Mort, dyreplankton og rotenon i et vassdrag
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.
Karpefisken mort er uønsket i mange vassdrag. I vann der karpefisken mort er etablert, er det ofte dårlig vannkvalitet og redusert biologisk mangfold. Hovedårsaken er at mort beiter mye dyreplankton, som vannloppe.
Figur 1 viser en næringskjede fra vann med mort, og populasjonsveksten for mort og dyreplankton over tid.
Beskriv hvordan utsetting av mort i et vann kan påvirke populasjonene av planteplankton.
I vann med mort er det mer dødt organisk materiale enn i vann uten mort.
Vil mer dødt organisk materiale føre til økt, redusert eller uendret mengde oksygengass i vannet? Begrunn svaret ditt.
Rotenon er et giftstoff som brukes til å utrydde mort i vassdrag. Stoffet rotenon hemmer elektrontransportkjeden i den oksidative fosforyleringen i celleåndingen.
Forklar hvorfor morten dør av denne behandlingen (merk at du ikke får poeng for å gjenta at rotenon hemmer elektrontransportkjeden i den oksidative fosforyleringen).
Tenk deg at vi gjennomfører et forsøk med mort i to kar med vann. Karene blir tilsatt ulike stoff som påvirker celleåndingen.
- Kar 1 blir tilsatt rotenon.
- Kar 2 blir tilsatt 2,4-dinitrophenol (DNP). DNP fører til at membranen i mitokondriene blir mer gjennomtrengelig for H⁺, og at protongradienten dermed svekkes.
Forbruket av oksygengass blir målt over en tidsperiode. Figur 2 viser mengden oksygengass i vannet i hvert kar som funksjon av tiden.
Hvilken graf viser mengden av oksygengass i vannet som er tilsatt rotenon, og hvilken graf viser mengden av oksygengass i vannet som er tilsatt DNP? Begrunn svaret ditt.
Fasit
Mort beiter dyreplankton. Mengden dyreplankton går ned, planteplanktonet blir mindre beitet, og populasjonene av planteplankton øker.
Redusert mengde oksygengass. Nedbryterne bruker oksygengass i celleåndingen når de bryter ned det døde materialet.
Uten elektrontransport blir det ingen protongradient, og ATP-syntasen stopper. Cellene sitter igjen med de 2 ATP-molekylene fra glykolysen, og det er alt for lite til å holde fisken i live.
Graf 1 viser karet som er tilsatt DNP, og graf 2 viser karet som er tilsatt rotenon.
LøsningsforslagKI-generert
Figuren i oppgaven viser næringskjeden planteplankton → vannloppe → mort. Grafen viser at mengden dyreplankton synker etter at morten blir satt ut, mens mengden mort øker.
Vannloppa er dyreplankton og førstehåndsforbruker, og den beiter planteplankton. Når morten spiser mye dyreplankton, blir beitepresset på planteplanktonet mindre. Planteplanktonet kan da formere seg nesten fritt, og populasjonene øker. Dette er en kaskadeeffekt: morten påvirker planteplanktonet indirekte, gjennom dyreplanktonet.
I tillegg skiller morten ut næringssalter, og den roter opp bunnsedimentet når den leter etter mat. Begge deler gir mer næring i vannet og enda bedre vekstvilkår for planteplanktonet. Resultatet kan bli algeoppblomstring, grønt og uklart vann og dårligere vannkvalitet.
Mengden oksygengass blir redusert.
Dødt organisk materiale blir brutt ned av nedbrytere, først og fremst bakterier og sopp. Nedbryterne bruker celleånding for å få energi ut av det organiske materialet. I celleåndingen er oksygengass den siste elektronmottakeren, og oksygenet blir brukt opp:
Jo mer dødt organisk materiale det er, desto flere nedbrytere blir det, og desto mer oksygengass blir brukt. Virkningen er størst nær bunnen, der det døde materialet samler seg og det er for mørkt til fotosyntese. Algeoppblomstringen gir dessuten enda mer dødt materiale når algene dør, slik at oksygenforbruket øker ytterligere.
Elektrontransportkjeden pumper fra matriks og ut i rommet mellom de to mitokondriemembranene. Når transporten stanser, blir det ingen protongradient over den indre membranen, og da kan ikke ATP-syntasen lage ATP.
Samtidig blir og ikke oksidert tilbake til og . Cellene går tom for disse koenzymene i oksidert form. Uten stopper både pyruvatoksidasjonen og sitronsyresyklusen.
Det eneste som er igjen, er glykolysen, som gir 2 ATP per glukosemolekyl. Normalt gir celleåndingen omkring 30 ATP per glukosemolekyl. Cellene får altså under en tiendedel av energien de trenger. Gjeller, muskler og hjerne er helt avhengige av jevn tilførsel av ATP, og cellene dør raskt. Derfor dør morten.
Graf 1 viser karet som er tilsatt DNP, og graf 2 viser karet som er tilsatt rotenon.
DNP gjør den indre mitokondriemembranen gjennomtrengelig for . Protonene lekker tilbake til matriks uten å gå gjennom ATP-syntasen. Protongradienten blir aldri bygd opp, og elektrontransportkjeden går for fullt for å prøve å bygge den opp igjen. Energien blir avgitt som varme i stedet for å bli lagret i ATP. Forbruket av oksygengass øker, for oksygenet er den siste elektronmottakeren. Mengden oksygengass i vannet synker derfor jevnt, slik graf 1 viser.
Rotenon stanser elektronstrømmen. Da blir oksygengass ikke brukt som elektronmottaker i det hele tatt. Fisken tar nesten ikke opp oksygen fra vannet, og mengden oksygengass i karet holder seg omtrent konstant, slik graf 2 viser.