Tag-arkiv: Biologi

Stationsøvelser

Skriv et svar

Engang i mellem laver jeg moduler der er planlagt som en række stationsøvelser. Formålet er bl.a. variation, bevægelse og afgrænsede arbejdsperioder

Gennemførsel
• Eleverne roterer fra station til station
• Læreren kan  evt. være fast placeret ved en station.
• Opsamling kan være kortere eller længere
• Dobbelt stationer ved store hold, 2 x station 1 og 2 x station 2 etc.
• Roterer på tid, ikke nødvendigvis færdiggørelse af stationen.
• Nedtælling på PC/projekter/IWB?

Eksempler på Stationer
1. Læsestation fx artikeluddrag
2. Billede/figuranalyse
3. MC-test eller anden test
4. Model-iagttagelse
5. Diskussion
6. Lav en tegning
7. Walk and talk
8. Klippe/klistre
9. Se en video/animation
10. Station 0 = læs lektien
11. Nøgleord/centrale begreber
12. Demonstrationsforsøg
13. Stil 10 spørgsmål.
14. Besvar følgende spørgsmål
15. Konceptkort evt. brug følgende begreber fx på IWB
16. Løs en opgave fra skr. eks.

Stationsøvelser er også gode til at skabe afveksling fx ved arbejdsark.
Så grupperne undervejs i modulet, ud over at svare på spørgsmålene, også skal komme forbi x antal stationer.

Projekt Sørestaurering

Skriv et svar

Projektet er et økologiprojekt, der arbejder med søen som økosystem. Der kan løbe over 3-6 moduler afhængig af niveauet og det ønskede mål. Jeg har kørt det flere gange og har oplevet et godt elevengagement. Forløbet afsluttes med en gruppevis præsentation af de valgte løsninger. Teksten her under er oplægget til projektet.

Baggrund

Vores region har mange søer som både rekreativt og landskabs- og naturmæssigt spiller en stor rolle. Vandkvalitet i den lokale sø er desværre ringe. Vandet er ofte uklart og artsrigdommen blandt planter og dyr er generelt lille. I perioder i sensommeren optræder store mængder af blågrønalger der kan lægge sig som malinglignende lag på vandoverfladen mens planterne på søbunden er forsvundet.  Der har det seneste år ikke bare forekommet iltsvind i den meget dybe del af søen men i store dele af søen. I sommeren 2006 skete der endvidere en bundvending – Året huskes blandt de lokale som ”stinkesommeren”.

Biologiske forhold

Fiskebestanden er stor og domineret af fredfisk som skalle og brasen. De fleste fuglearter som er tilknyttet søen findes kun fåtalligt fordi fødemulighederne er begrænsede.
Den ringe vandkvalitet skyldes en forhøjet tilførsel af næringsstofferne fosfor og kvælstof. Med henblik på at forbedre vandkvaliteten er der derfor gennem de sidste år foretaget store investeringer for at nedbringe næringsstoftilførslen – ikke mindst tilførslen fra byspildevand. Søen har dermed gradvist fået et lavere indhold af fosfor i de frie vandmasser. I dette tilfælde har dette medført en beskeden effekt på søen sundhedstilstand. Årsagen til en ringe vandkvalitet er at søen reagerer trægt efter nedsættelsen af næringsstoftilførsel – enten fordi der gennem lang tid frigives fosfor ophobet i søbunden eller fordi fiskebestanden er helt domineret af fredfisk så søen fastholdes i en ”ond cirkel”.

Beskrivelse af søen

Vores sø ligger langt fra hovedvejen ca. 4 km. Søen vender nord-syd, er ca. 2 km lang og 200 m bred. Der er løvskov på vestsiden og dyrkede marker på østsiden. Markerne skråner ned mod søen.  Adgangen til søen er af en smal markvej.
Den eneste punktkilde som man har identificeret er det kommunale spildevand, der i dag renses for både kvælstof og fosfat.
Den nordlige ende af søen er lavvandet < 1 m, omkredset af rørskov. Den sydlige ende er temmelig dyb > 20 m. Bunden er jernholdig, men har også et sedimentlag af slam der flere steder er 30-80 cm dyb. Sigtedybden i august var 30-50 cm. Vandgennemstrømningen i søen er lav, der er ingen store til- og fraløb.

Opgaven

Din arbejdsgruppe skal give forslag til hvordan søen kan gøres klarvandet igen. Jeres forslag skal indeholde en biologisk argumentation for de tiltag jeres gruppe peger på.
Dit firma skulle meget gerne vinde licitationsrunden på sørestaureringen, så vær overbevisende. Borgmesteren skulle meget gerne vælge netop dit firma til at løse opgaven.

Materialer

http://www2.dmu.dk/1_viden/2_publikationer/3_temarapporter/rapporter/87-7772-440-2.pdf
http://www2.dmu.dk/pub/fr636_del2.pdf
http://www2.dmu.dk/pub/fr636_del1.pdf
http://www.naturstyrelsen.dk/Udgivelser/Aarstal/2011/Erfaringer_med_aluminiumbehandling_af_danske_soeer.htm
http://www.naturstyrelsen.dk/NR/rdonlyres/19A57841-6779-4AE2-8A12-1505EA682D78/154510/vejledningNY.pdf Vejledning for gennemførelse af
sørestaurering, naturstyrelsen

Fond of beetles!

Skriv et svar

J.B.S. Haldane, when asked “What has the study of biology taught you about the Creator, Dr. Haldane?”, replied “I’m not sure, but He seems to be inordinately fond of beetles.”
Manden er ikke helt uden humor!

En anden kvik bemærkning af J.B.S. Haldane er på spørgsmål om “Hvilke observationer kunne få dig til at forkaste evolution som en videnskabelige teori?”
Han svarer: En pre-Cambrisk kanin!

Hvilket jo er sindsygt morsomt – for en biolog. En pre-Cambrisk kanin nemlig er lidt indforstået biologi humor. Forklaringen er følgende:
Kambrium, en geologisk periode der ligger for ca. 541-485,4 millioner år siden – Hvor alle dyrerækker, vi kender i dag (ca. 35 stk.) dukker frem i det fossile materiale i en geologisk kort periode på 35 mio. år. Dette er kendt som “Den Kambriske Eksplosion”
Hvirvelløse dyr (invertebrater) og planter går på land i Silur 435 mio år siden.
Først for 140 mio år siden i Nedre Kridttid udvikles primitive pattedyr.

Så fundet af en Pre-Cambrisk kanin ville være noget der vil kunne forkaste evolutionsteorien.

Genetisk variation

Skriv et svar

Uden genetisk variation, kan visse af evolutionsmekanismerne ikke fungerer. Det ligger jo i vores definition af evolution “Evolution sker når der er en ændring i genhyppigheden inden for en population”. Hvis der kun er en variant af et gen, så kan hyppigheden af det ikke ændres. Antallet kan naturligvis, men ikke fordelingen.

Der er følgende tre primære kilder til genetisk variation i en population.

  1. Mutationer. Altså pludselig ændringer i arveanlæggene (DNA). Der findes forskellige typer af mutationer, nogle har en stor effekt, andre lille eller ingen. Grundlæggende er evolutionære ændringer baseret på ophobning af mange mutationer. Sådanne mutationer er ført videre, fordi de har givet individet der bære dem egenskaber. Egenskaber der har gjort individerne bedre tilpasset.
  2. Gen flow. Dvs. flytning af gener fra en population til en anden. Det er det samme som det vi kalder migration.
  3. Sex. Kønnet formering kan introducerer nye genkombinationer i en population. Ukønnet formering er ganske vist effektivt, men introducerer ikke nye genkombinationer.

Oversat og omarbejdet fra http://evolution.berkeley.edu

Membranpotentialet

Skriv et svar

Her er en kort note om membranpotentialet og aktionspotentialet.

Membranpotenltialet
Cellers hvilemembranpotentialet er bestemt af ionernes permeabilitet og ligevægtspotentiale, primært K+ionens pga. dennes store permeabilitet, i forhold til de andre ioner. Permeabiliteten skyldes sandsynligvis primært lækkende Kalium kanaler – leak channels

Det er mulig at opretholde et, under normale omstændigheder, konstant hvilemembranpotentiale pga. Na+,K+ATPasens pumpeaktivitet. Der kommer på den måde et underskud af positive ladninger på indersiden, man kunne også sige at der kommer et overskud af positive ladninger på ydersiden. Indersiden vil derfor være negativ i forhold til ydersiden.

Som en konvention har man vedtaget at sætte ydersiden til 0 volt, og man måler så spændingsforskellen i forhold til det. Membranpotentialet kan derfor typisk måles til omkring – 70 mV.

Bliver membranpotentialet mere negativt taler man om hyperpolarisering, og omvendt hvis det bliver mindre negativt kalder man det depolarisering.

Aktionspotentialet
Nerve- og muskelceller kan exciteres. Når cellen exciteres menes det, at membranpotentialet ændres kortvarigt. Denne ændring vil typisk være det der kaldes et aktionspotentiale.

Aktionspotentialet er et ugraderet signal – det er ”All or none”. Der findes også graderede signaler der skyldes neuronets passive kabelegenskaber fx synapse potentialer, men de vil ikke blive behandlet i denne note.
Aktionspotentialet kan beskrives som at membranpotentialet kortvarigt ændres, fra at være negativt på indersiden til at være positiv, hvorefter det vender tilbage (repolariseres).

Disse potentialeændringer skyldes ændringer i permeabilitet over for Na+,K+ og Ca2+.
Aktionspotentialet starter med en åbning af Na+kanaler, der giver en lille Na+indflux og dermed en lille depolarisering af cellemembranen. Ved denne depolarisering åbnes yderlige Na+kanaler langs axonet, der er således tale om en selvforstærkende mekanisme, kaldet Hodgkins cyklus (man kan også kalde det positiv feedback). Denne type kanaler kaldes spændingsafhængige (voltage-gated). Den Na+indflux der opstår herved giver den meget hurtige initielle og maksimale depolarisering.

Der hvor cellekroppen (Soma) fortsætter ud i axonet findes et specialiseret område Axon hillock. Området er rigt på spændingsregulerede Na+-kananler og anses for vigtig i forbindelse med initiering af aktionspotentialet. Når membranpotentialet overstiger tærskelværdien i gang sættes aktionspotentialet pga. den selvforstærkende positive feedback.

Aktionpotentialet afsluttes med Na+kanalerne inaktiveres (inaktiveringstid, typisk nogle få ms), og K+kanalerne aktiveres. K+kanalerne er også spændingsafhængige, men åbner senere end Na+kanalerne. K+kanalerne forbliver åbne et lille stykke tid, faktisk så sker der en hyperpolarisering pga. deres åbningstid.

Når aktionspotentialet kun bevæger sig en vej er det fordi de Na+kanaler der lige har været aktiveret, vil være i en refraktærperiode i nogle ms. Det betyder at de ikke vil kunne aktiveres igen lige med det samme.

Refraktærperioden er typisk på 3-4 ms inden alle Na+ kanaler i et område er klar til aktion igen. Tidsrummet fra initiering af aktionspotentialet til lige efter toppen kaldes absolut refraktær periode (ARP) Her vil, selv ikke den stærkeste, stimulering give et nyt aktionspotentiale. ARP er typisk på 1-2 ms. Efter dette tidsrum begynder Na+ kanalerne at blive klar igen, og hvis en stærk nok stimuli gives kan der opstå et nyt aktionspotentiale. Stimuliet må dog være stærkere end det oprindelig påkrævede. Denne tilstand (relativ refraktær periode (RRP) fortsætter end til alle Na+ kanalerne er kommet ud af deres inaktive tilstand efter ca. 4 ms.

Refraktærperiodens molekylære baggrund er en inaktiverings-gate, således forstået at Na+ kanalen har to gate en aktiverings-gate (m-gate, lukket) og en inaktiverings-gate (h-gate, åben). Ved tilstrækkelig depolarisering åbner aktiverings-gaten og Na+ strømmer ind. Depolarisringen aktiverer også inaktiveringsgaten, men denne reagerer forsinket. Når inaktiverings-gate lukker afsluttes Na+ indstrømningen. Afslutningsvis vender kanalen tilbage til udgangstilstanden, hvor aktiverings-gaten er lukket og inaktiverings-gaten åben.

På grund af Na+gradientens vigtighed er det nødvendig, at se nærmere på  Na+,K+ATPasen, der pumper Na+ ud igen. ATPasen sidder i cellemembranen og pumper 3 Na+ ud og 2 K+  ind, under hydrolysering af en ATP. I hvilende skeletmuskler er kun ca 2-6 % af Na+,K+ATPaserne aktive for at opretholde de cellulære og ekstracellulære koncentrationer af natrium og kalium (Clausen 1986). De gradienter denne aktive transport skaber, er f.eks. vigtige for cotransport og udveksling af bl.a. H+, Cl-, Ca2+, sukker og aminosyrer.

Na+,K+ATPasen er elektrogen dvs. den bidrager, i de fleste tilfælde, med nogle mV til membranpotentialet (pga. 3 Na+ ud og 2 K+ ind).
ATPasens aktivitet påvirkes af flere hormoner f.eks. insulin og katecholaminer (adrenalin og noradrenalin). Muskelaktivitet kan også direkte påvirke pumpeaktiviteten i skeletmuskulatur (Skou 1992).

Hæmmere:

TTX: Tetrodotoxin, fra pufferfisk (Kuglefisk Tetrodon) Hæmmer specifikt voltage-gatede Na+ kanaler.

TEA: Tetraethyl ammonium. Hæmmer specifikt voltage-gatede K+ kanaler.

Ouabain: fra fx Fingerbøl (Digitalis p.). Hæmmer specifikt Na+/K+ATPasen.

Hvad mangler jeg at skrive om?
Ligevægtspotentiale og beregning af dette
Gliacellernes evne til at optage K+
De passive kabelegenskaber og længdekonstant. De passive kabelegenskaber skyldes et K+ flow gennem passive ikke excitable kanaler der selektivt lader K+ passerer (leaky channels & nongated channels).
Synapser.