Biobrændsel - Bioteknologi - HTX

Materialet er leveret af fagkonsulenterne som supplement til vejledningen for faget.

Fossile brændstoffer er en begrænset ressource og jagten på nye bæredygtige energiformer er i fuld gang. Samtidig stiger CO₂ udledningen og den globale opvarmning øges. Biobrændsel, f.eks. bioethanol, kan i den forbindelse være et interessant alternativ.

Eksamensopgave

Til forløbet er der tilknyttet et eksempel på eksamensopgave (word).

Kernestof

Cellebiologi: plantecellers overordnede opbygning
Mikrobiologi: vækst, vækstfaktorer
Makromolekyler: opbygning, egenskaber og biologisk funktion af carbohydrater
Enzymer: opbygning, funktion
Biokemiske processer: fotosyntese og de overordnede delprocesser
Eksperimentelle metoder: celledyrkning evt. spektrofotometri.

Forløbets opbygning

Lektion 1-2: Introduktion

Introduktion til problemstillingen, og mulighederne i plantebaserede stoffer. Tag f.eks. udgangspunkt i Bioteknologisk forskning, kapitel 11 fra KU, se litteraturlisten.

Lektion 3-9: Fotosyntese og planters opbygning

Planters opbygning, herunder fokus på den kemiske opbygning af strukturstofferne stivelse, cellulose og evt. lignin.

Fotosyntesen i overordnede træk.

Eksperiment

Klassisk forsøg med vandpest. Eleverne tilrettelægger selvstændigt forsøg til undersøgelse af fotosyntesen.

Lektion 10-20: Enzymer

Grundlæggende introduktion til enzymers opbygning og funktion, herunder faktorer der påvirker enzymhastighed. Kan læses efter sædvanlige bioteknologibøger.

Eksperiment

Eleverne kan selv designe småforsøg med enzymer, f.eks. spytamylases nedbrydning af stivelse, hvor reaktionen kan følges med iod/iodkalium, eller cellulases nedrydning af cellulose, hvor mængden af dannet glucose kan bestemmes f.eks. vha. et polariometer. Faktorer som substratspecificitet, temperatur og pH kan undersøges.

Lektion 21-27: Bioethanol

Hvordan fremstilles bioethanol? Brug f.eks. artikel fra Aktuel Naturvidenskab, se litteraturlisten.

Mikroorganismer til fermenteringen, herunder hvordan man forsøger at finde/udvikle nye mikroorganismer der er mere effektive.

Forskellen på 1. og 2. generations bioethanol og fordele og ulemper ved de to former, herunder en diskussion af etiske dilemma ifht. at anvende fødevarer til energiproduktion.

Eksperimentelt

Fremstilling af bioethanol. Vejledning kan findes på Biotechacademys hjemmeside, se litteraturlisten.

Forholdene under fermentering kan evt. ændres for at undersøge påvirkningen af udbyttet.

Lektion 28-34: Perspektivering/evaluering

Der arbejdes med en række optimeringer ifht. bioethanol produktion. Desuden arbejder man med andre former for biobrændsel.

Eleverne arbejde i grupper med en selvvalgt optimeringsmulighed/anden type biobrændstof. De fremstiller en præsentation eller lignende og fremlægger for hinanden.

Ideer kan være:

Udnyttelsen af alger
Udvikling af enzymer der kan nedbryde lignin eller enzymer der er bedre til at nedbryde cellulose
Fermentering med mikroorganismer der kan omsætte andre stoffer end glucose
Biogasproduktion
Biodieselproduktion