Fundamental · Werkboek · 28. Ecosystemen en kringlopen StemExpert · Brecht Corbeel · schoolium.me
SE
StemExpert
F28. Ecosystemen en kringlopen — werkboek
FFundamental · deel F7 · Leven en systemen
Werkboek · hoofdstuk 28Ecosystemen en kringlopen
Wie wie eet, waar de energie heen gaat, en waarom een gesloten wereld zo moeilijk is
Je oefent eerst de rollen in een ecosysteem, voedselketens en de waterkringloop. Daarna lees je een voedselweb, reken je met de energiepiramide, volg je een koolstofatoom en lees je de metingen van Mauna Loa. In de uitdagingen maak je de balans van de meetkas (opdracht 28.12, voor je Habitat-portfolio), onderzoek je Biosphere 2 en reken je uit hoeveel sla één bewoner zuurstof zou geven.
Een gesloten fles met planten: licht gaat erin, warmte eruit, en al de rest gaat rond.
Hoe lees je een opdracht?
Drie tredenOefenenToepassenUitdagen
Elk hoofdstuk bouwt op: eerst oefenen (één stap, direct toepassen), dan toepassen (meerdere stappen, in een context), dan uitdagen (transfer, open problemen, andere leerlijnen erbij).
De StemExpert-schaal5
Eén moeilijkheidsschaal van 1 tot 9 over de drie niveaus heen: Fundamental loopt van 1 tot 4, Intermediate van 3 tot 7, Expert van 6 tot 9. Zo zie je dat de uitdaging van het ene niveau de oefening van het volgende is.
Oefenen
Oefenen
één stap, direct toepassen
28.1
Producent, consument of reducent?
Oefenen1Begrijpen8 min
Deel de organismen in.
a
Vul de tabel in: producent, planteneter, vleeseter, alleseter, afvaleter of reducent.
organisme
rol
eik
konijn
paddenstoel (schimmel)
vos
zeewier
regenworm
bacterie in compost
mens
watervlo (eet algen)
28.2
Voedselketens maken
Oefenen1Tekenen10 min
Maak met de gegeven organismen telkens een voedselketen, met pijlen in de juiste richting.
a
rups, koolmees, eikenblad, sperwer
b
stekelbaars, algen, reiger, watervlo
c
vos, gras, konijn
d
Duid in de eerste keten de producent, de planteneter en de vleeseters aan.
28.3
Biotisch of abiotisch?
Oefenen1Begrijpen6 min
Een slaplant in de meetkas wordt door veel factoren beïnvloed.
a
Schrijf B (biotisch) of A (abiotisch): (a) de temperatuur, (b) bladluizen, (c) de hoeveelheid licht, (d) een schimmel op de bladeren, (e) het bodemvocht, (f) de buurplant die schaduw geeft, (g) de koolstofdioxide in de lucht.
b
De buurplant geeft schaduw: waarom noem je dat een biotische factor, hoewel het over licht gaat?
28.4
De waterkringloop benoemen
Oefenen2Begrijpen10 min
In de figuur staan zes pijlen van de waterkringloop, met een letter.
De waterkringloop, met de processen A tot F.
a
Schrijf bij elke letter het proces.
letter
proces
A
B
C
D
E
F
b
Bij welke letters verandert water van toestand? Welke faseovergang is het (hoofdstuk 6)?
28.5
Stroom of kringloop?
Oefenen2Begrijpen8 min
Juist of fout? Verbeter de foute uitspraken.
a
(a) Een koolstofatoom in je lichaam kan vroeger in een dinosaurus gezeten hebben.
b
(b) De energie in een konijn wordt, als het konijn sterft, door de reducenten teruggegeven aan de planten.
c
(c) Zonder zon zou er in een ecosysteem na een tijd niets meer leven.
d
(d) Er zijn minder vossen dan konijnen omdat vossen trager zijn.
Toepassen
Toepassen
meerdere stappen, in een context
28.6
Het voedselweb van een poel
Toepassen3Analyseren15 min
Bekijk het voedselweb van een poel.
Een voedselweb in een poel.
a
Noem de producenten en de toprovers.
b
Schrijf de langste voedselketen uit het web.
c
Van welke organismen leeft de stekelbaars? Op welke voedingsniveaus staat hij?
d
Een insecticide doodt alle muggenlarven. Wat gebeurt er met de watervlooien en met de algen? Leg uit.
e
Welk organisme heeft in dit web geen rover? Wat zegt dat over het web?
28.7
De energiepiramide
Toepassen3Rekenen12 min
In een bos leggen de eiken op een jaar 2 000 000 kJ vast. Rupsen eten eikenbladeren, koolmezen eten rupsen, sperwers eten koolmezen. Gebruik de vuistregel van 10 %.
a
Hoeveel energie per jaar komt terecht in de rupsen, de koolmezen en de sperwers?
b
Stel dat een sperwerpaar met zijn jongen per jaar 400 000 kJ nodig heeft. Hoeveel energie moeten de eiken dan vastleggen? Waarom heeft een sperwerpaar een groot jachtgebied nodig?
c
Waar gaat de 90 % die niet in het volgende niveau terechtkomt naartoe? Noem er twee.
28.8
De reis van een koolstofatoom
Toepassen3Begrijpen15 min
Een koolstofatoom zit in de koolstofdioxide van de lucht boven de meetkas. Een jaar later zit het opnieuw in de lucht, na een tocht via de sla, een slak, een merel en de bodem.
a
Beschrijf de tocht in stappen. Noem bij elke stap het proces (fotosynthese, eten, ademhaling, afsterven, afbraak ...).
b
Geef een kortere weg van hetzelfde atoom terug naar de lucht.
c
Geef een heel lange weg, van miljoenen jaren.
28.9
De Keelingcurve lezen
Toepassen3Analyseren15 min
Gebruik de twee grafieken van Mauna Loa in het handboek.
a
Lees af: in welk jaar werd voor het eerst 400 ppm (jaargemiddelde) overschreden?
b
Hoe groot was het verschil tussen mei 2024 (426,90 ppm) en september 2024 (422,03 ppm)? Waarom ligt het maximum in het late voorjaar (mei-juni)?
c
Op het zuidelijk halfrond is de schommeling veel kleiner. Geef een verklaring.
d
Stel dat de stijging van 2,6 ppm per jaar gelijk blijft. In welk jaar wordt 450 ppm bereikt (vertrek van 427,35 ppm in 2025)?
28.10
Maak: een flessentuin
Toepassen3Maken50 min
Bouw een flessentuin in een grote glazen pot met deksel: een laag kiezels, een laag potgrond, kleine plantjes die van vocht en halfschaduw houden, wat mos. Bevochtig, sluit, en zet hem bij een raam, maar niet in de volle zon. Volg hem vier weken.
a
Maak een schets van je flessentuin met de lagen en de organismen.
b
Welke organismen zijn producenten, welke reducenten? Zijn er ook consumenten?
c
Noteer elke week wat je ziet (condens, groei, schimmel, verkleuring).
week
waarneming
d
Verklaar het condens op het glas met de waterkringloop. Waarom zet je de pot niet in de volle zon?
Zo wordt dit beoordeeld
Bouw
Lagen correct, plantjes gezond, pot goed gesloten.
Rollen
Producenten, reducenten en eventuele consumenten juist benoemd.
Opvolging
Vier waarnemingen, zonder interpretatie in de waarneming zelf.
Verklaring
Waterkringloop en energie (licht erin, warmte eruit) correct uitgelegd.
In het handboek werd de balans van de meetkas gemaakt voor pluksla. Maak nu de balans voor een teelt in de zomer: 8 weken, de planten verbruiken gemiddeld 2,4 L water per dag, en je oogst 12 × 150 g basilicum (90 % water, droge stof voor 40 % koolstof). Voedingsoplossing 1,0 g/L.
a
Bereken de stromen: water in, water in de oogst, waterdamp uit, voedingszouten in.
b
Bereken de opgenomen koolstofdioxide en de afgegeven zuurstof (1 g koolstof uit 3,67 g CO₂; 0,73 g O₂ per g CO₂).
c
Teken het balansschema (in/uit) met je getallen.
d
Welke kringlopen zijn in de meetkas niet gesloten? Stel twee maatregelen voor om er één meer te sluiten, en zeg wat ze kosten.
Zo wordt dit beoordeeld
Berekeningen
Alle stromen juist, met eenheden, en de massabalans klopt.
Schema
Duidelijk onderscheid in en uit, met getallen.
Kringlopen
Water, koolstof en mineralen besproken; open plekken juist benoemd.
Maatregelen
Twee haalbare maatregelen met hun nadeel of kost.
28.13
Biosphere 2 onder de loep
Uitdagen4Analyseren25 min
Lees het verhaal over Biosphere 2 en bekijk de grafiek van het zuurstofgehalte. De lucht in het gebouw was ongeveer 200 000 m³.
a
Met hoeveel procentpunt per maand daalde het zuurstofgehalte?
b
Hoeveel m³ zuurstof verdween er in zestien maanden? (Tip: 20,9 % van 200 000 m³ is zuurstof.)
c
Bij ademhaling wordt zuurstof koolstofdioxide. Waarom steeg de koolstofdioxide dan niet evenveel? Waar zat ze?
d
Welke twee ontwerpfouten zou jij vermijden bij een nieuw gesloten station? Motiveer met wat je over producenten en reducenten weet.
Hint
Een daling van 20,9 % naar 14,5 % is een daling van 6,4 procentpunt van het hele luchtvolume.
28.14
Zuurstof voor één bewoner uit de meetkas?
Uitdagen4Rekenen20 min
Volgens het handboek geeft één teelt pluksla in de meetkas (6 weken, 42 dagen) ongeveer 77 g zuurstof af. Een bewoner van het station verbruikt ongeveer 0,84 kg zuurstof per dag (hoofdstuk 29). De meetkas neemt 0,72 m² grond in.
a
Hoeveel zuurstof geeft de meetkas gemiddeld per dag?
b
Hoeveel meetkassen heb je nodig voor één bewoner? Hoeveel m² grond is dat?
c
In de sovjetproef BIOS-3 was 8 m² algenkweek genoeg voor de zuurstof van één persoon. Geef twee redenen waarom dat zoveel minder is dan jouw antwoord.
d
Wat besluit je voor het station van Habitat?
28.15
Onderzoek: wat rot het snelst?
Uitdagen4Onderzoeken50 min
Reducenten breken dode resten af. Onderzoek welke materialen ze het snelst afbreken: een stukje appel, een vers blad, papier, karton en plastic, telkens in een potje met vochtige potgrond uit de tuin. Na vier weken graaf je ze op.
a
Onderzoeksvraag, hypothese, en de variabelen die je gelijk houdt.
b
Hoe meet je 'hoeveel is afgebroken'? Beschrijf een meetbare methode.
c
Noteer je resultaten.
materiaal
massa begin (g)
massa na 4 weken (droog, g)
afgebroken (%)
waarneming
d
Besluit en bespreking. Wat zegt je resultaat over plastic in de natuur?
Zo wordt dit beoordeeld
Eerlijke proef
Zelfde grond, vochtigheid, temperatuur, grootte van de stukjes; controlepotje.
Meten
Massa voor en na, na drogen; herhaald per materiaal.
Besluit
Onderbouwd met de tabel; beperkingen genoemd.
28.16
Debat: bomen planten tegen de opwarming
Uitdagen4Argumenteren25 min
Iemand zegt: 'We moeten gewoon genoeg bomen planten, dan is het klimaatprobleem opgelost.' Rekenwaarden (orde van grootte): een groeiende boom legt ongeveer 20 kg CO₂ per jaar vast; een Belg stoot ongeveer 8 ton CO₂ per jaar uit; in een bos staan ongeveer 300 volwassen bomen per hectare; België is ongeveer 3 miljoen hectare groot en telt ongeveer 12 miljoen inwoners.
a
Hoeveel bomen zijn nodig voor de uitstoot van één Belg? En voor alle Belgen? Hoeveel hectare bos is dat, vergeleken met de oppervlakte van België?
b
Wat gebeurt er met de koolstof in de bomen als het bos later afbrandt of de bomen verrotten?
c
Is bomen planten zinvol? Formuleer een genuanceerd standpunt.
Zo wordt dit beoordeeld
Rekenwerk
Correct en met eenheden; vergelijking met de oppervlakte van België.
Kringloop
Tijdelijke opslag van koolstof juist uitgelegd.
Standpunt
Genuanceerd: bomen helpen, maar vervangen minder uitstoot niet.
ZelfevaluatieKleur per doel: lukt al / bijna / nog niet
Ik kan de begrippen organisme, populatie, levensgemeenschap en ecosysteem gebruiken, en biotische en abiotische factoren onderscheiden.
Ik kan organismen indelen als producent, consument of reducent en hun rol uitleggen.
Ik kan voedselketens en een voedselweb tekenen en lezen, met de pijlen in de juiste richting, en voorspellen wat er gebeurt als een soort verdwijnt.
Ik kan uitleggen dat energie door een ecosysteem stroomt en stoffen in een kringloop gaan, en met de vuistregel van 10 % rekenen.
Ik kan de waterkringloop en de koolstofkringloop beschrijven met de processen die erin spelen.
Ik kan metingen van de koolstofdioxide in de lucht lezen en verklaren.
Ik kan uitleggen wat een gesloten ecosysteem nodig heeft, met voorbeelden van de flessentuin tot Biosphere 2, en de meetkas als ecosysteem beschrijven.
