Les 1 Alg doet oliepalm na

• Biologie
• MBO
• Studiejaar 2

Havo examen 2022

44 vragen onderverdeeld in 8 onderwerpen

elke vraag vraagt om specifieke kennis:

• algemene kennis: actualiteiten, grafieken/tabellen, schei, wis en natuurkunde, begrijpend lezen
• begrippen kennis: wat betekent het, en kan je dat in context uitleggen, voorbeeld noemen
• inzicht: zie je verbanden/relaties en kan je dat helder uitleggen/beschrijven

Domeinen van kennis

• Zelfregulatie: eiwitsynthese, stofwisseling vd cel en organisme, zelfregulatie vh organisme, afweer, beweging, waarneming, regulatie van ecosystemen
• zelforganisatie: van cellen, organismen en ecosystemene
• interactie: molecuul niveau, gedrag, seksualiteit, ecosystemen
• reproductie:  DNA-replicatie, levenscyclus vd cel, voortplanting, erfelijke eigenschap
• evolutie:  selectie, soortvorming, biodiversiteit

Alg doet oliepalm na

• Lees de vraag helemaal door
• omschrijf waar het over gaat
• noteer elk begrip dat je niet kent
• noteer wat je niet begrijpt
• bedenk bij elk onbekend begrip waar het mogelijk over gaat

Alg doet oliepalm na

Door de aanleg van oliepalmplantages in Zuidoost-Azië gaan vele hectaren oerwoud verloren. Mede daarom wordt palmolie door milieu-organisaties als niet-duurzaam bestempeld. Voor onderzoeker Lenny de Jaeger (afbeelding 1) was dit een reden om op zoek te gaan naar een manier om olie te produceren met behulp van algen.

Palmolie wordt gewonnen uit de olierijke vruchten van de oliepalm en wordt gebruikt als ingrediënt van veel voedingsmiddelen en verzorgingsproducten, maar ook voor de productie van biodiesel. Olie geproduceerd door algen in kwekerijen in Nederland kan een duurzaam alternatief bieden voor palmolie.

Boskap leidt tot het verkleinen van leefgebied voor planten en dieren. Dit is een argument om het gebruik van palmolie vanuit ecologisch oogpunt niet-duurzaam te noemen.

Vraag 1: Geef een ander argument waarom gebruik van olie van oliepalmplantages in Zuidoost-Azië vanuit ecologisch oogpunt minder duurzaam is dan gebruik van in Nederland geproduceerde algen-olie.

De volgende begrippen ken ik niet...

Vraag 1: Geef een ander argument waarom gebruik van olie van oliepalmplantages in Zuidoost-Azië vanuit ecologisch oogpunt minder duurzaam is dan gebruik van in Nederland geproduceerde algen-olie.

Antwoord

voorbeelden van een juist antwoord:

• Op oliepalmplantages worden veel bestrijdingsmiddelen gebruikt.
  
• De verwerking tot palmolie veroorzaakt veel CO2-uitstoot.
  
• De bossen die worden gekapt zijn juist nodig om CO2 op te slaan.
  
• Het produceren van olie in Nederland vermindert het gebruik van energie voor transport.

Alg doet oliepalm na

De Jaeger vond een veelbelovende kandidaat: de eencellige alg Scenedesmus obliquus. Deze alg maakt monosachariden met behulp van zonlicht en zet die onder bepaalde omstandigheden om in zetmeel, aminozuren of vetzuren. De vetzuren kunnen worden gebruikt als grondstof voor de productie van plantaardige olie.

Vraag 2: Hoe noemen we het proces dat de alg gebruikt voor het maken van vetzuren uit monosachariden?

A aerobe dissimilatie

B anaerobe dissimilatie

C koolstofassimilatie

D voortgezette assimilatie

Groene Planten

alg (plant): maakt monosachariden (glucose) met behulp van zonlicht, dat proces heet: fotosynthese

                                                                   

Fotosynthese

is assimilatie proces (maken) dat uit anorganische stoffen (CO2 en H2) de organische stof glucose (monosacharide) maakt.  

Groene planten kunnen dit (autotroof), dieren niet (heterotroof).

aerobe dissimilatie

 aerobe dissimilatie is afbreken van organische stof, waarbij energie (warmte en ATP) vrij komt, daarvoor is zuurstof nodig. Mitochondriën spelen hierbij een belangrijke rol.

ATP (molecuul) is de universele energie bron voor organismen

Plantaardige cel

Dierlijke cel

anaerobe dissimilatie

anaerobe dissimilatie: als er wel energie nodig is maar niet of onvoldoende zuurstof

voortgezette assimilatie: glucose gebruiken als grondstof voor de assimilatie (maken) van onder andere koolhydraten, eiwitten, vetten en vitaminen.

koolstofassimilatie

Koolstofassimilatie is het scheikundige proces waarbij groene planten uit 6 CO2, 6 H2O glucose maken met behulp van energie. Koolstofassimilatie wordt ook wel fotosynthese genoemd. 

Vraag 2: Hoe noemen we het proces dat de alg gebruikt voor het maken van vetzuren uit monosachariden?

1. aerobe dissimilatie
2. anaerobe dissimilatie
3. koolstofassimilatie
4. voortgezette assimilatie

Alg doet oliepalm na

Een van de risico’s bij de kweek van algen is besmetting met virussen, eencellige schimmels of eencellige dieren.

Met een microscoop bekijkt De Jaeger een preparaat van een algenkweek en hij ziet dat de kweek is vervuild met een eencellig organisme.

Vraag 3. Op grond van welk kenmerk kan De Jaeger vaststellen dat dit eencellig organisme tot de dieren behoort en niet tot de schimmels?

A Er is geen celkern.

B Er is geen celwand.

C Er zijn geen chloroplasten.

D Er zijn geen mitochondriën.

Vraag 3. Op grond van welk kenmerk kan De Jaeger vaststellen dat dit eencellig organisme tot de dieren behoort en niet tot de schimmels?

1. Er is geen celkern.
2. Er is geen celwand.
3. Er zijn geen chloroplasten.
4. Er zijn geen mitochondriën.

Alg doet oliepalm na

De Jaeger ontwikkelde met behulp van mutagene straling een mutant van S. obliquus die geen zetmeel maakt. Hierdoor heeft deze mutant een efficiëntere vetzuurproductie en een hoger vetzuurgehalte. Wellicht produceert deze mutant voldoende vetzuren om te concurreren met de oliepalm. Het nadeel van deze alg is dat hij alleen in zoet water leeft. Voor

grootschalige productie heeft een zoutwater-alg de voorkeur. Daarom deed De Jaeger vervolgonderzoek naar de alg Neochloris oleoabundans, die ook olie produceert en overleeft in zout water.

De kweekvloeistof voor N. oleoabundans bevat meer zouten dan de kweekvloeistof voor S. obliquus. Als de cellen van S. obliquus terechtkomen in de zoute kweekvloeistof voor N. oleoabundans treden veranderingen op.

Vraag 4:  Is de zoute kweekvloeistof hypertoon of hypotoon ten opzichte van de cellen van S. obliquus? En zullen de cellen van S. obliquus dan krimpen of zwellen?

Osmose

Osmose is diffusie van water (door een semi-permeabel membraan). Bij osmose stroomt het water van een gebied met een lage concentratie opgeloste stoffen naar een gebied met een hoge concentratie opgeloste stoffen. Door deze waterverplaatsing wordt de oplossing die water verliest geconcentreerder, dus stijgt de osmotische waarde en wordt de oplossing die water ontvangt verdunt en daalt de osmotische waarde. Door deze waterverplaatsing proberen beide oplossingen een evenwichtige stoffenconcentratie te verkrijgen.   

Osmose

ISOTOON: Wanneer de omgeving van de cel en de celvloeistof zelf een even hoge osmotische waarde hebben, spreekt men van een isotonisch milieu. 

HYPERTOON: Heeft de omgeving van de cel een hogere osmotische waarde dan de cel zelf, dan bevindt de cel zich in een hypertonisch milieu. Dan zal er meer water uit de cel diffunderen dan erin. De cel verschrompelt dan en duwt niet langer tegen de celwand. Dit noemt men plasmolyse. Als de cel lange tijd in deze toestand blijft, dan sterft ze.

HYPOTOON: De omgeving kan ook een lagere osmotische waarde hebben dan de cel. Dan noemt men het milieu hypotonisch. In dat geval zal door diffusie meer water de cel in diffunderen dan eruit. De cel zwelt op en drukt tegen de celwand, dit verleent de cel zijn stevigheid.   

Osmose

Vraag 4: Is de zoute kweekvloeistof hypertoon of hypotoon ten opzichte van de cellen van S. obliquus? En zullen de cellen van S. obliquus dan krimpen of zwellen?

1. hypertoon, krimpen
2. hypertoon, zwellen
3. hypotoon, krimpen
4. hypotoon, zwellen

Alg doet oliepalm na

Hoewel N. oleoabundans tot het plantenrijk behoort, is het mogelijk om deze alg zonder licht in een bioreactor te kweken. Er wordt dan glucose en nitraat toegevoegd aan de kweekvloeistof. Op deze manier kunnen de algen efficiënter vetzuren produceren.

In een onderzoek werd N. oleoabundans gekweekt zonder licht. Elke dag werd van de populatie algen de populatiedichtheid en de biomassa bepaald. Van de kweekvloeistof werden de glucoseconcentratie en de nitraatconcentratie gemeten (afbeelding 2).

Vraag 5: Hebben de algen tijdens dit onderzoek een autotrofe levenswijze en/of een heterotrofe levenswijze?

A geen van beide

B alleen een autotrofe levenswijze

C alleen een heterotrofe levenswijze

D beide

Vraag 5: Hebben de algen tijdens dit onderzoek een autotrofe levenswijze en/of een heterotrofe levenswijze?

1. geen van beide
2. alleen een autotrofe levenswijze
3. alleen een heterotrofe levenswijze
4. beide

Vraag 6: Welke stof is de beperkende factor voor de toename van de algenpopulatie in de bioreactor? En uit welk gegeven in de grafiek is dit af te leiden?

1. glucose, het afnemen vd biomassa
2. glucose, het stabiliseren vd populatiedichtheid
3. nitraat, het afnemen vd biomassa
4. nitraat, het stabiliseren vd populatiedichtheid

Alg doet oliepalm na

Behalve vetzuren maakt N. oleoabundans ook aminozuren. De aminozuurproductie gaat ten koste van de vetzuurproductie. In een vervolgonderzoek werd daarom bepaald bij welke verhouding tussen koolstof en stikstof (C/N-verhouding) van de kweekvloeistof de meeste vetzuren geproduceerd werden.

Vraag 7: Bevatten vetzuren meer of minder stikstof (N) dan aminozuren? En zullen er daardoor meer vetzuren ontstaan bij een hoge of bij een lage C/N- verhouding?

Vetzuren

Aminozuren

Aminozuren

Vraag 7: Bevatten vetzuren meer of minder stikstof (N) dan aminozuren? En zullen er daardoor meer vetzuren ontstaan bij een hoge of bij een lage C/N- verhouding?

1. meer stikstof, hoge C/N concentratie
2. meer stikstof, lage C/N concentratie
3. minder stikstof, hoge C/N concentratie
4. minder stikstof, lage C/N concentratie

Genen

Door genetisch onderzoek weet De Jaeger welke genen verantwoordelijk zijn voor de zouttolerantie van de alg N. oleoabundans.

Door genetisch onderzoek weet De Jaeger welke genen verantwoordelijk zijn voor de zouttolerantie van de alg N. oleoabundans.

Vraag 8. Beschrijf hoe met gebruik van deze kennis een zouttolerante
S. obliquus kan worden ontwikkeld.

Antwoord

In het antwoord moet zijn beschreven dat deze genen (die zouttolerantie bij N. oleoabundans veroorzaken) in het genoom/DNA van S. obliquus worden gebracht / dat deze genen met behulp van genetische modificatie in S. obliquus worden gebracht.

Domeinen van kennis

• Zelfregulatie: eiwitsynthese, stofwisseling vd cel en organisme, zelfregulatie vh organisme, afweer, beweging, waarneming, regulatie van ecosystemen
• zelforganisatie: van cellen, organismen en ecosystemene
• interactie: molecuul niveau, gedrag, seksualiteit, ecosystemen
• reproductie:  DNA-replicatie, levenscyclus vd cel, voortplanting, erfelijke eigenschap
• evolutie:  selectie, soortvorming, biodiversiteit