Samenvatting Biologie Blok 5

Transcriptie

1 Samenvatting Biologie Blok 5 Samenvatting door A woorden 1 november keer beoordeeld Vak Biologie Begrippen: Fotosynthese: Water + CO 2 + Zonlicht = Glucose + Zuurstof Bladgroen: Groene kleurstof in bladgroenkorrels Glucose: Een stof die door planten in de fotosynthese wordt gemaakt. Met glucose als bouwsteen zijn planten in staat om alle andere biostoffen te maken Verbranding: Biostof + Zuurstof = Water + Koolstofdioxide + Energie Ecosysteem: Een gebied die biologisch is, dus er zijn dieren, planten, water, zonlicht enz Biologische koolstofverbindingen: Biostoffen, organische bouwstoffen, stoffen waaruit de natuur is gebouwd, zijn in feite biologische koolstofverbindingen Biodiversiteit: Variatie van biologische soorten in een ecologisch systeem Voedselweb: is een manier van het weergeven van wat wat eet. Met lijntjes Voedselpiramide: laatste manier van weergeven (met behulp van categorieën) Producenten: Planten, omdat ze de enige organismen zijn die biostoffen produceren(=maken) uit stoffen uit de levenloze natuur. Consumenten I: Grazers die eten van producenten Piramide van biomassa: Grafische voorstelling van de biomassa: producenten en consumenten I, II en III Herbivoren: Planteneters Consumenten II: Carnivoren Consumenten III: Top- vleeseters Reducenten: Insecten, Schimmels en Bacteriën die een organisch materiaal afbreken tot de oorspronkelijke bouwstoffen (mineralen). Reducenten eten die biostoffen op en verbranden ze in hun lichaam. Energie verlies (in het piramide van biomassa): Dan wegen die biostoffen niet meer gelijk Mineralen: Zouten, een gevarieerde groep eenvoudige stoffen uit de levenloze natuur, zoals nitraten, fosfaten en Pagina 1 van 5

2 ijzerverbindingen. Deze stoffen zijn geen energiedragers Mineralenkringloop: Zuurstofkringloop: Biosfeer: De omgeving van de aarde waarin leven mogelijk is. Omvat hydrosfeer, lage- en hoge atmosfeer waarin er door(levende) organismen wordt geleefd Compostering: Proces waarbij (plantaardig) materiaal wordt omgezet door micro-organismen. Compost wordt gebruikt om land- of tuinbouwgrond vruchtbaarder te maken. Carnivoren: Vlees eters Koolstofkringloop: Samenvatting: 5.1 Verbranding: Omgekeerde fotosynthese Met glucose als bouwsteen zijn planten in staat om alle andere biostoffen te maken. Die biostoffen kun je verdelen in drie grote groepen: -Koolhydraten -Vetten -Eiwitten Koolhydraten eet je dagelijks in grote hoeveelheden: het zetmeel dat in je brood zit en in aardappels of pasta. Zoals een trein uit een reeks wagons bestaat, zo bestaat zetmeel uit een lange rij aan elkaar vastzittende glucoseeenheden. Alleen proef je dat niet meer als glucose. Bij de andere biostoffen (vetten, eiwitten) wordt de grondstof glucose scheikundig wat meer opgebouwd. Plantaardige vetten zitten in margarine. Olie en vet zijn scheikundig gezien hetzelfde. Olijfolie en zonnebloemolie bestaan voor 100% uit plantaardige vetten. Dankzij eiwitten kunnen plantaardige cellen hun werk doen. Eiwitten zorgen ervoor dat processen (zoals spijsvertering) kunnen verlopen. En in jouw lichaam is dat net zo. Bovendien be je gebouwd uit eiwitten (de lijmstof in je botten, de hoornstof in je haren, je nagels enz). Daarom heb je dagelijks eiwitten nodig om lichaamseiwitten die stuk zijn gegaan te vervangen. Die aanvoer krijg je vanuit je voedsel. Wat we met een eenvoudig woord biostoffen noemen organische bouwstoffen, stoffen waaruit de natuur is opgebouwd zijn in feite biologische koolstofverbindingen. We gebruiken het woord biostoffen. In deze stoffen uit de levende natuur zitten altijd koolstof (C), waterstof (H) en zuurstof (O) en daarnaast vaak enkele andere elementen (bv stikstof en fosfor). Als in glucose al (zonne)energie is opgeslagen, dan begrijp je dat in stoffen die gemaakt zijn op basis van honderden of duizenden aaneengekoppelde glucoseeenheden de koolhydraten nog veel meer energie zit. Ook eiwitten en vetten zijn door organismen gemaakt op basis van de grondstof glucose. Daarom zijn alle stoffen uit de levende natuur, alle biostoffen, energiedragers. Het zijn allemaal energierijke verbindingen. De hele levende natuur is in feite een scheikundig proces op basis van koolstof. Pagina 2 van 5

3 Die energie kan er ook weer uitgehaald worden en dat gebeurt bij verbranding. Dat dat heel veel energie kan opleveren, weet je van een houtvuur. Warmte is een van de vormen, waarin energie kan voorkomen. In jouw lichaam vindt ook verbranding plaats. Het is moeilijk om het je voor te stellen omdat we vooral bekend zijn met verbrandingsprocessen waarbij hitte vrijkomt. De natuur is er echter in geslaagd om die verbranding heel gecontroleerd te laten verlopen, in kleine stapjes. Dan stijgt de temperatuur maar tot 37 o C, jouw lichaamstemperatuur. De verbranding vindt plaats in de cellen van jouw lichaam en levert energie voor de cellen op. Daarmee kunnen ze hun werk doen. Scheikundig gezien komt verbranding (dus ook die van een bos hout) neer op: Biostof + zuurstof = water + koolstofdioxide + energie Als je voor biostof glucose invult, heb je dus een omgekeerde fotosynthese. Je krijgt alleen geen zonne-energie terug, maar energie in een andere vorm. De rol van groene planten in de natuur is die van het opvangen van zonne-energie en deze omzetten in een voor de dierenwereld bruikbare vorm. Zonder zon geen planten, zonder planten geen dieren. Als planeet aarde niet meer rond de zon zou cirkelen, zouden we niet meer die energie van de zon krijgen en waren onze dagen geteld. En die van alle andere levende wezens op aarde. Maar maak je geen zorgen: een mensenleven is in een flits vergeleken met het bestaansduur van de zon. Die gaat nog miljarden jaren mee. 5.2 voedselweb en voedselpiramide. In de marskas is het makkelijk om aan te geven hoe de energiestroom loopt: planten vangen de zonne-energie o pen maken energiedragende biostoffen. Mensen eten ze op. Mensen leven qua energie dus uiteindelijk van de zon. Schematistisch weergegeven wordt dat dan met betrekking tot de aarde zoiets:in de natuur is het doorgaans veel ingewikkelder. Zo n manier van weergeven noem je een voedselweb Het wordt gauw onoverzichtelijk. eze laatste manier van weergeven (met behulp van categorieen) noem je een voedselpiramide. Meestal is aan de basis het aantal soorten het grootst en neemt dit naar de top toe sterk af. Vandaar het woord piramide. 5.3 Piramide van biomassa In alle natuurlijke systemen (oerwouden, savannes, zeeën) valt ongeveer dezelfde balans op te maken. Het leven begint met planten en daarvan zijn er veel. Het is het handigst om niet het aantal planten te tellen, maar hun totale hoeveelheid aan biostoffen : hun biomassa. Het gaat niet om het water in die organismen (in ons lichaam ongeveer 70%). Als organismen qua watergehalte van elkaar verschillen, zou je niet eerlijk het gehalte aan biostoffen wegen. Dus men neemt de eenheid als gedroogde biomassa. Pagina 3 van 5

4 De eerste groep dieren die van die plantaardige biomassa leven zijn de grazers. Als je gaat meten hoe groot de biomassa is van de gezamenlijke herbivoren, kom je ongeveer op 10% van de plantaardige biomassa. De grazers worden weer gegeten door de vleeseters. Hun gezamenlijke biomassa bedraagt ongeveer een tiende van die van de grazers. Er kunnen bv ook nog carnivoren zijn die andere vleeseters bejagen. Dan komt er nog een vierde laag bovenop die van de top-vleeseters. De planten zijn de enige organismen die biostoffen produceren (=maken) uit stoffen uit de levenloze natuur. Zij worden dan producenten genoemd. De grazers eten van de producenten en worden daarom als consumenten I aangeduid. Carnivoren zijn consumenten II en top-vleeseters consumenten III. Dus: Consumenten III C o n s u m e n t e n II C o n s u m e n t e n I P r o d u c e n t e n Het is niet meteen te zien, zeker niet met het blote oog, maar voor de zeeën geldt hetzelfde. Het grootste deel van de plantenwereld is hier microscopisch klein en bestaat uit in het water zwevende miniplantjes, eencellig of een tikkeltje groter, plantaardig plankton. Op satellietfotos van de NASA is goed te zien dat de hoeveelheid plantaardig plankton niet gelijkmatig verspreid is over de hele wereldzeeën. 5.4 afbraak reducenten Geen enkel organisme heeft het eeuwige leven en vele sterven een natuurlijke dood. Zo n dood dierlijk of plantaardig organisme is nog steeds een vat vol energierijke koolstofverbindingen. Niet gek dat er een legertje insecten, schimmels en bacteriën klaar staat om die energie te pakken te krijgen. Deze hele groep organismen wordt aangeduid als reducenten. Ze eten die biostoffen op en verbranden ze in hun lichaam. Nu zou je zeggen dat er na volledige verbranding helemaal niets over is van bv een dode boom, maar dat is niet zo. Denk maar aan een echt vuur. Die grote berg takken verdwijnt helemaal op wat as na. Vooral in de tropen gebruiken boeren die as om akkers te bemesten. Er zit kennelijks wat nuttigs in. Dat zijn de mineralen (zouten), een gevarieerde groep eenvoudige stoffen uit de levenloze natuur, zoals nitraten, fosfaten en ijzerverbindingen. Deze stoffen zijn geen energiedragers. Ze zijn in de plant nodig om de vele processen in de cel goed te laten verlopen. Net zoals jij bv het mineraal ijzer nodig hebt voor de zuurstofopname in je bloed. Heb je daar te weinig van ben je vaak moe, omdat het zuurstoftransport tekort schiet. Die mineralen zijn moeilijk voor te stellen. Maar denk maar aan een potje pokon: die witte kristallen erin zijn mineralen. Planten nemen ze met hun wortels op uit de bodem. Ze hebben hiervan een heel klein beetje nodig om allerlei processen in hun cellen goed te laten verlopen. Denk bv aan het fotosyntheseproces en aan groeiprocessen. Maar let wel op! In de reclame worden dergelijke mineralen plantenvoeding genoemd, maar dat is een misleidende benaming. Het is niet te vergelijken met ons voedsel. Planten zijn immers de enige organismen die hun voedel zelf maken (de plantenvoeding is wel te vergelijken met het innemen van pillen met ijzer of met sporenelementen). Als een plant een tekort krijgt aan mineralen, gaat deze mider goed groeien. Dat betekent vervolgens ook minder oogst aan vruchten, knollen, bollen en bladeren. Planten kunnen er ook gebreksziekten door krijgen, zoals gele bladeren. Pagina 4 van 5

5 De scheurbuik, een akelige ziekte die de matrozen in de gouden eeuw kregen, is ook zo n gebreksziekte. Er ontstond dan een tekort aan vitamine C doordat de matrozen nauwelijks verse fruit of groente te eten kregen. Er zijn nog meer kringlopen en een paar daarvan zijn de zuurstofkringloop en de koolstofkringloop. Je begrijpt dat de hoeveelheid zuurstof die wordt geproduceerd, bepaalt hoeveel mensen in de kas kunnen leven. Er moeten dus veel planten in die ruimte staan. Voor ons aarde geldt precies dezelfde kringloop, maar in plaats van astronauten heb je dan alle levende wezens op aarde. 5.6 Voedselproductie op aarde In de piramide van biomassa was de afrikaanse savanne het voorbeeld. De savanne is een biologisch systeem, een ecosysteem. Het invangen van de zonne-energie gebeurt door de savanneplanten en een aantal dierlijke lagen is daarvan afhankelijk. Er bestaan zeer veel verschillende ecosystemen op aarde, maar het principe is steeds hetzelfde. In de tropen zijn deze ingewikkeld, met veel soorten planten en dieren. In de polen zijn ze eenvoudig, met weinig soorten pla Pagina 5 van 5