Kapittel 10

Her finner du råd, løsningsforslag og tips til oppgavene i kapittel 10 Stoffkretsløp og energistrøm

 

10.1.1

a) Stoffer som de levende organismene må ha for å leve, blir brukt i mange ulike kjemiske reaksjoner. Når stoffene er brukt skilles de ut som avfallsstoffer. Avfallsstoffene blir så brukt om igjen ved at produsentene tar dem opp slik at du kommer inn igjen i næringskjedene.

b) Eksempler på slike stoffer er karbon, nitrogen og fosfor.

10.1.2

Energikvaliteten avtar ved overføring fra ledd til ledd i næringskjedene, og det meste forsvinner til omgivelsene i form av varme.

10.1.3

Enzymer trenger energi til å starte en reaksjon. Transport av enkelte stoffer gjennom cellemembraner krever energi, all metabolisme, dvs oppbygging av stoffer.

10.1.4

Energi fra sola blir bundet i karbohydratene hos produsentene. Så spises de av 1. konsumentene og energien overføres via det de spiser (produsentene). Så spises 1. konsumenten av 2. konsumentene og energien overføres videre.

10.2.1

a) CO2 er nødvendig i grønne planter for at de gjennom fotosyntesen skal danne karbohydrater.

b) Karbohydratene blir i celleåndinga brutt ned til CO2 igjen som alle levende organismer puster ut.

10.2.2

Hvis nedbryterne forsvinner, vil det hope seg opp med organisk materiale, og ingen av stoffene vil sirkulere. Det vil derfor på kort tid bli for lite tilgjengelig nitrogen og fosfor og andre nødvendige næringsstoffer.

10.2.4

Du må utgangspunkt i reaksjonslikningen og atommassen for de ulike grunnstoffene. 2 C8H18 har en masse på 228 mens 16 CO2 har en atommasse på 704, dvs. vel tre ganger så høyt.

10.2.7

Et tre er et viktig karbonlager. CO2 tas opp og omdannes i fotosyntesen. Store trær inneholder derfor mye karbon.

10.2.8

a) til atmosfæren : forbrenning / celleånding

b) fra atmosfæren: fotosyntese / opptak i vann

c) hogst reduserer CO2-mengden i biomassen, forbrenning frigjør CO2 til atmosfæren, vannkraft verken øker eller reduserer mengden CO2 i atmosfæren

10.3.1

a) Det er ca 78 % nitrogen i atmosfæren.

b) Det er veldig få organismer som kan ta opp nitrogengass fra atmosfæren og bruke det i de ulike reaksjonene.

10.3.2

De fleste planter, dyr og andre organismer tar opp nitrogen i form av ammoniumioner, NH4+, eller nitrationer, NO3- .

10.3.3

Mye næringsstoffer vil føre til oppblomstring av produsenter. De har kort levetid, og det trengs mye oksygen til nedbrytingen. Det vil bli for lite oksygen til celleånding hos konsumentene.

10.3.4

Fiksering av nitrogen er å omdanne N2 fra lufta til nitrogenforbindelser som produsentene kan ta opp.

Nitrifisering er når aerobe bakterier omdanner NH4+ til NO2- og videre til NO3-.

10.3.5

Plantene skiller ut kjemiske stoffer i jorda som tiltrekker de symbioselevende bakteriene. De trenger inn i rothårene og videre inn i rotbarken. Barkcellene hos vertsplanten deler seg og danner små knoller der bakteriene lever og formerer seg. De får energirike karbohydrater og andre næringsstoffer fra plantene. Slik skaffer de energi til å fiksere nitrogen.

10.3.6

Denitrifiseringsbakterier lever under anaerobe forhold. De skaffer oksygen til celleåndinga ved å spalte nitrationer til oksygengass og nitrogengass.

10.3.7

Når det er lite O2, (som i myrer og i bunnen av innsjøer) vil noen bakterier spalte NO3- -ioner til O2 ( til celleånding) og N2-gass. Dette øker denitrifiseringen. Ved ikke å pløye eller drenere vil også denitrifiseringen øke fordi det ikke kommer nok oksygen til jorda.

10.3.8

Begge gir jorda mer oksygen. Det stimulerer nedbryting og nitrifikasjon. Det hindrer denitrifisering.

10.3.9

Ved å øke oksygentilførselen stimuleres dekomposisjon og nitrifikasjon, samtidig som denitrifisering hindres fordi oksygen blir brukt i stedet for nitrat.

10.3.10

På røttene til rødkløver er det knoller med bakterier som fikserer nitrogen fra lufta.

10.4.2

Ca 99 % av solenergien blir reflektert eller absorbert i atmosfæren, 1 % når bakken og av dette treffer 0,1 % produsentene. Av dette er 0,5 til 1 % lys med riktig bølgelengde for fotosyntesen.

10.4.3

a) Det organiske materialet som produsentene lager per år ved fotosyntese, kaller vi primærproduksjon.

b) Den totale vekten av alle organismene i et økosystem kaller vi biomasse.

10.4.4

Tørrvekt er alltid brukt fordi vanninnholdet i de ulike organismene varierer mye.

10.4.5

a) Mens primærproduksjon er den totale vekten av alle organismer, er netto primærproduksjon det som er igjen etter nedbryting av organisk materiale i celleåndinga.

b) Hvert energinivå i en næringskjede kalles et trofisk nivå.

10.4.6

a) Trofisk effektivitet er det som er igjen av energien til egen vekst eller reproduksjon.

b) Larven som spiser blad bruker 35 % av energien til celleånding og 50 % av energien brukes til celleånding. Bare 15 % blir igjen til vekst og vil dermed være tilgjengelig for neste ledd i næringskjeden.

10.4.7

De økologiske pyramidene gir greie oversikter over hvem som spiser hvem og hvor stor den trofiske effektiviteten er i økosystemet.

10.4.8

Tallpyramider er pyramider der arealet av hvert nivå symboliserer antall individer. Biomassepyramider er pyramider der hver etasje symboliserer biomassen. Energipyramider er pyramider der hvert nivå viser hvor mye kjemisk energi som føres videre til neste ledd i form av nye celler og vekst.

10.4.9

Primærproduksjon om vinteren eller i områder med tørke foregår stort sett av trær. Dermed vil tallpyramidene være små nederst. En del av 1. og 2. konsumentene vil også være borte, de store planteeterne vil være der, men de utgjør relativt få individer. I en biomassepyramide vil trærne utgjøre en relativt stor andel av produsentnivået, likeledes vil de store planteeterne og utgjøre en stor del av 1. konsumentnivået. I toppen vil begge typer pyramider være omtrent like.

10.4.10

Biomassepyramider måler hvor mye organisk materiale det er i hvert ledd i næringskjedene i et gitt område på et gitt tidspunkt. Da kan massen av primærkonsumentene være større enn massen av konsumentene. Skjer av og til i økosystemer i vann. Energipyramider måler hvor mye energi det er i hvert ledd i en næringskjede. Det er alltid tap i hvert ledd til omgivelsene i form av varme.


10.4.11

Det skyldes at produsentene er svært små, de vokser hurtig og formerer seg rask. De blir spist eller dør omtrent like fort som de formerer seg. Derfor kan det være større biomasse av primærkonsumenter i et gitt område på et visst tidspunkt enn produsenter.

10.4.12

Eutrofiering er når næringstilgangen til et økosystem øker på grunn av økt tilførsel av nitrogen- og fosforioner.

Det kan først gi en kraftig økning i mengden av planteplankton, og deretter oksygenmangel på grunn av mye nedbryting/celleånding når planteplanktonet dør.

10.4.13

I en skog kan tallpyramiden være smal nederst dersom man teller trær som produsenter, mens energipyramider alltid er bredest nederst fordi energien til produsentene er større enn energien til 1. konsumentene.

10.4.14

Fordi planteplankton har kort levetid og liten biomasse i et bestemt øyeblikk, spesielt i mai, juni og juli.

10.4.15

I gjennomsnitt:

Produsentene: 100 %, 1. konsumentene 10 %, 2. konsumentene 1 % og 3. konsumentene 0,1 %.

10.4.16

Den trofiske effektiviteten er 20 J dvs 20 %. Det er dette som er igjen til vekst.

10.4.17

a) Energitapet er på omtrent 90 % for hvert ledd i næringskjeder på land. Mange landlevende dyr trenger bl.a. energi til å holde en konstant kroppstemperatur. Etter fire ledd er det ikke mer energi tilgjengelig.

b) Energitapet for hvert ledd i næringskjeder i vann er mindre. Det skyldes bl.a. at de aller fleste vannlevende dyr har samme kroppstemperatur som vannet. De bruker derfor ikke energi til å holde kroppen sin varm.

10.4.18

Fordi det brukes omtrent 10 ganger så mye energi til å produsere kjøtt som å produsere korn dersom kjøttet kommer fra en primærkonsument.

10.5.1

Bioakkumulering er når stoffer oppkonsentreres i en organisme, mens biomagnifikasjon er når stoffer oppkonsentreres i en næringskjede.

10.5.2

Miljøgifter er stoffer som er skadelige i større eller mindre konsentrasjoner og som brytes langsomt ned i næringskjedene. De har en tendens til å binde seg til spesielle proteiner eller bli lagret i fettvevet.

Eksempler på slike gifter og skadevirkningene, se side 347 i læreboka.

10.5.3

Bonden kan enten gjødsle med kunstgjødsel eller plante erteplanter inne i mellom radene med jordbær.

10.5.4

Det vil alltid overleve noen som giften ikke virker på. Disse vil formere seg og danne nye resistente populasjoner.

10.5.5

Tips: bruk nettet og gå for eksempel inn på Miljødirektoratet, Norges Naturvernforbund og Bellona.

10.5.7

a) Miljøgiftene blir spredt med vann og luft etter at de er sluppet ut i naturen ved sprøyting eller ved utslipp fra fabrikker eller renseanlegg.

b) DDT, PCB og POP.

c og d) Defekte kjønnsorganer, nedsatt fertilitet, redusert tetthet i knokler og tenner.

10.5.8

En hormonhermer er et stoff som likner hormoner og som kan påvirke hormonstyrte prosesser hos dyr og mennesker.

10.5.9

a) Bromerte flammehemmere er organiske stoffer som inneholder brom. De blir brukt som brannhemmende midler i tekstiler, elektriske produkter og i isolasjon.

b) De blir et miljøproblem fordi de nedbrytes veldig sakte og konsentreres oppover i næringskjedene (biomagnifikasjon).

c)Ved langvarig påvirkning kan de gi leverskader, hormonforstyrrelser og skader i nervesystemet.

 

 

Eksamensoppgaver

E 10.1 B

E 10.2 C

E 10.3 Nitrogenfikserende bakterier får N2 til å reagere med med H2 til NH3. Nitrifiserende bakterier er aerobe, de omdanner NH4- til NO2- - og NO3- -ioner. Denitrifiserende bakterier omdanner NO3- tilbake til N2-gass og O2-gass.

E 10.4 Utslippene er i første rekke NH3 som omdannes til nitritt- og nitrationer. Dette vil øke veksten av alger. Mange alger har kort levetid og når de brytes ned av mikroorganismer kreves oksygen. Det kan bli for lite oksygen som kan føre til at fisk og andre organismer dør.

E 10.5 Energien fra sola blir bundet i karbohydratene i produsentene. Når konsumentene spiser produsentene, vil energirike forbindelser bli overført til neste ledd i næringskjeden, og videre når 1.konsumentene blir spist av 2. konsumentene. Det meste vil gå tapt til omgivelsene. (Bevegelse, celleånding, varme)

E 10.6 Når miljøgifter blir spredt tas de opp av nedbrytere, produsenter eller 1. konsumenter. 1. konsumentene spiser mange produsenter og 2. konsumentene spiser mange 1. konsumenter. Slik blir konsentrasjonen av gifter større og større for hvert ledd i næringskjeden fordi de som regel brytes seint ned.