Dette forløb er udviklet af Manon Eggink, DTU Aqua og Jonas Niemann, Gentofte HF.
Forløbet er en del af projektet "Stem for Verdensmålene", der er et samarbejde mellem VerdensKlasse/Mellemfolkeligt Samvirke og DTU Aqua med støtte fra Novo Nordisk Fonden.
Formål
Forløbet er tiltænkt kemi B evt. kemi A, da elementet om proteiner går igen i begge læreplaner.
Der er til forløbet udarbejdet en vejledning over en øvelse, hvor man bestemmer proteinindholdet ved biuretmetoden i insekter.
Der er også produceret en kort journaløvelse, hvor den totale fedtmængde i insekterne bestemmes. Denne kræver ikke særlig viden om triglycerider, men blot polaritet, og den kan laves, hvis dette perspektiv ønskes inddraget.
Forløbet afsluttes med en øvelse, der er præcis den samme, som præsenteres i videoen med forskeren, Manon Eggink. Dette er en lang øvelse i oprensning og kvantitativ bestemmelse, som anbefales, hvis man ønsker at bruge lang tid i laboratoriet og vise alsidig laboratorieanvendelse. Det kunne også være i forbindelse med et projekt, SRO, SRP osv.
NB: Hvis du som underviser ønsker at inddrage en af forskerne fra videoen i undervisningsmaterialet i din undervisning, vil det, til og med udgangen af 2022, være muligt at booke en online-session til eksempelvis at gå i uddybende dialog med klassen om den forskning, der omtales i materialet. For at høre mere om mulighederne skriv til projektkoordinator Christian Riisager-Simonsen på chrii@aqua.dtu.dk [2]
Relation til FN's Verdensmål for bæredygtighed
Verdensmål 2: Stop sult [3]
Særligt delmål 2.2 og 2.4
Verdensmål 14: Livet i havet [4]
Særligt delmål 14.2 og 14.4
Faglige mål kemi A
- demonstrere forståelse af sammenhængen mellem fagets forskellige delområder
Faglige mål i kemi B
- anvende fagbegreber, fagsprog, modeller og metoder til at beskrive, analysere og vurdere kemiske problemstillinger
- gennemføre kvalitativt og kvantitativt eksperimentelt arbejde under hensyntagen til laboratoriesikkerhed, herunder tilrettelægge simple kemiske eksperimenter
- indsamle, efterbehandle, analysere og vurdere iagttagelser og resultater fra eksperimentelt arbejde
- gennemføre og vurdere beregninger ved undersøgelser af simple kemiske problemstillinger
- anvende relevante matematiske modeller, metoder og repræsentationsformer i behandling af kemiske problemstillinger
- indsamle, vurdere og anvende kemifaglige tekster og informationer fra forskellige kilder
- anvende fagets viden og metoder til analyse, vurdering og perspektivering i forbindelse med samfundsmæssige,teknologiske eller miljømæssige problemstillinger med kemisk indhold og til at udvikle og vurdere løsninger
Kernestof i kemi A og B
- Eksempel på makromolekyle: Proteiner, enzymer og chitin (og evt. fedtstoffer og evt. kulhydrater)
- kvalitative og kvantitative eksperimentelle metoder: Spektrofotometri og separation (og evt. vejanalyse og evt. titrering)
- organiske kemiske stofklasser: Carboxylsyrer, aminer, amider og deres egenskaber i særligt aminosyrer og i syre-baserealation
- organiske reaktionstyper: Kondensation og hydrolyse
- kemiske bindingstyper og opløselighedsforhold
Materiale
Artikel:
Oonincx, Dennis G. A. B.; de Boer, Imke J. M.; Environmental Impact of the Production of Mealworms as a Protein Source for Humans – A Life Cycle Assessment; 19. December 2012, Plus One
Lærervejledning [5] til forløbet med detaljeret lektionsoversigt
Lektion 1:
Materiale:
Powerpoint 1: Introduktion [6]
Abejdsark 1: Introduktion [7]
Spiselige insekter (kan købes online)
Bæredygtige proteiner - fra insekter til fiskefoder [8] - Introduktionsvideo med ph.d.-studerende, Manon Eggink, DTU Aqua
Lektion 2:
Fagligt omfang/lektier:
Film om aminosyrer og dipeptider [9]; Gymnasiekemi
Basiskemi B s.100-104 og 238-240 eller Basiskemi A s. 161-165
Kend kemien 3 s. 64-66 og 212-213 og 215-216
Aurum 2 s. 136-139 og 286-289
Materiale:
Powerpoint 2: Aminosyrer [10]
Arbejdsark 2: Aminosyrer [11]
Memorykort: Organisk kemi [12]
Memorykort: Organisk navngivning [13]
Brikker med aminosyrer [14]
Sakse
Lektion 3
Fagligt omfang/lektie:
Film om proteiner [15]; Gymnasiekemi
Basiskemi B s. 241-243 eller Basiskemi A s. 165-172
Kend kemien 3 s. 216-219
Aurum 2 s. 289-293
Materiale:
Powerpoint 3: Proteiner [16]
Arbejdsark 3: Proteiner [17]
Opløsning af stivelse og triiodid.
Lektion 4
Materiale:
Arbejdsark til forsøg 4: Proteinbestemmelser i insekter [18]
Apparatur og kemikalier som nævnt i vejledningen
Lektion 5A
Materiale:
Arbejdsark 5A: Kitin og bedre fiskemad [19]
Metodefilm [20] med ph.d.-studerende, Manon Eggink, DTU Aqua
Memorykort: Proteiner [21]
Evt. Memorykort: Fedt og kulhydrater
Lektion 5B
Materiale:
Forsøgsvejledning 5B: Kitinbestemmelse i fiskemad [22]
Metodefilm [20] med ph.d.-studerende, Manon Eggink, DTU Aqua
Memorykort: Proteiner [21]
Evt. Memorykort: fedt og kulhydrater
Ekstra
Bonusforsøg: Fedt i insekter [23] - der er også udarbejdet denne vejledning til en øvelse, man kan lave i relation til fedtstoffer.
Forløb
LÆR
Eleverne lærer om:
Eleverne vil primært lære om proteiner, hvordan de opbygges af aminosyrer, hvordan deres opløselighed og øvrige egenskaber kan manipuleres ved pH-ændring og temperaturændring. I forlængelse af dette introduceres kort enzymer.
Forløbet fokuserer så på bæredygtigheden af forskellige proteinkilder i fødevarer og undersøger specifikt, hvordan insekter kan bruges til at skabe mere bæredygtige proteinrige fødevarer, enten sekundært som fiskefoder og direkte.
Til sammenhængen med fiskefoder introduceres kitin, som findes i insekternes exoskelet, og hvordan indholdet af kitin påvirker næringsoptaget hos fisk, og hvordan kitinindholdet kan kvantitativt bestemmes gennem oprensning og spektrofotometri.
GØR
Til forløbet er der udviklet fire arbejdsark, der øver teorien om proteiner og deres opbygning, samt relationen mellem kost og FN's Verdensmål, samt forskningsperspektivet der introduceres i de producerede film. Dette passer med fire undervisningssessioner.
Der er også produceret tre øvelsesvejledninger, hvor proteinindholdet i insekter bestemmes med spektrofotometri, hvor fedtindholdet i insekter bestemmes med vejanalyse, og hvor kitininholdet i insekter bestemmes med oprensning og spektrofotometri.
Den sidste øvelse er præcis den samme, som præsenteres i videoen, og er ret omstændelig; den egner sig bedst som et projekt eller højniveauundervisning. Og den kan derfor også fravælges, hvortil man så kan se videoen og besvare et arbejdsark, hvor teorien i forsøget afdækkes.
Der er også produceret memorykort over generel organisk kemi, organisk navngivning og biokemi i dette forløb, som kan bruges til opsummering.
Forløbet er opbygget således (download detaljeret lektionsplan her [5])
Lektion 1 (modul 1): Introduktion
- Proteinudfordring
- Verdensmål
Lektion 2 (modul 2+3): Aminosyre
- Opbygning og sidekæder
- Polaritet
- Syre-baseegenskab, zwitterion
- Kondensation/hydrolyse og dipeptider
Lektion 3 (modul 4+5): Proteiner
- Primær, sekundær, tertiær og kvaternær struktur
- Ligander og metalcentre
Lektion 4 (modul 6+7+8): Forsøg: Proteiner i insekter
- Biuret regens i insekter
- Rapportarbejde
Lektion 5 (modul 9+10 (11+12+13+14): Case: Kitinbestemmelse
- Film
- Kitin, glukosaminer, aminosukre, chitossan.
(- Overordnet mål med øvelse
- Metode: proteinfjernelse - basisk hydrolyse
Forsøg: Kitin i insekter A: Fjerne protein
Forsøg: Kitin i insekter B: Fjerne mineraler
- Metodeintro og forsøg
- Måling på standardopløsninger
Forsøg: Kitin i insekter C: Spektrofotometrisk måling
- Spektrofotometrisk bestemmelse
- Databehandling og rapportarbejde)
DEL
Til øvelsesvejledningerne er der integreret arbejdsspørgsmål, så disse kan afleveres som rapporter eller journaler. Dette kan naturligvis konverteres til andre typer elevproduktion, men der er ikke udarbejdet skabeloner til dette.
