Fotosynthese 2.0 expertgroep 1: Rubisco

• Biologie
• Natuur, Leven en Technologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5,6

Introduction

Dit is een deelles (expertles) die hoort bij de les 'Hoe kan fotosynthese 2.0 de wereld redden?'

Instructions

Deze les vormt onderdeel van een les met 5 deellessen (expertwerkvorm). Ga voor de totale les naar 'Hoe kan fotosynthese 2.0 de wereld redden?'

Ondertitel

Hoe kan FOTOSYNTHESE 2.0 

de wereld redden?

Expertgroep 1: 

Rubisco

expertgroep instructie

Werk met de leerlingen in deze expertgroep samen de dia's in deze deelles door. Pak je binas erbij, misschien ook je boek. Leg aan elkaar uit als iemand iets niet snapt. Samen weet je meer! Straks moet elk expertgroepslid kunnen uitleggen waar het over gaat! Veel succes.

Ondertitel

Fotosynthese: een complex proces. Je kent de lichtreactie en de Calvincyclus. 

In die Calvincyclus speelt het enzym Rubisco een belangrijke rol. Dit enzym is verantwoordelijk voor de carboxilatie, het binden van koolstofdioxide. 

Daarmee is het verantwoordelijk voor de productie van eigenlijk al ons voedsel.

Vraag

Binas 69C: Welke reactie wordt

door Rubisco gekatalyseerd?

1. ribulose 1,5-difosfaat --> glycerinezuur-3-fosfaat
2. 1,3-difosfoglyceraat --> glyceraldehyde-3-fosfaat
3. ribulose-5-fosfaat --> ribulose-1,5-difosfaat
4. ribulose-1,5-difosfaat --> instabiele hexose

Afhankelijk van welke druk van BINAS gebruikt wordt: A is goed bij de 6e druk, D is juist bij de 7e druk.

Doel van deze vraag is vooral dat leerlingen BINAS gebruiken, en zien dat ze dit soort informatie daar kunnen vinden. Het juiste antwoord is niet het allerbelangrijkst.

De schema's in beide drukken zijn vereenvoudigingen van de werkelijkheid, die bovendien onderhevig zijn aan voortschrijdend inzicht. En blijkbaar veranderen de namen van de gevormde stoffen ook nog.

Vraag

Het enzym Rubisco geeft soms de voorkeur aan een O₂-molecuul boven een CO₂-molecuul 

(Rubisco heeft meer affiniteit met O₂ dan met CO₂). 

Wat kan daarvan het gevolg zijn?

Typ hier je antwoord:

Vraag

Hoe zou het komen dat Rubisco zo weinig kritisch is ten aanzien van O₂ en CO₂?

1. Er heeft nooit selectie plaatsgevonden op Rubisco omdat dit het enige enzym is dat aan carboxilatie doet
2. De cel bevat een schakelaar waardoor Rubisco ingezet kan worden voor zowel fotosynthese als voor fotorespiratie
3. Rubisco is een heel oud enzym. In de tijd van het ontstaan van dit enzym bevatte de atmosfeer weinig zuurstof.
4. Rubisco is een enzym en daarmee gevoelig voor temperatuur en pH. Elke kleine verandering maakt dat er of zuurstof of koolstofdioxide gebonden wordt.

Les 1. Wat is creativiteit?

C4-plant als oplossing?

De bekende fotosynthese werkt volgens het C3-mechanisme. Van alle planten op aarde is ongeveer 95% C3-plant. 

Zo'n 30 miljoen jaar geleden evolueerde het C4-mechanisme. Dit C4-mechanisme zou een oplossing voor het weinig kritische Rubisco kunnen zijn.

Zoek uit hoe C4-planten verschillen van C3-planten en hoe dit de fotosynthese met behulp van Rubisco kan verbeteren.

Vraag

Hoe verschillen C4-planten van C3-planten en hoe kan dit verschil de fotosynthese met behulp van Rubisco  verbeteren?

Typ hier je antwoord:

Ondertitel

Het blijkt mogelijk om het C4-mechanisme in C3-planten in te bouwen. Bij rijst levert dit een 10% hogere productie op. Is dit een oplossing waarmee de wereld meer voedsel kan produceren? Heeft dit ook nadelen?

Ondertitel

Je bent nu Rubisco-expert:

* Je weet welke rol Rubisco in de fotosynthese speelt.

* Je kent de zwakke kant van Rubisco.

* Je weet het verschil tussen C3- en C4-planten. 

* Je weet in hoeverre C4-planten het 'Rubisco-probleem' zouden kunnen oplossen.