Sikkerhedsfodtøj - Julius Nielsen og Søn
Laboratoriekursus 2015 Øvelsesvejledninger Biologi C VUC Århus, HF-afdelingen Bülowsgade 68, 8000 Århus C På kursusdagene kan du få fat på os på telefon 87322478 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Indholdfortegnelse: Velkomstbrev Vejledning i rapportskrivning side 3 side 4-5 Øvelsesvejledninger: Øvelse nr.1: Mikroskopering af celler side 6-10 Øvelse nr.2: Fotosyntese og respiration side 11-15 Øvelse nr.3: Undersøgelse af enzymet Bromelin side 16-20 Øvelse nr.4: Bestemmelse af egen blodtype side 21-29 Øvelse nr.5: Isolering af DNA side 30-34 Øvelse nr.6: Konditest-bestemmelse af kondital side 35-39 Øvelse nr.7: Kostundersøgelse side 42-48 2 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Kære flex- eller selvstuderende i biologi. Vi ønsker dig velkommen på laboratoriekursus på VUC Århus. Kurset afholdes i biologilokale SJ 21, som er beliggende i VUC's bygning Sct. Joseph, Bülowsgade 68, 8000 Århus C Hvis porten til skolen er låst når du ankommer eller hvis du er blevet forsinket kan du komme i kontakt med kursets lærere på tlf. 87 322 478 Om kurset: Laboratoriekurset omfatter den eksperimentelle del i faget biologi C og er en forudsætning for at blive indstillet til prøve i faget. For at få udstedt et kursusbevis kræver det, at du har udført alle forsøgene på kurset, at dine rapporter lever op til de krav der stilles i rapporten og at rapporterne afleveres rettidigt afleveringsfristerne meddeles på kurset. Selvstuderende skal til eksamen, på din egen skole, huske at medbringe de rettede rapporter, sine journaler og sit kursusbevis. Kursusmaterialet indeholder: En vejledning i rapportskrivning En vejledning til hver øvelse Først i hver øvelsesvejledning finder du et punkt kaldet "relevant baggrundsstof", her henvises der til den teori, det kan være relevant at sætte sig ind i, inden du skal lave øvelsen. Bagest i hver vejledning finder du en "rapportvejledning", der giver dig en disposition til hvad din rapport/journal bør indeholde. Forberedelse til kurset: Det forventes, at du inden kurset har printet kursusmaterialet ud og medbringer dette på kurset. Og at du til de enkelte kursusdage forbereder dig til forsøgene dvs. som et minimum læser dine øvelsesvejledninger og sætter dig grundigt ind i, hvordan forsøgene skal udføres. Husk også at laboratoriekurset er et godt tilbud til at få diskuteret faglige spørgsmål undervejs. På kurset skal du medbringe: Dit kursusmateriale, lærebog, lommeregner/computer, blyant og papir. Da kurset afholdes en weekend er der desværre ikke mulighed for at købe mad på stedet. Det er derfor en god ide at medbringe en madpakke, eller du kan købe mad i nærheden. Der er både en kiosk og et pizzaria. Kaffe og te laver vi selv. Med venlig hilsen Biologilærerne på VUC Århus 3 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. VEJLEDNING I RAPPORTSKRIVNING. I forbindelse med det eksperimentelle arbejde udarbejdes der rapporter over de udførte forsøg. Rapporten er en skriftlig formidling af et eksperimentelt arbejde til en modtager. Rapporten skal derfor være formuleret præcist, og den skal være saglig og objektiv. Læseren er dig selv og læreren. Rapporten skal skrives så begge parter hurtigt forstår indholdet - også lang tid efter det pågældende forsøg er lavet. (Rapporterne skal bl.a. bruges i eksamenssituationen). For at kunne skrive en fyldig rapport skal man have gjort personlige notater under udførelsen af et forsøg. Disse personlige notater er kun til en selv og behøver derfor ikke være så formfuldendte, men dog alligevel så klare og tydelige at de giver et godt grundlag for rapporten. Heri nedskrives fremgangsmåde, eventuelle ændringer i forhold til vejledningen, kladde til resultater (gerne i skemaform), stikord om resultaterne og eventuelle spørgsmål og konklusioner man kommer i tanke om undervejs. Ofte vil det være en god idé at styre notaterne efter de samme punkter, som en rapport senere skal bygges op over. En biologirapport skal give læseren svar på følgende: Hvad har vi undersøgt? Hvordan er forsøget udført? Hvilke resultater er der kommet ud af det? Hvilken betydning kan det have? Rapporten opbygges efter nedenstående punkter i den angivne rækkefølge: Titel: Der laves en forside med forsøgets titel, nummer, navn og holdnummer. Hvis I arbejder flere sammen skrives gruppens navne på. Formål: Her noteres formålet med forsøget. Ofte vil der være en hypotese, der skal afprøves, men formålet kan også være at anvende noget specielt apparatur. Hypotese: Ofte kan det være godt at formulere en eventuel hypotese som et selvstændigt afsnit. Teori: I dette afsnit skal du i en kortfattet form præsentere den teori der hører til forsøget. Undlad at skrive afsnit direkte af fra lærebogen, prøv i stedet selv at formulere teorien i dit eget sprog. Husk også at præsentere de centrale begreber, der knytter sig til emnet. Materialer: Under dette punkt anføres hvilke dyr/planter der er anvendt, hvilke kemikalier der er brugt samt anvendt apparatur. Fremgangsmåde: Under dette punkt beskrives, hvordan forsøget er udført. Gør det kort og klart og i logisk rækkefølge. Skriv hvad du/gruppen har gjort, dvs. brug jeg form. Det kan i mange tilfælde være en fordel at tegne forsøgsopstillingen for at gøre tingene mere overskuelige. Resultater: Alle iagttagelser og målinger (data) skal naturligvis med i rapporten. Så vidt muligt, skal resultaterne af hensyn til overskueligheden anføres i skemaform, tabelform og i kurveform. 4 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Afbildning af resultater/kurvetegning: - Giv figurer og tabeller en titel, samt en kort tekst, der fortæller, hvad kurven viser. - Ved tegning af kurver vælges en hensigtsmæssig inddeling af akserne. - Angiv benævnelse og enheder på alle akser. - Markér punkterne tydeligt på kurven, afvigende resultater skal også anføres. - Få punkter forbindes med rette linjer - mange punkter tegnes som blød kurve. - Hvis værdier mangler stiples linjen. - To kurver der skal sammenlignes bør altid have samme inddeling. Fejlkilder: Her anføres overvejelser om fejlkilder og usikkerheder under forsøgets udførelse. Ideer til forbedringer eller udvidelse af forsøget kan ligeledes beskrives her. Diskussion: Under dette punkt diskuteres forsøgsresultaterne (både de forventede og de uventede). Dette gøres ved, at man analyserer og tolker de opnåede resultater. Du bør besvare følgende spørgsmål: Har forsøget vist, hvad man teoretisk kunne forvente (er hypotesen bekræftet)? Er formålet/formålene med forsøget blevet opfyldt? Kan fejlkilder forklare eventuelle afvigelser? Er alle nødvendige kontrolforsøg blevet udført? Ofte indeholder den trykte vejledning nogle diskussionsspørgsmål, der skal besvares. Sådanne spørgsmål skal tjene som inspiration og skal derfor ikke besvares med ja/nej, men indgå i en samlet diskussion af data. Konklusion: Som afslutning på rapporten anføres den konklusion, som kan drages ud fra forsøgsresultaterne. Ofte vil det være en stillingtagen til den hypotese, som blev efterprøvet i forsøget. Mens diskussionen er fyldig og bredt formuleret, skal konklusionen være kortfattet og formuleret så præcist som muligt. Konklusionen skal være en konklusion på det der var forsøgets formål. Litteratur: Her anføres den litteratur, der har været anvendt ved udarbejdelse af såvel forsøget som rapporten. 5 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Eksperiment nr.: 1 Mikroskopering af celler Navn: Makker(e): Rettet af: Dato: 6 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. 1. MIKROSKOPERING AF CELLER. Relevant baggrundsstof: Cellens opbygning, mitosen, grønkornets funktion. Introduktion: Det er ikke muligt at se de enkelte celler med det blotte øje. Et almindeligt lysmikroskop kan derimod forstørre fra ca. 100 til 1000 gange. Hermed bliver det muligt at se de enkelte cellers form og se de største organeller såsom kerne og grønkorn. Cellens mindre organeller og store molekyler kan ses, hvis man anvender elektronmikroskop. Et elektronmikroskop forstørrer op til 100.000 gange. Da disse mikroskoper kræver megen teknik at anvende og desuden er meget dyre, er det ikke muligt at anvende sådanne i almindelig undervisningssammenhæng. Formål: a. at lære at håndtere et mikroskop b. at få fornemmelse for størrelser på celler c. at se cellekerner d. at se kromosomer e. at se grønkorn f. at se bakterier og gærceller Materialer: mikroskop objektglas dækglas pipetter bægerglas m. vand trækpapir linsepapir tandstikker methylenblåt vandpest færdiglavet rodspidspræparat fra løg bakterier fra youghurt gær Fremgangsmåde: Se "Mikroskopets anvendelse" senere i vejledningen. Mikroskopering af vandpestblad: En blad Iægges i en vanddråbe på et objektglas. Dækglas lægges over. Cellernes form bemærkes. Grønkorn iagttages. Forstørrelsesgrad noteres. En enkelt celle med grønkorn tegnes. Celler fra mundhule: Cellerne skrabes ud med en tandstik og anbringes på et objektglas med methylenblåt. Dækglas lægges over. Man kan ikke se ret meget andet end cellekerne, celleslim og cellemembran ved denne simple præparation. Tegn et par celler. De ligner nærmest spejlæg. Vis hvad der er hvad på figuren. Husk at notere forstørrelsesgrad. 7 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Rodspids fra løg (færdigt præparat) Løg har 16 kromosomer, men vi kan dog ikke tælle dem. Cellekerner iagttages, og størrelsen bemærkes i forhold til størrelsen på kernerne i mundslimhindecellerne. Kromosomerne iagttages. Tegn de forskellige delingsstadier som du ser dem i mikroskopet og sammenlign med figuren af mitosen i din lærebog. Brug figuren herunder til hjælp. Figur 1: Celledelinger i rodspids af løg. Gær: Gær er en svamp, og den har - som andre svampe - cellekerne; men den kan vi ikke iagttage her. Gær kan formere sig både kønnet og ukønnet. Det er den ukønnede formeringsform, vi her kan iagttage (knopskydning). Under dårlige livsvilkår kan dannes sporer ved kønnet formering. Almindelige gærceller farves røde af SafraninO, mens sporer forbliver ufarvede. Gær er pga. dens hurtige formering (ned til 20 minutter for én deling) velegnet til at gensplejse med henblik på produktion af enzymer og hormoner. For eksempel fremstiller NOVO insulin fra gensplejsede gærceller. En lille dråbe fra en gærcelleopløsning dryppes på et objektglas Gærceller iagttages og tegnes og størrelsen sammenlignes med løgog tandkødsceller. Cellerne tegnes så størrelser fremgår. Figur 2: Knopskydning hos gær. 8 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Journal-/Rapportvejledning: a.) Gør rede for cellers opbygning og inddrag forskellene på plante- og dyreceller. Tegn og beskriv de celler, du har set i mikroskopet. b.) Princippet i mitosedelingen beskrives og illustreres med tegningerne fra mikroskoperingen. c. )Størrelsen på cellekernerne fra rodspidspræparatet og mundslimhindecellerne beskrives og forklares. (Se vejledning til DNA-isolering). d.)Forskellen i størrelse på planteceller, dyreceller og gær beskrives. Mikroskopets anvendelse: Figur 3: Mikroskopets opbygning. (Kilde: Jens Bøgeskov m.fl. ”Arbejdsbog til Biologi for gymnasiet og HF”, 1984) 9 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Eksperiment nr.: 2 Undersøgelse af fotosyntese og respiration Navn: Makker(e): Rettet af: Dato: 10 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. 2. UNDERSØGELSE AF FOTOSYNTESE OG RESPIRATION. Relevant baggrundsstof: Fotosyntesen og respirationsprocessen og de forhold der har betydning for de to processer. Teoretisk interaktiv forsøgsopstilling: www.bioweb.dk → Studierum → Økologi → Fotosyntese. Formål: Formålet med denne øvelse er at undersøge forskellige forhold omkring de to processer fotosyntese og respiration. Teori: Fotosyntese er uden tvivl den vigtigste biologiske proces på vores jordklode. Sat på spidsen kunne man sige: "Uden fotosyntese intet liv på jorden" som vi kender det i dag. Fotosyntesen foregår i grønkornene hos grønne planter og alger, samt i nogle få bakterier. I selve fotosynteseprocessen omdannes kuldioxid og vand til glukose og ilt. Processen drives af lysenergi fra solen. Den omdannes til kemisk energi der ”indbygges” i sukkerstoffet glukose. Ilten udskilles nærmest som et restprodukt. Nedenfor er fotosyntesen beskrevet på en biokemisk form: 6CO2 + 6H2O + lysenergi C6H12O6 + 6O2 Ilten der udskilles ved fotosyntesen kan bruges i en anden vigtig proces nemlig respirationen. Respirationen foregår i mitochondrierne i plante- og dyreceller. Det er en proces, hvor glukose nedbrydes under forbrug af ilt (aerob proces). Ved processen overføres en del af energien fra glukosen til et andet kemisk stof, ATP, mens resten afgives som varme. Respirationen kan beskrives således: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energi (bundet i ATP og afgivet som varme) Den energi, der nu er bundet i ATP, samt den afgivne varme, svarer til den energi, der var bundet i glukosen. Fotosyntese og respiration foretages i dette forsøg kvalitativt, idet det undersøges om en plante under forskellige forhold hhv. optager eller udskiller CO2. Til rådighed har I følgende materialer: 8 reagensglas Vand Brom-Thymol-Blåt (BTB) – en pH-indikator CO2 (= mineralvand med brus) Vandplanter (vandpest: Elodea canadensis) Lys Mørke (reagensglassene omvikles med stanniol/sølvpapir, eller stilles i mørkeskab) Plast eller propper til at lukke glassene med Etiketter/malertape til mærkning af glas 11 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Om BTB er det nødvendigt at vide følgende: BTB er en pH farveindikator, det vil sige, at den skifter farve, når der sker ændringer i pH. Sur 1 + CO2 Neutral 7 ______GUL__________ ____GRØN___ - CO2 Basisk 14 pH skala _______BLÅ_________ Hvad kan gøre miljøet surt? CO2 opløst i vand giver kulsyre, så tilstedeværelse af CO2 vil gøre miljøet surt. Omvendt, hvis der ikke er CO2 tilstede vil miljøet være neutralt/basisk. (Dette kan efterprøves på følgende måde: Tag et reagensglas med lidt vand og BTB pust nu med et sugerør ned i væsken – hvad sker der?) Denne viden kan vi bruge i vores forsøg. Vi ved, at planterne ved fotosyntese forbruger CO2 , mens der dannes CO2 ved planternes respiration. Fremgangsmåde: Øvelsen består af to dele: En teoretisk forberedelsesdel og en praktisk del. Forberedelse: Der skal opstilles et forsøg med nogle reagensglas, der alle har vand og BTB i, dvs. de har en blålig farve i starten af forsøget. Derudover kan glassene indeholde/udsættes for nogle variable faktorer: Der kan være danskvand eller ikke. Der kan enten være en vandpest eller ej. Endelig kan glassene stilles enten i lys eller mørke i minimum 24 timer. Jeres opgave er at opstille et forsøg, der kan opfylde formålet med øvelsen. Dvs. at påvise fotosyntese og respiration hos vandplanten vandpest. Det kan gøres ved at lave nogle reagensglas, der kan give svar på følgende 5 spørgsmål: 1. Fjernes CO2 fra vandet, når der er vandpest og lys til stede? 2. Er lys nødvendig for en fotosyntese? 3. Er det vandpest, der sørger for et evt. farveskift i lys? 4. Udskiller vandpest CO2 i mørke? 5. Er det vandpest, der sørger for et evt. farveskift i mørke? Metode: Reagensglassene sættes op 2 og 2 sådan, at de kan svare på spørgsmålene. For hvert par er det vigtigt, at der kun varieres én faktor ad gangen. Målet er, at der sker et farveskift i det ene glas, mens der ikke sker noget i det andet. Det kan fx være, at man har to reagensglas, der indeholder det samme, men det ene glas placeres i lys og det andet i mørke. På denne måde undersøges lysets betydning for et evt. resultat. For at besvare de 5 spørgsmål skal der opstilles 5x2 glas = 10 glas. Det viser sig, at nogle af glassene er ens og det samlede antal glas vil kunne reduceres til 6. 12 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Start med at udfylde skemaet nedenfor (undtaget sidste kolonne). Brug den interaktive flashapplikation på internetsiden bioweb.dk til at løse opgaven. Diskuter undervejs, hvad der skal være i de enkelte reagensglas, når I skal besvare de enkelte spørgsmål. Forklar for hinanden, hvad I forventer, der vil ske. Hvilken farve har glassene ved start? Hvilken farve forventer I, de har ved slutningen af forsøget? Tegn evt de 8 reagensglas. Spørgsmåls nr. 1 2 3 4 5 Glas nr +/Lys +/CO2 +/Plante BTB farve v. BTB farve BTB farve – start forventet v. slut faktisk opnået 1A 1B 2A 2B 3A 3B 4A 4B 5A 5B Som nævnt er nogle af glassene ens og det samlede antal glas vil kunne reduceres til 6. Skriv de 6 glas her: Glas nr +/Lys +/CO2 +/Plante BTB farve v. BTB farve BTB farve – start forventet v. slut faktisk opnået Men der mangler alligevel 2 kombinationer. Noter dem her: Glas nr +/Lys +/CO2 +/Plante BTB farve v. BTB farve BTB farve – start forventet v. slut faktisk opnået 13 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Nu er der 8 reagensglas med forskelligt indhold. Det er disse 8 glas, I nu skal opsætte. Forsøgsopstilling: 1. Mærk 8 reagensglas med hold-nr og glas-nr. 2. Alle 8 reagensglas fyldes ¾ med postevand. 3. I alle 8 reagensglas tilsættes der nogle dråber BTB (bromthymolblåt), så de bliver blå. 4. I 4 glas tilsættes en smule mineralvand – lidt ad gangen – kun indtil farven lige akkurat skifter til gul. 5. I 4 af glassene puttes en vandpestplante, plantestykkerne skal være ca lige lange og gerne fylde glassets længde. 6. Der fyldes op med vand og glassene lukkes med prop eller parafilm. 7. 4 glas pakkes ind i stanniol/sølvpapir eller stilles i mørkeskab. 8. Lad glassene stå i mindst 24 timer. Det er vigtigt at fylde reagensglassene helt op med væske. Alle reagensglas skal forsegles med plastfilm eller propper. Resultater: Tegn de 8 reagensglas med indhold eller tag evt. et billede. Hvilken farve har de ved forsøgets afslutning? Udfyld den sidste kolonne i ovenstående skemaer, hvor I angiver den faktiske farve ved slut. Diskussion: 1. Forklar hvordan vandplanters optagelse og afgivelse af luftarten CO2 kan påvises ved hjælp af syrebase indikatoren BTB. 2. Giv en kort begrundelse for hvert af de 8 opstillede reagensglas. Hvad skal det bruges til, og hvilke eventuelle farveændringer forventes der. 3. Hvad er der i virkeligheden sket i jeres reagensglas? Svarer de observerede farveændringer til det forventede? Forklar eventuelle afvigelser, og gør under alle omstændigheder rede for de fejlkilder og usikkerheder forsøget rummer. 4. Bekræfter forsøget jeres 5 hypoteser? - Gør rede for hvilke af forsøgsopstillingerne, der viser, at fotosyntesen kræver lys? - Hvilke der viser at planterne foretaget respiration? Begrund jeres svar. - Hvordan har I påvist, at der udskilles CO2 ved respirationen? 5. I hvilke glas er ilt-koncentrationen i vandet større ved forsøgets slutning end ved starten? Begrund dit svar. 6. Hvorfor kan respirationsprocessen kun påvises i mørke? 7. Hvorfor kan I i dette forsøg ikke påvise udskillelsen af O2? 8. Hvorfor bruges der vandplanter til forsøget? Husk også en konklusion på forsøget. 14 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Eksperiment nr.: 3 Undersøgelse af enzymet Bromelin fra ananas Navn: Makker(e): Rettet af: Dato: 15 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. 3. FORSØG MED ENZYMET BROMELIN FRA ANANAS. Relevant baggrundsstof: Proteiners opbygning og enzymernes funktion i levende celler. Teori om enzymer: Enzymer er proteiner, som katalyserer kemiske reaktioner i den levende celle. En katalysator er i stand til at ændre den hastighed, hvormed en kemisk reaktion foregår. Det vil i praksis sige, at de forskellige kemiske reaktioner i cellen kun kan foregå, fordi der er enzymer tilstede. Enzymerne bliver ikke forbrugt under processen og fremtræder efter endt reaktion i uændret form. Et enzym er mere eller mindre specifikt og deltager kun i en eller få beslægtede processer. De fleste enzymer navngives efter ordstammen til den forbindelse eller reaktion de deltager i, tilføjet endelsen -ase f.eks. spalter enzymet maltase kulhydratet maltose. Prøv at læse om de enzymer der deltager i fordøjelsesprossen. To andre begreber der er værd at kende er substrat og produkt. Man kan sige, at den forbindelse som enzymet binder sig til kaldes substratet og det, der kommer ud af reaktionen kaldes produktet. Maltose + enzym 2 glukose + enzym substratet produktet Enzymers aktivitet afhænger af flere forskellige forhold. Typisk kan man sige, at de forhold der kan ændre et proteins struktur også vil have betydning for enzymets evne til at katalysere en reaktion. Her skal nævnes tre forhold som har betydning: temperatur, pH og tilstedeværelsen af tungmetal-ioner (f.eks. Hg2+, Cd2+ og Cu2+). Både temperatur og pH har indvirkning på proteindelens struktur og tungmetalioner kan gå ind og påvirke det aktive område i enzymet. Endvidere har mængden af enzym og koncentrationen af substrat selvfølgelig også betydning for reaktionshastigheden. Teori om enzymet Bromelin: Ananasplanten indeholder et enzym som kan spalte proteiner. Enzymet kaldes bromelin og er en forsvarsmekanisme som gør at dyr undgår at spise af planten. Plantesaften indeholder en høj koncentration af bromelin, som tilføjer dyrene stor ubehag, når de spiser af planten. Enzymet findes også i frugten. Bromelin anvendes kommercielt ved mørning af kød og klaring af øl. Tilsvarende enzymer kan man finde i Kiwi- og Papayafrugten. Teori om husblas: Gelatine/ husblas er et protein, som kan isoleres fra bl.a. knogler og flæskesvær fra unge dyr. Det adskiller sig fra de fleste proteiner ved, at det ikke koagulerer (stivner) ved opvarmning (tænk på kogt æg), men tværtimod opløses meget lettere. I husholdningen bruger man gelatine til fromager eller andet, som skal være stift ved stuetemperatur. Gelatine kan også bruges, når man skal lave næringsmedier til mikrobiologiske forsøg. 16 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Formål: - At undersøge enzymet Bromelins evne til at spalte proteiner. - At undersøge temperaturens indflydelse på enzymets egenskaber. - At undersøge CuSO4 (kobbersulfat) indflydelse på enzymets egenskaber Materialer: Saft fra ananas (= enzymet bromelin) opløst husblas (= proteiner) 4 reagensglas i stativ engangspipetter 1-3 mL bægerglas (100 mL) Vandbad, mærkningstape svag opløsning af CuSO4 (0,1M) hvidløgspresser Metode: 1. Med en hvidløgspresser presses 20 mL saft fra en frisk ananas over i et bægerglas. 2. 10 blade husblas lægges i blød i koldt vand i 5 minutter. Smeltes herefter i en lille gryde (brug evt. en chokoladesmelter). Husblasen afkøles (under 40C), men skal stadig være flydende. Der er nok til alle hold i denne portion. 3. Inden tilsætning af husblas måles pH i ananassaften. Der opstilles følgende glas – husk at mærke dem: glas 1: 4 mL frisk ananassaft + 2 mL husblas glas 2: 4 mL kogt frisk saft + 2 mL husblas glas 3: 4 mL frisk saft + 2 mL CuSO4 (blanding) + 3 mL husblas glas 4: 4 mL vand + 2 mL husblas Man tilsætter husblas ved at føre pipetten så langt ned i glasset som muligt. Undgå at det sætter sig på siderne af glasset og rør i blandingen med en spatel. Glassene stilles i køleskab ca. ½ - 1 time, herefter aflæses resultaterne. OBS. I Glas 3 blandes saft og CuSO4 sammen og står i ca. 10 minutter inden husblas tilsættes 17 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Resultatskema: Glas Indhold 1 husblas + frisk saft 2 husblas + kogt saft 3 husblas + frisk saft + CuSO4 konsistens ved start konsistens ved slut Forklaring 4 husblas + vand Journal/Rapportvejledning: Teori: Gør rede for de forhold enzymet Bromelin virker under i ananasplanten/ frugten. Hypotese: Forklar hvad du forventer der vil ske i de 4 forsøgsglas? Diskussion: 1. Gør rede for hvad der er sket i hver af de 4 forsøgsglas. I din diskussion skal du inddrage den nødvendige teori og give en uddybende forklaring. 2. Hvorfor er det vigtigt at opstille et forsøg som i glas 4? 3. Hvorfor er det vigtigt at opløsningen med husblas afkøles til under 40C, inden man tilsætter bromelin? 4. Hvis du absolut vil lave fromage eller gelé af saft fra ananas, hvad fortæller forsøget dig så, at du skal gøre? 5. Til sidst ønskes en analyse af nedenstående figur: 18 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Biologisk viden, Munksgaardsforlag- J. Bøgeskov. 19 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Eksperiment nr.: 4 Bestemmelse af egen blodtype Navn: Makker(e): Rettet af: Dato: 20 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. 4. BESTEMMELSE AF EGEN BLODTYPE. Relevant baggrundsstof: Et-gens nedarvning (Mendels 1.lov), AB0- blodtypesystemet, Rhesus-blodtypesystemet, antigener og antistoffer (immunsystemet). Teori: De to mest kendte blodtypesystemer er AB0-systemet og Rhesus-systemet. Kendskabet til en persons blodtype er vigtig i forbindelse med blodtransfusioner, organtransplantation og har tidligere været den mest anvendte metode i forbindelse med faderskabssager. Endvidere er blodtypernes genetik et godt eksempel på, hvordan egenskaber nedarves. ABO-blodtypesystemet: Inden for AB0-blodtypesystemet kan man have blodtype A, B, AB, eller 0 (nul). Hvilken blodtype man har inden for AB0-systemet, bestemmes af 3 gener, der er multiple alleler. Allelerne i ABO systemet betegnes IA og IB og i. IA og IB er indbyrdes codominante, men dominerer begge over genet i, der er recessivt. Genet I står for evnen til at danne et antigen på overfladen af de røde blodceller, hvorimod genet i ikke kan danne antigener. Hos personer med genet I kan der enten dannes antigen A eller antigen B, derfor opskrives allelerne som IA eller IB. Da en persons genotype altid består af to allele gener, som man har fået fra sin mor og sin far, har man kun to af de mulige alleler i sin genotype. Blodtype = fænotype Genotype Antistof i serum IA IA eller IA i IB IB eller IBi IA IB ii Antigen på de røde blodlegemer antigen A antigen B antigen A og antigen B ingen A B AB 0 Rhesus positiv Rhesus negativ DD eller Dd dd antigen D ingen ingen der kan dannes anti-D anti-B anti-A Intet anti-A og anti-B 21 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. På figuren ovenfor ses, at ved blodtype A er der antistof B i blodplasmaet, ved blodtype B er der antistof A, ved blodtype AB er der ingen blodtypeantistoffer i plasma, mens der ved blodtype O er begge typer antistof til stede. Det vil sige, at der er antistofferi mod de blodtype-antigener, der ikke findes på blodlegemerne. Rhesus-blodtypesystemet: Inden for dette system kan man være enten Rhesus positiv (Rh+) eller Rhesus negativ (Rh-). Personer der er Rhesuspositive har et specielt antigen på deres røde blodlegemer, mens personer der er Rhesusnegative mangler dette antigen. Rhesus blodtypen styres af 2 allele gener. Det dominante gen D medfører dannelse af Rhesus antigenet, hvor det recessive gen d ikke fører til antigen dannelse. Du kan læse mere om blodtyper i Bilaget til sidst i øvelsesvejledningen til denne øvelse (s 27-29): Blodtyper, Biologibogen, Systime, s 214-216. 22 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Antigener og antistoffer: Antigen, stof eller organisme, som fremkalder en antistofreaktion i kroppen. Antigener er ofte fremmede proteiner, men alle fremmede stoffer kan i princippet virke som mulige antigener. Antistof, proteiner som dannes af immunforsvarets celler, og som binder sig til indtrængende fremmedstoffer (antigener). Antistof-antigenkomplekset optages af de såkaldte makrofager. Fremmede stoffer (fx fremmede røde blodlegemer) kan have mange antigener af samme slags på overfladen. Antistoffer har to ens bindingssteder og kan derfor binde til to antigener. Dette betyder, at binding mellem antistoffer og antigener kan resultere i et stort netværk: Antigener bindes til de specifikke antistoffer og danner immunkomplekser. Biologibogen, Systime, s. 168. Sådanne netværk kan fx forårsage agglutinering (sammenklumpning) i blodet. Blodtypernes antigen- antistofreaktioner: Ud fra ovenstående definition af antigener og antistoffer samt deres sammenspil, vil vi nu se på antigenantistofreaktionerne i de to blodtypesystemer. Princippet er, at der mod et givet antigen X kan dannes et antistof anti-X, der kan binde sig til antigenet og uskadeliggøre dette. I ABO-systemet findes der to forskellige antigener, antigen A og antigen B. Det antistof der dannes mod antigen A, kaldes anti-A og det antistof der dannes mod antigen B kaldes anti-B. Når antistoffet bindes til det antigen det passer til, vil der ske en sammenklumpning af de røde blodlegemer. I praksis betyder dette, at hvis man giver en person med blodtype 0 en blodtransfusion med blod fra en person med blodtype A, vil personens blod begynde at klumpe (agglutinere), hvilket i værste fald kan være dødeligt. Et særligt forhold gør sig gældende, når man taler om antistofferne i ABO-systemet, nemlig det at kroppen danner disse antistoffer i løbet af det første leveår, selvom der tilsyneladende ikke er behov for dem. I Rhesussystemet forholder det sig til gengæld sådan, at der først dannes antistoffer, hvis kroppen præsenteres for det fremmede antigen, i dette tilfælde antigen D. Rhesus negative personer har således ikke "automatisk" antistof imod Rhesus positivt blod. Prøv at gå ind i tabellen ovenfor og efterprøv teorien om forligelige og uforligelige blodtyper. 23 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Formål: Formålet med dette forsøg er at bestemme egen blodtype og se eksempler på hvordan bindingen mellem antigener og antistoffer kan få blodet til at klumpe sammen. Materialer: Eldonkort til bestemmelse af blodtype. En spritserviet En prikkepen til at fremskaffe en dråbe blod. 4 rørepinde Et bægerglas med vand En dråbepipette På Eldonkortet er der 4 felter: Et felt med antistof A (anti-A) Et felt med antistof B (anti-B) Et felt med antistof D (anti-D) Et kontrolfelt uden antistof Metode: Et Eldonkort udpakkes Tilsæt én dråbe vand med pipetten til hvert felt Rør med rørepinden til feltets antistof (farven) er opløst. Brug en separat rørepind til hvert felt. Gem rørepinden du skal bruge den igen. Vask hænderne og afsprit den finger, du skal prikkes i Klem en lille dråbe blod ud på hver rørepind og bland det med vandet i hvert felt på kortet Bloddråben skal spredes ud i hele feltet Vip med kortet så prøven holdes i bevægelse i ca 1 min Resultatet kan aflæses efter 5-10 minutter 24 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Aflæs nu hvilken blodtype du har, og skriv den på tavlen, så vi kan lave statistik for holdet. NB: Alt affald samles i en speciel plastikpose og destrueres! Affald med blod må ikke komme i den almindelige affaldsspand. Journal-/Rapportvejledning: Teori: Undersøg ved hjælp af opslag, hvordan de forskellige blodtyper er fordelt i Danmark. Forklar hvorfor der kan opstå komplikationer under graviditeten, hvis en vordende mor er Rhesus negativ og venter et Rhesuspositivt barn. Materialer/metode: Skriv kun hvis der er sket ændringer i forhold til øvelsesvejledningen. Resultater: Tegn Eldonkortet med dets fire felter og tegn de felter, hvor blodet klumper sammen (agglutinerer). Ved hjælp af de to første felter kan du aflæse hvilken blodtype du har I ABO-systemet. I det tredje felt kan du aflæse din blodtype med hensyn til rhesusfaktoren. Du skal bruge din viden om, hvilke antigener, der binder til de antistoffer, der er på kortet. Diskussion: 1. Undersøg ved hjælp af opslag, hvordan de forskellige blodtyper er fordelt i Danmark 2. I øvelsen har du bestemt din blodtype. Forklar hvilken reaktion, der er sket på kortet. 3. Hvorfor er det vigtigt ved blodtransfusioner, at modtageren og donorens blod er af samme type? 4. Hvorfor kan man sige, at en person med blodtypen AB er universalmodtager? 5. Hvorfor er en person med blodtype 0 universaldonor? 6. Forklar hvorfor et forældrepar der begge er rhesuspositive godt kan få et barn der er rhesusnegativt. 7. Følgende aktuelle faderskabssag skal opklares: Moderens blodtype: A, Rh- Barnets blodtype: B, Rh+ Mulige fædre: far nr.1: 0, Rh+ far nr.2: B, Rh+ far nr.3: AB, Rhfar nr.4: A, Rh+ 25 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Bilag: Blodtyper, Biologibogen, Systime s 214-216. 26 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. 27 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. 28 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Eksperiment nr.: 5 Isolering af DNA Navn: Makker(e): Rettet af: Dato: 29 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. 5. ISOLERING AF DNA. Relevant baggrundsstof: DNAs opbygning samt enzymers egenskaber og funktion. Hvordan de enkelte dele i cellen kan nedbrydes. Introduktion: Isolering af DNA er første trin i mange molekylærbiologiske/genteknologiske undersøgelser. Nedenstående fremgangsmåde er en meget enkel og relativ grov metode til isolering af cellers DNA. Metoden svarer i princippet til, hvad der foregår i vores fordøjelseskanal, når DNA isoleres fra cellens andre bestanddele, inden de nedbrydes og optages i tarmen. Som forsøgsmateriale anvendes kiwi, da kiwi er polyploide (dvs. har mange eksemplarer af hvert kromosom) og kiwi indeholder naturligt en protease. Løg kunne også anvendes. Formål: at isolere og iagttage DNA at få fornemmelse for, hvad der nedbryder celler Materialer 1 stk kiwi skarp grøntsagskniv blender vandbad 60 ºC isbad termometer 2 stk. 250 mL bægerglas filter og filtertragt 10 mL opvaskemiddel (ikke koncentreret) 3 g NaCl ca. 100 mL destilleret/demineraliseret vand gIasspatel 10 mL engangssprøjte reagensglas protease-enzym iskold 96% ethanol (evt. denaturet sprit) handsker spækbræt Figur 4: DNA-molekylets struktur Fremgangsmåde: Fremgangsmåden er illustreret på Figur 5 (dog med løg i stedet for kiwi). Note: Husk at bruge handsker, da sveden på huden indeholder enzymer (DNaser), der risikerer at nedbryde DNAet. Fremstilling af kiwi-ekstraktet: 1. Tilsæt 3 g NaCl til 10 mL opvaskemiddel i et 250 mL bægerglas. Fyld op til 100 mL med destilleret/demineraliseret vand. 30 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. 2. Skær kiwien i små stykker, kantlængde ca. 5 mm. Overfør kiwistykkerne til et bægerglas, og overhæld dem med vaskemiddel-salt-opløsningen. 3. Rør i blandingen, og stil den i et 60 ºC varmt vandbad i præcis 15 min. Note: Denne behandling nedbryder cellemembranerne. Vaskemidlet danner komplekser med membranernes + phospholipider og proteiner. Herefter vil phospholipiderne og proteinerne fælde ud af opløsningen. Na -ionerne vil binde sig til DNA´s negativt ladede phosphatgrupper. Ved 60 ºC vil evt. forekommende DNaser, der ellers kunne tænkes at nedbryde DNA, ødelægges. 4. Køl blandingen ned i et isbad i 5 min. Husk jævnligt at røre i blandingen. Note: Hvis man holder temperaturen på 60 ºC i længere tid, vil DNA kunne nedbrydes. 5. Hæld blandingen i en blender, og kør i 5 sek. ved høj hastighed. Når man blender nedbrydes cellevægge og membraner yderligere, hvorved DNA frigøres. Note: Hvis man blender i længere tid, ødelægges DNA-molekylerne. 6. Filtrér ned i et bægerglas gennem en filtertragt (et kaffefilter kan sagtens bruges). Undgå at få skum med ned i filtratet. Filtratet indeholder nu opløselige proteiner og DNA. Note: Kiwi indeholder naturligt en protease, der nedbryder proteinerne. Hvis man anvender løg, bør man tilsætte lidt kommercielt protease. Note: Filtratet kan evt. opbevares i køleskab i 1-2 døgn. Adskillelse af DNA fra kiwi-ekstraktet 7. Hæld 6 mL kiwiekstrakt i et stort reagensglas. 8. Tilsæt 9 mL iskold 96% ethanol til kiwiekstraktet ved at hælde ethanolen forsigtigt ned langs reagensglasset side. Ethanolen må ikke blandes med kiwi-ekstraktet, men skal lægge sig i et lag oven på kiwi-ekstraktet. Lad reagensglasset stå uforstyrret i 2-3 minutter. Tag evt. et billede. Note: DNA er uopløselig i iskold ethanol. Der vil fremkomme nogle bobler, mens de resterende proteiner opløses. DNA fra kiwi-ekstraktet vil fælde ud ved overgangen mellem de to faser, og man vil se, hvordan DNA langsomt stiger op i alkoholen som en hvid tåge (ligner nærmest bomuldsvat). 9. Man kan evt. vikle DNAet op på en glasspatel ved forsigtigt at dreje spatlen rundt lige over grænselaget mellem vaskemiddel og alkohol - pas på ikke at føre glasspatlen ned i vaskemidlet.. Vær meget forsigtig under opviklingen, ellers ødelægger man de fine DNA-tråde. 10. Evt kan man: Lægge DNAet på et objektglas og farve med fx orcein, der er et specifik DNA-farvestof. Man kan også suge DNA op i en pasteurpipette og genopløse det i en 4% NaCl-opløsning. Note: Nukleinsyre-opløsninger, der fremstilles på denne måde, er ikke særlig rene, man må forvente, at der specielt forekommer en del histoner i det, man til slut tror er rent DNA. Men metoden viser de væsentligste principper ved ekstraktion af DNA fra væv. 31 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. PROCEDURE VED ISOLERING AF DNA: 3: Nedbryder cellevægge. Ødelægger DNaser 2: Opvaskemiddel opløser cellemembraner 6: Fjerner store klumper 4: Stopper processen før DNA ødelægges 5: Nedbryder cellevægge og membraner yderligere 8: DNA er uopløseligt i ethanol 6: Udelades da kiwi naturligt indeholder proteaser, der nedbryder proteiner Figur 5: Fremgangsmåde til isolering af DNA fra løg. © National Centre for Biotechnology Education, 1993. 32 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. JOURNAL-/RAPPORTVEJLEDNING: Teori: En celles opbygning beskrives. Beskriv DNA´s opbygning samt mitosen, herunder princippet i DNAfordoblingen. Fremgangsmåde: Eventuelle afvigelser fra vejledningen beskrives. Resultatet: Resultatet af DNA-isoleringen beskrives. Diskussion: Følgende spørgsmål besvares: 1. I denne øvelse nævnes to typer enzymer: DNaser og proteaser. Hvilken stofgruppe tilhører enzymer? 2. DNaser findes i cytoplasma hos de fleste celler. Hvorfor skal de undgås i denne øvelse? 3. Hvorfor er det vigtigt at lade temperaturen være 60 ºC i en periode (trin 3)? 3. Hvad gør proteaser? Og hvorfor skal de være til stede (trin 6)? 4. DNA kan bruges til at lave en DNA-profil fremstillet via teknikken gelelektroforese. En DNA-profil kan fx anvendes ved opklaring af kriminalsager eller afgørelser i faderskabssager. Herunder ses en DNA-profil fra en faderskabssag. Hvilken far er den rigtige? Begrund dit svar. Fra DNA-profilanalyse, EIBE 1998. Desuden vurderes fejl og usikkerheder i forbindelse med forsøget. Konklusion: Er formålet med øvelsen opfyldt? 33 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Eksperiment nr.: 6 Konditest - bestemmelse af konditallet Navn: Makker(e): Rettet af: Dato: 34 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. 6. KONDITEST – BESTEMMELSE AF KONDITALLET. Relevant baggrundsstof: Hjerte- og lungernes opbygning og funktion, definition af puls og blodtryk, samt energi forbrug i hvile og under arbejde. Formål: Formålet med dette eksperiment er at beregne forsøgspersonernes kondital. Introduktion: Konditallet benyttes som et udtryk for hvor god kroppen er til at udføre aerobt arbejde, fx løbe eller cykle. Evnen til at udføre dette arbejde afhænger af lungernes evne til at optage luftens ilt, hjertet og kredsløbets evne til at transportere ilten ud til musklerne og musklernes evne til at udnytte den tilførte ilt ved arbejde. Forsøget bygger på den teori, at der er en lineær sammenhæng mellem de tre størrelser: iltoptagelse, pulsfrekvens og arbejdsintensitet, og konditallet beregnes som den maksimale iltoptagelse pr. minut pr. kilo kropsvægt. I forsøget her øger vi altså belastningen på forsøgspersonen, således at vedkommende skal arbejde mere. For at bestemme den maksimale iltoptagelse skal man finde den maksimale arbejdsintensitet, hvilket kan gøres ved at ”køre sig selv helt ud” på kondicyklen (ergometercyklen). Der findes dog mindre anstrengende metoder, hvor man arbejder med submaksimal intensitet ( = ”under maksimal” intensitet) og det er denne type konditest, vi skal benytte os af her. Testen udføres som en to-punktstest (men kan også udføres som en tre-punktstest), hvor cykelarbejde(max) aflæses grafisk). Til forsøget bruger vi en kondicykel (ergometercykel). Umiddelbart inden testen skal forsøgspersonen varme op ved at cykle med meget lav belastning i 4-5 minutter. Under selve forsøget skal forsøgspersonen cykle i fem minutter på to forskellige belastninger (de kaldes arbejde 1 og arbejde 2). Kadencen skal være ca. 60 omdrejninger pr. minut. Den første belastning skal være således at pulsen stabiliseres i området 120-140 slag/min efter ca. 5 minutters cykling. Den anden belastning skal være således at pulsen stabiliseres i området 150-170 slag/min efter yderligere 5 minutters cykling Testen giver det bedste resultat, hvis de to pulsværdier ikke kommer til at ligge for tæt. Fx vil 130 og 160 være fint. Materialer: Ergometercykel (kondicykel), Pulsur med tilhørende elektrode-/sender-rem, PC med software til pulsur (labquest) 35 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Fremgangsmåde: Cyklen indstilles, så den er behagelig at sidde/cykle på og belastningen indstilles på lav belastning (50-75 watt afhængig af træningstilstand, vægt og køn). Pulsuret og dets senderrem monteres. Senderremmen placeres om brystkassen i hjertehøjde og fugtes, så der er bedst mulig kontakt med huden og det sikres at der er forbindelse mellem sender og ur (se særskilt vejledning). Hver sikker på at tidsintervallet på software er sat til min 2000 sek. (vejledning om brug af udstyr)og Pulsregistreringen startes. Forsøgspersonen varmer nu op ved at cykle i ca. 5 minutter Notér forsøgspersonen Køn, kropsvægt, alder og normale aktivitetsniveau (ser personen sig som aktiv, meget aktiv osv.) i skemaet på næste side. Cykel arbejde 1 Øg herefter belastningen så forsøgspersonens puls kommer op i puls intervallet 120-140 (Dette er vores arbejde 1). Belastningen øges ved at skrue op for watt på cyklens display (billede 1). Der cykles nu i 5 minutter med den indstillede belastning (watt) og man skal bestræbes sig på at holde den samme kadence under hele eksperimentet – fx 60 omdrejninger/minut. Er belastningen ikke for høj, vil pulsen nogenlunde have stabiliseret sig på en bestemt værdi efter de 5 minutter. Cykel arbejde 2 Nu øges belastningen igen så forsøgspersonens puls kommer op i puls intervallet 150-170 (Dette er vores arbejde 2). Husk at de 2 pulsværdier ikke skal ligge for tæt, så hvis forsøgspersonen har cyklet med en puls på fx 130 i cykel arbejde 1, tilstræbes det at man rammer puls ca. 160 ved cykel arbejde 2. Der cykles nu i 5 minutter eller indtil at pulsen er nogenlunde konstant. Aflæsning af pulskurve Pulsregistreringen afsluttes og de opsamlede data gemmes i et dokument, sendes til jer selv og vurderes. Der skal findes to stabile pulsniveauer (se nedenstående illustration). Et for hver arbejdsintensitet. De fundne værdier noteres i nedenstående skema som Puls 1 & Puls 2. 36 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Konditallet kan nu beregnes Resultatskema: Forsøgsperson Køn Alder Vægt (kg) Cykel arbejde 1 (watt) Cykel arbejde 2 (watt) Puls 1 (cykelarbejde 1) (slag/min) Puls 2 (cykelarbejde 2) (slag/min) Maks.-puls. (slag/min) (Beregnes) Aktivitetsniveau (Vurderes) Beregning af kondital: Dette foregår i flere og det gælder om at holde tungen lige i munden. Først beregnes max. pulsen for de forsøgspersoner der deltager Til beregningerne skal den anslåede maksimale puls bruges: Maksimale puls (max. puls) = 208 – (0,7 x alder). Herefter skal det maksimale cykelarbejde i watt findes for hver af dem. Det kan gøres på to måder: a) ved at indsætte i denne formel (ved topunktstest): Cykelarb.(max) = ( ) (Husk at rækkefølgen for beregninger er: Først parenteser, dernæst multiplicere/dividere og til sidst adderer / subtrahere) b) ved at lave en grafisk afbildning af de to fundne pulsværdier som funktion af de tilsvarende arbejdsintensiteter i et koordinatsystem på et stykke millimeterpapir (ved både to-punktstest og tre-punktstest). De to (tre) fundne punkter forbindes og stregen forlænges (ekstrapoleres) op til den skærer en vandret streg svarende til den beregnede maksimale puls. Fra skæringen mellem de to linjer tegnes en lodret linje ned på x-aksen. Det maksimale cykelarbejde (cykelarb.(max)) aflæses, hvor den lodrette linje skærer x-aksen. 37 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Beregning af maksimal arbejde Det maksimale cykelarbejde (i watt) er imidlertid kun en mindre del af det maksimale arbejde kroppen udfører, da en stor del af musklernes arbejde bruges til fx gnidningsmodstanden i musklerne. Den øgede respiration og hjertets øgede aktivitet kræver også mere ilt. Ved cykling er den såkaldte nyttevirkning på 23 %. Det vil sige, at kun 23 % af det arbejde musklerne udfører reelt går til at cykle. Resten bliver til varme. Det maksimale arbejde kan derfor udregnes ud fra det maksimale cykelarbejde på følgende måde: Maksimale arbejde (watt) =( x 100 % Omregning fra watt til kilojoule pr. minut Det maksimale arbejde omregnes til kilojoule pr. minut (kJ/min)ved at gange med 60 og dividere med 1000 (da en watt svarer til en joule pr. sekund). Maksimale arbejde (kilojoule pr. min.) = Omregning fra kilojoule pr. minut til maximalt iltoptag Da der for hver liter ilt, der optages i kroppen, frigives 21,1 kJ, og da hvilestofskiftet svarer til et iltoptag på 0,25 liter O2/min, kan den maksimale iltoptagelse beregnes således: VO2(max) (Liter pr. min.) =( ) + 0,25 liter pr. min. 38 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Omregning fra maximalt iltoptag til kondital Den maksimale iltoptagelse pr. minut omregnes til kondital ved at dividere med kropsvægten og gange med tusinde (for at få værdien i mL ilt pr. minut pr. kilo): Kondital (mL ilt pr. min. pr. kilo) = ( ) Rapportvejledning Teori: 1. Forklar kort hjertets og kredsløbets funktion og opbygning, herunder begreberne puls og blodtryk. 2. Hvorfor har de arbejdende muskler brug for rigelig blodtilførsel? Hypotese: Fremgangsmåde: Skriv kun hvis den anvendte fremgangsmåde afviger fra vejledningens. Resultater: 1. Forsøgsresultaterne skal indføres i resultatskema. 2. Pulskurver kopieres til et Word dokument og vedlægges opgaven. 3. Udregningerne af konditallet vises for en enkelt af forsøgsdeltagerne. De resterende kondital angives blot i et skema. Diskussion: 1. Vurdér forsøgspersonernes kondital i forhold til normalværdierne i nedenstående skema 39 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Kilde:http://www.altomkost.dk/Testdinsundhed/Testdinkondition/Forside.htmfødevarestyrelsen 2. Er der en sammenhæng mellem forsøgspersonernes oplyste aktivitetsniveau og kondital? 3. Forklar pulskurvens forløb. Hvor længe er pulsen om at indstille sig på en ny arbejdsbelastning? Er der her en sammenhæng med konditallet? 4. Hvorfor skal man dividere med kropsvægten for at finde konditallet? 5. Hvorledes kan man forbedre sit kondital? 6. Hvilken effekt tror du en forbedret kondition vil have på pulsen ved en bestemt arbejdsbelastning? Begrund! 7. Hvilken effekt vil du vurdere at rygning har på ens kondital? Begrund! 8. Vurdér testens fejlkilder. Konklusion: 40 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Eksperiment nr.: 7 Kostundersøgelse Navn: Makker(e): Rettet af: Dato: 41 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. 7. KOSTUNDERSØGELSE. Relevant baggrundsstof: Næringsstoffernes opbygning, energibehovet for voksne, de 10 kostråd fra efteråret 2013, noget om kostrelaterede sygdomme. Introduktion: I efteråret 2013 blev der offentliggjort 10 officielle kostråd. Dette er Statens officielle anbefaling af, hvordan vores kost bør sammensættes. Læs mere her: http://www.altomkost.dk/Anbefalinger/De_officielle_kostraad/Kostraad.htm Fedt bør max. udgøre 30 % af energiindtaget. Indtaget af mættede fedtsyrer plus transfedtsyrer skal begrænses til ca. 10 % af energiindtaget. Transfedtsyrer skal begrænses så meget som muligt. Monoumættede fedtsyrer skal udgøre 10-15 E% og polyumættede fedtsyrer 5-10 E%. Proteiner skal udgøre 10-20 % af energiindtaget og være af sådan kvalitet, at behovet for livsnødvendige aminosyrer bliver dækket. Indholdet af livsnødvendige aminosyrer er størst i animalsk protein. Derfor kan det være hensigtsmæssigt at undersøge mængden af dette i kosten. Tilbage er kulhydraterne, der bør udgøre resten, hvilket vil sige 50-60 % af energiindtaget (E%) og indeholde en vis mængde kostfibre. Totalindtagelsen af kostfibre for voksne bør være 25-35 g pr. dag. Indtaget af tilsat sukker bør ikke overstige 10 % af energiindtaget. Energiindholdet måles i kJ. Den enkelte persons energibehov afhænger af køn, alder, vægt og mængden af fysisk aktivitet, man dagligt udfører. Den samlede energi man indtager bør naturligvis afpasses efter dette. Formål: Formålet er at vurdere og sammenligne energifordelingen og ernæringsværdien i forskellige typer frokostmenuer. Materialer: Forskellige frokostretter Bagevægt til afvejning af de enkelte ingredienser Den lille levnedsmiddeltabel (http://www.foodcomp.dk/download/Den_lille_levnedsmiddeltabel-4udg.pdf) Lommeregner Fremgangsmåde: Start med at veje hele måltidet og noter vægten ned i skemaet på side 46. Frokostretten skilles ad i de enkelte bestanddele og det noteres ned, hvad hver enkelt del vejer. Hver ingrediens føres ind i det udleverede skema (side 45) og næringsindholdet bestemmes ved hjælp af værdierne i levnedsmiddeltabellen. Beregninger: Beregn hvor mange gram fedt, kulhydrater Beregn hvor mange kilojoules (kJ) måltidet indeholder. og protein måltidet indeholder. 42 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Beregn energifordelingen i måltidet dvs. hvor stor en procentdel af energien kommer fra fedt, kulhydrater og proteiner. Beregn hvor mange gram kostfibre måltidet indeholder. Beregn hvor mange gram mættede fedtsyrer, monoumættede fedtsyrer og polyumættede fedtsyrer måltidet indeholder. Indsæt resultaterne i tabellen s 46. 43 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Del-resultat for den frokost som I arbejder med; kyllingesandwich, rugbrødsmadpakke eller Mc-D Ingredienser/ de enkelte bestanddele i frokosten Total vægt (g) Total fedt (g) Mættet fedt (g) Fx Groft brød xx 27,4 2,7 Enkelt/monoUmættet fedt (g) Fler/PolyUmættet fedt (g) Proteiner (g) Kulhydrater (g) Tilsat sukker (g) Kostfibre (g) 13,3 4,7 22,4 35,8 0 8,2 Total for hele måltidet 44 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. Samlede resultater for hele holdet: Indhold Madpakke med rugbrød Kyllingesandwich McDonald burger Med mørkt brød Total vægt (g) Total fedt (g) Mættet fedt (g) Umættet fedt (g) Polyumættet fedt (g) Proteiner (g) Kulhydrater (g) Tilsat sukker (g) Kostfibre (g) Energi fedt (kJ) Energi Protein (kJ) Energi kulhydrat (kJ) Total energi (kJ) 45 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. RAPPORTVEJLEDNING: Teori: I dette afsnit skal du gøre rede for, hvor meget energi, du har brug for i løbet af en dag, og hvad energibehovet afhænger af - ud over din fysiske aktivitet. Dit energibehov kan estimeres ud fra følgende: Din vægt i kg ganges med 100 for kvinder (108 for mænd) og tallet du får, er dit energibehov i kJ i hvile. Hvis du har lettere legemligt arbejde dagligt ganges tallet med 1,55. Har du lidt hårdere arbejde, skal det ganges med 1,65 for kvinder (1,8 for mænd). Hvis du dyrker idræt skal du gange med et tal mellem 2 og 3, alt efter intensiteten og varigheden. Det fremkomne tal er dit daglige energibehov i kJ. En frokost udgør typisk 25 % af dette (en middag 30 %). Gør rede for, hvordan de forskellige næringsstoffer kulhydrat, fedt og protein er opbygget. Endvidere skal du forklare, hvorfor det er vigtigt, at du får en varieret kost, og hvad kroppen bruger de forskellige næringsstoffer til. Inddrag fibre og livsnødvendige aminosyrer. Angiv den anbefalede energifordeling (i %) af fedt, kulhydrater og proteiner i kosten samt hvor stor en procentdel af energien, der må komme fra tilsat sukker. Til sidst skal du kort beskrive hvilken fedtsyresammensætning, der er bedst for kroppen. Fremgangsmåde: Skriv kun, hvis der er afvigelser fra vejledningen. Hypotese: Giv en vurdering af den ernæringsmæssige værdi i din daglige kost. Resultater: Her vedlægges de udfyldte skemaer. Diskussion: 1. Vælg en af menuerne og forklar fra hvilke dele du får kulhydrater, fedt og proteiner. 2. Sammenlign energifordelingen i de tre frokostmenuer med sundhedsstyrelsens anbefalinger og diskuter, hvordan de hver især afviger. 3. Det anbefales at fordelingen af fedtsyrer i kosten fordeler sig med cirka en tredjedel af hver type. Hvordan er fordelingen af fedtsyrerne i de tre frokostmenuer? 4. Det anbefales at højst 10 % af energien kommer fra tilsat sukker. Hvor stor en del af energien (i %) kommer fra tilsat sukker i hver af de tre menuer? Hvor stammer det fra? 46 VUC Århus. Biologi C. Laboratoriekursus. 5. Det anbefales at man indtager ca. 0,5 gram kostfibre pr. kilo kropsvægt dvs. en person på 60 kg skal have ca. 30 gram kostfibre om dagen. Giv forslag til hvordan indholdet af kostfibre kan øges i de tre menuer. 6. Hvordan vurderer du, ud fra ovenstående resultater, ernæringsværdien i de tre forskellige frokostmenuer set i forhold til de sundheds- og ernæringsmæssige krav der stilles? 7. Anfør til sidst hvilke sundhedsmæssige konsekvenser det kan få, hvis man ikke overholder de anbefalede normer. 8. Hvilke fejlkilder og usikkerhedsmomenter er der ved at foretage en kostundersøgelse på denne måde? 47
© Copyright 2024