriekursus for Biologi B
selvstuderende
Forår 2016
Fredag d. 1/4: kl. 17.30 - ca. 20.30
Lørdag d. 2/4: kl. 9.00- ca. 16.00
Søndag d. 3/4: kl 9.00- ca. 16.00
Kilde: Polfoto.dk
Biologi B-niveau
KVUC
Side 1 af 47
Kære biologi B selvstuderende
Denne mappe indeholder vejledninger til de 9 øvelser, som vi skal arbejde med på
laboratoriekurset.
Inden kurset skal du have læst øvelsesvejledningerne grundigt igennem vejledningerne skal
medbringes printet. Laboratoriekurset er desuden et godt tilbud om at få opklaret eventuelle
faglige problemer i forbindelse med studiet. Det anbefales derfor, at du også er velorienteret i de
fagområder, der knytter sig til de enkelte øvelser.
Kurset afholdes i lokalerne 2. sal på Københavns VUC, Sankt Petri-afdelingen,
Sankt Petri Passage 1. Vi mødes i lokale S245 fredag den 1. april kl. 17.30
Der er absolut mødepligt til hele kurset, og for at blive indstillet til eksamen skal du have godkendt
i alt 6 rapporter over gennemførte laboratorieøvelser. Du skal desuden havde gennemført
yderligere 3 øvelser og have udarbejdet de tilhørende laboratoriejournaler. Journalerne retter vi i
løbet af øvelsesdagene.
Øvelserne indgår i eksamensopgaverne, du kan trække til eksamen. Rapporter og journaler skal
derfor medbringes til eksamen, hvis de er en del af opgaven.
Kantinen er lukket så husk at medbringe madpakke og diverse drikkevarer. Det er desuden
muligt, at købe mad ude i byen i frokostpauserne.
Det er praktisk at medbringe lommeregner og mobiltelefon til at tage billeder af
forsøgsopstillinger til rapporterne.
Efter denne praktiske indledning står nu tilbage at ønske dig velkommen til kurset og håbe, at du
får udbytte af de dage, vi skal tilbringe sammen.
Med venlig hilsen
Anders Friberg og Jeppe Schou
Side 2 af 47
Biologi på B-niveau øvelser:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Forsøg med bakterier og antibiotikaresistens (Rapport)
Forsøg med osmose (Journal)
Forsøg med katalase (Rapport)
Forsøg med reflekser (Rapport)
Kulhydratstofskiftet (Rapport)
Regulering af åndedrættet (Journal)
Måling af primærproduktion (Rapport)
Undersøgelse for seglcelleanæmi – elektroforese (Rapport)
Undersøgelse af pigmenter i planter (Journal)
De 6 rapporter uploades i afleveringsmappen i Ludus senest onsdag d. 13. april 2016.
Side 3 af 47
1. Forsøg med bakterier og antibiotikaresistens (rapport)
Formål
Formålet med forsøget er:
Delforsøg 1: at undersøge forekomsten af bakterier i luften og andre udvalgte steder.
Delforsøg 2: at undersøge effekten af forskellige slags antibiotika på to forskellige
bakteriestammer.
Introduktion
Bakterier
Bakterier kan ikke skelnes med det blotte øje. Bakterier kan derimod formere sig på agarplader til
kloner, hvor hvert individ er identisk med det først afsatte. En sådan klon af bakterier kaldes en
koloni. Når kolonierne bliver tilstrækkelig store kan de skelnes med det blotte øje og tælles.
Antallet af kolonier bliver da et udtryk for, hvor mange bakterier, der oprindeligt befandt sig i
prøven.
Bredspektret og smalspektret antibiotika
Man taler om at antibiotika kan være bredspektret eller smalspektret. Et bredspektret antibiotika
kan hæmme og dræbe mange forskellige arter af bakterier. Dette anvender lægen, hvis han ikke
ved, hvilken bakterie, man er angrebet af. Et smalspektret antibiotika anvendes, hvor man præcist
kender den mikroorganisme, der skal bekæmpes og hvor man ved, at der findes et antibiotika, der
netop dræber denne bakterieart. Fx er penicillin smalspektret og kloramfinicol er bredspektret.
Som det fremgår af nedenstående tabel er forskellige måder, hvorpå antibiotika virker:
Virkemåde
Hæmning af cellevægsdannelse
Hæmning af proteinsyntese
Cellemembranens funktion ødelægges
Hæmning af DNA- eller RNA-dannelse
Eksempel på antibiotika
Penicillin, vancomycin
Erytromycin, fusidin
Polymyxin
Quinolon, rifampicin, sulfonamid
Bakterieresistens
Når bakterier udsættes for antibiotika vil der meget ofte være enkelte af bakterierne, der er
bærere af en mutation (arvelig ændring af generne), der gør dem resistente overfor det
pågældende antibiotikum. Disse bakterier vil nu få gunstige vilkår og formere sig (se fig. 1).
Side 4 af 47
Figur 1 Nedarvning af mutationer hos bakterier
Se animation af og forklaring af nedarvning af fænomenet på
http://www.biotechacademy.dk/undervisningsprojekter/darwin/Teori/Darwin_selektion.aspx
Det ville være forholdsvis usandsynligt, at en bakterie har udviklet mutationer mod to forskellige
antibiotika. Når det alligevel ofte forekommer (alle har sandsynligvis hørt om multiresistente
bakterier) skyldes det, at bakterierne indeholder DNA-ringe, kaldet plasmider, som kan overføres
til andre bakterier. Disse plasmider indeholder resistensgener og en bakterie med et resistensgen
kan derfor af denne vej få overført endnu et (se figur 2 og figuren på side 109 i Biologi i Fokus).
Figur 2 Plasmidoverførsel hos bakterier
Udbredt anvendelse af antibiotika både på mennesker og som vækstfremmere hos husdyr har
medført at vi møder en lang række af multiresistente bakterier, som vi kan have svært ved at finde
et antibiotikum i mod. Derfor er det nødvendigt med restriktioner i forbindelse med anvendelse af
antibiotika.
Mere om antibiotika/lægemidler kan blandt andet findes på http://www.medicin.dk og
http://www.netdoktor.dk/.
Side 5 af 47
Forarbejde – lærerne klarer denne del
Støbning af LB agarplader i petriskåle
Materialer pr. gruppe
Delforsøg 1:
•
4 agarplader
•
Spritpen
Delforsøg 2:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
2 agarplader
Spritpen
2 bakteriekulturer i vækst
Mikropipetter med sterile spidser
Drigalskispatel
96 % ethanol
Fyrfadslys
Pincet
Antibiotika-ring med forskellige antibiotika
Sterilt vand
Fremgangsmåde
Jeres lærer demonstrerer, hvordan man udplader bakterier og hvordan man arbejder
korrekt med petriskåle og mikroorganismer, så risikoen for kontaminering (forurening) minimeres.
Dag 1 (fredag)
Delforsøg 1:
Af de tre fælles plader skal den ene fungere som kontrolplade, og må ikke åbnes. Den mærkes
med ”kontrol”.
Den anden står åben i 15 min i biologi lokalet hvorefter den lukkes og mærkes.
Den tredje åbnes, og en person ånder på den i 2 minutter, hvorefter den lukkes og mærkes.
Den personlige plade udsættes for, hvad hver enkelt kursist selv ønsker.
Husk at mærke med navn og hvad der undersøges for på underside af pladen.
Pladerne sættes til dyrkning i varmeskab ved 35 grader i ca. 2 døgn.
Side 6 af 47
Delforsøg 2:
1. Skriv på siden af bunddelen af to petriskåle med agar: navn eller mærke for jeres gruppe, samt
A1 eller A2
2. Udplad 100 μL af den ene bakteriekultur på plade A1. Dette gøres ved at suge 100 μL
bakteriekultur op med mikropipetten og tømme det ud på agarpladen. Drigalskispatlen dyppes i
ethanol, flamberes, afkøles på indersiden af petriskålens låg, og derefter fordeles bakteriekulturen
grundigt og jævnt over hele agarpladen.
3. Med en ny pipettespids opsuges 100 μL af den anden bakteriekultur og der udplades på plade
A2.
4. Når agarpladerne er tørret lidt, placeres jeres antibiotika (små ringe med 8 slags antibiotika)
med en steriliseret pincet på de to agarplader oven på hvert mærke. Husk at sterilisere pincetten
mellem plade 1 og 2 så bakterierne ikke sammenblandes.
5. Placér petriskålene med bunden nedad i varmeskab ved 35 °C et døgn og derefter i køleskab
indtil aflæsning.
6.Skemaet for dag 1 udfyldes, idet I finder information om de bakterier og det antibiotika I har
anvendt.
Skema dag 1
A1 bakteriefakta
Serratia marcescens (gram negativ)
A2 bakteriefakta
Micrococus luteus eller Bacillus licheniformis (gram positive)
1-Antibiotikainformation
Grøn (C) – Chloramphenicol
2- Antibiotikainformation
Rød (E) - Erythromycin
3- Antibiotikainformation
Mørkegrøn (FC) Fusidic Acid
4- Antibiotikainformation
Hvid (OX) – Oxacillin
5- Antibiotikainformation
Lilla (NO) – Novobiocin
6- Antibiotikainformation
Pink (PG) – Penicillin
7 – Antibiotikainformation
Hvid (S) - Streptomycin
8 – Antibiotikainformation
Brun (T) – Tetracycline
Side 7 af 47
I tager fotos af pladerne og sætter dem ind i jeres rapport
Aflæs jeres resultater og udfyld skemaerne.
Dag 2 (søndag)
Delforsøg 1:
Kolonierne tælles og deres udseende beskrives
Antal kolonier
Bio-luft
Udåndingsluft
Egen prøve
Kontrol
Delforsøg 2:
I tager fotos af pladerne og sætter dem ind i jeres rapport
Aflæs jeres resultater og udfyld skemaerne.
Side 8 af 47
Udseende
Skema dag 2
1
2
3
4
5
6
7
8
Grøn (C)
Rød (E)
Mørkegrøn
(FC)
Hvid (OX)
Lilla (NO)
Pink (PG)
Hvid (S)
Brun (T)
Chloramphenicol
Erythromycin
Fusidic Acid
Oxacillin
Novobiocin
Penicillin
Streptomycin
Tetracycline
A1
klarhedszone
Ø [mm]
Kommentar
A2
Klarhedszone
Ø [mm]
Kommentar
Side 9 af 47
Rapportvejledning
Teori – ca. ½ A4 side
Forklar hvad en bakteriekoloni består af og hvor bakterier findes.
Hvad er antibiotika?
Hvordan opstår antibiotikaresistens hos bakterier?
Hvilke konsekvenser har det for bakterier, at antibiotika kan hindre henholdsvis cellevægsdannelse
og proteinsyntese?
Formål
Formuler selv
Hypotese
Formuler selv
Materiale og fremgangsmåde
Beskriv kun afvigelser fra vejledningen
Resultater
Præsenter resultaterne i tabelform og med ord
Diskussion/bearbejdning
Delforsøg 1
1. Beskriv resultaterne for de forskellige agarplader og forklar dem.
2. Hvad kan viden fra dette forsøg bruges til?
Delforsøg 2:
1. Beskriv resultaterne for de forskellige agarplader og forklar dem.
2. Er der forskel på resultaterne? Hvorfor/ hvorfor ikke? Begrund svaret.
3. Hvorfor er det vigtigt at arbejde sterilt under øvelse?
4. Hvis der er en enkelt bakteriekoloni i en klarhedszone, hvad kan det så være udtryk for?
5. Hvilke grunde kan der være til at medicinalindustrien hele tiden udvikler nye typer
antibiotika?
6. Hvordan kan forsøget udbygges?
7. Hvad kan viden fra dette forsøg bruges til?
8. Overvej fejlkilder
Konklusion
Formuler selv
Side 10 af 47
2. Forsøg med osmose
Formål
•
•
•
at måle osmose i kartoffel ved at veje kartoffelstykker, der har ligget i saltvand
at bestemme hvilken NaCl-koncentration, der modsvarer koncentrationen af opløste
stoffer i en kartoffelcelle. (Man bestemmer ikke saltkoncentrationen i kartoffelcellen, men
koncentrationen af summen af alle de stoffer, der er i kartoffelcellen.)
at se osmose i rødløgsceller
Introduktion
Ved osmose forstår man vands diffusion over en plasmamembran.
Vands diffusion afhænger dog af de stoffer, der er opløst i vandet. Vandet diffunderer fra områder
med høj vandkoncentration, altså lav salt koncentration til områder med lav vandkoncentration,
altså høj saltkoncentration.
Figur 3 Osmose
A. Osmose i kartofler
Materialer
Kartofler
Kniv og skærebræt
Bægerglas
NaCl-opløsninger: 1) 6%, 2) 3%, 3) 1% og 4) destilleret vand
Fremgangsmåde
1. Mærk de 4 glas med numre 1 til 4.
2. Skær kartoflerne ud. Stykkerne skal være lige lange, ca. 1 x 1 x 5 cm lange.
3. Tør forsigtigt overflødigt vand af kartoffelstykkerne, vej dem med en nøjagtighed på 0,01 g
noter vægten i skemaet og placer et kartoffelstykke i hvert bægerglas.
Side 11 af 47
Hæld en saltopløsning i glasset så kartoffelstykket er dækket af opløsningen. Mærk glasset
med opløsningen koncentration.
4. Tag stykkerne op næste øvelsesdagen og aftør dem forsigtigt og vej dem igen. Noter i
skemaet.
Startvægt
Forskel
Slutvægt
(slutvægt – startvægt)
Forskel i %
Glas 1 (6%)
Glas 2 (3%)
Glas 3 (1%)
Glas 4
(dest.vand)
Forskel i procent beregnes som (slutvægt-startvægt)/startvægt × 100.
Resultater
Tegn en graf over vægtændringen i % som funktion af NaCl-koncentrationen.
Evt: B. Osmose i rødløgsceller og blodceller
Materialer
Mikroskop
Dækglas, objekglas
Saltopløsning
Celler fra rødløg
Røde blodlegemer
3.
4.
Fremgangsmåde
1.
2.
Rødløgsceller fra hinden af et rødløg lægges i
vand mellem objektglas og dækglas og
iagttages i mikroskop. En skitse af cellerne
tegnes.
Der tilsættes saltvand ved at lægge en dråbe
saltvand lige i kanten af dækglasset så det
trænger ind mellem glaspladerne til rødløget.
Cellerne iagttages og tegnes efter saltvandet
har gjort sin virkning.
En meget lille dråbe blod lægges mellem
objektglas og dækglas og blodlegemerne
iagttages.
Saltvand tilsættes på sammen måde som ved
rødløgscellerne og cellerne tegnes igen.
Resultat
Hvilken forskel er der på plante- og dyreceller?
Er der forskel på plante- og dyrecellernes reaktion på
saltvandsopløsningen?
Side 12 af 47
Journalvejledning – Osmose i kartofler
Teori
Beskriv og forklar fænomenet osmose. Inddrag begreberne:
- semipermeabel membran
- hypotonisk, isotonisk, hypertonisk
Skriv dit svar her (tegn gerne det du beskriver)
Formål
Formuler selv
Skriv dit svar her
Hypotese
Ud fra jeres viden om osmose skal I formulere en hypotese. Hvordan kan man vha. dette forsøg
bestemme koncentrationen af opløste stoffer i kartoflerne?
Skriv dit svar her
Side 2 af 47
Fremgangsmåde
Beskriv kun afvigelser fra vejledningen.
Resultater
Præsenter resultaterne i tal som en graf der viser sammenhængen mellem saltkoncentration og
vægtændring. Beskriv resultatet
Skriv dit svar her
Diskussion
1. Forklar iagttagelserne.
2. Bestem ud fra grafen den NaCl-koncentration, der modsvarer koncentrationen af opløste
stoffer i kartoflerne.
3. Svarer resultaterne til hypotesen?
4. Hvorfor kan man dræbe ukrudt ved at udstrø vejsalt?
5. Hvorfor er saltning og syltning gode konserveringsmetoder?
6. En fysiologisk eller isotonisk saltopløsning er en saltopløsning, som svarer til
saltkoncentrationen i cellens cytoplasma. Hvorfor bruger man helst isotonisk (fysiologisk)
saltopløsning til øjenskylning og kontaktlinser?
Side 3 af 47
Skriv dit svar her
Side 4 af 47
3. Katalase-forsøg med enzymer
Introduktion
De biokemiske processer i cellerne er alle styret af organiske katalysatorer, der kaldes enzymer.
Hydrogenperoxid dannes normalt i mitokondriernes åndingskæder under enzymreaktioner, men
da hydrogenperoxid er ødelæggende for cellerne, bliver det straks omdannet til ilt og vand. Denne
proces bliver katalyseret af enzymet katalase, der findes i alle celler.
2H2O2 → 2H2O + O2
katalase
Ved at tilsætte hydrogenperoxid til levende cellesystemer/væv, vil katalaseaktiviteten indirekte
kunne måles som den dannede mængde ilt.
Katalase kan også benyttes til at undersøge enzymaktivitetens afhængighed af temperatur samt
tilstedeværelsen af tungmetaller.
Formål:
1) At undersøge hvilke af de udleverede cellesystemer/væv, der indeholder størst koncentration
og katalase pr. vægtenhed.
2) At undersøge katalaseaktivitetens afhængighed af temperatur
3) At undersøge den hæmmende virkning af kobberioner på katalaseaktiviteten
Materialer:
Lever, kød, æble, selleri, gær
6% hydrogenperoxid.
10% hydrogenperoxid
vægt
blender, stopur
is
Glasvarer: 100mL måleglas (250 mL tl leverforsøg), 2 5mL injektionssprøjte (til hydrogenperoxid)
og gæropløsning 500 mL bægerglas, reagensglas, glasspatler, glasrør, slanger, gummiprop og
plastikbakke.
Opløsninger der skal laves til forsøget:
LEVER, SELLERI, ÆBLE: 100 g af hvert væv blendes med 100 mL vand og hældes i et bægerglas
GÆR: 50 g gær opløses i 250 mL vand
Side 5 af 47
Fremgangsmåde: Der laves en opstilling som den, der fremgår af figuren.
1) Relativ koncentration af katalase i forskelligt væv. NB tag beskyttelsesbriller på!
5g af den blendede lever kommes i kolben i opstillingen. 5 mL 6% hydrogenperoxid suges op i
injektionssprøjten og anbringes i proppen. På én gang skal sprøjten tømmes i kolben og stopuret
startes. Aftal hvem, der gør hvad inden I starter. Husk at sprøjten skal blive i proppen under
forsøget, da den udviklede ilt vil undslippe denne vej.
Iltudviklingen i opstillingens måleglas (100 ml) følges og der rystes lidt på kolben for at blande
hydrogenperoxid og lever. Efter 1 minut aflæses hvor meget ilt i mL. der er dannet på måleglasset.
Fyldes bægerglasset med luft stoppes tiden, når det er fyldt.
Forsøget gentages på samme måde for kød, æble, selleri og gær-opløsning.
Resultaterne indføres i nedenstående skema:
Lever 5 g
(Tilsæt 1g og gang med 5)
Æble 5g
Iltudvikling
mL pr min
,
Selleri 5g
Gær 5 mL
gæropløsning
2) Katalaseaktivitetens afhængighed af temperatur
Her bruges samme forsøgsmetode som i forrige forsøg.
5 mL gæropløsning og 5 ml hydrogenperoxid. Det udføres blot ved forskellige temperaturer.
Der laves et vandbad med is /vand fra kogekedel så iltudviklingen kan måles ved ca. 0, 10, 20
(rumtemperatur), 30 , 40, 60, og 80 grader. Lad være med at bruge for megen tid på at tilpasse
temperaturen. Benyt passende temperaturintervaller og noter blot forsøgstemperaturen i
resultatskemaet. Husk at både gæropløsning og hydrogenperoxid skal temperatur tilpasses. Mål
også temperaturen i blandingen efter reaktionen og noter også denne temperatur.
Side 6 af 47
Temperatur før
Temperatur efter
Iltudvikling
mL pr. min
Side 7 af 47
Rapportvejledning:
Teori:
Der skrives generelt om enzymers funktion i organismen og om enzymernes temperatur og evt. pH
afhængighed.
Fremgangsmåde.
Beskrives kun, hvis den afviger fra vejledningen
Hypoteser opstilles for alle forsøg. Husk at få forklaringen med på hvordan enzymerne reagerer i
forhold til temperaturen.
Resultater:
1) Afbildes som søjlediagram
2) Afbildes grafisk
Diskussion:
Resultaterne diskuteres ud fra hypoteserne.
Er der en logisk forklaring på forskellene i katalaseindholdet i de forskellige dyre og plantevæv?
Hvorfor stiger temperaturen i blandingen under enzymreaktionen og hvilken betydning kan det
have for enzymreaktionens hastighed?
Afvigende resultater forklares ud fra en bedømmelse af fejlkilder.
Side 8 af 47
4. Rapport - Neuromuskulære reflekser
Introduktion
Ordet refleks kommer af latin Refleksus, afledt af reflectere 'bøje tilbage', af re- og flectere 'bøje, dreje'; Ved
en typisk muskelrefleksbevægelse bøjes f.eks. en arm væk fra noget varmt.
Reflekser er uvilkårlige, automatiske reaktioner på en sansepåvirkning. Reaktionerne kan være bevægelser
eller kirtelproduktion af sekreter og hormoner. Pupillens sammentrækning (pupilrefleksen) fremkaldt af
stærkt lys på nethinden er et eksempel på en bevægelse, mens udskillelsen af hormonet insulin fra de
Langerhanske øer, er et eksempel på en kirtelproduktion. Vi fokuserer på bevægelsesreflekser i denne
rapport (Figur 1).
Figure 1
Refleksernes anatomiske grundlag er refleksbuen, nerveforbindelsen mellem refleksstimulationen og
refleksreaktionen. I sin enkleste form består refleksbuen blot af to nerver, den tilførende (afferente; ind
mod centralnervetsystemet, CNS) og den fraførende (efferente; væk fra CNS) nerve, med kontakt (synapse) i
rygmarven eller i hjernestammen; denne monosynaptiske refleksbue har ultrakort reflekstid (dvs. tiden fra
stimulation til reaktion) og tjener især bevægelser, som lynhurtigt kan afværge en truende
vævsødelæggelse (afværgereflekser), fx blinkrefleksen. Monosynaptiske reflekser er vidt udbredt i
dyreriget, også hos primitive dyr, som fx i søanemonens tentakler.
I polysynaptiske reflekser indgår flere, ofte talrige nerveceller og dermed mange synapser indskudt mellem
den afferente og den efferente nerve. Disse mere komplicerede refleksbuer sikrer information og evt.
aktivering af andre områder af nervesystemet, fx med henblik på et koordineret samspil mellem musklerne,
således at en afværgende bevægelse næsten samtidig understøttes af andre ekstremitets- og
kropsmuskler, så balancen bevares. Pga. de indskudte synapser er reaktionstiden noget langsommere.
Side 9 af 47
I dette forsøg skal vi se et eksempel på en refleks, hvor en muskel trækker sig sammen. Det er den
velkendte knærefleks (patellarrefleksen), som alle på et eller andet tidspunkt har fået testet hos deres læge.
Knærefleksen udløses af et let slag på senen under knæskallen. Ved slaget udstrækkes senen, hvorefter
musklen på lårets forside lynhurtigt trækker sig sammen og man laver et ukontrollabelt spark med
underbenet. Det er strækfølsomme sanseorganer lige under knæet, muskeltenene, der udløser refleksen.
Faktorer der kan påvirke refleksers hastighed:
Reflekstiden er tidsrummet mellem stimulus og til bevægelsen begynder er summen af
• impulsen i den sensoriske nervebane
• behandlingstiden i centralnervesystemet
• impulsen i den motoriske nervebane samt
• tiden for aktivering af musklen
I princippet kan der nerveimpulsen påvirkes i alle fire led.
• Hvor kraftigt den sensoriske stimulering er.
• Hvor mange synapser der skal passeres i centralnervesystemet.
• Myeliseringen af nerverne
• Antallet af nerveforbindelser til musklerne, antallet at muskelfibre den enkelte muskel aktiverer.
Formål
•
•
•
•
Måling af den elektriske aktivitet i en muskel, når den bliver aktiveret gennem en refleksbue, via
nerver til og fra rygmarven
Sammenligne den relative hastighed af frivillige/bevidststyrede og refleks aktiverede muskler
Observere effekten af det centrale nervesystems indvirkning på refleksstørrelsen
Udregne en tilnærmet hastighed af en nerveimpuls
Materialer
Computer
Vernier Computer
Logger Pro
Vernier EKG sensor
Vernier 25-g Accelerometer
Elektrodebrikker
Refleks hammer
Kabel binder, 10 cm lang
Målebånd
Blyant
Metode
Hver person i en gruppe skiftes til at være forsøgskanin og testperson (det er ikke sikkert at i kan nå mere
end en person)
Del 1 Frivillig/bevidststyret aktivering af quadriceps musklen (se Figur 1 ovenfor)
1. Tænd for en af skolens computere og åbn for Loggerpromappen. Forbind derefter Vernier
LabQuest interfacet med skolecomputeren. Tilslut dernæst EKG sensoren og accelerometeret til
Vernier computeren, hvorefter diagrammer for de to sensorer kan ses på skolecomputeren.
Side 10 af 47
2. Gå ind på File -> Import From -> Loggerpro File –> Human Physiology with Vernier ->”14A Reflekses
with ACC”.
3. Forbind accelerometeret til reflekshammeren med kabel binderen (se Figur 2). Placer
accelerometerkablet på bagsiden af hammeren, således at det ikke kommer i vejen.
Figure 2
4. Placer forsøgskaninen behageligt i en stol, således at vedkommendes ben kan dingle frit over
gulvet.
5. Placer to elektrodebrikker over det ene knæ på quadriceps
musklen, langs en linje mellem knæet og hoften. Brikkerne
skal være 5 og 13 cm fra midten af patellaen (se figur 3).
Placer også en tredje brik på skinnebenet.
6. Forbind den røde og grønne ledning til elektroderne over
knæet, med den røde elektrode nærmest knæet. Forbind
den sorte ledning (jordstik) til elektroden på skinnebenet.
7. Klik på COLLECT for at starte dataopsamling. Hvis grafen
har en stabil basisline (se figur 4) skal i fortsætte til punkt
8. Hvis grafen ikke har en stabil basisline, klik på STOP og
opsaml et nyt datasæt ved at klikke på COLLECT igen.
Figure 3
Fortsæt med dataopsamling indtil i har en stabil basisline i
5 sekunder.
8. Opsaml aktiveringsdata (de involverede nerver
depolariseres og fyrer aktionspotentialer af) hvor
forsøgspersonen har bevidstheden med. Bemærk: læs alle
trinene inden dataopsamlingen for at blive fortrolig med
Figure 4
proceduren
a. Lad forsøgskaninen lukke sine øjne, eller vend vedkommende væk fra
skærmen
b. Klik på COLLECT
c. Efter at have optaget en stabil basisline i 5 sekunder, slå reflekshammeren hårdt ned i bordet, så
den laver en lyd.
Side 11 af 47
d. Forsøgskaninen skal sparke ud med benet, så snart vedkommende hører lyden
e. Fortsæt med at optage reflekser
(gentag trin c og d), således at i har 510 spark gennem
dataopsamlingsperioden.
-----------------9. For at bestemme den tid der går fra
hammeren rammer bordet og til
sammentrækningen af quadriceps
musklen gøres følgende:
a. Klik på statistik knappen,
, og flyt
rammerne ([ og ]) hen på de to grafer,
så de omslutter et sammenhørende
slag/spark (vist ved slag/spark nr. 2 på
Figur 5). Aflæs tiden ved enten mineller maxværdien i de to statistikbokse.
Find det par, hvor slaget med
hammeren kommer før sparket med
benet (ved minværdi i Figur 5: t = 2,756
s ved slag og t = 2,874 s ved spark).
Indfør værdierne Tabel 1.
b. Gentag denne proces for i alt 5 slag-spark par.
c. Udregn tidsforskellen mellem hammerslag og sparket
for de fem par og udregn gennemsnitstiden for de
fem par. Indfør resultatet i Tabel 1.
d. Gem i øvrigt jeres data under et passende navn
Figur
Figure 5
Del 2 Patellar refleks. Den ufrivillig aktivering af quadriceps musklen
10. Find frem til den patellare sene på forsøgspersonen ved at føle dig frem til
det smalle vævsbånd, som forbinder den nedre del at patella og tibia. Slå
med reflekshammeren indtil der ses et tydeligt refleksspark. Marker stedet
med en tusch (se Figur 6)
11. Klik COLLECT for at starte dataopsamlingen. Hvis basislinen er stabil, klik på
STOP og gå til punkt 12. Hvis den er ustabil, klik STOP og gentag
dataopsamlingen indtil basislinen er stabil.
12. Opsaml patellare refleksdata. Bemærk: læs alle trinene igennem inden
dataopsamlingen starter.
a. Forsøgspersonen skal have lukket øjnene eller vendt væk fra skærmen.
b. Klik COLLECT
c. Efter at have optaget 5 s med en stabil basisline, Sving hammeren raskt og slå
den på det markerede sted på senen. Hvis der ikke ses en synlig refleks
(benspjæt), sigt og prøv igen indtil refleksen udløses.
Side 12 af 47
Figure 6
d. Fortsæt indtil i har optaget 5-10 reflekser under opsamlingsperioden.
-----13. Til bestemmelse af den tid der går fra hammeren rammer den patellare sene til kontraktionen i
quadriceps musklen, skal I gå op til punkt 9 ovenfor og følge proceduren.
14. Gem i øvrigt jeres data under et passende navn, for i skal bruge min- og max-værdierne igen under
3
Del 3 Refleks forstærkning. Den forstærkede aktivering af quadriceps musklen
15. Personen sidder behageligt -> klik COLLECT. Hvis stabil basisline -> klik STOP -> gå til trin 15. Hvis
ustabil basisline -> klik STOP -> gentag dataopsamlingen indtil stabil basisline.
16. Opsaml patellar refleksdata med forstærkning. I har allerede opsamlet patellare refleksdata uden
forstærkning under Del 2. Bemærk: læs alle trinene igennem inden dataopsamlingen starter.
a. Personen har lukket øjne eller vender væk fra skærmen
b. Klik COLLECT.
c. 5 s stabil basisline -> sving hammeren og ram det markerede sted under knæet. Bliv evt. ved indtil
en synlig refleks ses. Mål 5-6 reflekser
d. Refleksen kan forstærkes på følgende måde: Krog fingrene samme og træk derefter fingrene i hver
sin retning. Trækket sker i brystniveau, med udadvendte albuer (Se Figur 7).
e. Fortsæt med at måle reflekser indtil der er opsamlet data indtil i har omkring 10 reflekser.
17. Klik på statistik knappen,
, og flyt rammerne hen til en
top på den kurve, hvor der står ”Potential” ud af Y-aksen.
(depolarisering) (Figur 8). Indfør minimum-, maximum- og Δy
værdien (max- minus minværdien) (amplitude) i Tabel 3 og
rund af til nærmeste 0,01 mV.
18. Gentag processen for hver af de 5 uforstærkede (fra Del 2
ovenfor) og de 5 forstærkede depolariseringsbegivenheder.
7
Brug accelerometeret til at identificere hver af de primære reflekser. Ignorer Figure
”tilbageslags”
responser (når hammeren udløser et
respons ved tilbageslag). Nedskriv værdierne i Tabel 3.
19. Bestem gennemsnitsamplituden for de forstærkede og ikke-forstærkede depolariserings
begivenheder. Nedskriv værdierne i Tabel 3.
Figure 8
Side 13 af 47
Tabel 1.
Frivillig/bevidststyret aktivering af quadriceps musklen
Spark 1
Spark 2
Spark 3
Spark 4
Spark 5
Gennemsnit
Tid for muskel
kontraktion (s)
Tid for stimulus
(s)
∆t (s)
Tabel 2
Patellar refleks. Den ufrivillig aktivering af quadriceps musklen
Refleks 1
Refleks 2
Refleks 3
Refleks 4
Refleks 5
Gennemsnit
Tid for muskel
kontraktion (s)
Tid for stimulus (s)
∆t (s)
Tabel 3.
Refleks forstærkning. Den forstærkede aktivering af quadriceps musklen
Refleks uden forstærkning (data fra
tabel 1)
Refleks respons
Max (mV)
Min (mV)
∆mV
1
2
3
4
5
Gennemsnits
værdier
Side 14 af 47
Refleks med forstærkning
Max (mV)
Min (mV)
∆mV
Rapportvejledning
Teori – ca. ½ A4 side
Forklar hvordan centralnervesystem og perifere nervesystem er opbygget.
Hvad forstås der ved reflekser?
Og hvilken forskel er der på mono- og- polysynaptiske refleksbuer?
Formål
Formuler selv
Hypotese
Formuler selv
Materiale og fremgangsmåde
Beskriv kun afvigelser fra vejledningen
Resultater
Præsenter resultaterne i tabelform og med ord
Diskussion
1. Sammenlign reaktionstiderne for de frivillige og ufrivillige aktiveringer af quadricepsmusklen. Hvad
kan spille ind mht. de forskellige reaktionstider?
2. Brug Tabel 2 til at bestemme den hastighed
hvormed et stimulus bevæger sig fra den patellare
sene til rygmarven og tilbage til quadriceps
musklen. For at kunne gøre det skal man måle den
omtrentlige afstand fra tusch mærket på knæet til
rygmarven i livniveau (se Figur 9). Gang denne
afstand med 2 for at finde den totale afstand som
refleksen har bevæget sig. Divider derefter denne
værdi med ∆t fra Tabel 2 og divider derefter med
100 for at finde hastigheden i m/s.
3. Nerve impulser kan bevæge sig med op til 100 m /s. Kom med
plausible forklaringer på, hvorfor jeres værdier afviger fra de 100 m/s.
Konklusion
Side 15 af 47
Figur 9
5. Kulhydratstofskiftet (rapport)
Introduktion
Vi skal forsøge at undersøge blodsukkerstigningen efter indtagelse af kulhydrater med henholdsvis
højt og lavt glykæmisk indeks GI.
Når læger undersøger blodsukkerstigningen efter indtagelse af 50g kulhydrat, har forsøgspersonen
fastet et døgn, men for os er det nok at have fastet nogle timer, så blodsukkerniveauet er nede på
fasteværdien ca. 5 mmol/L ved forsøgets start. Vi tillader os også at sammenligne forskellige
forsøgspersoner, selvom forskelle mht. køn, fysisk størrelse og stofskifte kan påvirke forsøget.
Insulinudskillelsen
Efter kulhydratindtagelse stiger glukosekoncentrationen i blodet, og bugspytkirtlen udskiller
insulin. Insulin fremmer glukoseoptagelsen i cellerne og glykogendannelsen i lever og muskler, så
resultatet bliver at glukosekoncentrationen i blodet falder.
Glukagonudskillelsen
Lang tid efter fødeindtagelse kan glukosekoncentrationen blive så lav (under 5 mmol/L), at
hormonet glukagon udskilles. Dette hormon kommer også fra bugspytkirtlen. Hormonet bevirker,
at glukose frigøres fra glykogenlagrene i lever og muskler, således at glukosekoncentrationen i
blodet stiger.
Fysisk aktivitet, rygning, indtagelse af kaffe eller andre stimulanser kan også påvirke
glukosekoncentrationen i blodet. Fysisk arbejde stimulerer glukagonudskillelsen og nikotin virker
ligesom adrenalin, der også får glukosekoncentrationen til at stige.
Sult og mæthed er fornemmelser i vores nervesystem, der styres af en række faktorer:
Mavesækkens fyldningsgrad, glykogenlagrenes størrelse og ikke mindst glukosekoncentrationen i
blodet. (se figur).
Efter et måltid → føde i mave og tarm → glukosekoncentrationen øges i blodet
Deraf følger:
nedsat appetit
• Øget insulin udskillelse
• Øget optagelse af glukose og lever og muskler
• Glykogendannelse i lever og muskler
• Glukosekoncentrationen vil falde
Side 16 af 47
Efter nogen tids sult → mave og tarm er tom → Glukosekoncentrationen i blodet lav
Deraf følger:
• Mere appetit / sult
• Øget glukagonudskillelse
• Glykogen spaltes i lever og muskler
• Glukose frigøres til blodet
• Glukosekoncentrationen stiger
Bugspytkirtlen får besked fra
sultcentret i hypothalamus i
hjernen
Formål
At undersøge, hvordan indtagelsen af kulhydrater med forskelligt GI påvirker
glukosekoncentrationen i blodet.
Materialer
Side 17 af 47
Blodglukose måler
Blodlancetter
Servietter
Ur
Kostvurderingstabel
Kulhydratholdige fødevarer
Fødevare
Glukose
Sucrose
(sukker)
Boller
Hvidt brød
Rugbrød
Banan
Cola
Gulerødder
Is
Hindbærroulade
Indhold af kulhydrat
pr. 100g fødevare
100g
100g
Skal indtages for
at få 50g kulhydrat
50g
50g
47g
106g
39g
19,2g
10g
6,1g
24g
47g
128g
260g
500g (½L)
819g
208g
106g
Det glykæmiske index for nogle undersøgte levnedsmidler
Glukose
100
Hvidt franskbrød
70
Gulerødder
97
Honning
87
Fuldkornsbrød
70
Polerede ris
72
Kartofler
70
Upolerede ris
66
Laktose
46
Sakkarose (stødt melis) 58
Bananer
58
Æble
39
Iscreme
36
Sødmælk
34
Fruktose
20
Side 18 af 47
Fremgangsmåde
Forsøgspersonerne skal i tillempet form følge den glukosebelastningstest, man udfører på
sukkersyge. Nogle fastende personer drikker eller spiser en kulhydratkost, som indeholder 50 g
kulhydrat. Man udregner først hvor meget man skal spise af fødevaren. Man kan vælge at spise is,
brød, bananer frugt sukker eller ren glukose.
Da kulhydratet skal spises så hurtigt som muligt, så vælg efter, hvor god du er til at indtage store
mængder føde. Er du ikke grovæder, så vælg glukose eller sukker på drikkeform. Pauserne i
forsøget kan anvendes til at skrive en hypotese.
Kulhydratføden vælges og afvejes efter beregning af kulhydrat-indholdet ved hjælp af en
kostvurderingstabel.
1. Fasteblodglukose måles med blodsukkermåleren. Læreren vejleder i brugen af den.
Sultfornemmelsen beskrives
2. Fødevaren spises så hurtigt som muligt. Når den sidste bid er sunket noteres tiden.
Sultfornemmelsen beskrives.
3. Derefter måles blodsukkerkoncentrationen med de i resultatskemaet angivne
tidsintervaller. Husk at notere glukosekoncentrationen og sultfornemmelsen for alle
forsøgspersoner.
Resultatskema
Glukosekoncentrationen
i mmol/L
Forsøgsperson
Kulhydratindtagelse
Fasteværdi
0 min
15 min
30 min
45 min
60 min
90 min
120 min
Sultfornemmelsens forløb
Side 19 af 47
Rapportvejledning
Teori
Gør rede for kulhydratstofskiftet. Husk at inddrage information om glykæmiske index, insulin og
glukagon.
Formål
Formuler selv
Hypotese
Gør rede for hvilke resultater du forventer at finde og hvorfor. Tip. Brug det tabellen over det
glykæmiske index som udgangspunkt for vurderingen af de indtagne fødevarers forventede
glykæmiske index. Husk også at skrive hypotese om sultfornemmelsen.
Materiale og fremgangsmåde
Beskriv kun afvigelser fra vejledningen
Resultater
Noter i skemaer, hvilke typer kulhydrater der er indtaget, de målte glukoseværdier og
sultfornemmelsens forløb.
Afbild resultaterne grafisk.
Beskriv resultatet med ord.
Diskussion
Ud fra den grafiske afbildning af resultaterne vil du se en stigning og et fald i
glukosekoncentrationen.
• Hvad er årsagen til stigningen?
• Hvad er årsagen til faldet?
Se om dine resultater svarer til de opgivne værdier for det glykæmiske index.
• Var der sammenhæng mellem sultfornemmelse og glukoseindholdet i blodet.
• Hvis to forsøgspersoner har valgt samme kulhydratspise, hvad kan da være årsagen til
eventuelle individuelle forskelle?
Overvej fejlkilder
Konklusion
Formuler selv.
Side 20 af 47
6. Regulering af åndedrættet
Introduktion
Afstanden mellem blodet i kapillærerne og luften i alveolernes indre er mindre end 0,001 mm, og
luftskiftet sker ved diffusion gennem den tynde væg. Ilttrykket er større i alveoleluften end i
blodet, og derfor diffunderer der iltmolekyler fra alveolerne over i blodet, indtil trykforskellen er
udlignet. Kuldioxid diffunderer den modsatte vej, fordi denne luftart findes i større koncentration i
blodet end i alveoleluften.
I hvile indeholder indåndingsluften ca. 21 % ilt og 0,04 % kuldioxid, mens udåndingsluften
indeholder ca. 16,3 % ilt og 4,5 % kuldioxid.
Vejrtrækningen
Under indåndingen, når brystkassens rumfang øges, falder lufttrykket i de udspilede alveoler, og
atmosfærisk luft strømmer ind, til trykforskellen er udlignet. Ved almindeligt roligt åndedræt sker
indåndingen især ved, at mellemgulvet afflades. Det hvælver sig i hvile op i brysthulen med de to
kupler, som lungerne hviler på, men når dets muskulatur trækker sig sammen, afflades det, så
brysthulens rumfang øges på bekostning af bughulens. Cirka 75 % af lungeudvidelsen under en
almindelig indånding skyldes dette såkaldte bug- eller abdominalåndedræt. Resten skyldes
hovedsagelig de små muskler (musculi intercostales externi), der løfter ribbenene og derved øger
brystkassens dybde. Dette bryst- eller kostalåndedræt dominerer hos kvinder og børn, mens
abdominalåndedrættet er dominerende hos mænd. Ved forceret åndedræt medvirker mange
andre muskelgrupper, bl.a. hals-, bryst- og rygmuskler.
I hvile er udåndingen normalt en rent passiv proces, idet åndedrætsmuskulaturen slapper af og
brystkassens rumfang mindskes ved at de elastiske lunger trækker sig sammen og presser luften
ud. Ved forceret åndedræt bidrager bugvæggens muskler og muskler, der trækker ribbenene
nedad (musculi intercostales interni), til at fremskynde udåndingen.
• Åndedrætsmusklerne, der er tværstribet, er under viljens kontrol. Man kan ændre
vejrtrækningens rytme og dybde og holde vejret en kortere tid.
• Men normalt styres vejrtrækningen autonomt og ubevidst fra åndedrætscentret i
hjernestammen.
Åndedrætscentret er opbygget med overlappende centre for inspiration (indånding) og
eksspiration (udånding) i den forlængede marv og overordnede centre i pons (hjernebroen), og
dets funktion er ikke fuldt klarlagt.
Strækreceptorer
Forenklet kan man sige, at det regelmæssige åndedræt styres af strækreceptorer i lungerne.
Vejrtrækningen holdes i gang af spontane nerveimpulser fra inspirationscentret til
åndedrætsmusklerne, der udvider brystkassen og dermed lungerne. Ved udvidelsen strækkes
sanselegemer, strækreceptorerne, i bronkiolernes vægge, og de reagerer med impulser, der
undertrykker inspirationscentret, så åndedrætsmusklerne slapper af og lungerne trækker sig
sammen igen. Når strækreceptorerne indstiller deres impulsudsendelse, afgiver
inspirationscentret en ny impulsbølge osv.
Side 21 af 47
Tilpasningen af åndedrættet til organismens skiftende behov sker ved hjælp af kemoreceptorer,
der reagerer på blodets indhold kuldioxid (CO2) og på blodets surhedsgrad (pH) samt i mindre grad
opløst ilt (O2).
•
De perifere kemoreceptorer findes
i halsarterierne og i aortabuen. De
stimulerer åndedrættet, når ilttrykket
bliver for lavt eller kuldioxidtrykket for
højt. De påvirkes som nævnt også af
blodets surhedsgrad. Når blodet bliver
for surt, stimuleres åndedrættet, så udskillelsen af kuldioxid (kulsyre) gennem
lungerne forøges, og lungerne spiller på
denne måde en meget stor rolle for
reguleringen af organismens syre- og
basebalance.
•
Størst betydning har de centrale
kemoreceptorer, der findes i selve den
forlængede marv umiddelbart under
overfladen. De måler kuldioxid og pH i
cerebrospinalvæsken, som omgiver
hjerne og rygmarv.
Andre påvirkninger af åndedrættet
Åndedrætscentret bombarderes desuden
uafbrudt med impulser fra praktisk taget alle
sansenerver i organismen og fra storhjernens emotionelle centre. Hoste og nysen er specielle
åndedrætsreaktioner, der udløses fra nerveender i luftvejenes slimhinder. Ethvert pludseligt,
intenst irritament, et nålestik for eksempel eller en kold douche, fremkalder et gisp, der er en kort,
hurtig inspiration. Trykpåvirkninger fra svælgvæggen standser åndedrættet under synkning.
Receptorer i kredsløbsorganerne reagerer på blodtrykket, således at åndedrættet fremmes, når
blodtrykket falder, og hæmmes, når blodtrykket stiger. Varmepåvirkninger af huden og stigende
legemstemperatur stimulerer åndedrættet via temperaturcentret i hypotalamus. Impulser fra
muskler og led i bevægelse forstærker vejrtrækningen, der fordybes alene ved tanken på en fysisk
indsats. Sindsstemninger som frygt og vrede ledsages af et hurtigt, overfladisk åndedræt, mens
intens koncentration næsten kan sætte åndedrættet i stå.
Formål
At undersøge hvor længe man kan holde vejret under forskellige omstændigheder.
At undersøge sammenhængen mellem blodets indhold af CO2 og vejrtrækningen
Materialer
Ur med sekundviser
Side 22 af 47
Fremgangsmåde
Måling af den tid man kan holde vejret under forskellige omstændigheder.
Lad gruppens deltagere holde vejret
1. efter de har siddet i ro og trukket vejret normalt,
2. efter 3 dybe indåndinger og
3. efter løb på trapper.
(Fra biologilokalet ned i stuen og op til biologilokalet igen.)
Resultater
Resultatet angives i sekunder (brug skemaet i journalvejledning).
JOURNALVEJLEDNING – Regulering af åndedrættet
1) Forside
3) Formål
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
____________________________________________
4 + 5) Forsøgsopstilling og fremgangsmåde
Her henvises til øvelsesvejledningen. Afvigelser skal noteres her:
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
____________________________________________
6) Resultater - Fejlkilder
Husk at udregne gennemsnit.
Navn
Efter hvile
Sek.
Efter dyb ind- og
udånding
Sek.
Gennemsnit
Side 23 af 47
Efter løb
Sek.
7) Diskussion (analyse - tolkning - vurdering)
Forklar de fremkomne forskelle i den tid vejret kan holdes – både de gennemsnitlige værdier
og evtuelle individuelle forskelle.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
8) Konklusion
Er formålet med forsøget opfyldt ?
________________________________________________________________________________
________________________________________________________
9) Anvendt litteratur
Side 24 af 47
7. Måling af primærproduktion
Introduktion
Alle organismer der konsumerer organisk stof kaldes sekundære producenter og udgør
økosystemets heterotrofe organismer. At de er sekundære betyder at de står efter de primære
producenter i fødekæden - de lever af noget som i forvejen er produceret.
Nummer et i fødekæden er de primære producenter, de autotrofe planter. Planterne kendes ved
at være grønne som følge af deres indhold af klorofyl. Man kender også bakterier som er primære
producenter. Autotrof betyder selvopbyggende, og organismer der udnytter energien i sollyset
kaldes fotoautotrofe.
Planterne er af vital betydning for livet på jorden fordi de kan lave fotosyntese:
6CO2 + 6H2O
Lys
C6H12O6 + 6O2
Mængden af kulhydrat der dannes ved fotosyntesen kaldes bruttoprimærproduktion (BPP). Man
kan få et udtryk for BPP ved at måle en plantes vækst i biomasse eller ved at måle kuldioxidforbrug eller iltproduktion.
Fotosyntesen er i energimæssig forstand en op ad bakke reaktion. Den kan ikke forløbe hvis den
ikke får tilført energi i form af sollys. Derfor har planterne udviklet nogle effektive solfangere i
form af grønkorn. I grønkornene omdannes lyseenergien til kemisk energi, som planten derefter
bruger til at sætte kuldioxid og vand sammen til glukose og ilt.
Fotosyntesen danner kun glukose. For at vokse og leve må planten bruge noget af den dannede
glukose i sin egen respiration, nøjagtig som dyrene, for at få dannet ATP (kemisk energi). Denne
ATP benyttes herefter til at ombygge andre glukosemolekyler til livsvigtige organiske stoffer i form
af stivelse, DNA og RNA, proteiner, fedtstoffer og vitaminer. Opbygningen af disse molekyler
kræver en lang række næringssalte, som planten optager fra omgivelserne. Dette, uanset om det
er en lille planktonalge, en åkande eller et bøgetræ.
De planteopbyggende processer kan derfor deles op i to.
1. Respirationen som danner ATP:
C6H12O6 + 6O2 + ca. 30 (ADP + P) → 6CO2 + 6H2O + ca. 30 ATP (+ varme)
2. Opbygningen af livsvigtige stoffer som kræver energi i form af ATP for at
kunne gennemføres:
ATP + næringssalte + glukose → stivelse, lipider, proteiner, DNA, RNA og vitaminer
Fotosynteseproduktionen kaldes som sagt for BruttoPrimærProduktionen, BPP.
Det der bliver til rest efter planternes respiration, R, kaldes NettoPrimærProduktionen, NPP.
BPP = NPP + R
Side 25 af 47
Nettoprimærproduktionen går videre i fødekæden, dvs. den konsumeres enten af planteædende
dyr eller af nedbrydende bakterier og svampe.
Figur 1. Viser en plantecelles processer,
samt forhold mellem BPP, NPP og R.
Formål:
Formålet er at finde BPP for en plante i et givet tidsrum, ved at måle NPP og respirationen. Vi
måler primærproduktion og respiration som iltproduktion og iltforbrug og ser også på produktion
og forbrug af kuldioxid som et supplement.
Forsøgsopstilling (materialer og apparatur)
300 mL prøveflaske
Friske blade
1 O2-måler
1 CO2-måler
Stanniol
Lampe + vægt
Fremgangsmåde:
Der opstilles de en flaske med blade i. Bladene skal helst være nogenlunde lige store og der skal
være lige mange. Bladene vejes og vægten noteres.
O2-måleren og CO2-måleren anbringes i glasset. Halvdelen af grupperne pakker deres flaske ind i
stanniol, før alle flasker stilles foran en lampe.
Når den har stået 20 min begynder målingerne. Der tændes en kraftig lampe så bladene får lys.
Der opsamles måleresultater i ca. 60 min.
Data opsamles med programmet logger pro. Husk at klippe jeres grafer + evt. målinger over i word
og/eller excel, så I kan åbne dem senere hen på jeres egen computer!
Data fra grupper, der har lavet lys- og mørkemålinger udveksles, så alle har data fra begge slags
målinger. Ud fra resultaterne beregnes tallene så nedenstående skema kan udfyldes.
Side 26 af 47
Resultater
1
2
3
4
5
6
7
Bladenes vægt i lysflaske
gram
Bladenes vægt i mørkeflaske
gram
Iltproduktion i lysflaske pr. min.
% O2 pr. min
(dvs. aflæs hældning på graf)
Iltforbrug i mørkeflaske pr. min.
% O2 pr. min
(dvs. aflæs hældning på graf)
Iltproduktion i lysflaske pr. min.
mL O2 pr. min
(NPP)
Iltforbrug i mørkeflaske pr. min
mL O2 pr. min
(Respiration)
I alt i flasken
Pr. gram blad
Pr. kg blad
BPP
Resultatbehandling:
Bladenes vægt (gram) i lys- og mørkeflaske noteres i tabellen ovenfor (1 og 2).
Iltproduktion og iltforbrug i % O2 pr. min aflæses som hældningen på graferne fra hhv. lys- og
mørkeflaske. Noteres i tabellen ovenfor (3 og 4).
Iltproduktion (5) og iltforbrug (6) i mL O2 pr. min udregnes ud fra resultatet aflæst på grafen.
Dvs. X% O2 pr min. kan omregnes til mL O2 pr. min: X/100 * 300 mL = ________ mL O2. Noteres i
tabellen ovenfor (5 og 6).
BPP = NPP + R = O2-produktion i lysflasken + O2-forbrug i mørkeflasken. Noteres i tabellen ovenfor
(7).
OBS! Du kan gøre det tilsvarende med data fra CO2-målingerne, hvis dine iltdata af en eller anden
grund ikke kan bruges. Vær da bare opmærksom på, at der vil være CO2-forbrug i lysflasken og
CO2-produktion i mørkeflasken. Du skal derudover være opmærksom på, at CO2 måles i ppm og
omregningen fra ppm til mL skal se ud som følger: X/1000.000 * 300 mL = _________mL O2
Side 27 af 47
Rapportvejledning
Formål:
Hypotese:
Teori:
Du skal ikke gentage teorien fra øvelsesvejledningen, men giv en kort definition af begreberne
BPP, NPP og Respiration.
Overvej også følgende: Hvad vil det betyde for en plante, hvis respirationen er næsten lige så stor
som NPP?
Forsøgsopstilling + Fremgangsmåde.
Beskrives kun, hvis den afviger fra vejledningen
Resultater:
Skrives ind i skemaet og der beregnes omsætning pr gram blad og pr. kg blad, så resultaterne kan
sammenlignes.
Fejlkilder:
Diskussion:
• Hvad viser resultaterne om de valgte planters primærproduktion?
• Er der sammenhæng mellem iltudskillelse og kuldioxidoptagelse i forbindelse med
målingerne på planterne i lys og mørke?
Konklusion
Side 28 af 47
8. Undersøgelse for Seglcelleanæmi – Elektroforese
Formål
Øvelsen skal vise, hvordan man ved hjælp af elektroforese kan undersøge, om et foster har arvet
sygdommen seglcelleanæmi.
Introduktion
Nedarvningen af seglcelleanæmi følger et simpelt Mendelsk nedarvningsmønster (se figur 1
herunder og figur 114 i Biologi i Fokus). Det vil sige at et foster har 25 %’s risiko for at få
sygdommen, hvis begge forældre er bærere af sygdommen.
Figur 1 viser den typiske arvegang ved seglcelleanæmi
Hæmoglobin består af to kæder. En a-kæde HbA og en b-kæde HbB. Genet for a-kæden ligger på
kromosom nr. 16 og genet for b-kæden ligger på kromosom nr. 11. Hæmoglobin i seglcelleanæmi
HbS er en variant af HbB hvor kun én aminosyre adskiller sig fra det normale HbB. Se mere om
seglcelleanæmi i modulopgave 5.1 eller i supplerende materialer til modul 5 om sygdommen.
Et bestemt restriktionsenzym klipper det normale gen over i to mindre stykker. Det syge gen vil
ikke blive klippet over. På denne måde kan man skelne mellem det raske og syge gen i
elektroforesen, idet det syge gen, der ikke klippes over indeholder flere basepar og dermed ikke
løber så langt ved elektroforesen.
Hvis man har mistanke om, at begge forældre til et ufødt barn er bærere af genet for
Seglcelleamæmi, peger denne udredning på, at der er en 25%’s risiko for at fostret lider af
Side 29 af 47
Seglcelleamæmi. Nu tilbydes den gravide kvinde en fostervandsprøve/moderkagebiopsi tidligt i
graviditeten fx i 11. graviditetsuge. Samtidig tages en blodprøve (lymfocytter) fra både mor og far.
Celler fra foster (E), mor (D) og far (F) isoleres og generne for seglcelleanæmi isoleres og
opformeres ved hjælp af PCR, idet man anvender primere, der sidder på hver sin side af det
relevante gen (se fx Biologi i Fokus s. 98). De tre prøver sammenholdes med kendte standarder for
henholdsvis en syg (A), en rask (C) og en arvebærer (B). Dette gøres ved hjælp af gelelektroforese.
Om elektroforese.
Agarosegel består af mikroskopiske porer der fungerer som et slags filter. DNA er stærkt negativ
ladet ved neutralt pH. Derfor vil DNA fragmenterne vandre mod den positive pol i det elektriske
felt, der skabes i elektroforeseapparatet. DNA fragmenterne adskilles efter størrelse således, at de
mindste stykker vandrer hurtigst. Efter elektroforesen bliver DNA’et synligt ved farvning med
methylenblåt.
Forsøgsopstilling (materialer og apparatur)
Materialeliste til fremstilling af gel og elektroforesebuffer
Agarosepulver (polysakkarid)
koncentreret gelbuffer
destilleret vand
10 mL måleglas
250 mL måleglas
500 mL måleglas
250 mL konisk kolbe til gelopløsningen
1 L målekolbe til elektroforesebuffer
magnetomrører/varmeplade
Støbeform til gelen
Gummiklodser
”kam”
Strømforsyning
Fremstilling af elektroforesebuffer
Der fremstilles i alt 1 L buffer på følgende måde:
21mL koncentreret buffer tilsættes destilleret vand op til et volumen på 1000 mL. (fremstillet på
forhånd)
Fremstilling af 0,8 % agarose gelopløsning
Til 6 styk 0,8% agarose geler bruges:
1,44 g agarose + 3,6 mL koncentreret buffer +176,4 mL destilleret vand.
Side 30 af 47
Volumen afmærkes på kolben med en pen fordampet væske erstattes med destilleret vand
(fremstillet på forhånd).
Agarose-opløsningen opvarmes til den er klar som vand og afkøles til 55 ºC.
Fremgangsmåde (se også figuren på s. 5)
Støbning af gelen.
1. Tag støbeformen til gelen og sæt gummiklodserne på enderne.
2. Placer ”kammen” i positionen nærmest enden af formen.
3. Hæld nu gelen forsigtigt ud i formen uden at der dannes luftblærer. NB! Det er vigtigt at
karret står fuldstændig vandret
4. Lad gelen størkne i ca. 20 minutter
Klargøring af gelen til elektroforese.
Når gelen er størknet tages kammen forsigtigt op og gummiklodserne fjernes så prøvebrøndene
ikke beskadiges. Gelen anbringes i elektroforesekarret og karret fyldes op med elektroforesebuffer
– gelerne skal være helt dækkede. Bemærk gelen skal være orienteret rigtigt i forhold til
strømretningen, sådan at prøverne kan løbe fra minus til plus.
Påsætning af standardprøver (A-C), de to forældre (D og F) og fostret (E)
Med mikropipette opsuges 30µL (mikroliter = 10-6 liter) DNA prøve. Prøven afsættes i gelens
”brønd” følg rækkefølgen A-F. Metoden kaldes ”submarine”, fordi prøverne påsættes under
væskeoverfladen. Det er vigtig ikke at stikke pipettespidsen ned i gelen og af undgå at ryste karret
efter afsætningen af prøverne. Husk også at skifte pipettespids for hver prøve.
A: Standard DNA (syg)
B: Standard DNA (arvebærer)
C: Standard DNA (rask)
D: DNA fra moderens blodprøve
E: DNA fra fostervand eller moderkage fra fosteret
F: DNA fra faderens blodprøve
Kørsel af prøverne - elektroforesen.
Strømmen sluttes til elektroforeseapparatet via strømforsyningen. Forbind sort ledning til sort
input (÷) og rød ledning til rød input (+). Elektroforesen kører ca. 2 timer ved 50 V spænding.
Under kørslen kan man følge prøvernes vandring vha. en farvemarkør.
Lad markøren vandre 3,5 – 4 cm. inden kørslen stoppes.
Når kørslen er færdig slukkes for strømforsyningen og gelerne kan tages op af karret.
Side 31 af 47
Tips
For at få den bedste adskillelse af båndene, skal man bruge en nylavet elektroforesebuffer. Undgå
at spilde prøven ud i bufferen (ram brønden) og køre gelen ved den anbefalede spændingen og
overholde tiden. Jo lavere spænding og jo længere tid des bedre separation af båndene. Endelig
har det betydning at være påpasselig med affarvning af gelen.
Farvning af gelen med Flash Blue:
BRUG HANDSKER!
Lav 600ml farvebadsopløsning, 1:10 opløsning – 1 del flash blue, 9 dele demineraliseret vand.
1. Tag gelen ud af formen og Læg den i en farvebakke og hæld farveopløsningen over.
2. Lad gelerne stå i badet 5 minutter og hold væsken forsigtigt i bevægelse undervejs.
3. Affarv gelerne i 600ml 37ºC varmt destilleret vand to gange á 15 minutter.
4. Gelerne tages herefter op og lægges på et stykke plastikfilm eller lignende.
Side 32 af 47
Side 33 af 47
Rapportvejledning. Undersøgelse for seglcelleanæmi– Elektroforese
Formål
Teori
• Hvad skyldes sygdommen og hvordan kommer sygdommen til udtryk?
• Hvordan udtager man genetisk materiale fra et foster, og hvordan opformeres det, så det
kan analyseres?
• Hvordan fungerer PCR-metoden?
• Hvad er restriktionsenzymer, hvor stammer de fra, hvad
er deres oprindelige funktion og hvilken funktion har de i
forsøget?
Forsøgsopstilling + Fremgangsmåde
beskrives kun hvis den afviger fra vejledningen.
Resultater – Fejlkilder
Tegn resultatet af gelelektroforensen (eller indsæt et foto).
Diskussion
1. Hvordan kan man på gelelektroforesen se, at de to
forældre (D og F) er arvebærere?
A
B C D E
2. Er det ventede barn (E) sygt, rask eller arvebærer?
Begrund!
3. Hvis de to forældre igen ønsker at få et barn sammen, hvad er så risikoen for at barnet er
henholdsvis sygt, rask eller arvebærer? Lav et krydsningsskema, der underbygger dit svar.
Konklusion
Er formålet med forsøget opfyldt
.
Side 34 af 47
F
9. Undersøgelse af pigmenter i planter
Introduktion
Fotosyntesen drives af sollys der fanges af bestemte pigmenter så som klorofyl a, klorofyl b og
karotener. Vi udnytter at fotosyntetiske pigmenter er tilstede i store mængder i blade. Desuden er
disse pigmenter opløselige i organiske opløsningsmidler hvilket gør det relativt nemt at adskille
dem fra mange af de andre pigmenter der findes i planter.
Absorptionsspektre ved brug af et spektrofotometer:
Materialer
Spektrofotometer
96% ethanol
Sakse/ morter til findeling af blade
Bægerglas
Pipetter
Fremgangsmåde
Findel de forskellige typer plantematerialet med saks eller i morter.
Læg det i hvert sit bærerglas og dæk det med sprit. Lad det stå i 10 minutter.
Tag herefter væsken med en engangspipette over i en kuvette (fyld i til stregen).
Kør et absorbtionsspektrum mellem 400 og 700 nm i spektrofotometer til Loggerpro. Husk at
kopiere jeres spektre over i word når I gemmer dem (så du kan åbne dem derhjemme på din egen
computer). Sammenlign med nedenstående figurer af spektre + evt. figur 174 i Biologi i fokus.
I 96% ethanol er de maksimale absorptionsbølgelængder af klorofyl a 430 nm og 664 nm og
toppene for klorofyl b er 460 nm og 647 nm.
Figur 1. Absorptionsspectrum af klorofyl a og klorofyl b.
Figur 2. Absorptionsspectrum af beta-karoten
Side 35 af 47
Figur 3. Sammenligning af absorptionsspektre for klorfyl a, -b og beta-karoten.
Journalvejledning
Formål:
Hypotese:
Teori:
Hvad er klorofyl? Hvilken funktion har pigmenterne i en plante? Hvad kan man se på et
absorbtionsspektrum?
Forsøgsopstilling + Fremgangsmåde.
Beskrives kun, hvis den afviger fra vejledningen
Resultater:
Indsæt et billede af absorptionsspektret.
Fejlkilder:
Diskussion:
• Hvad viser resultaterne om de valgte planters indhold af pigmenter?
Konklusion
Side 36 af 47