Category Archives: Laborointi

Eroosion vaikutus maaperään

|

Tällä harjoitustyöllä voidaan demonstroida erilaisten maaperien vaikutusta eroosion nopeuteen.

Välineet:

  • sakset
  • mittalasi

Aineet:

  • kolme muovipulloa
  • kolme purkkia
  • multaa
  • kariketta
  • narua
  • ruohon siemeniä, esim. rairuoho kasvaa nopeasti

Kolmesta pullosta leikataan irti osa reunasta, niin että pullot voidaan asettaa lappeelleen (kts. kuva) ja niissä voidaan kasvattaa kasveja. Pullot pitää asetella niin, että ne pysyvät paikallaan, esimerkiksi liimata alustaansa. Pullojen pitää tulla sen verran alustalta ulospäin, että niiden suuaukon alle saadaan ripustettua purkki, johon voidaan kerätä valuva vesi. Purkki voidaan kiinnittää narulla roikkumaan. Soveltuvia purkkeja ovat esimerkiksi pullojen alaosat tai jogurttipurkit.

Pullot täytetään identtisillä määrillä multaa niin, että multa on painettu tiukaksi. Mullan tason pitää jäädä pullon suiden alapuolelle. Lisää ensimmäiseen pulloon siemenet, toiseen karike äläkä lisää kolmanteen pulloon mullan lisäksi mitään. (Jos laitat pulloon, jossa on siemenet poisleikatun osan takaisin kanneksi, siemenet itävät ja kasvavat nopeammin.)

Kun siemenet ovat itäneet ja pullossa on tarpeeksi kasvustoa, koe voidaan aloittaa. Tähän asti pulloissa voi pitää korkkeja, mutta nyt ne pitää ottaa pois. Kaatakaa jokaiseen pulloon saman verran vettä päivittäin (esimerkiksi 0,5- 1 dl – voi arvioida sen mukaan kuinka paljon aurinko paistaa – eli vettä haihtuu – ja kuinka paljon päivittäin pullon läpi virtaa vettä).

Lapappadolcen kuva tuloksista (http://www.lapappadolce.net/en/science-experiment-on-soil-erosion-2/)

Lapappadolcen kuva tuloksista (http://www.lapappadolce.net/en/science-experiment-on-soil-erosion-2/)

Kun vettä on kertynyt kuhunkin purkkiin noin desin verran, kertyneen veden väriä voi vertailla. Odotusten mukaisesti kasvusto vähentää eroosiota, ja tässä purkissa pitäisi olla kirkkain vesi. Karike vähentää myös eroosiota, joten tässäkin pullossa sen pitäisi olla pienempää kuin suojaamattomalla mullalla.

Koetta voidaan vielä jatkaa tämän jälkeen, esimerkiksi mittaamalla läpitulleen veden pH:ta tai määrittämällä siitä aineita.

Maakiitäjäisten ravinnonvalinta

|

Tarvikkeet

  • muovisia laatikoita, esimerkiksi tukkukarkkilaatikoita
  • erilaisia ruoka-aineita

 

Maakiitäjäiset ovat helposti löydettäviä hyönteisiä, joita voidaan käyttää hyödyksi käyttäytymiskokeissa. Keväästä syksyyn maakiitäjäisiä voi löytää lehtometsistä ja tuoreilta kankailta helposti: maahan kaivetaan isohko kuoppa, johon asetetaan tukkukarkkilaatikko, tai joku muu riittävän korkea (> 3 cm) sileä- ja suorareunainen laatikko. Laatikko pitää asettaa kuoppaan niin, että laatikon reuna ei ole maantasoa korkeammalla ja että laatikon ja maan väliin ei jää koloa. Suurin osa maakiitäjäisistä on yöaktiivisia, joten seuraavana aamuna kannattaa tarkastaa onko ansaan päätynyt maakiitäjäisiä ja vapauttaa muut hyönteiset ja eläimet, jotka ovat päätyneet ansaan.

Maakiitäjäisiä voi pitää elossa laatikossa huoneenlämmössä, kun niille on järjestetty suojaa ja riittävästi kosteutta. Maakiitäjäiset ovat aggressiivisia, joten kaksi koirasta samassa laatikossa saattaa aiheuttaa ongelmia.

Cafeteria-kokeeksi kutsutaan koetta, jossa eläinyksilölle annetaan joukko erilaisia ruokavaihtoehtoja ja tutkitaan mikä niistä kiinnostaa eniten eläintä. Samaan aikaan voidaan antaa esimerkiksi kaksi tai kolme erilaista ravintoainetta. Eläimen on hyvä olla nälkäinen kokeen alussa, joten hyönteiset kannattaa ruokkia ensin, sitten pitää pari päivää nälässä ja tämän jälkeen asettaa kokeeseen.

Laatikossa on hyvä olla kosteutta ja suojaa niin paljon, että eläimet viihtyvät riittävän hyvin. Jos laatikkoon lisätään kariketta, on huomioitava, ettei siinä ole mitään syötävää maakiitäjäiselle. Esimerkiksi talouspaperit voivat olla hyvä turvallinen varmasti syötäväksikelpaamaton vaihtoehto.

Tutkimuksessa voidaan selvittää useita erilaisia tutkimuskysymyksiä, esimerkiksi: Ovatko maakiitäjäiset kasvinsyöjiä vai petoja? Vaihteleeko eri maakiitäjäislajien ruokamieltymykset? Kuinka paljon vaihtelua lajin sisällä on? Vaikuttaako maakiitäjäisen nälkäisyys syödyn ruuan määrään tai mieltymyksiin?

Maidon proteiinien selvittäminen

|

Välineet

  • 100 ml mittalasi
  • 100 ml keittopullo
  • 2 x 100 ml dekantterilasi
  • suppilo
  • suodatinpaperi
  • kaasupoltin tai keittolevy lämmittämiseen

Aineet

  • maito
  • etikka (n. 10%, esim. väkiviinaetikka)
  • 10% natriumhydroksidilious
  • laimea kuparisulfaattiliuos

Mittaa 50 ml maitoa 100 ml keittopulloon ja lämmitä maito vesihauteessa 40-asteiseksi. Lisää tämän jälkeen liuokseen etikkaa tipoittain, kunnes maito saostuu.

Anna seoksen jäähtyä ja suodata se sitten suodatinpaperin läpi dekantterilasiin. Tee heralle (suodatinpaperin läpi tullut neste) ja suodatinpaperiin juustomassalle valkuaisaineen osoitusreaktio.

Juustomassaa käytetään juustojen valmistukseen: yleensä yhtä juustokiloa varten tarvitaan noin kymmenen litraa maitoa. Samantyyppistä reaktiota käytetään hyödyksi juuston valmistuksessa, mutta silloin etikan korvaa usein juoksute, joka tehty esimerkiksi sian mahalaukusta. Mitä tarkemmin hera poistetaan juustomassasta, sitä kovempi juustoja valmistetaan. Heraa käytetään muun muassa vasikkojen juottorehun valmistukseen.

Eläviä rapuja

|

Tarvikkeet

  • Akvaario tai riittävän suuri astia, jossa kansi
  • Soraa ja kiviä pohjaksi
  • Keraamisia ruukkuja, tiiliä tai suurempia kiviä, muoviputkia piiloiksi
  • Hyvälaatuista luonnon vettä
  • Ruokaa, kuten porkkanaa

Rapujen pitäminen elossa luokkahuoneessa on suhteellisen helppoa. Rapu pysyy elossa huoneenlämmössä, jos mukana on hapetin. Jos hapetinta ei ole saatavilla, ravut kannattaa pitää jääkaapissa. Ravut selviävät myös hyvin kuivassa (kosteiden talouspapereiden kanssa) jääkaapissa. Rapuja ei kannata laittaa monia samaan akvaarioon, koska ne saattavat syödä toisensa.

Rapuja voi ruokkia rapupelleteillä tai esimerkiksi porkkanalla. Rapu on kaikkiruokainen, joten muut akvaarion asukit voivat myös joutua syödyiksi.

Rapujen käyttäytymistä on helppo tarkkailla: miten ne käyttävät eri raajojaan, miten ravut käyttäytyvät toisiaan kohtaan ja miten ravut hankkivat ravintoa. Ravut ovat niveljalkaisina osa yhtä eliökunnan suurinta sopeutumislevittäytymistä: nivelikästä jalkaa. Rapuja voidaan vertailla kuivan maan niveljalkaisiin, kuten hyönteisiin ja pohtia mitä sopeumia niillä on vesielämään.

Ravustuskausi on 21.7. – 31.10., muulloin rapu on rauhoitettu. Suomessa myös viljellään rapuja, jotka on saatavilla ympäri vuoden. Myös akvaarioliikkeistä myydään rapuja.

Maakiitäjäisten oppimiskyky

|

Välineet

  • T-labyrintti
  • muovilaatikoita (esim. tukkukarkkilaatikko)
  • kariketta

Maakiitäjäiset ovat helposti löydettäviä hyönteisiä, joita voidaan käyttää hyödyksi käyttäytymiskokeissa. Keväästä syksyyn maakiitäjäisiä voi löytää lehtometsistä ja tuoreilta kankailta helposti: maahan kaivetaan isohko kuoppa, johon asetetaan tukkukarkkilaatikko, tai joku muu riittävän korkea (> 3 cm) sileä- ja suorareunainen laatikko. Laatikko pitää asettaa kuoppaan niin, että laatikon reuna ei ole maantasoa korkeammalla ja että laatikon ja maan väliin ei jää koloa. Suurin osa maakiitäjäisistä on yöaktiivisia, joten seuraavana aamuna kannattaa tarkastaa onko ansaan päätynyt maakiitäjäisiä ja vapauttaa muut hyönteiset ja eläimet, jotka ovat päätyneet ansaan.

Maakiitäjäisiä voi pitää elossa laatikossa huoneenlämmössä, kun niille on järjestetty suojaa ja riittävästi kosteutta. Maakiitäjäiset ovat aggressiivisia, joten kaksi koirasta samassa laatikossa saattaa aiheuttaa ongelmia.

Maakiitäjäisten oppimiskykyä voi tutkia T-labyrintissä. Se on nimensä mukaisesti T:n muotoinen labyrintti, johon maakiitäjäinen vapautetaan ja jonka päässä maakiitäjäinen voi valita kääntyykö se oikeaan vai vasempaan.

Toiselle puolelle labyrinttiä voidaan asettaa suoja tai esimerkiksi ruokaa, jolloin maakiitäjäinen tuntee puolen houkuttelevaksi. Toisen puolen voi jättää tyhjäksi, tai siitä voi tehdä epämiellyttävämmän, esimerkiksi lisäämällä sinne suolaa tai – kuten kerran on onnistuneesti tehty – sitomalla muurahaisen liekaan.

Yksittäinen maakiitäjäisyksilö lasketaan labyrintin alkuun kymmenen kertaa ja joka kerta huomiodaan 1) kumpaan suuntaan maakiitäjäinen kääntyy labyrintin päässä ja 2) kuinka kauan maakiitäjäisellä kestää labyrintin päähän. Jos maakiitäjäiset oppivat, niiden pitäisi yhä useammin valita oikea puoli ja päätyä sinne nopeammin.

 

pH:n vaikutus vesielämään

|

Tässä tutkimuksessa säädellään kasvuympäristön pH:ta ja vertaillaan sen merkitystä eliöiden menestymiseen vedessä.

Tarvittavat välineet:

– isoja kasvatusastioita – n. ½ litraa, isot keitinlasit ovat paras vaihtoehto
– tislattua vettä
– luonnonvettä
– (laimeaa) rikkihappoa
– (laimeaa) natriumhydroksidia
– pH-mittari, esimerkiksi elektrodimittari tai lakmuspaperi
– lannoitetta

Mahdollisia lajeja:

– eläinplanktonia, kuten vesikirppuja tai hankajalkaisia
– limaskaa (saa yleensä akvaariokaupoista)
– kasviplanktonia, kuten pieniä leviä

Tehkää erilaisia kasvatusliuoksia, niin että yhdessä on tislattua vettä ja muissa pH:ta on muunneltu (pienillä määrillä!) rikkihappoa tai natriumhydroksidia. Sopiva pH-väli on 5-9, joten erilaiset kasvatusliuokset voivat olla vaikka pH:ssa 5,0;6,0;6,5;7;7,5;8,0;9,0. Jokaiseen lisätään pieni yhtäsuuri määrä lannoitetta, jotta vedessä on ravinteita. Lisäksi näiden lisäksi on syytä pitää kontrollinäytteenä eliöitä, jotka on tuotu luokkaan omasta ympäristöstä otetussa vedessään.

Lisätkää jokaiseen kasvatusliuokseen yhtä suuri määrä eliöitä. Tämän pystyy selvittämään esimerkiksi eläinplanktonin tapauksessa laskemalla (- eläinplanktonia on helpoin siirtää ja laskea pipettien avulla) tai kasviplanktonin tapauksessa sekoittamalla kerätty planktonnäyte hyvin ja laittamalla sitä jokaiseen liuokseen yhtä suuri määrä. Limaska kannattaa punnita, niin että jokaiseen liuokseen tulee yhtä suuri painomäärä.

Seuratkaa säännöllisesti eliöidenne kasvua. Kasviplanktonin kasvun voi laskea sekoittamalla veden, ottamalla siitä näyte ja laskemalla havaittujen solujen määrä. Toistoja on syytä tehdä vähintään kolme per näytteenottokerta. Eläinplanktonin pystyy laskemaan paljain silminkin. Limaskan kasvua on vaikea arvioida, mutta koko kasvuston paino voidaan punnita. Tämä on tosin sangen epäluotettava arvio limaskan määrästä. Limaskan kasvun voi selvittää lopuksi kuivaamalla limaska (esim. uunissa n. 40 asteessa) ja punnitsemalla kasvuston ns. kuivapaino.

Paperikromatografia kasvien lehdistä

|

Aineet:

– hiekkaa
– asetoni
– kasvien lehtiä (esim. pinaatti on hyvä)

Tarvikkeet:

– huhmare
– keitinlasi
– kromatografiapaperi, esim. valkaistu kahvinsuodatinpussi tai muut suodatinpaperi
– statiivi

HUOM. Asetoni on orgaaninen liuotin – käsittely tapahtuu vetokaapissa.

Leikatkaa saksilla kasvien lehtiä pienemmäksi ja murskatkaa sitten kasvin lehdet huhmareessa hiekan avulla. Lehtien sekaan kaadetaan asetonia niin, että massa peittyy. Uutos kaadetaan keitinlasiin. Paremman tuloksen saamiseksi tämä työvaihe voi tehdä edellisenä päivänä ja säilöä uutteen ilmatiiviiseen astiaan. Tällöin kannattaa siivilöidä uutos puhtaaksi ennen kromatografia-ajoa.

Leikatkaa kromatografiapaperista ohut suikale (noin 15 cm pitkä ja 2 cm leveä). Asettakaa paperi statiivin avulla roikkumaan niin, että alareuna osuu uutokseen, mutta sivureunat eivät osu keitinlasin seinämiin. Jättäkää liuotin kulkeutumaan noin tunniksi.

Ottakaa paperi pois uutteesta ja yrittäkää tunnistaa eri värejä kromatografiapaperilta. Ylimpänä pitäisi näkyä oranssi raita (karotenoidit), ja tästä alaspäin kellertävä (ksantofyllit), sinertävän vihreä (klorofylli A) ja kellertävän vihreä raita (klorofylli B).

Pigmenttejä voidaan tunnistaa laskemalla Rf-arvo. Rf on väriaineen kulkema matka kromatografiapaperilla jaettuna liuottimen kulkemalla matkalla. Kullakin pigmentillä on oma tyypillinen Rf-arvonsa tietyssä liuottimessa.

Tyypilliset arvot ovat noin:
klorofylli a 0,60
klorofylli b 0,50
karotenoidit 0,95
ksantofyllit 0,35

 

Miten erilaiset lehdet eroavat pigmenteiltään? Mistä lehdistä näkee selkeämmän tuloksen? Mitä tapahtuisi, jos kokeessa olisi mukana kasvien terälehtiä tai syksyisiä ruskanaikaisia lehtiä?

Osmoosi dialyysiletku-solumallissa

|

Osmoosia voidaan tutkia valmistamalla dialyysiletkusta solumallin. Opettaja valmistaa ennen kokeen suorittamista kolme liuosta, joissa on puhdasta vettä, 10% sokeria ja 30% sokeria. Opiskelijoiden tehtävänä on tunnistaa mikä liuoksista on mikäkin.

Tarvikkeet:

– dialyysiletkua
– narua
– sakset
– vesiastioita

Aineet:

– 2x maitojauheliuosta
– hanavettä, joka on merkitty A
– 10% sokeriliuosta, joka on merkitty B
– 30% sokeriliuosta vesiastiassa, joka on merkitty C

 

Dialyysiletkusta leikataan noin 20 cm pitkä palanen. Dialyysiletkun pystyy avaamaan pitämällä sitä vesihanan alla. Kun letku on auennut, toinen pääsvoidaan solmia narulla tiukasti kiinni. Letku täytetään sitten maitojauheliuoksella ja solmitaan niin, että letkun sisälle ei jää ilmakuplia.

Tätä solumallia voi tämän jälkeen käyttää liuosten tunnistamiseen. Malli voidaan laittaa liuokseen noin minuutiksi ja tarkkailla mitä vedelle ja mallille tapahtuu. 30% sokeriliuoksessa solumalli tyhjenee suhteellisen nopeasti. 10% sokeriliuoksessa voidaan havaita hitaampaa liikettä mallin lähellä. Puhtaassa vedessä värin siirtyminen on hyvin hidasta.

Mitä tapahtuu jos solumalli täytetäänkin maitojauheen lisäksi 10% sokeriliuoksella? Mitä tällöin tapahtuu solumallille erilaisissa liuoksissa?

 

Fenotyyppinen muuntelu ja normaalijakauma

|

Välineet mitattavasta asiasta riippuen:
– pituuteen työntömitta tai mittanauha
– pinta-alaan esimerkiksi millimetripaperi
– tilavuuteen sopii mittalasi
– painoon vaaka

Mitattava ominaisuus esimerkiksi:
– eläinten pituus: pohjaeläinnäytteistä, simpukoiden tai kotiloiden pituus, lemmikkieläinten pituus, ihmisten pituus tai jonkun ruumiinosan (etusormi, jalka yms.) pituus
– eläinten paino: oma syntymäpaino, lemmikkieläinten paino,
– lehtien koko: rakkolevän lehtien koko, koivun lehtien koko loppukesästä
– tilavuus: kananmunia tai vastaavia

1. Kerätään riittävän paljon näytteitä, joita voidaan mitata. Hyvä määrä on satoja: luokan havainnot voidaan kerätä yhteen jolloin jokaisen tarvitsee mitata vain esimerkiksi kymmenen mittausta.

2. Mittaukset luokitellaan sopiviin luokiin. Esimerkiksi ihmisten pituuden voi jakaa ryhmiin 150-155, 155-160, 160-165, jne. Tämän jälkeen kuhunkin luokkaan kuuluvien yksilöiden määrä voidaan laskea ja tehdä jakaumasta pylväsdiagrammi.

Näyttääkö jakauma normaalijakaumalta? Esimerkiksi ihmisen pituusjakauma ei ole normaalijakauma, vaan siinä on kaksi erillistä huippua. Miksi?

3. Populaatioiden eroja voi vertailla tutkimalla eri populaatioiden mittauksia. Hyviä kohteita on esimerkiksi rakkolevän lehtien pinta-ala suojaisassa tai avoimessa ympäristössä, koivunlehtien pinta-ala valoisassa tai varjossa tai pohjaeläinten koko virtaavassa tai paikallaan seisovassa vedessä.

Eroavatko mitatut populaatiot toisistaan? Jos populaatioiden jakauma oli normaali, tämän voi testata t-testillä.

Mitkä biologiset ominaisuudet eivät usein seuraa normaalijakaumaa?

Risteytyskokeet banaanikärpäsillä

|

Välineet:
– jäykät pinsetit
– pieni pensseli
– kasvatusastioita, joissa happea läpäisevä korkki
– preparointimikroskooppi tai hyviä suurennuslaseja

Aineet:
– eetteria tai muuta nukutusainetta
– banaanikärpäsiä (saa esimerkiksi yliopistoilta joissa tehdään kokeita banaanikärpäsillä)

Tyypilliset banaanikärpästen mutaatiot:
– villityyppi
– tynkäsiivet: autosomaalinen resessiivinen
– kierteiset siivet: autosomaalinen dominantti
– keltainen ruumis: X-kromosomaalinen resessiivinen
– tumma ruumis: autosomaalinen resessiivinen
– valkosilmaiset: X-kromosomaalinen resessiivinen

Banaanikärpäsnaaras parittelee ensimmäisen kerran 8-12 tuntia kuoriutumisen jälkeen, joten risteytyskokeita varten kasvatusastia on tyhjennettävä kaikista aikuisista kärpäsistä ja naaraat on otettava sivuun korkeintaan kahdeksan tuntia tyhjennyksestä. Kun naaraita pidetään kolme-neljä päivää keskenään, mahdollisten paritelleiden naaraiden pääsyn mukaan tunnistaa ensimmäisten toukkien kuoriutumisesta.

Kärpästen käsittelyä varten ne pitää nukuttaa. Banaanikärpäset nukutetaan esimerkiksi eetterillä. Tämä onnistuu laittamalla pari pisaraa eetteriä pumpuliin ja sitten nukutusastiaan. Kasvatusastiaa koputtamalla kärpäset saa astian pohjalle ja korkin poistettua ne voidaan kopauttaa nukutusastiaan, joka suljetaan mahdollisimman nopeasti. Myös pumpulipuikon kastaminen eetterillä ja tämän laittaminen kasvatusastiaan voi toimia. Lisäksi on saatavilla kaupallisia tuotteita.

Nukutusaineen vaikutus toimii yleensä 5-10 minuuttia. Useampi perättäinen nukutus saattaa tappaa kärpäset, kuten myöskin liiallinen nukutusaineen annostelu. Kuolleen kärpäsen tunnistaa siitä, että sen jalat ja siivet ovat suorassa kulmassa ruumiiseen nähden.

Nukutetut kärpäset asetellaan valkoiselle paperille ja järjestellään sukupuolen mukaan. Banaanikärpästen sukupuolet erottaa helposti: kun kärpänen on selällään, koiraan takaruumis on kapeampi ja takaruumiin kärki on tummempi. Harjoittele esimerkiksi tällä sivustolla: http://www.biologycorner.com/fruitflygenetics/sex.html

Myös koteloista voidaan tunnistaa sukupuoli, mutta tämä vaatii enemmän tarkkuuta. Koiraskoteloiden ensimmäisissä raajoissa näkyy jo tummat parittelukammat. Nämä puuttuvat naarailta.

Risteytyskokeisiin voidaan ottaa vaikkapa kuusi yksilöä per sukupuoli. Kärpäset siirretään kasvatusastiaan ja niiden annetaan herätä siellä. Aikanaan kärpäset parittelevat ja lisääntyvät. Kasvatuskaapissa (28 astetta) kärpäset kehittyvät huomattavasti nopeammin kuin huoneenlämmössä: kehittyminen munasta aikuiseksi kestää noin 11 päivää, kun huoneenlämmössä saattaa kestää kolmekin viikkoa. Ennen kuin F1-polvi kuoriutuu, P-polven yksilöt otetaan pois kasvatuspullosta, jotta eri sukupolvet eivät sekoitu.

F1-polven kärpäsille voidaan risteytyksestä riippuen laskea odotusarvot fenotyypille ja sitten laskea risteytyksen tulokset. Kun kaikki kärpäset ovat kuoriutuneet, ne nukutetaan ja niiden fenotyyppi selvitetään. Havaittuja fenotyyppejä voidaan verrata odotettuihin fenotyyppeihin. Samalla voidaan valikoida vanhemmat F2-polven kärpäsille.

 

Jos kasvatuksia pidetään yllä pidemmän aikaa, kärpäset pitää siirtää uuteen kasvatuspurkkiin noin 20-30 päivän välein. Purkkien nimeäminen ja kirjan pitäminen mitä missäkin löytyy on olennaista! Banaanikärpäsiä voidaan käyttää moneen muuhunkin tutkimukseen.

Kasvatusliuos (1 l – noin 100 kasvatusastiaan):
– 9 dl vettä
– 15 grammaa hiivaa
– 10 grammaa soijajauhetta
– 70 grammaa maissijauhoa tai mannaryynejä
– 5 grammaa agaria
– 1 dl siirappia
– hieman kuivahiivaa

Sekoita hiiva- ja soijajauhe desilitraan vettä sekä erikseen maissijauho ja agar desilitraan vettä. Kiehauta muu vesi ja sekoita joukkoon maissijauho-agar -seos. Sekoita hyvin. Tämän jälkeen lisää hiiva-soija-seos. Keitä 10 minuuttia. Anna hieman ja siirrä sitten kasvatusalustoihin, joissa seos jäähtyy. Kun seos jäähtynyt kädenlämpöiseksi, lisää pinnalle vähän kuivahiivaa. Jäähtyneeseen seokseen voi lisätä homeiden kasvua estävää ainetta kuten etikka, Nipag M tai propionihappo.

Maahengityksen mittaaminen

|

Välineet:

– tiiviitä näytepurkkeja (hillopurkit käyvät paremman puutteessa)
– lääkemittoja tai vastaavia pieniä läpinäkyviä astioita

Aineet:

– maaperänäytteitä
– bromitymolisininen-liuosta

Maaperänäytteitä kannattaa kerätä erilaisista ympäristöistä ja erilaisista maaperistä, esimerkiksi pellolta, hiekasta, kompostista, metsän karikkeesta ja niin edelleen.

Maaperänäytteet kerätään niin, että purkit ovat noin puolillaan. Purkin keskelle asetetaan tukevasti lääkemitta, jossa on bromitymolisininen-liuosta. Purkki suljetaan ilmatiiviisti ja annetaan olla 3-5 päivää. Tämän jälkeen lääkemitat voi ottaa pois purkeista.

Bromitymolisininen on emäksissä pH:ssa sininen ja happamassa pH:ssa keltainen. Kun maaperänäytteistä vapautuu hiilidioksidia soluhengityksen takia, se liukenee veteen, jonka pH laskee. Näin ollen mitä alempi pH, sitä voimakkaampi maahengitys. Mitä enemmän maaperässä on hajottajia, sitä keltaisemmaksi väri muuttuu.

Periaatteessa tutkimuksen voi suorittaa myös luonnossa, jos haluaa autenttisempia tuloksia. Tällöin pitää huolehtia siitä, että maaperä suljetaan mahdollisimman hyvin ilmatiiviiksi kammion sisälle. Tutkimus pitää suorittaa alueella, jossa mittausta ei häiritä ja mieluiten varjossa, jotta kammion lämpötila ei nouse liian korkeaksi.

Soluhengityksen osoittaminen

|

Välineet:
– kaksi keittopulloa ja
– keittopulloihin ilmatiiviit korkit, joiden välillä on kumiletku

Aineet:
– bromitymolinsininen tai
– kalsiumhydroksidiliuos

Hiilidioksidin muodostuminen voidaan osoittaa esimerkiksi veden hiilidioksidipitoisuuden ja siten pH:n muutoksella tai kemiallisilla reaktioilla. Bromitymolinen sininen on kätevä indikaattori, koska se on muuttaa väriään lähellä neutraalia pH:ta. Emäksisessä se on väriltään sininen ja happamassa keltainen. Kalsiumhydroksidiliuos muodostaa hiilidioksidin kanssa sakkaa, jonka syntyminen voidaan havaita.

Näin voidaan tarkkailla, miten toisessa keittopullossa tapahtuu soluhengitys. Koeasetelma mahdollistaa esimerkiksi kasvien hiilidioksidin muodostamisen osoittamisen. Rakennetaan kaksi koeasetelmaa: asetaan molempiin toiseen keittopulloon indikaattori ja toiseen vettä, jossa on vesikasvi. Toinen kasvin sisältävistä keittopulloista peitetään valoa läpäisemättömäksi. Vertaillaan hiilidioksidin muodostumista.

Myös suoraan veteen, johon on lisätty bromitymolinsinistä, voidaan laittaa soluhengittäviä kasveja. Esimerkiksi elävät herneet alkavat liuoksessa käyttää happea ja tuottaa hiilidioksidia, jolloin nesteen väri vaihtuu.

Katalaasi-entsyymin toiminta

|

Välineet:
– koeputkiteline
– 5 koeputkea
– 4 muovipipettiä
– lasisauva
– maalarinteippiä ja tussia
– 250 ml dekanterilasi
– pH-indikaattoripaperi
– pinsetit
– lämpömittari
– kiehuva ja jääkylmä vesihaude

Aineet:
– katalaasia sisältävää ainetta, kuten maksa tai hiivaliuos
– vetyperoksidia
– suolahappoa (1M)
– natriumhydroksidia (10%)
– jäitä

 

Numeroi putket 1-6 ja laita ne koeputkitelineeseen. Jaa annettu katalaasia sisältävä aine (maksan palanen, hiivaliuosta noin 5ml, tms.) putkiin.

Valmistele eri käsittelyt:
– putki 1 toimii kontrollinäytteenä – sille ei tehdä mitään
– putkeen 2 laitetaan kaksinkertainen annos maksaa / hiivaliuosta
– putki 3 laitetaan jääkylmään vesihauteeseen
– putki 4 laitetaan kiehuvaan vesihauteeseen viiden minuutin ajaksi
– putkeen 5 lisätään kymmenen tippaa suolahappoa
– putkeen 6 lisätään kymmenen tippaa natriumhydroksidia.

Tämän jälkeen lisää putkeen 1 vetyperoksidia 2 ml ja sekoita. Seuraa reaktiota ja kirjaa havainnot ylös. Mittaa kokeen aikana putken lämpö: onko se korkeampi vai matalampi kuin alussa? Toista sama jokaisella putkella, niin että vertaat reaktioiden voimakkuuta ensimmäiseen putkeen.

Maksan tai hiivan sisältämä katalaasi-entsyymi hajoittaa vetyperoksidin vedeksi ja hapeksi:

2 H2O2 —-> 2 H2O + O2

Reaktion nopeus riippuu useista tekijöistä, joita tässä kokeessa testattiin: pH, lämpötila, entsyymin määrä ja hajotettavan aineen määrä kaikki vaikuttavat reaktion nopeuteen.

Mieti minkälaisen tutkimuksen voit tehdä tämän työn pohjalta. Miten selvittäisit miten pH, lämpötila, entsyymin määrä tai vetyperoksidin määrä vaikuttavat reaktion nopeuteen?

Kuluuko entsyymi reaktiossa? Miten voit testata tämän kokeellisesti?

Hampaat ja hiilihapotetut juomat

|

Välineet:
– hampaita
– erilaisia juomia

 

Hampaina voidaan käyttää esimerkiksi sian hampaita tai muuta helposti hankittavaa hammasmateriaalia. Hampaat kannattaa kuvata ja tutkia ennen koetta sekä punnita. Painon katoaminen on yleensä pientä, joten mahdollisimman tarkka vaaka on eduksi.

Kaadetaan laseihin erilaisia juomia, esimerkiksi kolajuomaa, energiajuomaa, maustettua hiilihapotettua vettä, maitoa, vettä ja niin edelleen. Lasit peitetään, jotta neste ei haihdu pois ja hiilihappo ainakin osittain pysyy nesteessä. Lasien kannattaa antaa olla ainakin kolme – neljä vuorokautta laseissaan.

Kokeen jälkeen hampaiden pintaa vertaillaan koetta edeltävään tilanteeseen. Hampaat myös kuivataan ja tämän jälkeen punnitaan.

Hiilihappoiset juomat ovat saattaneet tuhota hampaan ulkopinnan kiillepintaa. Tämän huomaa usein helpoiten kokeilemalla hammasta sormella.

Amylaasi ja happohyökkäys

|

Välineet:

– jokaiselle opiskelijalle kolme palaa lakmus-paperia (tai vastaava pH:n mittaukseen suusta toimiva mittari)
– näkkileipää
– ksylitoli-purukumia

Tätä työtä ei kannata suorittaa heti lounaan jälkeen tai muuna aikana, kun oppilailla todennäköisesti on happohyökkäys käynnissä.

Aluksi jokainen oppilas mittaa suustaan pH:n. Mittauksen jälkeen tulos kirjataan muistiin. Kun pH on mitattu, opiskelijat ottavat suuhunsa sen verran näkkileipää kun helposti suuhun mahtuu ja pureskelevat näkkileipää. Näkkileipää ei nielaista, vaan sitä pidetään suussa niin pitkään, että näkkileivän maku vaihtuu.

Parin minuutin kuluessa näkkileivän maku pitäisi vaihtua makeammaksi. Tämä johtuu siitä, että sylkirauhasten erittämä amylaasi-entsyymi hajottaa näkkileivän tärkkelystä disakkarideiksi ja muut entsyymit edelleen hajottavat näitä monosakkarideiksi. Tärkkelys ei maistu makealta, mutta nämä di- ja monosakkaridit maistuvat.

Tämän jälkeen näkkileipä voidaan nielaista ja suun pH mitataan jälleen. Nyt pH:n pitäisi olla merkittävästi alempi kuin edellisessä mittauksessa, koska suun bakteeritoiminta muuttaa sokerituotteita happamiksi aineenvaihduntatuotteiksi.

Puolet oppilaista ottaa tämän jälkeen purukumin suuhunsa ja pureskelee sitä pari minuuttia. Kaikki oppilaat mittaavat tämän jälkeen taas suunsa pH:n ja pH:n pitäisi olla purukumia pureskelleilla ainakin jonkin verran palautunut kohti alkutasoa, kun taas pureskelemattomilla pH on saattanut laskea vielä enemmän.

Purukumin pureskelun aiheuttama syljen lisäeritys puhdistaa suuta. Lisäksi bakteerit eivät pysty käyttämään hyödyksi ksylitoli-sokeria, joten bakteerien määrä ei lisäänny.

Lopuksi on syytä antaa purukumi myös niille oppilaille, jotka eivät sitä vielä saaneet.

Populaation koon arviointi

|

Opiskelijoille annetaan tehtävä laskea koulun a) oppilaiden ja b) opettajien määrä.

Tehtävän saa tehtyä parissa oppitunnissakin, mutta helpointa on, jos tehtävän voi suorittaa välitunnilla: tällöin sekä oppilaita että opettajia on eniten liikkeellä. Klikkeri helpotttaa laskemista.

Ennen tehtävän tekoa on käsitelty erilaiset populaation laskemisen tavat, kuten suorat menetelmät (ilmakuvaus, pesäkolot) ja epäsuorat menetelmät (merkintä-uudelleenpyynti, näytealat, ilmakuvaus, jälkien laskeminen).

Oppilaat voivat tehdä tutkimuksen pareittain tai pienissä ryhmissä. Oppilaille annetaan aikaa suunnitella käyttämäänsä menetelmää (puoli tuntia on yleensä riittävä aika), aikaa toteuttaa tutkimus ja lopuksi laskea tulokset ja pohtia menetelmän heikkouksia.

Mahdollisia menetelmiä:

Merkintä-uudelleenpyynti: opiskelijat voivat vaikka tarkkailla valitsemaansa ryhmää, kuten rinnakkaisluokan opiskelijoita. Jos opiskelijat tietävät kuinka paljon rinnakkaisluokalla on oppilaita, he pystyvät laskemaan kohtaamiensa kaikkien opiskelijoiden määrään suhteen tarkkailtavan ryhmän määrään ja siten arvioimaan kokonaisoppilasmäärän.

Hyödyt: Suoraviivainen ja melko helppo. Tutkimus on helposti skaalautuva siten, että siitä saa jo suhteellisen pienellä näytekoolla jonkinlaisen arvion ja lisäaineiston kerääminen on helppoa.

Haitat: Edustaako tarkkailtava ryhmä liikkumisensa suhteen tyypillistä oppilasta? Laskentaa pitää tehdä eri aikoina eri paikoissa, jotta otos on edustava.

Pesäkolot: Jos oppilailla on omat kaapit, näiden määrän voi laskea. Tällöin on tarpeen myös jotenkin arvioida kuinka suuri osa niistä on käytössä ja onko kaikilla oppilailla kaappi.

Hyödyt: Kaapit eivät liiku, helppo toteuttaa. Kaappien tarkkailu kertoo kuinka suuri osa kaapeista on käytössä.

Haitat: Vaikea selvittää kuinka monella oppilaalla on oma kaappi. Isossa koulussa vie paljon aikaa.

Jälkien laskeminen: Oppilaiden määrän voi arvioida laskemalla esimerkiksi kuinka moni oppilas kulkee tiettyyn aikaan koulun ovista.

Hyödyt: Tarkkailu on helppoa ja laskutulos on suhteellisen varma.

Haitat: Ovia saattaa olla useita ja näistä kulkee eri määrät oppilaita. Oppilaiden ovista kulkemisessa voi olla paljonkin eroja – kuinka suuri osa oppilaistaa käyttää ovea tarkkailuaikana?

Suora laskeminen: Kuinka monta opiskelijaa on esimerkiksi välitunnilla pihalla tai koulun ruokalassa. Tämä on mahdollista tehdä myös pienemmällä näytealalla.

Hyödyt: Suoraviivainen menetelmä.

Haitat: Miten saadaan selville kuinka suuri osa oppilaista on ruokasalissa tai pihalla? Isossa koulussa vaikeaa.

Opettajien määrä saattaa olla helpointa laskea suoraan, esimerkiksi opettajanhuoneen ulkopuolelta.

Solumalli kananmunasta

|

Välineet:

  • kananmuna
  • väkiviinaetikkkaa
  • väkevä sokeriliuos (yli 2 grammaa per desilitra)

Kananmunasta saa liuotettua kalkkikuoren pois jos kananmunaa pitää 24 tuntia (tai munasta riippuen ehkä kauemminkin) väkiviinaetikassa. Hyvä astia etikkakäsittelyyn on mahdollisimman pieni, koska koko munan pitää olla etikan peitossa – munaa joutuu kääntelemään, jos se on epätasaisesti kosketuksessa etikkaan. Lopputuloksena syntyy melko hyvin koossa pysyvä solumalli. Muna voi kuitenkin rajussa käsittelyssä hajota, joten sitä kannattaa käsitellä vain suojattujen tai helposti puhdistettavien pintojen yläpuolella.

Samalla solumallilla voi demonstroida myös osmoosia: munan voi laittaa vesijohtoveteen, jolloin muna paisuu, tai sen voi laittaa väkevään sokeriliuoukseen, jolloin muna kutistuu. Osmoosissa kestänee muutamia tuntej – esimerkiksi yön yli on riittävä aika.

 

Ihminen: Keuhkojen tilavuuden mittaus spirometrilla

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1 .Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          spirometri
–          vaihdettavia spirometrin suukappaleita
–          muistiinpanovälineitä
Tee näin:
  • Aseta mittausasteikko nollaan.
  • 1000 cm3=1 litra
  • Vedä keuhkosi täyteen ilmaa ja puhalla tasaisesti spirometriin.
  • Lue tulos asteikolta ja käännä asteikko takaisiin nollaan.
  • Vedä keuhkoihisi ilmaa normaalihenkäyksen verran ja puhalla tasaisesti spirometriin. Merkitse tulos muistiin.
Tuloksia:
Täyteen vedettyjen keuhkojen tilavuus on nimeltään vitaalikapasiteetti. Normaalihenkäyksen tilavuus on normaalikapasiteetti.
Tehtävän taustaa:

Normaalihenkäyksen ilmamäärä kuluu levossa, vitaalikapasiteetin ilmamäärä voimakkaassa rasituksessa.

Kasvit: Kasvi haihduttaa vettä

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          kasvin oksa, jossa vihreitä lehtiä
–          muovipussi
–          (teippiä)
Tee näin:
  • Pujota oksa muovipussiin ja sulje pussi hyvin esim. teipillä.
  • Vie pussi auringonvaloon n. 2 tunniksi.
  • Huomaatko muutoksia pussin sisäpinnalla?
Tuloksia:
Pussin sisäpinnalla näkyy kosteutta tai jopa vesipisaroita.
Tehtävän taustaa:
Tehtävässä havainnoidaan veden poistumista ilmarakojen kautta. Kasvi imee vettä jatkuvasti juurillaan ja joka haihtuu ilmarakojen kautta ilmaan. Ilmarakoja on koko kasvin pinnalla, mutta eniten niitä löytyy lehtien alapinnalta. Kasvi tarvitsee vettä nestejännityksen ylläpitämiseen, yhteyttämiseen ja muihin elintoimintoihin. Ylimääräinen vesi haihtuu ilmarakojen kautta ja kasvi voi säädellä avaamalla ja sulkemalla ilmarakoja veden määrän poistumista. Tätä ilmiötä sanotaan haihduttamiseksi.
Kokeessa pussin sisäpinnalle kertyvä sumu ja vesipisarat johtuvat siitä, että haihdutus jatkuu vielä jonkin aikaa sen jälkeen, kun oksa on irrotettu kasvista. Pian huomataan kuitenkin, että kasvin nestejännitys laskee, eikä vettä haihdu enää kasvin ilmarakojen kautta.

Pieneliöt: Kasvualustan valmistaminen

|

Mitä tarvitaan:

–      Petrimalja tai muu laakea kannellinen astia
–      Agar -jauhetta (voi ostaa esim. hyvin varustetuista ruokakaupoista)
–      Keittolevy
–      Kattila
–      (lämpömittari)

Miten tehdään:
1.       Sekoita vettä ja agar-jauhetta kattilassa siten, että saat 1,5%:n liuoksen. Tämän pitoisuuden saat sekoittamalla yhtä dl:aa vettä kohden n. 1,5 tl agar-jauhetta. Yhtä halkaisijaltaan 9 cm:n petrimaljaa kohden tarvitaan noin 20–25 ml litraa kasvualustaa. Siten yhdestä desilitrasta riittää noin neljään tai viiteen maljaan.
2.       Keitä seosta, kunnes kaikki jauhe on liuennut ja lämpötila on noussut lähes 100 asteeseen. Sekoita huolellisesti koko ajan, sillä agar palaa helposti pohjaan.
3.       Anna liuoksen jäähtyä noin 50-asteisessa vesihauteessa. Agar-liuos ei saa jäähtyä alle 45 asteeseen, sillä silloin se jähmettyy.
4.       Kaada n. 50-asteista liuosta petrimaljalle noin 4 mm paksuksi kerrokseksi.
5.       Jätä petrimalja jäähtymään kansi päällä. Jäähtynyt ja hyytelömäiseksi jähmettynyt agar-liuos on käyttövalmis bakteerien kasvatusalustaksi.
6.       Valetut maljat säilyvät jääkaapissa käyttökelpoisina pari viikkoa.
7.       Muista säilyttää maljaa pohja ylöspäin, ettei kondensoituva vesi pilaa hyytelöä tai näyttä.
 
Mikä on tehtävän idea?
Agar on eräistä valtamerten punalevistä eristettyä hiilihydraattiseosta. Pienikin määrä sitä saa vesiliuoksen jähmettymään. Agar–jauheesta valmistettu hyytelö sopii erittäin hyvin bakteerien ja muiden pieneliöiden kasvatusalustaksi. Osa pieneliöistä pystyy käyttämään pelkkää agaria ravintonaan, mutta joitakin pieneliöitä varten agar-liuokseen täytyy sekoittaa lisäravinteita.
Agar-maljan valamisessa voidaan veden sijasta käyttää esimerkiksi laimeaa lihalientä. Tämä lisää huomattavasti maljalla kasvavien bakteerien määrää. Liuokseen voidaan lisätä myös antibiootteja tiettyjen bakteerien kasvun estämiseksi. Agaria käytetään yleisesti myös ruuanvalmistuksessa esimerkiksi liivatteen korvikkeena makeisissa.

Kasvit: Fotosynteesi TV

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          Elodean eli vesiruton (tai muun vesikasvin) oksa
–          iso koeputki
–          kirkas pöytälamppu
–          hiilihapollista kivennäisvettä
Tee näin:
  • Täytä koeputki vedellä ja lisää siihen hiukan kivennäisvettä hiilidioksidipitoisuuden parantamiseksi.
  • Katkaise vesirutosta pala versoa ja upota se koeputkeen niin, ettei se pääse kellumaan ja katkaisu pinta ylöspäin.
  • Valaisee koeputkea lampulla ja tee havaintoja.
Tuloksia:
Verson katkaisupinnasta alkaa nousta kaasukuplia. Valon määrää säätelemällä voidaan vaikuttaa kuplien määrään. Kuplat ovat yhteyttämisessä vapautuvaa happea. Kuplien vapautumisen nopeus on yhteydessä yhteyttämisen voimakkuuteen.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä havainnoidaan yksi yhteyttämisen seurauksista ja tehdään yhteyttämiseen liittyviä omia tutkimuksia. Tässä tehtävässä valon määrä on rajoittava tekijä ja sitä säätelemällä voidaan tehdä erilaisia havaintoja.

Ihminen: Rasitus ja pulssi

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–         sekuntikello (yksi riittää kokeen johtajalle)
Tee näin:
  • Harjoittele lepopulssin määritystä: etsi sormilla kaula- tai rannevaltimo ja laske kuinka monta kertaa sydämesi lyö minuutissa. Käytä laskentaan 30 sek. ja kerro lyöntien lukumäärä kahdella.
  • Piirrä vihkoon taulukko, johon ensimmäiseen sarakkeeseen tule mittauksen järjestysnumero ja toiseen sydämen lyöntien tiheys.
  • Mitta ensimmäiseksi lepopulssi ja kirjoita tulos taulukkoon.
  • Suorita seuraavaksi 2-3 min ajan ruumiillista harjoittelua, esim. kyykkyhyppyjä.
  • Istu ja mittaa seuraavaksi rasituspulssi välittömästi rasituksen jälkeen.
  • Tee uusia mittauksia minuutin välein, kunnes lyöntitiheys on sama kuin lepopulssi.
  • Piirrä taulukon tuloksista diagrammi, jonon tulokset tulevat havaintopisteiksi (y-akseli: lyöntitiheyttä kuvaavat pisteet alkaen esim. 50:stä ja x-akseli: mittauskerojen järjestysnumerot). Voit yhdistää pisteet viivalla.
  • Eri diagrammeja vertailemalla voidaan miettiä oliko diagrammeissa eroja esim. poikien ja tyttöjen välillä, urheilevien ja ei urheilevien välillä jne.
Tuloksia:
Diagrammista voi tarkastella miten nopeasti sydämen lyöntitiheys palautuu ennalleen.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä on tarkoitus määrittää oppilaiden lepopulssi ja rasituspulssi sekä laskea niiden välinen erotus. Samalla opitaan taulukon ja diagrammin tekemistä ja tulkintaa. Sydän sykähtää vuorokaudessa n. 10 000 kertaa ja jokaisen sykähdyksenjälkeen se lepää pienen hetken. Kovassa työssä lyöntimäärä voi jopa kaksinkertaistua.

Ihminen: Polvirefleksi

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1 .Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tee näin:
  • Istu pöydällä jalat aivan pöydän reunalla riippuen.
  • Anna parin etsiä polvilumpiosi alareuna.
  • Sulje silmät ja rentoudu.
  • Parisi jännittää toisen käden sormet suorina ja napauttaa kämmensyrjällä jänteeseen polvilumpion alapuolelle.
Tuloksia:
Polvi ojentuu eli sääri potkaisee eteenpäin. ”Potkaisu” on venytysrefleksi. Suoraan reisilihaksen päähän liittyvän jänteen venyminen napautuksen voimasta laukaisee refleksin.
Tehtävän taustaa:
Tehtävässä havainnoidaan venytysrefleksi ja huomataan että refleksiliike tiedostetaan vasta sen tapahduttua. Refleksit jaetaan koukistus- ja venytysreflekseihin. Kehon pystyasennon säilyttäminen ja joustava liikunta perustuvat jatkuviin venytysreflekseihin. Lääkäri saattaa kokeilla polvirefleksiä tutkiakseen hermoston toimintaa. Monet koukistusrefleksit suojaavat kehoa vammoilta. Esim. kuuman esineen kosketuksesta aiheutunut nopea käden koukistus on koukistusrefleksi. Nämä refleksit ovat lihas refleksejä. Muita lihasrefleksejä on esim. pupillirefleksi. Siinä silmäterä supistuu valon vaikutuksesta.

Kasvit: Sipuli- ja porkkanaviljelmä

|

 Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.

Tarvikkeet:
–          hiekkaa tai puutarhamultaa
–          matala vati tai muu laakea astia
–          pieni sipuli
–          3 kpl porkkanan varren päästä leikattuja 3-5 cm paksuisia kiekkoja, joissa näkyy vielä vihreitä varren jäänteitä
Tee näin:
  • Täytä vati tai laakea astia n. 5 cm paksuisella kerroksella multaa tai hiekkaa ja kostuta hyvin pohjaa myöten.
  • Paina sipuli multaan suippo puoli ylöspäin n. 1 cm syvyyteen. Painaa myös porkkanapalat multaan leikkuupuoli alaspäin.
  • Pidä kasvualusta kosteana ja kirjaa tulokset viikon kuluttua. Tutki erityisesti juuria.
Tuloksia:
Sipuliin on kasvanut hajajuuristo, eli paljon samanpaksuisia juuria. Porkkanapalat ovat kasvattaneet ohuita juurenhaaroja ja pieniä lehtiä.
Tehtävän taustaa:
Tehtävässä on tarkoitus kasvattaa juuria ja tutkia niitä. Porkkanalla on iso pääjuuri, johon se kerää ensimmäisenä kasvuvuotena paljon vararavintoa. Pääjuuresta kasvaa ohuita pieniä juurenhaaroja. Seuraavana vuonna porkkana kasvattaa kukinnon ja tuottaa siemeniä – porkkana on kaksivuotinen kasvi. Jos kasvualusta ja muut olosuhteet ovat hyviä, porkkana pystyy kasvattamaan kukinnon myös pienestä juurenpalasta.

Sipulilla on hyvin lyhyt varsi ja hajajuuristo. Mikäli olosuhteet ovat suotuisia, sipuli kasvattaa heti juuria ja kohta myös vihreitä lehtiä.

Laboroinnit

|

Laboroinnit

  • Laboroinneilla tarkoitetaan perinteisesti elävän tai eloperäisen materiaalin käyttöä opetuksessa koululuokassa tai -laboratoriossa (Poijärvi 1989)
  • Laborointi voidaan järjestää myös oppilaiskeskeiseksi, jolloin se toteuttaa enemmän tutkivan oppmisen opetusmenetelmiä
  • Selkärankaisten rakenteen tutkiminen:
    – Kalan avaaminen; elimistöt ja niiden toiminta; kalan lisääntyminen
    – Sydämen tutkiminen; verenkiertoelimistö
    – Silmän tutkiminen; aistiminen
  • Kasvien rakenteen tutkiminen:
    – siemenet, jyvät, hedelmät

Muita laborointityyppejä:

  • Virtuaalinen laborointi: * http://learn.genetics.utah.edu/
  • Paperilaboroinnit – korvaa elävän materiaalin käytön:
    – Perinnöllisyystieteen risteytykset
    – Kuvien ja kaavioiden analysointi, esim. kuvallisesti ilmaistun koetuloksen tai mittauksen analysointi
    – Elektroforeesin tulosten tarkastelu
    – Ylioppilaskokeen tehtävät usein ’paperilaborointeja’

Ihminen: Osaavatko aivot ohjata

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tee näin:
  • Annetaan vuorotelleen työparille seuraavia käskyjä
–          taputa päätä oikealla kädellä ja taputa vatsaa vasemmalla kädellä
–          taputa päätä oikealla kädellä ja piirrä vatsan päällä ympyrää vasemmalla kädellä
–          taputa päätä vasemmalla ja piirrä ympyrää vatsalla oikealla kädellä
Tuloksia:
Samanlaisen liikkeen tekeminen (esim. taputtaminen tai pyörittäminen) sujuu hyvin. Eri liikemalli (taputtaminen ja pyörittäminen samanaikaisesti) tuottaa jo vaikeuksia.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä havainnoidaan, että tahdolla voi vaikuttaa liikkeisiin, mutta jo kahden erilaisen liikkeen yhdistäminen vaatii paljon keskittymistä. Ihmisen aivoissa ns. valmis ohjelma samanlaisen liikkeen tekemiseen molemmilla käsillä. Eri liikkeiden tekeminen eri käsillä tuottaa vaikeuksia, koska kahden eri ohjelman samanaikainen käynnistyminen vaatii harjoittelua.

Ihminen: Mikä liikuttaa sormia 1

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1 .Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tee näin:
  • Vilkuta etusormellasi ja etsi liikkeeseen osallistuvia jänteitä kämmenselästä, käsivarresta ja kyynärpäästä.
Tuloksia:
Sormien liikuttelu vaikuttaa koko käsivarteen. Tämä tarkoittaa sitä, että osa sormien liikkeista aiheutuu käsivarsien lihasten supistumisen ja rentoutumisen vuorottelusta. Kolmipäinen olkalihas on olkavarren ojentaja.
Tehtävän taustaa:
Lihaskunto ja ryhti säilyvät hyvinä, kun ojentajia ja koukistajia kuormitetaan ja venytellään tasapuolisesti.

Ihminen: Sormenjälkien tutkiminen

|

Lähde: www.kerhonetti.fi

Mitä tarvitaan:
–      Leimasintyyny
–      Valkoista paperia
–      Luuppi
–      Malli eri sormenjälkikuvioista (ks. Vinkki tai Kuva 1)
–      (ilmapallo)
Vinkki: Selkeä malli sormenjälkien peruskuvioista, silmukka, kaari ja kierre (engl. loop, arch ja whorl) löytyy esim. FBI:n sivulta: http://www.fbi.gov/hq/cjisd/takingfps.html (englanniksi)
Miten tehdään:
  1. Kasta sormesi musteeseen ja paina paperille. Jos aikaa riittää, tee tämä molempien käsiesi kaikilla sormilla. Selkeiden sormenjälkikuvien ottaminen voi vaatia hieman harjoittelua. Merkitse mistä sormesta mikin jälki oli peräisin.
  2. Tutki mallikuvia eri sormenjälkikuvioista. Mitä peruskuvioita (silmukka, kaari ja kierre) sormissasi on? Ovatko kuviot suuntautuneet oikealle vai vasemmalle? Millaisia muita tunnistamista helpottavia kuvioita sormenjäljissäsi on peruskuvioiden lisäksi?
  3. Jos haluat, voit painaa sormenjälkesi myös ilmapalloon. Kun puhallat palloon ilmaa, saat jäljen suurennettua.
 Mikä on tehtävien idea:Kämmenten ja sormenpäiden epiteelissä on erityisen selvät kohokuviot – sormenjäljet. Jokaisen ihmisen, jopa identtisten kaksosten, sormenjäljet ovat ainutlaatuiset. Sormenjäljet poimuttuvat sikiövaiheessa (n. 4 kuukauden iässä) ja myöhemmin ne vain kasvavat, mutta eivät muuta muotoaan. Sormenjälkien yksilöllisyyttä käytetään edelleen hyväksi rikostutkimuksessa.

 

Ihminen: Maistellaan sokeria

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          vaniljasokeria kannellisessa purkissa. Tärkeintä on, etteivät oppilaat pysty ulkoisten tuntomerkkien perusteella sanomaan, mitä purkissa on.
–          kertakäyttölusikoita
Tee näin:Muista, että koululaboratoriossa ei saa maistella ja syödä mitään ennen kuin ollaan varmoja, että se on täysin turvallista.
  • Pyydä oppilaita puristamaan nenä tukkoon ja tulemaan vuorotelleen luoksesi.
  • Anna jokaiselle oppilaalle lusikan kärjellinen vaniljasokeria suuhun (nenä on pidettävä kiinni koko ajan ja siihen asti kunnes sokeri on syöty, muista ottaa jokaiselle oppilaalle oma lusikka tai puhdista lusikka välillä).
  • Oppilas palaa paikalle ja kirjoittaa ylös sen aineen nimen, jonka luulee saaneensa suuhun ja sen jälkeen voi päästä irti nenästä.
  • Kun kaikki oppilaat ovat käyneet maistamassa ainetta ja tehneet arvion aineesta, käydään lyhyt keskustelu siitä, mitä oppilaat arvelevat syöneensä.
  • Kuinka moni arvelee syöneensä sokeria ja tuleeko yhtään arvausta että aine oli vaniljasokeri?
  • Sen jälkeen voi joko kaikille tai muutamalle halukkaalle antaa ainetta maisteltavaksi niin, että myös hajuaisti on mukana.
  • Tunnistavatko oppilaat aineen helpommin?
Tuloksia:
Tässä tehtävässä on tärkeätä, että oppilaat pitävät yhteisen keskustelun asti arvion aineesta omana tietona. Jos nenästä on pidetty kunnolla kiinni, melkein jokainen tunnistaa aineen tavalliseksi sokeriksi. Vasta hajuaistin avulla aine paljastuu vaniljasokeriksi.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä havainnoidaan että maun tunteminen riippuu muistakin aisteista, ei pelkästään makuaistista. Suussa olevat makunystyrät aistivat vain neljä perusmakua. Se mitä sanomme ruoan mauksi, liittyy suurelta osin ruoan tuoksuun. Jokainen on ehkä havainnut, että nuhaisena ruoka ei maistu juuri miltään.

Ihminen: Kosketuspisteiden etsintä

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          muovipussin suljin, hius tai terävä lyijykynä
Tee näin:
  • Etsi kosketuspisteitä koskettelemalla hyvin varovasti esimerkiksi ranteen, otsan ja poskien ihoa sekä hiusten alla olevaa ihoa.
  • Tee sama olkavarren ulkosyrjän tai reiden iholle.
  • Mitä huomat?
Tuloksia:
Huomataan, että joissakin kohdissa ihossa on paljon enemmän kosketuspisteitä.
Tehtävän taustaa:
Tehtävässä on tarkoitus havainnoida ihon kosketusherkkyyden paikallisuus. Kosketuspisteet ovat kosketusaistin reseptoreita. Kosketuksen synnyttämä ärsytys aiheuttaa aivoissa kosketusaistimuksen. Kosketuspisteiden tiheys vaihtelee eri kohdissa ihoa. Esimerkiksi sormenpäissä, nenässä, huulissa ja kielen kärjessä pisteitä on hyvin runsaasti. Ihokarvat lisäävät kosketusherkkyyttä ja näin voimme tuntea esim. iholla ryömivän ötökän etenemistä. Tuntoaisti eli tuntoherkkyys on yhdistelmä useista aistimuksista: kivusta, kosketuksesta, paineesta, lämmöstä, kylmästä ja värähtelystä.Tässä kokeessa kosketuksen on oltava hyvin kevyttä. Jos kosketus on liian voimakas, se vaikuttaa syvemmällä ihossa oleviin paineen aistimiin. Nipistelemällä voi kokeilla, missä iho reagoi herkimmin paineeseen. Nipistykselle herkät kohdat eivät ole kovin herkkiä kosketukselle ja päinvastoin. Kyynärpää on hyvä esimerkki siitä: monia ihmisiä voi nipistää sieltä kovaa, mutta jo pienikin pisto voi tuntua kipuna.

Kasvit: Putkiloiden havainnollistaminen 2

|

Sokeroitu selleri

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1 .Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          kaksi tuoretta varsisellerin vartta
–          sokeria (ruokalusikallinen, 15 ml)
–          lusikka
–          kaksi juomalasia
–          vettä
–          kynä ja maalarinteippiä
Tee näin:
  • Täytä lasit vedellä.
  • Kiinnitä laseihin pala maalarinteippiä ja kirjoita toiseen ”Vettä” ja toiseen ”Vettä+sokeria”.
  • Lisää sen lasin veteen, jossa lukee ”Vettä+sokeria” n.15 ml sokeria ja sekoita kunnes sokeri on liuennut.
  • Leikkaa sellerin varresta pieni pala pois ja aseta kumpaankin lasiin yksi varsi.
  • Anna sellerin olla vedessä 1-2 päivää.
  • Maista pieni pala kummankin sellerin lehdestä. Huomaatko eron maussa? (Muista, että maistaminen ja syöminen laboratoriossa on pääsääntöisesti kiellettyä, joten maistamiskokeita saa tehdä ainoastaan silloin, kun ollaan täysin varmoja turvallisuudesta.)
Tuloksia:
Sokerivedessä ollut selleri maistuu makealta.
Tehtävän taustaa:
Tehtävän avulla voidaan miettiä käsitteitä putkilo taikka kasviravinne. Tehtävässä havainnoidaan, että lehtiruodissa ja lehdissä kulkee veden mukana ravinteita. Veteen liuenneet ravinteet (tässä kokeessa sokeri) liikkuvat kasvissa putkiloita pitkin jokaiseen soluun asti. Luonnossa kasvi saa ravinteita mullasta tai sadeveden mukana. Kasvi pystyy ottamaan ravinteensa ainoastaan veteen liuenneena ja vesi kulkee aina juurista poispäin kapillaari ilmiön ja haihtumisen ansioista. Aina kun kasvin pinnalta haihtuu vettä pois, sitä imetään taas lisää.

 

Ihminen: Pupilli reagoi valoon

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          taskulamppu (tai peili ja kirkas valonlähde)
Tee näin:
  • Katso parisi pupilleja, kun hän on kääntynyt huoneen pimeintä nurkkaa kohden ja varjostaa silmiään sivulta käsillään.
  • Valaise parisi silmiä taskulampulla tai peilin avulla. Mitä pupilleille tapahtuu?
  • Pyydä pariasi sulkemaan silmänsä ja laittamaan toinen kätensä silmien väliin valosuojaksi.
  • Pyydä avaamaan silmät ja valaise samalla toista silmää. Mitä varjossa olevalle pupillille tapahtuu?
Tuloksia:
Pupillit laajentuvat himmeässä valossa. Kirkas valo aiheuttaa pupillinen nopean supistumisen. Molemmat pupillit reagoivat samanaikaisesti.
Tehtävän taustaa:

Tässä tehtävässä on tarkoitus havainnoida valonmäärän vaikutusta pupillin (mustuaisen) kokoon. Pupilli on silmän keskellä oleva musta alue, sarveiskalvossa oleva aukko. Sen tehtävänä on päästä silmän sisälle sopiva määrä valoa. Hämärässä pupillin kokoa säätelevät lihakset ovat rentoina ja aukko pysyy suurena. Voimakkaassa valossa lihakset supistuvat ja aukko pienenee. Lihasten toimintaan ei voi vaikuttaa tahdolla, vaan ne toimivat automaattisesti. Pienentynyt pupilli suojelee silmän takaosassa olevia aistinsoluja liian voimakkaalta valolta. Kun valoa tulee sopivasti verkkokalvolle muodostuva kuva on mahdollisimman tarkka.

Kasvit: Räjähtävät raparperit

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          raparperin varsi (lehtiruoti)
–          vettä
–          astia
Tee näin:
  • Aseta kaksi 7-10 cm pituista raparperin varren palaa veteen.
  • Piirrä palojen muoto vihkon. Jätä palaset veteen yön yli.
  • Tarkista palat seuraavana päivänä. Onko palojen muodossa muutoksia?
Tuloksia:
Palaset halkeilevat ja käyristyvät vedessä yön aikana.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä havainnoidaan miten kasvin osa voi haljeta osmoottisesti imeytyneestä vedestä. Raparperin lehtiruotien sisäosissa on solukimppuja, joilla on voimakas kyky imeä itseensä vettä osmoosin avulla. Kasvin nestejännitys kasvaa paikallisesti solukimppujen imiessä vettä solukimppujen alueella. Solut turpoavat ja lopulta rikkoontuvat ja myös varren pintasoluko halkea. Käyristyminen osoittaa, että jännitys on suurimmillaan varren keksiosassa. Alkukevään kasvina raparperi hyötyy siitä, että pystyy imemään tehokkaasti vettä. Kokeessa vettä oli kuitenkin luonnottoman paljon ja solut eivät kestäneet nestejännityksen painetta.

Pieneliöt: Ruuan säilytystapoja

|

Lähde: Pekka Hannula, Päivö Somerma, Kurt Fagersted & Kielo Haahtela. 2006. Biologia 5 – Bioteknologia. Haahtela –kehitys Oy

Mitä tarvitaan:
–      Koeputkia (tai esim. lasipurkkeja)
–      Raaka-aineita (lisäaineettomia ja mahdollisimman käsittelemättömiä, esim. hedelmiä, lihaa, kalaa, vihanneksia, mehua tms.)
–      Tussi / teippiä astioiden merkitsemiseen
–      Materiaalia ruuan käsittelyyn, esimerkiksi:
    • Sokeria
    • Suolaa
    • Viinietikkaa tai muuta hapanta liuosta
    • Minigrippussi
    • Muovikelmua astioiden suojaamiseen
    • Vettä
    • Jääkaappi
    • Keittolevy ja kattila / kaasukeitin ja kuumennusta kestävä astia
Miten tehdään:
  1. Jaa raaka-ainenäyte esim. kuuteen koeputkeen / minigrip-pussiin / muuhun astiaan. Numeroi astiat.
  2. Käsittele eri putkissa olevaa ruokaa taulukoissa olevien esimerkkien mukaan. Voit myös itse keksiä omia säilyvyyttä parantavia käsittelytapoja.
  3. Tee arvio siitä, kuinka paljon pieneliöitä kullakin tavalla käsitellyssä näytteessä on seuraavalla oppitunnilla.
  4. Tarkista näytteen tila seuraavalla oppitunnilla ja vertaile tulosta arvoihin. Vertaile myös eri käsittelytapoja keskenään. Mitkä käsittelytavoista ovat järkeviä elintarvikkeen maun kannalta?
Mikä on työn idea:
Pieneliöiden lisääntymistä ruuassa voidaan estää heikentämällä niiden elinolosuhteita esimerkiksi lämpötilaa laskemalla. Myös korkea suola- tai sokeripitoisuus ja happaman säilöntäliuoksen alhainen pH hidastavat lisääntymistä. Useiden pieneliöiden aineenvaihdunta päättyy, kun pH laskee alle neutraalin. Myös hapettomat olosuhteet estävät happea käyttävien mikrobien toimintaa. Monet kaupoissa myytävät lihatuotteet on tämän vuoksi säilötty hapettomiin hiilidioksidikaasua sisältäviin pakkauksiin.
Pieneliöt voidaan myös tappaa elintarvikkeesta ja estää sen jälkeen uusien pieneliöiden pääsy elintarvikkeeseen. Esimerkiksi nestemäisen elintarvikkeen kuumentaminen riittävän korkeaksi tappaa useimmat pieneliöt. Tällöin myös säilöntäastiaa on kuumennettava, jotta myös siinä olevat pieneliöt kuolisivat. Tavallisia kuumennus -menetelmiä ovat pastörointi ja iskukuumennus. Pastöroinnissa neste kuumennetaan 30 minuutin ajaksi vähintään lämpötilaan 62˚C ja iskukuumennuksessa 10–20 sekunnin ajaksi lämpötilaan 140˚C.
 Esimerkkejä säilöntätavoista:
Lihanäyte
Pieneliöiden määrä
Koeputki
Säilöntä
Säilytyspaikka
Arvio
Tulos
1
–
huoneen lämpötila
2
–
jääkaappi
3
kylläinen suolaliuos
huoneen lämpötila
5
Viinietikka
huoneen lämpötila
6
Minigrippussi, josta ilma on poistettu
huoneen lämpötila
Hedelmä- / vihannesnäyte
Pieneliöiden määrä
Koeputki
Säilöntä
Säilytyspaikka
Arvio
Tulos
1
–
huoneen lämpötila
2
–
jääkaappi
3
kylläiseen sokeriliuos
huoneen lämpötila
5
Väkiviinaetikka
huoneen lämpötila
6
Minigrippussi, josta ilma on poistettu
huoneen lämpötila


Juomanäyte

Pieneliöiden määrä
Koeputki
Säilöntä
Säilytyspaikka
Arvio
Tulos
1
–
huoneen lämpötila
2
–
jääkaappi
3
kylläinen sokeriliuos
huoneen lämpötila
6
Kuumentaminen 100˚:ssa (ks. kuumennusohje)*
huoneen lämpötila
*Kuumennusohje:
Kuumenna neste 10 sekunnin ajaksi kiehuvaksi eli lämpötilaan 100˚C.
Jos kuumennat maitoa, sekoita liuosta jatkuvasti, jottei se palaisi pohjaan. Kuumenna tulitikulla myös säilöntäastian kannen sisäpuoli, jotta siinä olevat mikrobit kuolisivat.

Pieneliöt: Viilin ja jogurtin valmistus

|

Mitä tarvitaan:

– Pieniä kuppeja (esim. pestyjä viilipurkkeja)
– Maitoa (mahdollisimman rasvaista). Homogenoimaton maito (esim. luomumaito) antaa parhaan tuloksen
– Viiliä tai jogurttia (mahdollisimman rasvaista)
– Teelusikka
– Kelmua tms. kanneksi
– (Liesi/keittolevy ja kattila maidon lämmittämistä varten)

Miten tehdään:

1. Kaada kuppiin n. 1 dl maitoa.
2. Sekoita maidon joukkoon n. 1 tl viiliä tai jogurttia. Sekoita viili tai jogurtti ennen lisäämistä. (Lopputuotteen säilymistä voi parantaa lämmittämällä maito lähelle sen kiehumispistettä ennen viilin tai jogurtin lisäämistä)
3. Suojaa kuppi pölyltä esim. kelmulla. Laita kuppi lämpimään paikkaan noin vuorokaudeksi ja siirrä sen jälkeen jääkaappiin. Viili ja jogurtti säilyvät syömäkelpoisina jääkaapissa noin 5 vuorokautta.
4. Tutki seuraavalla tunnilla valmista viiliä tai jogurttia. Mitä maidolle on tapahtunut? Miltä tuote tuoksuu ja maistuu? Älä kuitenkaan maista tuotetta, jos epäilet se olevan pilaantunutta.

Mikä on tehtävän idea:

Viili ja jogurtti ovat hapanmaitotuotteita. Ne valmistetaan lisäämällä maitohappobakteereja pastöroituun maitoon. Maitohappobakteerit hajottavat maidon sokeria ravinnokseen ja tuottavat samalla maitohappoa. Viilissä on lisäksi villihometta, joka antaa viilin pinnalle nousevalle kermakerrokselle samettisen pinnan. Kermakerroksesta tulee ohuempi, jos valmistuksessa käytetään homogenoitua maitoa.
Maitohappobakteereja elää luonnostaan raakamaidossa, mutta viilin ja jogurtin valmistuksessa käytetään tiettyjä hyväksi havaittuja bakteerikantoja. Kullekin hapanmaitotuotteelle on olemassa omat bakteerikantansa, jotka antavat tuotteelle tyypillisen maun.   
Lisätutkimuksia:
Ota viilistä tai jogurtista pieni näyte hammastikulla ja levitä se ohueksi levyksi mikroskoopin objektilasille. Ota näyte sekä pinnan rasvaisesta kerroksesta että sen alta. Tutki näytettä mikroskoopilla ja piirrä näkemästäsi kuva.
Lähteet:
Tusa Saarikoski. 2004. Mikrobi – Mikrobiologian laborointikirja lukioon. WSOY
Finfood – Suomen Ruokatieto ry: http://www.finfood.fi

Ihminen: Onko tasapainoilu helppoa?

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          sekuntikello ohjaajalla
Tee näin:
  • Seiso yhdellä jalalla toinen jalkaterä polvitaipeen tukemana. Pidä kädet selän takana.
  • Tee sama silmät kiinni samalla, kun ohjaaja ottaa aikaa. Miten pitkään pystyt säilyttämään tasapainon?
  • Mitä tasapainoilun aikana tapahtuu? Vaikuttaako silmien sulkeminen tasapainoon?
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä on tarkoitus havaita, että myös liikkumatta pystyasennossa pysyminen on aktiivista työtä ja se vaatii useammankin aistin samanaikaista toimintaa. Tasapainossa pysyminen on aktiivista toimintaa ja näköaisti helpottaa tasapainon säilymistä. Pikkuaivoissa on tasapainokeskus, jonne tulee tietoja monesta suunnasta: lihas- ja nivelaistin reseptoreista, korvan sisällä sijaitsevasta tasapainoelimestä ja silmistä. Näiden tietoja avulla pikkuaivot säätelevät liikkeitämme niin, että ne muodostuvat mahdollisimman tarkasti.

Ihminen: Kuuleminen on värähtelyn aistimista

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          metallilusikka, metallihenkari tai joku muu metalliesine
–          60–100 cm pitkä puuvillanaru
Tee näin:
  • Solmi lusikka narun keskikohtaan.
  • Kierrä narunpäät sormiesi ympärille ja varmista että narut ovat yhtä pitkät.
  • Työnnä etusormien päät korviin.
  • Kumarru eteenpäin ja yritä osua lusikalla esim. pöydän reunaan tai tuolin selkänojaan.
Tuloksia:
Kuulet kirkonkellojen soittoa.
Tehtävän taustaa:

Värähtelevät kappaleet lähettävät ääniä. Kun lusikka osuus pöytään, sen metalli alkaa värähdellä. Värähtely välittyy korviin naruja pitkin. Kuulemien perustuu värähtelyjen aistimiseen. Värähtelevä kappale saa ilman molekyylit liikkumaan ja ne ”rummuttavat” korvassa olevaa tärykalvoa. Siitä värähtely siirtyy eteenpäin kuuloluihin ja sisäkorvan nestettä eteenpäin. Lopulta värähdykset ärsyttävät korvassa aistinsoluja, josta viesti siirtyy kuulohermoa pitkin aivoihin.

Solu: DNA:n eristäminen posken limakalvon soluista

|
Tarvikkeet:
–          2 lasia
–          kahvikuppi
–          teelusikka
–          ruokasuolaa
–          etanolia, sinolia (tai muuta vastaavaa alkoholia) (pidettävä mahdollisimman kylmässä työn ajan)
–          astianpesuainetta
–          koeputki (tai muu putkimainen astia)
–          (tikku, esim. coctail-tikku)
–          (jääastia, työ onnistuu parhaiten, kun työvaiheet suoritetaan jäissä
Tee näin:
  • Sekoita puoli teelusikallista ruokasuolaa puoleen kahvikupilliseen vettä. Lisää loraus astianpesuainetta. Sekoita varovasti.
  • Purskuttele suussasi noin puoli dl vettä minuutin ajan, jotta posken limakalvosta irtoaisi soluja. Valuta vesi suustasi varovasti tyhjään lasiin.
  • Kaada koeputkeen 2 cm verran soluliuosta ja 1 cm verran suola-pesuaine -liuosta. Kääntele putkea varovasti 3-4 kertaa (vältä vaahdon syntymistä).
  • Kaada liuoksen päälle varovasti (esim. reunoja pitkiin) jääkylmää etanolia liuoksen tilavuutta vastaava määrä. Odota minuutin ajan.
  • Alkoholi nousee vettä kevyempänä pinnalle ja DNA:n pitäisi erottua rihmamaisena alkoholikerroksessa. Voit yrittää kieputtaa DNA:ta varovasti tikun ympärille. Huomaa, että ohuempi tai paksumpi hyytelömäinen massa alkoholin ja muun liuoksen rajapinnassa ei ole DNA:ta.
  • Pohdi miksi soluliuokseen lisättiin suolaa ja astianpesuainetta? Miksi lisättiin jääkylmää etanolia?
Tehtävän taustaa:
DNA on rihmamainen molekyyli, joka on pakattu tiiviiksi kromosomeiksi solun tumaan. Perintötekijät eli geenit sijaitsevat DNA:ssa. Tässä työssä DNA tuli ulos soluista, koska astianpesuaineen tensidit rikkovat rasvoista koostuvan solukalvon ja tumakotelon kalvon. Suolan tehtävänä oli sitoa rikkinäisiä solukalvon osia, proteiineja ja hiilihydraatteja, jotka olisivat voineet tarttua DNA:han. Alkoholia lisättiin, koska kevyt DNA-rihma jää siihen kellumaan. Lisäksi DNA liukenee huonosti alkoholiin, jolloin se tulee näkyviin rihmamaisena rakenteena. Alkoholin alhainen lämpötila heikentää liukenemista vielä lisää. Tässä eristetty DNA ei ole puhdasta, vaan se sisältää yhä mm. siihen liittyneitä proteiineja. Jos DNA:ta eristettäisiin jatkotutkimuksia varten, käytettäisiin tarkempia menetelmiä.

DNA:ta voi eristää helposti myös kiivistä, tomaatista, kateenkorvasta tai muista raaka-aineista. Toisten raaka-aineiden soluista DNA saadaan kuitenkin paremmin näkyviin kuin toisten.

Pieneliöt: Hiivan käyminen

|

Mitä tarvitaan:

–      0,5 l:n pulloja (esim. 4 kpl)
–      Leivinhiivaa
–      Sokeria
–      Lämpöhaude: astia ja lämmintä vettä
–      Indikaattoriliuosta (tai pieniä ilmapalloja)
–      Sinitarraa tai muovailuvahaa
–      Pillejä tai muuta putkea (1-2 pilliä / pullo riittää)
–      Pieniä purkkeja (yhtä monta kuin pullojakin)
–      Teelusikka
–      Teippiä
Miten tehdään:
1.       Mittaa 4:een muovipulloon n. 5 g hiivaa ja 1 dl vettä. Lisää pulloihin sokeria 0, 1, 2 ja 4 tl. Merkitse pulloihin niiden sokerimäärät.
2.       Sulje pullojen suut sinitarralla ja yhdistä ne pilleillä ja teipillä astioihin, joissa on saman verran indikaattoriliuosta. Sijoita hiivapullot kädenlämpöiseen lämpöhauteeseen ja seuraa miten nopeasti indikaattorin väri muuttuu kokeen aikana. Merkitse ajat muistiin kunkin pullon kohdalta. Kokeen voi tehdä myös asettamalla ilmapallot pullojen suille. Pallojen pullistuminen vastaa indikaattorin värimuutosta.
3.       Miksi väri muuttui tai pallot pullistuivat?
4.       Mistä johtuivat eri pullojen aikaerot värimuutoksessa tai pallojen pullistumisessa?
Mikä on työn idea?
Hiiva on yksisoluinen sieni, jota käytetään muun muassa taikinan kohottamiseen. Hiiva ottaa taikinasta sokeria ja happea energian tuotantoon. Energiantuotanto tapahtuu joko soluhengityksellä tai hapettomissa oloissa käymisellä. Molemmissa reaktioissa vapautuu hiilidioksidia, joka kohottaa taikinan. Reaktio on nopein lämpimässä ja silloin, kun saatavilla on runsaasti sokeria.  

 

Ihminen: Valtimon syke

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1 .Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          sinitarraa tai muovailuvahaa
–          tulitukku, hammastikku tai pahvista leikattu tulitikun kokoinen suikale
Tee näin:
  • Työnnä tikku pieneen sinitarran palaan ja litistä tarranpalasta, niin että tikku pysyy pystyssä.
  • Aseta ranne pöydälle kämmenpuoli ylöspäin.
  • Etsi toisella kädellä rannevaltimon sykkivä liike ja paina tarra ja tikku siihen.
  • Mikäli tarranpala asettuu rannevaltimon kohdalle, tikun pää alkaa värähdellä.
Tuloksia:
Tikku värähtelee säännölliseen rytmiin. Värähdyksiä on iästä riippuen 60–140.
Tehtävän taustaa:
Veren rytmikäs liike rannevaltimossa aiheuttaa tikun värähtelyn. Viime kädessä värähtely on tulosta sydämen sykkeestä. Jokainen sydämen sykäys aiheuttaa paineaallon, joka tyrkkää verta eteenpäin suonistossa. Painevaihtelut tuntuvat helposti rannevaltimossa, koska se on lähellä ihon pintaa. Laskimot näkyvät sinertävinä nekin ihon pinnan lähellä, mutta niissä veri virtaa tasaisesti kohti sydäntä.

Ihminen: Näkeminen auttaa tasapainoa

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          pyörivä tuoli
Tee näin:
  • Koehenkilö istuu tuolissa, jota pyöritetään 5-7 kierrosta nopealla vauhdilla. Koehenkilö pitää päänsä eteenpäin taivutettuna.
  • Pyörittäminen lopetetaan äkkiä ja koehenkilö istuu lattialle.
  • Oppilaat tarkkailevat koehenkilön silmiä. Mitä niissä huomataan?
Tuloksia:
Jonkin aikaa koehenkilön silmät ”nykivät” edestakaisin vaakatasossa. Säännönmukaisuutta voi löytyä myös siinä, mihin suuntaan pyöritykseen nähden silmät nykivät.
Tehtävän taustaa:

Harjoituksessa havainnoidaan liike- ja tasapainoaistin sekä näköaistin yhteistoimintaa. Silmät hakevat automaattisesti kiintopisteitä, jotta liikeaistiin toimintaan liittyvä huimaus vähenisi.

Ihminen: Näkökentän laajuus

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          postikortinkokoisia erivärisiä kartonkikortteja
Tee näin:
  • Tehtävä suoritetaan parityönä.
  • Seiso taulun keksiosan edessä niin, että nenänpää on n. 20 cm etäisyydellä taulusta.
  • Piirrä piste silmien korkeudelle. Katso kokeen aikana pistettä, kuitenkaan tarkentamatta katsetta siihen.
  • Työpari kuljettaa valitsemansa korttia taulua pitkin pisteen korkeudella taulun laidalta pistettä kohti.
  • Kun näet liikettä, koeta erottaa mikä väri on kyseessä. Työpari merkitsee tauluun, missä kohti havaitsit kyseisen värin.
  • Koe toistetaan muunvärisillä korteilla.
  • Osat vaihdetaan.
Tuloksia:
Liike havaitaan jo kaukaa näkökentän laidoilla. Eri värien erottamisessa on eroja: ns. varoitusvärit, kuten keltainen ja oranssi erottuvat kauempaa, kuin esimerkiksi sininen.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä tutkitaan näkökentän laajuutta ja kykyä havaita eri värejä näkökentän laidoilla. Näkökentän laidoilla havaitaan ensin liike, sitten muoto ja lopulta väri. Tämä johtuu siitä. Että verkkokalvossa on eniten sauvasoluja, jotka aistivat mustaa, harmaata ja valkoista. Värejä aistivat tappisolut sijaitsevat keskempänä verkkokalvoa, joten värejä havaitaan kapeammalla alueella. Värien erottumiseen liittyvää tietoa on käytetty hyväksi liikennemerkkien suunnittelussa.

Ihminen: Rastirata lihaksista

|

1. Pään, kaulan ja kasvojen lihakset

Ihmisen kasvoissa on noin 30 eri lihasta, joiden ansiosta ihminen on yksi ilmeikkäimpiä nisäkkäitä. Tämän lisäksi mm. silmissä ja kielessä on useampia lihaksia.

Kokeilkaa onnistutteko:

  • laajentamaan sieraimia
  • laittamaan kielen rullalle
  • liikuttamaan korvianne
  • nostamaan toista kulmakarvaanne
  • vinkkaamaan toista silmää

• Mitä lihaksia missäkin liikkeessä tarvitaan? Minkä lihaksien tunnet toimivan? Mitä lihaksia tarvitset hymyillessä?

• Kääntäkää ja nyökätkää päätänne. Löytyykö kaulan alueelta selkeitä lihaksia tai jänteitä?

 

2. Käden lihakset

Kokeilkaa pareittain kädenvääntöä. Toisen parin vääntäessä kättä, toinen pari voi seurata vieressä mitä havaintoja käden lihaksista ja jänteistä voi tehdä.
• Mitä näette kädessä väännön aikana?

• Mikä lihas on tärkein / mitä muita lihaksia kädenvääntöön tarvitaan?

• Missä lihaksissa kädenvääntö tuntuu?

3. Ryhti

Hypätkää pituutta vauhditta. Tarkkailkaa mitkä lihakset jännittyvät missäkin vaiheessa.

• Mitä lihaksia hypyn eri vaiheissa tarvitset?

Menkää hitaasti kyykkyyn ja nouskaa ylös.

• Miksi alas laskeutuminen tuntuu raskaalta, vaikka siinä ei joudu nostamaan painoa?

Seisokaa ryhdissä. (Vanha kunnon keino varmistaa ryhdin säilyminen on yrittää pitää kirjaa tasapainossa pään päällä.)

• Mitä lihaksia tarvitset ryhdin säilyttämiseen?

• Miten erityisen ryhdikäs asento eroaa normaalisti seisoma-asennostasi?

Kuvat Gray’s Anatomyn 20. painoksesta, jonka tekijänoikeudet ovat jo rauenneet.

selkäkäsipää

Ihminen: Sokea piste

|

Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.

Tarvikkeet:
–          värikynä
–          viivoitin
–          kartonkia
Tee näin:
  • Piirrä paperille kaksi suurta tummaa pistettä (läpimitta 6 cm), joiden välinen etäisyys on 10 cm.
  • Pidä kartonkia käsivarren etäisyydellä kasvoista, sulje oikea silmä ja katso vasemmalla oikeapuolista pistettä.
  • Kuljeta paperia lähemmäksi kasvoja ja katso koko ajan tarkasti oikeanpuolista pistettä (ei saa vilkuilla toista pistettä!).
  • Pysäytä kartonki, kun vasemmanpuolinen piste häviää näkyvistä.
Tuloksia:
Kuvio, jota ei suoraan katsota, häviää kokonaan näkyvistä, kun kartonki on n. 30 cm etäisyydellä kasvoista.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä havainnoidaan näköhermon vaikutusta näkemiseen. Silmämunan takaseinässä on verkkokalvo, jolle silmän linssi suuntaa kohteiden kuvat. Verkkokalvo muodostuu näkösoluista, joiden tehtävänä on välittää tietoja muodostuneista kuvista aivoille. Tietolinkkinä toimii näköhermo, jota pitkin viestit kulkevat. Näköhermon kohdalla ei ole verkkokalvoja, eikä aistisoluja. Kun kuva heijastuu näköhermon kohdalle, tietoja siitä ei voida välittää aivoille. Kyseinen kohta on nimeltään ”sokea piste”. Näköhermo alkaa silmän takareunasta melko läheltä keksikuoppaa. Kun auki olevalla silmällä katsottiin tarkasti vain toista kuviota, sen kuva muodostui juuri verkkokalvon keskikuoppaan.

Ihminen: Mikä liikuttaa sormia 2

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1 .Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tee näin:
  • Aseta kämmenet vastakkain ja risti sormet.
  • Nosta etusormet (muut sormet pysyvät ristissä ja liikkumatta) ja taputa niillä.
  • Seuraavaksi nosta pikkusormet ja taputa niillä (muut sormet pysyvät ristissä ja liikkumatta).
  • Toista koe myös keskisormilla ja nimettömillä.
Tuloksia:
Etu- ja pikkusormi liikkuvat helposti. Keskisormea ja etenkin nimetöntä on vaikea ojentaa erillään muista sormista.
Tehtävän taustaa:
Etu- ja pikkusormen jänteet ovat kämmenessä erillään muiden sormien jänteistä. Nimettömän sormen liikkumista rajoittaa jännekasvo, joka kiinnittää sen keskisormen ja osin muidenkin sormien liikkeisiin.

Ihminen: Reikä kämmenessä

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          A4 paperiarkki
Tee näin:
  • Tee paperista putki, jonka aukko on suunnilleen silmäsi kokoinen.
  • Nosta putki kiinni oikeaan silmään.
  • Pidä molemmat silmät auki ja katso vähän matkan päässä olevaa kohdetta.
  • Nosta vasemman käden kämmen putken korkeudelle ja tuo sitä hitaasti putken päätä kohti. Huomaatko reiän kämmenessä?
Tehtävän taustaa:

Normaalisti kahdesta silmästä tulevat kuvat ovat osittain päällekkäisiä ja kuvat yhdistyvät aivoissa. Kokeessa paperiputki rajoittaa kummankin silmän näkemistä. Oikea silmä näki putken ja kohteen sen läpi, vasen silmä näki käden. Kun nämä kuvat asettuvat päällekkäin verkkokalvolla, aivoihin lähti viesti, jonka mukaan kädessä on reikä.

Kasvit: Suvuton lisääntyminen

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
Tehtävän voi suorittaa kahdella tavalla ja välineet ja materiaalit voi valita niiden mukaan.
  1. tapa: tässä kasvinosat asetetaan juurtumaan veteen ja voidaan siirtää multaan kasvamaan myöhemmin (Jokaiselle oppilaalle/parille voi antaa tutkittavaksi oman kasvin, jolloin voi ottaa selvää, mitkä kasvit lisääntyvät helposti suvuttomasti. Jos on tarkoitus, että juurtunut kasvi voidaan istuttaa omaksi esim. ruukkukasviksi, kannattaa sellaisten tapausten varalle, joilla ei ole ruukkukasvi tutkittavana, asettaa ylimääräisiä oksia juurtumaan.)
–          herukkapensaan oksia, mansikan rönsyjä, pajun oksia, juorun oksia, muita huonekasvien tai luonnonkasvien oksia ja/tai lehtiä ja/tai juuren osia
–          lasipurkkeja tms. astioita esim. jokaiselle oppilaalle/parille oma
  1. tapa: tässä kasvinosat asetetaan juurtumaan suoraan multaan
–          herukkapensaan oksia, mansikan rönsyjä, pajun oksia, juorun oksia, muita huonekasvien tai luonnonkasvien oksia ja/tai lehtiä ja/tai juuren osia
–          ruukkumultaa tai muuta ruukkukasveille sopivaa multaa
–          kukkaruukkuja tms. astioita esim. jokaiselle oppilaalle/parille oma
Tee näin:
  • Kaada astiaan vetää tai täytä se mullalla ja kostuta multa hyvin.
  • Leikkaa puuvartisista oksista latva pois ja leikkaa pitkästä oksasta n. 10 cm pituisia pätkiä. Myös ruohovartiset oksat voit pätkiä 10 cm pituisiksi, ruohovartisessa oksassa voit jättää latvan tallelle. Juurista voit leikata lyhyempiä palasia.
  • Aseta oksan ja juuren palaset – pistokkaat n. 1/3 veteen tai multaan. Vaikka oksassa ei olisikaan enää latvaa, aseta se multaan tai veteen latvapuoli ylöspäin (näet oikean suunnan silmujen asennosta).
  • Vie pistokkaat paikkaan, jossa ei ole suoraa auringonvaloa n. kahdeksi viikoksi. Tarkkaile pistokkaita ja lisää tarvittaessa vettä (mullan on oltava kostea koko ajan).
Tuloksia:
Toisilla kasveilla voi näkyä juuren alkuja jo parin päivän kuluttua, toisilla juurien ilmestyminen voi kestää pidempään, jos ollenkaan. Mullassa olevan kasvin tietää juurtuneeksi, jos sitä ei voi kevyellä otteella irrottaa mullasta ja oksassa näkyy esim. uusia vihreitä lehtiä.
Tehtävän taustaa:

Tehtävän avulla on tarkoitus havainnollistaa sellaisia kasvien leviämis- ja lisääntymiskeinoja, jotka eivät ole yhteydessä siemeniin tai hedelmiin. Sellainen lisääntymis- ja leviämistapa on kasvullinen eli suvuton. Eri kasveilla on eri suvuttoman lisääntymisen tapoja. Maavarsi on erittäin tehokas lisääntymiselin. Esim. juolavehnä tai vuohenputki lisääntyy tehokkaasti maavarren avulla – jopa 1 cm pituinen pala riittää uuden kasvin aluksi. Mansikka tai rönsyleinikki leviää rönsyjen avulla. Perunaa voidaan lisätä mukuloiden avulla ja esim. narsisseja voi lisätä sipulien avulla. Myös pistokkaat ja taivukkaat (oksa taivutetaan maan pinnalle) ovat hyvä tapa lisätä kasveja suvuttomasti. Näin voidaan lisätä esim. marjapensaita. Luonnossa esim. paju ja haapa lisääntyvät herkästi oksien juurruttua maahan. Ihminen käyttää suvutonta lisääntymistä hyväksi, koska se on paljon nopeampi ja tehokkaampi tapa lisätä joitakin kasveja kuin siemenestä kasvattaminen.

Ihminen: Monokkeli

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          sanomalehden tai joku muu sivu
Tee näin:
  • Pidä muut sormet suorassa ja taivuttaa etusormi ja peukalo yhteen niin, että etusormesi muodostaa hyvin pienen aukon.
  • Tuo sanomalehti niin lähelle silmiäsi, että kirjaimet muuttuvat epäselviksi.
  • Sulje toinen silmäsi ja katso toisella sanomalehteä etusormesi muodostamasta aukosta.
Tuloksia:
Kirjoitus näkyy myös hyvin läheltä selkeämpänä ja sitä pystyy lukemaan.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä valmistetaan ”monokkeli” eli yhden silmän suurennuslasi. Tehtävässä on tarkoitus havainnoida, miten kohteista heijastuva valo haittaa kuvien tarkentumista sarveiskalvolla. Sanomalehdestä heijastuu valoa silmiin. Mitä lähempänä kasvoja sanomalehti on, sitä enemmän valoa heijastuu kaikista suunnista ja pupilli supistuu estääkseen liian valon pääsyn silmään. Hajavalon takia verkkokalvolla muodostuva kuva on epätarkka. Silmän eteen asettama käsi auttaa pupillia avautumaan ja kuva tarkentuu, koska etusormen muodostamasta aukosta pääsee silmään paljon vähemmän valoa.

Kasvit: Lannoitteen vaikutus herneen

|
Lähde: Biologian oppiminen 2000-luvulla. Osa 1: Harjoitustöitä. Kokeilupainos 3. (Lappalainen. 2003)
Tässä työssä tutkitaan lannoitteen vaikutusta herneen taimen lehtiin ja juuriin. Herneen taimia tutkitaan 2-3 viikon kuluttua kylvöstä. Koe voidaan tehdä joko yksilö-, pari- tai ryhmätyönä. Opettajan on hyvä laittaa kuivatut herneet kosteaan paperikääröön kylvöä edeltävänä päivänä.
Mitä tarvitaan/pari tai ryhmä:
–      viisi purkkia (esim. viilipurkki)
–      kymmenen hernettä
–      lannoittamatonta multaa
–      niukkatyppistä ravintoliuosta
–      5 kpl tarralappuja (viilipurkkeihin, jolloin lyijykynä tarttuu hyvin)
–      kynä
–      sanomalehtiä suojaksi
–      lisäksi tarvitaan 5 kpl pulloja yhteisten ravintoliuosten valmistukseen ja 5 tarralappua pullojen merkitsemiseen
Miten tehdään:
  1. Valmistetaan ravintoliuokset (voi tehdä ryhmätyönä)
                                                               i.      Kantaliuoksen valmistus:
Tee kantaliuosta 1 litra pakkauksen ohjeen mukaan. Kantaliuoksesta valmistetaan seuraavanlaiset laimennetut liuokset.
                                                                                                        I.      Liuos
1)      Ota 500 ml kantaliuosta pulloon.
2)      Kirjoita pulloon: 100 % liuos. Taimi 1
 
                                                                                                      II.      Liuos
1)      Ota 250 ml kantaliuosta pulloon ja lisää 250 ml vesijohtovettä.
2)      Kirjoita pulloon: 50 % liuos. Taimi 2
 
                                                                                                    III.Liuos
1)      Ota 125 ml kantaliuosta ja lisää 375 ml vesijohtovettä.
2)      Kirjoita pulloon: 25 % liuos. Taimi 3
 
 
                                                                                                    IV.Liuos
1)      Ota 6 ml kantaliuosta ja lisää 494 ml vesijohtovettä.
2)      Kirjoita pulloon: 12,5 % liuos. Taimi 4
 
                                                                                                      V.Liuos
1)      Ota 500 ml vesijohtovettä.
2)      2. Kirjoita pulloon: 0 % liuos. Taimi 5
 
  1. Kylvetään jokaiseen purkkiin kaksi hernettä noin 1,5-2 cm syvyyteen.
  2. Merkitään istutuspurkit esim. ”taimi 1”, ”taimi 2”, jne.
  3. Jokaista purkkia kastellaan päivittäin 20 ml:lla sille kuuluvaa ravintoliuosta. Viikonloppuisin ei tarvitse kastella.
  4. 2-3 viikon kuluttua taimet tutkitaan ja kirjataan havainnot lehdistä (esim. väri, koko, määrä) ja juurista (esim. väri, määrä). Oliko eri ravinneliuksilla kastettetujen taimien välillä eroja? Millaisia ja miksi?

Kasvit: Roihuavat hedelmät

|
Tarvikkeet:
–          tulitikkuja
–          kynttilä
–          sitrushedelmiä (kuten esim. appelsiini, sitruuna, satsuma tai lime)
Tee näin:
  • Suoja silmät suojalaseilla ja huolehdi myös muusta turvallisuudesta.
  • Katso ettei lähettyvillä ole herkästi syttyviä materiaaleja.
  • Sytytä kynttilä.
  • Kuori hedelmästä pala kuorta.
  • Taivuta kuoren pala, niin että ulkopuoli jää ulospäin ja purista sitä kynttilän liekin lähellä.
  • Tarkkaile mitä tapahtuu.
Tehtävän taustaa:Sitrushedelmien kuoressa on pieniä öljysoluja, joiden sisältämä öljy on helposti haihtuvaa. Kun hedelmän kuorta puristetaan, öljy vapautuu säiliöistä. Kynttilän lämpö saa öljyn höyrystymään ja höyryn syttymään, tuottaen kirkkaan leimahduksen.

Ilmiöt: Osmoosi ilmiönä 1

|

Mitä tarvitaan:

 ·         nallekarkki
·         vesilasi
·         kylmää vettä
Miten tehdään:
1.       Laita nallekarkki vesilasiin.
2.       Täytä lasi kylmällä vedellä.
3.       Jätä nalle veteen muutamaksi tunniksi tai yön yli. Mitä karkkinallelle tapahtuu?
Nallekarkit on valmistettu aineesta, joka imee itseensä vettä kuin pesusieni. Kovin suureksi nallekarkkia ei voi kasvattaa, koska pitkään vedessä ollessaan nalle liukenee näkymättömiin samaan tapaan kuin sokeripala. Ilmiössä on kyse veden siirtymisestä (diffuusiosta) puoliläpäisevän kalvon läpi korkeamman konsentraation suuntaan (nallekarkin sisälle).

Ihminen: Vasen ja oikea silmä näkevät eri kuvan

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          kaksi kynää
Tee näin:
  • Pidä kyniä silmien edessä kärjet vastakkain.
  • Katso kyniä vuorotelleen oikealla ja vasemmalla silmällä.
  • Tarkkaile kyninen ”käyttäytymistä” suhteessa taustaan.
  • Pane kynät pois ja osoita etusormella jotakin toisella puolella huonetta.
  • Pidä etusormi paikoillaan ja katso kohdetta vuorotelleen eri silmillä.
  • Tarkkaile etusormen ”käyttäytymistä” suhteessa kohteeseen.
Tuloksia:
Kun vaihdat silmää, näyttää kuin kynä tai etusormi hyppäisi sivulle.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä on tarkoitus tutkia oikean ja vasemman silmän synnyttämien kuvien erilaisuutta. Silmät näkevät kumpikin eri kuvat, mutta tavallisesti sitä ei huomaa, koska aivot yhdistävät nämä kuvat yhdeksi kuvaksi. Kahden eri kuvan näkeminen on hyödyllistä, koska etäisyyden arvioiminen perustuu siihen. Samalla kun aivot yhdistävät kaksi eri kuvaa ne myös analysoivat kuvien välistä eroa. Siten voimme määrittää eri kohteiden etäisyyden. Siksi etäisyyttä on vaikea arvioida, jos katsoo vain yhdellä silmällä. Molemmat silmät voivat olla tasavahvat tai toinen silmistä on vahvempi (silloin sormi ”hyppää” toisella silmällä katsoessa huomattavasti). Vasen- tai oikeasilmäisyys on samanlainen ilmiö, kuin vasen ja oikeakätisyys.

Ihminen: Voiko kosketusaistiin luottaa?

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          kaksi hyvin teroitettua kynää ja teippiä
Tee näin:
  • Teippaa kynät yhteen niin, että terät jäävät samalla tasolle.
  • Työskennellään pareittain.
  • Koehenkilö sulkee silmät.
  • Toinen parista koskettaa valmistetulla laitteella koehenkilön peukalon ihoa. Varmistetaan, että molemmat kärjet osuvat ihoon yhtä aikaa.
  • Kysytään, montako kosketusta koehenkilö tuntee.
  • Suoritetaan koe koskettamalla koehenkilön käsivarren ihoa.
  • Seuraavaksi kosketetaan kämmenselkää.
  • Mitä havaintoja koehenkilö tekee?
  • Vaihdetaan tehtävää.
Tuloksia:
Joissakin kohti ihoa koehenkilö saattaa tuntea kärkien kosketuksen vain yhtenä kosketuksena.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä tehdään päätelmiä ihon eri alueiden kosketusherkkyydestä. Jos vain toinen kynän kärki osuu kosketuspisteeseen, toisen kärjen kosketusta ei tunnu. Näin voi tapahtua etenkin ihon sellaisissa osissa, missä kosketuspisteitä on harvassa. Kosketusaisti myös turtuu nopeasti, joten emme koko ajan huomaa esimerkiksi vaatteiden kosketusta.

Ihminen: Etsitään rustoja, luita ja niveliä

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1 .Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          kuvia niveltyypeistä
Tee näin:
  • Tunnustele korvalehtesi rustoa.
  • Tunnustele nenäsi: etsi varovasti kohta, jossa nenäluu muuttuu nenärustoksi.
  • Koputtelee varovasti otsaasi ja päälakeasi. Tunnustelee ja arvioi luun muotoja.
  • Tunnustele kämmenen ja sormenluita. Yritä laskea luiden määrää.
  • Ojenna jalka. Tunnustele polvilumpiota ja koeta liikutella sitä.
  • Tunnustelee solisluuta. Koeta selvittää miten pitkä ja minkä muotoinen solisluu on. Miten solisluu liittyy muuhun tukirankaan.
  • Paina sormellasi korvan alapuolelle ja ja liikuttelee leukaasi ylös, alas ja sivuille. Tarkkaile leukanivelen toimintaa.
  • Totea kukin niveltyypin liikeradat liikuttamalla eri niveliä.
Tuloksia:
Tehtävässä havainnoidaan sormituntumalta ruston ja luun rakennetta sekä niveliä. Tehtävässä huomataan, että rusto joustaa ja palautuu alkuperäiseen muotoonsa. Pään luut ovat litteitä ja kaarevia. Solisluu on putkimainen.

Kasvit: Lehdet kääntyvät valoon

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          tasaisessa valossa kasvanut huonekasvi tai kylvettyjä vesikrassin siemeniä, joilla on näkyvissä kaksi sirkkalehteä
Tee näin:
  • Nosta kasvi ikkunalaudalle.
  • Tarkastele kasvia päivän kahden kuluttua.
  • Käännä ruukkua 180 astetta siten, että ennen varjossa olevat lehdet on nyt valossa.
  • Tarkastele kasvia päivän kahden kuluttua.
Tuloksia:
Kasvin lehdet kääntyvät melko nopeasti ikkunaa kohti. Kun kasvia käännetään, lehdet kääntyvät uudelleen ikkunaa ja valoa kohti.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä on tarkoitus osoittaa, että kasvin lehdet kääntyvät kohti valoa. Ilmiötä kutsutaan valohakuisuudeksi eli fototropismiksi. Auksiini –niminen kasvuhormoni saa varren ja lehtien pimeällä puolella olevat solut pidentymään enemmän, kuin valoisalla puolella ja kasvi ikään kuin liikkuu valon suuntaan.

Kasvit: Versokasvin kasvatuskilpa

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          herneitä
–          kasvatusastia (viilipurkki, katkaistu maitotölkki, kukkaruukku tms.)
–          kasvuturvetta tai multaa
–          muistiinpanovälineitä
–          viivoitin
Tee näin:
  • Jokainen lapsi saa mahdollisuuksien mukaan samanlaisen astian, saman verran multaa ja kolme siementä.
  • Kasvatuskilpailu alkaa täyttämällä astian mullalla, kostuttamalla sen ja kylvämällä siemenet. Kilpa kestää kaksi viikkoa. Viljelmän saa viedä myös kotiin hoidettavaksi.
  • Sen jälkeen laaditaan vihkoon kasvatussuunnitelma. Se voi sisältää esim. seuraavia seikkoja: Kuinka paljon ja kuinka usein viljelmää kastellaan, mikä on sopivin kasvupaikka, miten paljon tarvitaan valoa tai lämpöä jne.
  • Viljelmän hoidosta pidetään päiväkirjaa ja kasvin pituus mitataan joka päivä. Tulokset kirjataan taulukkoon. Lopuksi taulukon tuloksista piirretään diagrammi, johon vaakatason tulevat mittauksen päivämäärät ja pysty akselille kasvien pituus senttimetreissä.
  • Jossain vaiheessa voi olla hyödyllistä tuke kasvi kepeillä (esim. grillitikuilla).
  • Kahden viikon kuluttua kaikki kasvit mitataan vielä kertaalleen ja julistetaan kasvatuskilvan voittaja. Ne joilla kasvi on kasvanut reilusti ja voi hyvin, voivat kertoa muillekin, miten ovat kasvia hoitaneet.
Tuloksia:
kaksiviikkoiset versot ovat n. 10–15 cm pituisia. lehtiä on n. 3-10 kpl. Herneen kasvin mittauksissa voikin tulla eteen pulmakohtia, kun täytyy sopia lasketaanko kärhet versoksi ja ovatko varrella olevat korvakkeet lehtiä. Vähäisessä valossa olleet kasvit voivat olla pidempiä, mutta ne ovat kalpeampia ja niissä on vähemmän lehtiä. Kannattaa miettiä siis etukäteen, mitkä ovat voittajakasvin kriteerit. Mikäli kaikki kolme siementä ovat lähteneet hyvin kasvamaan ja kasvut ovat elinvoimaisia, voi yhden herneen poistaa, jotta kahdelle muulle jää enemmän ravinteita ja kasvutilaa.
Tehtävän taustaa:
Tehtävässä kasvatetaan mahdollisimman elinvoimainen herneen taimi. Työhön voidaan liittää muitakin tavoitteita, esim. oppia viljelytekniikkaa ja käsitettä kasvupaikkatekijä, lehtien rakennetta, mittaamista, havainnointia, taulukointia tai diagrammin tekemistä. Herneen siemenet alkavat itää heti, kun kosteutta ja lämpöä on riittävästi. Siksi on tärkeä, että kasvualusta on riittävän kostea. Opettajan olisikin hyvä tarkistaa kaikki kylvöt, jotta kaikkien siemenet alkavat itää melko samaan aikaan. Siemenen itämisvaiheessa valosta ei ole juurikaan hyötyä, sen sijaan lämpö on tärkeä. Myöhemmässä vaiheessa riittävässä valossa kasvista kasvaa terve ja roteva.

Ihminen: Etsitään kylmäpisteitä

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          kylmässä vedessä tai jääkaapissa jäädytetty sukkapuikko
Tee näin:
  • Koskettele ihoa eri paikoista jäädytetyn sukkapuikon kärjellä.
Tuloksia:
Huomataan, että kylmä aistimus tuntuu melko harvoissa kohdissa. Kohdat voi halutessa merkitä vesiliukoisella tussilla.
Tehtävän taustaa:

Ihon lämpimän- ja kylänpisteet ovat lämpöaistin elimiä. Niitä on iholla paljon vähemmän, kuin kosketuspisteitä.

Ihminen: Lihakset ja jänteet

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1 .Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          pöytä ja tuoli
Tee näin:
  • Ojenna käsivarsi suoraksi ja tartu toisella kädellä kiinni hauislihaksen puolivälistä. Koukista ja ojenna käsivartta ja tarkkaile lihaksen muodon muutosta.
  • Pidä pöytälevyn reunasta kiinni niin, että peukalo jää ylös ja muut sormet ja kämmen alas. Lukitse käsivarsi suoraksi kyynärpäästä ja tunnustele olkavarttasi, kun painat peukalolla lujasti pöydän reunaa alas ja nostat sitä muilla sormilla. Erotatko hauislihaksen vastavaikuttajalihaksen ja sen jänteiden toiminnan?
  • Mieti, kumpi lihaksista on olkavarren koukista ja kumpi olkavarren ojentaja.

Ihminen: Nenänhipaisukoe

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tee näin:
  • Sulje silmät ja pidä ne suljettuina koko kokeen ajan. Anna käsivarsien olla rentoina sivuilla.
  • Ojenna toinen käsivarsi sivulla ja taivuta toinen käsivarsi yrittäen samalla kevyesti hipaista etusormella nenänpäätä.
  • Ojenna vastakkainen käsivarsi ja yritä hipaista nenää toisen käden etusormella.
  • Vaihda käsiä useita kertoja voit lisätä vauhtia.
Tuloksia:
Koe on monelle helppo, etenkin hitaasti tehtynä.
Tehtävän taustaa:

Tässä tehtävässä havainnoidaan aistia, joka välittää tietoa siitä, missä ja kuinka kehon eri osat liikkuvat. Lihaksissa ja nivelissä on pieniä tuntoreseptoreita, jotka koko ajan viestivät aivoille lihasten ja nivelten liikkeistä. Viestit kertovat mm. tapahtuuko lihasten pituudessa muutosta, kuinka nopeasti muutos tapahtuu, miten ja milloin eri nivelet muuttavat asentoa.

Ihminen: Hajuaisti väsyy

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          kolme pientä purkkia (esim. kannellinen tiivis ja läpinäkymätön filmipurkki), joissa yhdessä on kanelia (A), toisessa jauhettua kahvia (B) ja kolmannessa kanelin ja kahvin sekoitusta (C). Peitä aineet vielä ilmavalla pumpulilla. Pumpuli pitää aineet turvallisesti purkissa ja haisteleminen on helpompaa. Merkitse purkit esim. maalarinteipin avulla A, B ja C.
Tee näin:
  • Tehtävä tehdään pari- tai ryhmätyönä.
  • Oppilaille ei kerrota mitä purkeissa on.
  • Yksi oppilaista haistelee purkkia A ja toinen purkkia B. Sen jälkeen kumpikin saa haisteltavaksi purkin C.
  • Minkä tuoksun koehenkilöt tuntevat purkissa C?
Tuloksia:
Koehenkilöt vastaavat eri tavalla riippuen siitä, kumpaa tuoksua he ovat haistelleet ensimmäisenä.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä havainnoidaan miten nopeasti ihminen tottuu johonkin hajuun ja että hajua, mihin ei ole tottunut on helppo havaita. Ihmisen tottuminen (turtuminen, väsyminen) johonkin hajuun voi olla jopa vaarallista (esim. pakokaasujen tai liuottimen haju). Monet eläimet taas kuten esim. koirat eivät totu hajuun samalla tavalla.

Ilmiöt: Miltä makea vesi maistuu?

|
Tarvikkeet:
–          vesinäytteitä (vesijohtovettä, erilaisia kaupallisia pullovesiä)
–          vesilaseja tai kertakäyttömukeja
–          samanlaisia vesiastioita vesinäytteitä varten (niin monta kuin on vesinäytteitä)
–          arviointitaulukon monisteen
Tee näin:
  1. Numeroi kaikki vesinäytteet ja tyhjät astiat.
  2. Kaada vesinäytettä hieman tyhjään astiaan ja huuhtele astia sillä. Sen jälkeen täytä astia vesinäytteellä. Vesinäytteen numeron on siis täsmättävä astian numeroon. Tee näin kaikkien vesinäytteiden kanssa.
  3. Aseta numeroidut ja vesinäytteillä täytetyt astiat esille. Kerholaiset eivät siis näe vesinäytteiden alkuperäisiä astioita tai lähteitä. Jos kerholaisia on paljon, numeroituja astioita voi laittaa useampia samaa numeroa esille, ettei syntyisi ruuhkaa.
Tehtävän taustaa:
Vaikka yleensä mielletään, ettei puhdas vesi maistu miltä, niin todellisuudessa eri vesinäytteillä saattaa olla isojakin makueroja. Veden maku riippuu monesta eri tekijästä, kuten esimerkiksi maistajan kyvystä tuntea makuja tai veteen liuenneista suoloista ai muista aineista ja yhdisteistä. Vain tislattu vesi on täysin puhdas, mutta silläkin on oma ominaismaku. Tislattua vettä ei saa kuitenkaan juoda, eli sitä ei pitäisi laitta vesinäytteiden joukkoon.
Miltä makea vesi maistuu – arviointitaulukko
  • Kaada vesinäytettä hieman lasiisi.
  • Ota pieni määrä vettä suuhun ja maista sitä.
  • Yritä löytää vedestä joitakin ominaispiirteitä, joilla voisit veden makua kuvailla.
  • Kirjaa tulokset taulukkoon.
  • Lopuksi voit sijoittaa vesinäytteet niin että 1. sijalla on mielestäsi paras vesi jne.
Vesinäytteen numero
Maun kuvaus
Onko vesinäyte mielestäsi suomalainen tai ulkomaalainen
Sija

Ihminen: Tuoksu leviää

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          jotain vahvasti tuoksuva ainetta (esim. kuumaa kahvia, kosteaa metsäsammalta, hajuvettä tms.) kannellisessa purkissa.
Tee näin:
  • Oppilaat sulkevat silmät ja heitä ohjeistetaan nostamaan käsi heti, kun he haistavat erikoisen/vieraan/uuden hajun.
  • Yksi oppilaista jää tarkkailijaksi ja kirjaa ylös missä järjestyksessä käsiä nousee.
  • Avataan purkki, jotta tuoksu pääsee leviämään.
  • Vaikuttiko henkilön etäisyys purkkiin tuoksun havaitsemiseen?
Tuloksia:
Tuoksun leviäminen tilassa riippuu monesta tekijästä. Yleensä tuoksulähdettä lähempänä oleva henkilö tuntee tuoksun nopeiden. Toisinaan esimerkiksi ilmavirtaukset saattavat ohjata tuoksua vain tietyssä suunnassa.
Tehtävän taustaa:

Tehtävässä havainnoidaan, miten ihminen toimii saadakseen hajuaistilla tietoa ympäristöstä. Nenän yläosan limakalvoissa on hajureseptoreita eli ”hajun vastaanottajasoluja”. Ilmaan sekoittuneen tuoksuvan aineen molekyylit (hajuaineet) ärsyttävät niitä. Tämä tapahtuma on hajuaistimus. Hajuaistimus välittyy aivoihin, jotka tulkitsevat hajun.

Kasvit: Juurilla on päämäärä

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          pavun siemeniä
–          iso juomalasi tai lasipurkki
–          paperipyyhkeitä
–          sanomalehtiä tai muuta kierrätyspaperia
–          teippiä
–          tussikynä
Tee näin:
  • Taita paperipyyhe ja vuoraa sillä lasin sisäpuoli.
  • Rutista muuta paperia ja täytä lasi sillä niin, että paperipyyhe pysyy tukevasti paikallaan.
  • Sijoita lasin ja paperipyyhkeen väliin tasaisin välein pavun siemen siten, että jokaisen pavun alkio (kuopalla oleva kohta) osoittaa eri suuntiin (ylös, alas, oikealle, vasemmalle).
  • Kostuta paperipyyhe, mutta älä täytä lasia vedellä.
  • Vie purkki lämpimään paikkaan, valo ei ole välttämätön, noin viikoksi.
  • Tarkista papuja päivittäin ja tee havaintoja. Huolehdi, että paperi pysyy kosteana.
Tuloksia:
Huomataan, että siemenen kylvösuunnalla ei ole väliä – siemen alkeisjuuri kasvaa aina alaspäin ja varsi ylöspäin.
Isa Uskin tulokset herneiden kasvatuksesta

Isa Uskin tulokset herneiden kasvatuksesta

Isa Uski kuvasi tuloksiaan seuraavasti: “Jos laboroinnin laittaa käyntiin maanantaina (vie erittäin vähän aikaa ja rahaa), niin perjantaina tulokset ovat selvästi luettavissa. Laitoin ohjeessa mainitun sanomalehtipaperin muovipussin sisään ja taitoin pussin reunan juomalasin reunan yli haihtumissuojaksi, jolloin kasvatusta pystyi seuraamaan useita päiviä ilman tarvetta kastelulle. Kannattaa varata tikkuja tms. herneiden kääntelylle istutusvaiheessa. Istutussuunta olisi syytä merkitä kalvotussilla lasiin johtopäätösten tekoa varten. Otin herneet ulos lasista oheista kuvaa varten, mutta luokassa tarkastelu on syytä tehdä lasin läpi.”

Tehtävän taustaa:
Tehtävässä on tarkoitus selvittää, voiko siemenen kylvää miten päin tahansa. kasveissa on auksiini –nimistä kasvuhormonia, joka reagoi maan vetovoimaan ja aiheuttaa juurien kasvun alaspäin ja varsien kasvun ylöspäin. Epäedulliseen asentoon joutunut siemen kasvattaa kasvinosia hitaammin, koska kasvusuunnan oikaisu vie aikaa.

Ihminen: Happohyökkäys

|

Mitä tarvitaan:

– Coca-Colaa tai muuta limonadia
– ksylitolipurukumia
– pH-paperia
– mehupillejä/pikkulusikoita tms.
– mukeja

Miten tehdään:

1. Mittaa ensin sylkesi pH-arvo kastelemalla pillin pää sylkeen ja kostuttamalla sitten pH-paperin palanen. Lue pH-arvo väriskaalalta. Kirjoita tulos taulukkoon.

2. Ota suuhun pieni määrä limonadia ja pidä sitä suussa n. 30 sekunnin ajan. Mittaa syljen pH-arvo uudelleen ja kirjaa tulos taulukkoon.
3. Pureskele ksylitolipurukumia parin minuutin ajan. Mittaa syljen pH-arvo ja kirjaa tulos taulukkoon.
Mikä on tehtävän idea:
Limonadit sisältävät ison sokerimäärän lisäksi myös paljon happoja. Esim. Coca-Colan pH arvo on lähellä 4, joka johtuu pääasiassa hiilihaposta ja fosforihaposta. Nimenomaan hapot ovat vaarallisia hampaille vahingoittaen hammaskiillettä. Ksylitoli on myös sokeria, mutta sen rakenne on sellainen, ettei kariesta aiheuttavat bakteerit voi sitä käyttää ruuakseen. Päinvastoin ksylitoli saa syljen kanssa reagoidessa aikaiseksi happojen neutraloimisen.
Esimerkkikysymyksiä:
  1. Vertaile tuloksia. Mitä huomaat?
  2. Vertaile parisi kanssa tuloksianne. Oletteko saaneet samanlaiset tulokset?
  3. Mistä mahdolliset erot johtuvat? Onko mahdollista, että tulokset voisivat olla virheellisiä? Miksi?
Syljen pH ennen koetta
Syljen pH Coca-Colan jälkeen
Syljen pH ksylitolin jälkeen

Ihminen: Missä elintarvikeissa on tärkkelystä?

|
HUOM! Ole varovainen jodin käytössä, jodi värjää sekä ihoa että vaatteita ja irtoa huonosti. Käytä vain laimeata liuosta.
Mitä tarvitaan:
–          jodiliuosta tai jodia sisältävää liuosta esim. Betadine suuvettä
–          pipetti
–          elintarvikkeita (esim. leipää, erilaisia hedelmiä, juustoa, perunaa, ym.)
–          kertakäyttölautasia
Miten tehdään:
  1. Laita pieni pala kutakin elintarviketta lautaselle ja tiputa sille 1-2 tippaa jodiliuosta.
  2. Ne elintarvikkeet, joissa on tärkkelystä värjäytyvät riippuen liuoksen vahvuudesta tummansiniseksi tai lilaksi. Muissa liuos pysyy keltaisena tai ruskeana.
Mikä on tehtävän idea:

Hiilihydraatit ovat tärkeä osa ravintoamme ja energian lähde. Tärkkelys on kasvisolujen hiilihydraattien varastomuoto. Esim. peruna tai viljan jyvät ovat melkein kokonaan tärkkelystä.

Kasvit: Putkiloiden havainnollistaminen 1

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1 .Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          kaksi juomalasi
–          punaista ja sinistä elintarvikeväriä
–          pitkävartinen valkoinen tulppaani tai neilikka (tulokset näkyvät jopa paremmin)
Tee näin:
  • Leikkaa kukan varsi varovasti kahtia varren puoliväliin asti.
  • Täytä lasit vedellä ja tiputa toiseen lasiin sinistä ja toiseen punaista elintarvikeväriä. Veden täytyy olla syvänsinistä ja -punaista.
  • Aseta kukka siten, että varren toinen puolisko on toisessa vesilasissa ja toinen toisessa. Tue kukkaa tarvittaessa, ettei se tipu laseista pois.
  • Kukan annetaan olla vesilaseissa 10–30 tuntia huoneen lämmössä.
Tuloksia:
Kukan valkoisissa terälehdissä näkyy toisessa puolessa sinistä ja toisessa punaista väriä.
Tehtävän taustaa:
Tehtävän avulla voidaan miettiä käsitteitä putkilokasvi, kasviravinne, ravinne, liukeneminen taikka haihtuminen. Tehtävässä osoitetaan, että väri kulkeutuu kasvissa ohuita putkiloita pitkiin ylöspäin. Elintarvike väri liukenee veteen, kuten muutkin kasvin kasvuun tarvittavat ravinteet. Kasvi saa ravinteet ainoastaan liuenneena. Varressa olevat putkilot kuljettavat vettä ja sen mukaan ravinteita kokokasviin. Vesi nousee putkissa kapillaari ilmiön ja haihtumisen ansioista. Aina kun kasvin pinnalta haihtuu vettä pois, sitä imetään taas lisää. Päättyessä putkilot luovuttavat veden ja sen mukaan kulkeneen väriaineen kukan terälehden soluille (myös vihreissä osissa voi huomata värimuutoksia).

Ihminen: Äänen ja hengityksen yhteys

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1. Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tee näin:
  • Etsi kurkunpääsi: tunnustele kaulan etuosaa ja nielaise – liikahtava kohta on kurkunpää.
  • Tartu kevyesti peukalolla ja etusormella kurkunpäänsivuista ja ala hyräillä tai puhua.
Tuloksia:
Ääntelyn tuloksena kurkunpää alkaa värähdellä.
Tehtävän taustaa:
Tehtävässä tarkastellaan kurkunpään värähtelyä puheen aikana. Kurkunpäässä on kaksi äänihuulta, jotka keuhkoista tuleva ilma panee värähtelemään, kun alamme puhua tai laulaa. Äänihuulten värähtelystä syntyvä ääni muuttuu puheeksi, lauluksi jne. vasta suuontelon, huulten ja kielen liikkeiden avulla. Lasten ääni on kimeä, koska äänihuulet ovat ohuet ja värähtelevät nopeasti. Murrosiässä äänihuulet pidentyvät ja paksuntuvat, jolloin ääni muuttuu matalammaksi.

Ihminen: Kokeillaan ”ihonkuorintaa”

|
Lähde: Lappalainen, A. 2003. Biologianoppiminen 2000-luvulla. Osa 1 .Harjoitustöitä. Helsingin yliopiston opettajakoulutuslaitos.
Tarvikkeet:
–          palasaippuaa
–          paperia
–          karkeaa hiekkapaperia
Tee näin:
  • Pidä saippuapalaa paperin yläpuolella.
  • Raputta saippuaa varovasti hikkapaperilla eri puolilta.
Tuloksia:
Hiekkapaperin karkea pinta kuorii pois kerroksen saippuan pinnasta. Samalla tavalla karkeat pinnat kuorivat ihon ulointa kerrosta.
Tehtävän taustaa:
Tehtävässä pohditaan ihon pintasolukon jatkuvaa uusiutumista. Ympäristömme hankaa ja hiertää koko ajan ihon ulointa kerrosta, joka muodostuu kuolleista soluista. Toisin kuin, saippua iho uusiutuu koko ajan sisältäpäin. Iho uudistuu ja korjaa itseään.

Ilmiöt: Öljyonnettomuus

|
Suuri osa maailman öljystä kuljetetaan meri- ja muita vesiteitä pitkin. Kuljetusalusten onnettomuudet eivät ole harvinaisia ja silloin raakaöljyä pääse luontoon. Öljy on vettä kevyempää ja jää siten kellumaan veden pinnalle. Veden pinnalla oleva öljy muodostaa kalvon, joka estää ilman ja valon pääsyä veteen. Sen lisäksi öljy tarttuu eliöihin ja voi aiheuttaa niiden kuoleman. Siksi on tärkeätä, että luontoon joutunut öljy poistetaan sieltä mahdollisimman nopeasti.
Seuraavassa työssä mallinnetaan öljyn pääsemistä luontoon ja sen poistamista sieltä.
Tarvikkeet:
–          ruokaöljyä
–          vettä
–          hiekkaa
–          turvetta
–          mehupillejä
–          styroksipaloja
–          lusikka
–          (muita mahdollisia materiaaleja öljyn keräämiseen)
–          leveähkö astia (esim. suuri muovinen karkkirasia)
–          kertakäyttömuki
Tee näin:
  • Täytä astia puolilleen vedellä. Kaada astiaan kunnon luraus öljyä. Odota, kunnes öljy asettuu veden pinnalle.
  • Kokeile eri välineillä ja materiaaleilla öljyn poistamista veden pinnalta. Kerää öljyä kertakäyttömukiin. Millä tavalla ja millaisia materiaaleja käyttämällä öljyn poistaminen onnistui parhaiten? Mikä oli nopein keino?
  • Tutki internetistä, miten öljyä torjutaan oikeasti luonnossa.

Solu: Tutki entsyymin vaikutusta

|
Tarvikkeet:
–          kennolevy
–          jodilla värjättyä keitettyä tärkkelystä
–          hammastikku
–          pikkulusikka
–          (erilaisia elintarvikkeita ja jodiliuosta)
Tee näin:
Ota pikkulusikalla hieman keitosta kennolevyn kennoon. Sylje keitokseen  ja sekoita sen jälkeen hammastikulla sylkeä keitoksen joukkoon. Huomaatko värimuutoksen alkuperäiseen verrattuna?
Voit tutkia myös tärkkelyksen olemassa oloa eri elintarvikkeissa.
Tehtävän taustaa:
* Tärkkelys
– on polysakkaridi, joka muodostuu yhteyttämisessä syntyvistä glukoosimolekyyleistä. Tärkkelys on tärkeä hiilihydraatti, jota saadaan ruuasta – esimerkiksi perunasta ja viljoista.
– tärkkelys pilkotaan elimistössä entsyymien avulla, se ei imeydy sellaisenaan. Tärkkelyksen pilkkominen alkaa suussa, mutta koska ruoka viipyy suussa lyhyen ajan, suurin osa tärkkelyksestä pilkotaan muualla ruuansulatuskanavassa.
* Entsyymit ovat solujen tuottamia biokatalyyttejä, jotka nopeuttavat eliöissä tapahtuvia kemiallisia reaktioita.

* Amylaasi on lyaasi-entsyymi, joka katkaisee kovalenttisen sidoksen ja liittää katkaistun päähän vesimolekyylin. Amylaasia erittävät sylkirauhaset ja haima.

* Tärkkelyksen osoittaminen:
Jodi ja kaliumjodidi muodostavat liuoksessa ensin polyjodidia, joka tekee voimakkaan värisen kompleksin tärkkelyksen kanssa. Polyjodidi ”sitoutuu” helix-rakenteisen amyloosiketjun sisäosaan, jolloin jodidin vuorovaikutuksessa vesimolekyylien kanssa muodostuu musteensininen väri.