Andematbregne i risdyrking
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Vannplanten andematbregne (Azolla filiculoides) lever i symbiose med en nitrogenfikserende bakterie. I Asia dyrkes ris sammen med andematbregne.
Forklar hvorfor det er en fordel å dyrke ris sammen med andematbregne.
Figur 2 illustrerer ulike prosesser i cellene hos andematbregnen.
Bruk figur 2 når du svarer.
Hvilke stoffer kan X og Y stå for?
Hvilke prosesser kan 1–5 stå for?
Andematbregne kan doble massen sin på under to dager, og den trenger ikke jord å vokse i.
Vurder hvordan dyrkingen av andematbregne kan påvirke -innholdet i atmosfæren på kort og lang sikt. Bruk figur 2 og vis til prosessene.
Fasit
Bakteriene i andematbregnen fikserer fra lufta til nitrogenforbindelser. Nitrogenet blir tilgjengelig for risen, som vokser bedre, og behovet for gjødsel blir mindre.
1) X: vann (), Y: oksygengass ()
1: lysreaksjonene (fotodelen), 2: Calvinsyklusen (lysuavhengige reaksjoner), 3: glykolysen, 4: krebssyklusen, 5: elektrontransportkjeden (oksidativ fosforylering)
Kort sikt: rask vekst gir mer fotosyntese (1–2) enn celleånding (3–5), så tas opp fra atmosfæren. Lang sikt: karbonet kommer tilbake når biomassen brytes ned, med mindre det lagres, for eksempel i sedimenter.
LøsningsforslagKI-generert
Nitrogen trengs for å lage proteiner, nukleinsyrer og klorofyll. Planter kan ikke bruke nitrogengass () direkte. Nitrogen er derfor ofte en begrensende faktor for veksten.
Bakteriene som lever i symbiose med andematbregnen, kan fiksere fra lufta. De omdanner det til ammonium (), som bregnen kan bruke. Bakteriene får til gjengjeld beskyttelse og organiske stoffer fra bregnen.
Når andematbregne dør, bryter nedbrytere den ned. Da frigjøres nitrogenforbindelser som ammonium og nitrat () i vannet og jorda. Risplantene tar opp disse forbindelsene og kan vokse bedre. Fordelen er altså større avling med mindre bruk av kunstgjødsel.
Stoff X går inn i prosess 1 sammen med sollys. Det er vann (), som spaltes i lysreaksjonene. Stoff Y dannes i prosess 1 og brukes i prosess 5. Det er oksygengass ().
- 1: Lysreaksjonene (fotodelen) i tylakoidmembranen. Lysenergi gir ATP og NADPH, og vann spaltes.
- 2: Calvinsyklusen (lysuavhengige reaksjoner, syntesedelen) i stroma. bindes til glukose ved hjelp av ATP og NADPH.
- 3: Glykolysen i cytoplasma. Glukose brytes ned til pyruvat.
- 4: Krebssyklusen i mitokondriene (inkludert omdanningen av pyruvat til acetyl-CoA). Pyruvat brytes ned, og frigjøres.
- 5: Elektrontransportkjeden (oksidativ fosforylering) i den indre mitokondriemembranen. Oksygen tar imot elektroner og danner vann, og det dannes mye ATP.
Kort sikt. Andematbregne kan doble massen på under to dager. Da må fotosyntesen (prosess 1 og 2) være mye større enn celleåndingen (prosess 3–5). I fotosyntesen blir bundet i glukose og videre i karbohydrater, fett og proteiner. I celleåndingen frigjøres noe av dette som (prosess 4). Netto tar bregnen opp , og innholdet i atmosfæren kan gå ned.
Lang sikt. Bregnene dør etter hvert. Nedbrytere bryter ned det organiske stoffet med celleånding (prosess 3–5), og karbonet går tilbake til atmosfæren som . Hvis bregnen brukes som fôr eller gjødsel, skjer det raskt. Da blir effekten omtrent null over tid.
Karbon blir bare fjernet varig hvis biomassen lagres og ikke brytes ned. Det kan skje hvis døde planter synker ned i oksygenfattige sedimenter. Mindre bruk av kunstgjødsel kan også gi lavere -utslipp, fordi produksjon av kunstgjødsel krever mye energi.
Konklusjon: På kort sikt kan dyrkingen redusere i atmosfæren. På lang sikt avhenger effekten av om karbonet lagres eller brytes ned.
Sensorveiledning
2 poeng: Forklarer en relevant fordel (for eksempel at ris får økt vekst på grunn av tilgang på nitrogenforbindelser som bakteriene som lever i symbiose med andematbregne danner).
1 poeng: Ufullstendig svar (for eksempel forklarer nitrogenfiksering uten å knytte svaret tydelig til ris).
1) 1 poeng: X står for vann og Y står for oksygengass.
2) 1 poeng: 1 står for lysavhengig reaksjon / fotodel, 2 står for lysuavhengig reaksjon / syntesedel, 3 står for glykolysen, 4 står for krebssyklusen og 5 står for oksidativ fosforylering.
2 poeng: Forklarer hvordan balansen mellom fotosyntese, celleånding og binding av karbon påvirker -innholdet i atmosfæren på kort sikt og på lang sikt (for eksempel kort sikt: balansen mellom fotosyntese og celleånding. Lang sikt: lagring/nedbryting av karbon).
1 poeng: Ufullstendig svar (for eksempel forklarer bare opptak av karbondioksid i fotosyntesen).