Aihearkisto: Blogi

Daphnian mikroskopointi ja sukupuun tarkastelua

|

Tekijät:  Marjut Kaarsalo-Koskela ja Terhi Närhi

 

Opettajalle:

Kohderyhmänä ovat lukiolaiset, ja työ vastaa lukion opetussuunnitelman (LOPS) BI1-kurssin tavoitteita. Työssä tutustutaan evoluutioon, eliön rakenteisiin ja niiden kehittymiseen, sekä mikroskopointiin tutkimusmenetelmänä ja mikroskooppiin työvälineenä. Oppilaan on hyvä osata etukäteen perusperiaatteet evoluutiosta ja sen etenemisestä. Tunnin kesto n. 90 min.

Eläviä Daphnioita saa tilata akvaariokaupasta, ja ne toimitetaan kylmähorroksessa pienissä pusseissa. Työn jälkeen elävät Daphniat voi kierrättää kalojen ruuaksi esim. palauttamalla ne akvaarioliikkeeseen tai lopettaa liiskaamalla, jolloin kuolleet Daphniat voi huuhdella viemäristä alas (ei eläviä!). Vinkki: Daphniat ovat mielenkiintoisia ja melko helppoja kasvatettavia, joten niitä voi myös pitää mikroskopoinnin jälkeen kasvatettavina ja tarkkailtavina luokassa.

Jos mahdollista, kannattaa katsoa ennen työn aloittamista myös videot Daphnian elinkierrosta ja mikroskoopin käsittelystä (linkit alempana).

Työn ja tutkimisen iloa!

 

Taustaa:

Tutkittavana on Daphnia, joka on pienikokoisten äyriäisten (Crustacea) sukuun kuuluva vesikirppu (Cladocera). Daphniat ovat planktonäyriäisiä, ja tärkeä osa vesien ravintoketjua: ne ovat monen lajin pääasiallista ravintoa. Daphniat itse syövät ravintonaan pääasiassa mikroskooppisia leviä ja vedessä olevaa hajoavaa elollista ainesta suodattamalla.

Daphniat on hyvin vanha suku: uusien tutkimusten mukaan se on vähintään 145 miljoonaa vuotta vanha. Vertailun vuoksi nisäkkäät olivat samaan aikaan vasta rotan kokoisia pikkuotuksia.  Daphniaa käytetään koe-eläimenä esimerkiksi veden laadun tutkimisessa, sillä se reagoi herkästi ympäristömyrkkyihin. Kehon läpinäkyvyys tekee siitä helposti tarkasteltavan (kuva 1.).

Tiesitkö, että Daphnialla on myös enemmän geenejä kuin ihmisellä? Sen geenistö on suurempi kuin millään muulla perimältään tunnetulla eläimellä!

Kuva 1. Daphnia pulex (Kuva: Paul Herbert CC BY-SA 2.5)

Daphnioiden elinkiertoon liittyy sukupolvenvuorottelua, mikä on eläinkunnassa melko harvinaista. Sukupolvenvuorottelussa eliölajilla esiintyy suvullisesti ja suvuttomasti lisääntyviä sukupolvia (kuva 2.). Suurin osa Daphnia-yksilöistä on kesäkaudella suvuttomasti (partenogeneettisesti) syntyneitä naaraita. Syksyisin naaraat muodostavat hedelmöittymiskykyisiä munia, kun partenogeneettisesti syntyneitä koiraita alkaa ilmestyä. Hedelmöityttyään munat talvehtivat kuoresta kehittyvän suojan sisällä ja kuoriutuvat keväällä. Munista kuoriutuu diploideja naaraita. Daphnian sikiökammio sijaitsee sen selkäpuolella.

Kuva 2. Daphnian elinkierto (Kuva: Wikipedia Creative Commons, Credit: Dita Vizoso. Suomenkieliset tekstit: Marjut Kaarsalo-Koskela)

Daphnialla on takkimainen, edestä auki oleva selkäkilpi, joka peittää suurimman osan sen ruumiista, ja se liikkuu käsivarsimaisten tuntosarviensa eli antenniensa avulla: liike on kirppumaisen hyppivää. Daphnia kuuluu kidusjalkaisiin: se käyttää jalkojensa liikettä hapekkaan veden ja ruuan ohjaamiseen kehoonsa. Sillä on vain yksi verkkosilmä, joka on syntynyt kahden silmän yhteensulautumasta (kuva 3.).

Kuva 3. Daphnian rakenne

(Kuva: Credit Julie McMahon (University of Illinois at Urbana-Champaigni), suomenkieliset tekstit: Marjut Kaarsalo-Koskela)

 

Daphnian sukupuu: Daphnioiden sukupuuta tarkastellessa huomaa niiden kuuluvan suvultaan Daphnioihin, heimoltaan Daphniidaeen (Daphniat), alalahkoltaan Cladoceraan eli vesikirppuihin, lahkoltaan Diplostracaan, luokaltaan Branchiopodaan eli kidusjalkaisiin, alajaksoltaan Crustaceaan eli äyriäisiin, pääjaksoltaan Arthropodaan, eli niveljalkaisiin, kunnaltaan Animaliaan eli eläinkuntaan ja domeeniltaan Eukaryaan, (tumallisiin) (kuva 4.).

Tietoa kladogrammista: Polveutumishistoriaa kuvaavaa sukupuuta eli kladogrammia tarkastelemalla voi tutkia eliön evoluutiohistoriaa. Kladogrammi on diagrammi, joka kuvaa ryhmien välisiä evolutiivisia suhteita. Se perustuu fylogeniaan, joka on evolutiivisten suhteiden tutkimista. Joskus kladogrammeja kutsutaan fylogeneettiseksi puuksi (vaikka niiden välillä on pieniä eroja). Menneisyydessä biologit saattoivat ryhmitellä eliöitä vain niiden ulkomuodon perusteella. Nykyään, genetiikan ja biokemian kehityttyä, biologit voivat tutkia yksilöitä tarkemmin ja löytää kaavan niiden evoluutiossa ja ryhmitellä niitä sen mukaisesti. Menetelmää kutsutaan evolutiivisen luokituksen kladistiikaksi. Analyysissä tutkitaan eliöiden kehityslinjoja eli kladeja etsimällä niiden yhteisiä uusia toiminnallisia piirteitä, eli synapomorfisia tuntomerkkejä. Nämä uudet piirteet esiintyvät myöhemmin kehittyneissä eliöissä, mutta eivät aiemmin kehittyneissä, joten tällaisen piirteen ilmestyttyä kantamuoto ja sen jälkeläiset muodostavat monofyleettisen ryhmän, joka on eriytynyt muista kehityslinjoista, ja muodostaa uuden haaran evoluutiopuuhun.

Kuva 4. Daphnian kladogrammi.  (Kaavio: Marjut Kaarsalo-Koskela.  Kuvat ylhäältä: Musca domestica, Wikimedia Commons, USDAgov, CC BY-SA 3.0. Lebadidae, Wikimedia Commons, M. Bushmann, CC BY-SA 3.0.  Nebalia bipes, Wikimedia Commons, Hans Hillewaert, CC BY-SA 4.0. Diaptomus, Wikimedia Commons, credit: NOAA, Great Lakes Environmental Research Laboratory. Daphnia Magna, Wikimedia Commons, Dita Vizoso, CC BY-SA 3.0. Artemia Salina, Wikimedia Commons, Hans Hillewaert, CC BY-SA 4.0)

Kuvan 4. kladogrammia luetaan vasemmalta oikealle, varhaisimmat vaiheet ovat siis vasemmalla ja oikealle edetään kohti nykypäivää. Haarautumisista voi lukea kehityshistorian ja sukulaisuussuhteita.

 

Lisää tietoa videoilta (engl.):

Daphnian elinkierto:  https://www.youtube.com/watch?v=xbfc30nw1PQ

Mikroskoopin käsittely:  https://www.youtube.com/watch?v=SUo2fHZaZCU

 

Työturvallisuus:

Varo käsitellessäsi työssä tarvittavia objektiivilaseja, ne ovat särkyessään hyvin teräviä!

 

Arvioitu aika:

Tunnin kesto n. 90 minuuttia

 

Pohdittavaksi ennen työtä:

  • Mikä aihe biologiasta kiinnostaa juuri Sinua?
  • Mitä sanasta evoluutio tulee mieleesi?
  • Mitä odotat tunnilta?

 

Pohdittavaksi tunnin jälkeen:

  • Mitä opin / mikä oli uutta?
  • Mikä herätti kysymyksiä?
  • Mitä mielenkiintoista havaitsin mikroskopoinnilla?
  • Muita havaintoja/kokemuksia?

 

Tarvikkeet (kuva 5):

  • työohje ja tehtävät
  • eläviä Daphnioita astiassaan
  • mikroskooppi
  • petrimalja
  • objektiivilaseja
  • 3 ml Pasteur-pipetti
  • koontiastia tarvikkeille
  • kännykkä tai läppäri nettiin pääsemiseksi

Kuva 5. Mikroskoopin viereen tarvittavat välineet.  (Kuva: Marjut Kaarsalo-Koskela)

 

Sähköinen sukupuu:

http://www.wellcometreeoflife.org/interactive/

 

Kuva 6. Mikroskoopin osat.  (Kuva: Miika Koskela ja Marjut Kaarsalo-Koskela)

 

Työohje:

  1. Alkukysely ja -keskustelu
  • Mikä aihe biologiasta kiinnostaa juuri Sinua? Mitä sanasta evoluutio tulee mieleesi? Mitä odotat tunnilta?

2. Mikroskopointi: Ota varovasti suojahuppu pois mikroskoopin päältä. Tutustu mikroskoopin osiin ja toimintaan (kuva 6.).

Jokaisella parilla on mikroskoopin vieressä kaikki tarvittavat välineet sekä Daphniat. Käsittele Daphnioita varoen, ne ovat eläviä olentoja ja melko herkkiä. Kytke virta mikroskooppiin ja tarkista että valo syttyy.

3. Kun mikroskooppi on valmis, harjoittele Pasteur-pipetillä pienen pisaran tiputtamista ensin petrimaljalle. Harjoiteltuasi riittävästi ota pipetillä varovasti yksi Daphnia astiasta ja tiputa se hyvin pienen vesipisaran sisällä objektiivilasille. Kun olet onnistunut siirtämään Daphnian vesipisarassa lasille, siirrä se varovasti mikroskooppiin tarkastelua varten. Pidä huolta että Daphnia ei kuivu mikroskopoinnin aikana, lisää tarvitaessa pieni määrä vettä pipetillä.

4. Tarkastele Daphnioita eri suurennoksilla. Mikä suurennos sopii parhaiten tarkasteluun? Ole varovainen, kun käännät revolverissa objektiiveja: suurin on pidempi kuin muut eli nosta ne ylös ennen kuin käännät suurimmalle suurennokselle! Tutki Daphnioita: löydätkö sydämen, tuntosarvet (antennit), sikiökammion ja mahdollisesti alkioita siellä? Mikä osa on Daphnian kuorta? Montako lyöntiä minuutissa arvioisit sydämen lyövän?

5. Vie mikroskopoinnin jälkeen ”käytetyt” Daphniat varovasti takaisin astiaansa upottamalla objektiivilasit veteen. Kaada varovasti elävät Daphniat myös omasta kupistasi samaan yhteiseen astiaan. Kuolleet Daphniat voi huudella viemäriin. Palauta tiskialtaalle muutkin käytetyt välineet: pipetit, objektiivilasit, petrimaljat ja koontiastia, sekä laita mikroskooppi siirtokuntoon ja huputa se.

6. Vastaa tehtävien kysymyksiin ja tarkastele sähköistä sukupuuta.

7. Loppukoonti: vastausten läpikäynti ja keskustelu havainnoista sekä opituista asioista. Voit myös kertoa mielipiteitäsi tai antaa palautetta.

  • Mitä opin / mikä oli uutta? Mikä herätti kysymyksiä? Mitä mielenkiintoista havaitsin mikroskopoinnilla? Muita havaintoja/kokemuksia?

 

 

Oppilaan tehtävät:

Tehtävä 1. Sähköinen sukupuu

Mikä on lähin sukulainen, jonka löydät tästä sähköisestä sukupuusta Daphnialle? Vinkki: käytä apuna Daphnian kladogrammia.

Sähköinen sukupuu: http://www.wellcometreeoflife.org/interactive/

Lähin löytämäni Daphnian sukulainen oli:_____________________________________

 

Tehtävä 2. Analysoi kladogrammia:

Tutki alla olevaa kladogrammia, diagrammissa olevat kirjaimet viittaavat eri innovaatioihin. Yhdistä oikea ominaisuus sopivaan kirjaimeen. (Kladogrammi on yksinkertaistettu, eikä kuvaa hyönteisten oikeaa fylogeniaa.)

Yhdistä oikea ominaisuus oikeaan kirjaimeen:

Kuva 7. (Kuva ja kaavio: Shannan Muskopf, Biology Corner CC BY-SA 4.0, suomenkieliset tekstit: Terhi Närhi)

Tehtävä 3. Luo oma kladogrammi (taulukko 1.)

Jotta voit luoda kladogrammin, sinun täytyy ensin katsoa eläimiä, joita aiot tutkia ja määrittää mitkä piirteet ovat ryhmälle yhteisiä ja uniikkeja. Kirjaa onko taulukon eliöllä kyseistä piirrettä vai ei ja sen perusteella piirrä kladogrammi.

Taulukko 1. (Taulukko: Terhi Närhi)

Piirrä kladogrammi tähän:

 (varaa tilaa kaaviolle)

 

 Lisätehtävä:

Kokeile piirtää tähän Daphnia mikroskopointihavaintojesi mukaan! Mitä elimiä erotit? Millainen on Daphnian rakenne? Minkä/millaisen rakenteen perusteella sanoisit Daphnian kuuluvan äyriäisiin? Entä kidusjalkaisiin?

(varaa tilaa piirrokselle)

 

 

Tutkimuksellisuus ja kokeelliset menetelmät biologian ja maantieteen opetuksessa -täydennyskoulutus

|

Aake-hanke toteuttaa biologian ja maantieteen opettajille suunnatun verkossa tapahtuvan täydennyskoulutuksen Tutkimuksellisuus ja kokeelliset menetelmät biologian ja maantieteen opetuksessa.
Kurssi käydään läpi syksyllä 2019 aikataulutetusti ja sen jälkeen kurssi jää verkkoon omaehtoisesti suoritettavaksi. Kurssin sisältöjä ovat mm. eläimet opetuksessa, työturvallisuus, paikkatieto (etenkin QGIS3), luokan ulkopuolella oppiminen ja tutkimuksen raportointi. Kurssi löytyy 17.9.2019 jälkeen Helsingin yliopiston MOOC-alustalta (mooc.helsinki.fi) nimellä Tutkimuksellisuus ja kokeelliset menetelmät biologian ja maantieteen opetuksessa. Kurssin ovat rakentaneet Tuomas Aivelo, Markus Jylhä ja Salla Merenheimo. Tervetuloa mukaan! Jos sinulla jotain kysyttävää kurssiin liittyen, ota yhteyttä markus.jylha@helsinki.fi.

Aake-hankkeen kevään 2019 kuulumisia

|

Aake-hankkeen osalta keväällä järjestettiin jälleen kaksi kurssia, Johdatus biologian opetukseen sekä Maantieteen didaktiikkaa käytännössä. Mukana oli yhteensä n. 30 opettajaopiskelijaa sekä 15 mentoriopettajaa. Kurssien harjoitustöinä syntynee materiaalit ovat nyt vapaasti hyödynnettävissä, katso yläreunan materiaalit-valikosta vuoden 2019 materiaaleja. Aake-hanke jatkuu vuoden 2019 loppuun asti, ja syksyllä onkin luvassa verkkopohjaista koulutusta opettajille. Tarkempaa tietoa ja ilmoittautumien mukaan ovat luvassa elokuussa. Kiitokset kaikille keväällä mukana olleille opettajille ja opiskelijoille!

Veren sivelyvalmiste ja verisolujen tutkiminen

|

Kaisa Rajakylä, Ville Rinne ja Jenni Laine

 

Veri ja veren tehtävät

Solut eivät saa tarvitsemiaan aineita, mm. happea suojaavan kerroksen eli ihon kautta, vaan aineita välitetään erityisen suljetun kuljetussysteemin eli verenkierron avulla. Veren mukana kulkee kaasuja (happea ja hiilidioksidia), ravintoaineita, metaboliatuotteita, soluja ja hormoneja. Veren liikkeestä vastaa sydän, joka luo liikkeeseen tarvittavia paine-eroja lyönneillään.

Veri on nestemäistä kudosta ja se koostuu verisoluista ja soluväliaineesta eli plasmasta. Ihmisellä on noin 5 l verta kehossaan. Kuljetuksen lisäksi veren tehtävänä on verenvuotojen tyrehdyttäminen, sekä immuunipuolustuksen hoito. Näissä tehtävissä veren soluilla on tärkeä rooli.

Erytrosyytit eli punasolut

Veren soluista 99 % on punasoluja. Ihmisen punasoluilla ei ole mitokondrioita, eikä tumaa, mistä syystä niissä ei tapahdu myöskään proteiinisynteesiä. Punasolut ovat erittäin joustavia soluja ja ne voivat itse säädellä tilavuuttaan, mikä mahdollistaa niiden pääsyn ahtaistakin tiloista eteenpäin (mm. hiussuonet). Punasolun muoto on kaksoiskovera, mistä syystä sen keskiosa näyttää vaaleammalta sivelyvalmisteessa (Kuva 1.).

Kuva 1. Punasoluja veren sivelyvalmisteessa.

Punasolut sisältävät hemoglobiinia, johon sitoutuneena sekä happi että hiilidioksidi kulkevat kudoksiin ja keuhkoihin. Hapen ja hiilidioksidin kuljetus on punasolujen pääasiallinen tehtävä. Hemoglobiinin synteesiin tarvitaan rautaa, jonka puutos voi johtaa raudanpuuteanemiaan eli hapenkuljetuksen heikkenemiseen. Raudanpuuteanemian lisäksi on myös muita punasolujen häiriöistä johtuvia anemioita kuten pernisioosianemia (B12-vitamiinin puutos), hemolyyttinen anemia (punasolujen hajoaminen), aplastinen anemia (punasoluja ei muodostu) ja sirppisoluanemia (hemoglobiinin rakenteen häiriö).

Leukosyytit eli valkosolut

Veren valkosoluilla on tärkeä rooli elimistön immuunipuolustuksessa. Ne kulkevat paikasta toiseen veren välityksellä, mutta toimivat usein verisuonien ulkopuolella imukudoksessa. Valkosolut valvovat kehoa ja poistavat ja siivoavat patogeeneja, sekä toimimattomia soluja.

Valkosolut jaetaan luokkiin joko niiden toiminnan perusteella (mm. sytotoksiset solut, syöjäsolut, antigeenia esittelevät solut), tai morfologian (eli muodon ja rakenteen) perusteella. Sivelyvalmisteesta voidaan morfologian perusteella erottaa granulosyytit eli jyvässolut, monosyytit ja lymfosyytit (Kuva 2.).

Kuva 2. Valkosoluja veren sivelyvalmisteessa. Kuvassa lymfosyytti ja 2 neutrofiiliä.

Jyvässoluilla (neutrofiilit, eosinofiilit ja basofiilit) on sytoplasmassa paljon jyväsiä ja lohkottunut tuma. Jyväsistä vapautuu erilaisia patogeenien torjuntaan tarvittavia aineita. Neutrofiilit ovat lisäksi tehokkaita “syöjäsoluja” eli fagosyytteja. Monosyytteja eli yksitumaisia valkosoluja ovat makrofaagit ja dendriittisolut. Solut erottuvat sivelyvalmisteesta niiden suuren koon perusteella. Myös magrofaagit ovat tehokkaita ”syöjäsoluja”, sekä syömiensä patogeenien antigeenin esittelijöitä. Lymfosyyteillä on suuri tuma ja ne voidaan jakaa b- ja t-lymfosyytteihin. Lymfosyyteillä on rooli hankitussa immuniteetissa. Ne lisääntyvät virustulehduksissa ja vaikeissa bakteeritulehduksissa. Lymfosyyttien vähyyttä esiintyy immuunisysteemin vajavuustiloissa.

Immuniteetti voidaan jakaa synnynnäiseen ja hankittuun immuniteettiin. Synnynnäinen immuniteetti aktivoituu nopeasti, jopa minuuteissa, kohdatessaan vieraan patogeenin. Se ei ole kuitenkaan spesifinen (eli ominainen tai erityinen) millekään tietylle patogeenille ja se toimii aina samalla tavalla. Hankittu immuniteetti sen sijaan on spesifinen vain jo viholliseksi tunnistettuja rakenteita vastaan. Hankittu immuniteetti on lymfosyyttivälitteistä ja vaste on hitaampi kuin synnynnäisellä immuniteetilla. Muistisolujen ansiosta vaste on kuitenkin seuraavalla altistuskerralla nopea. Jaosta huolimatta synnynnäinen ja hankittu
immuniteetti toimivat yhteistyössä.

Trombosyytit eli verihiutaleet

Verihiutaleet ovat punasolujen tapaan tumattomia soluja, joilla on hiutalemainen rakenne (Kuva 3.).

Kuva 3. Trombosyyttejä veren sivelyvalmisteessa.

Niillä on runsaasti vesikkeleitä/jyväsiä, jotka sisältävät veren hyytymiseen ja immuunipuolustukseen liittyviä proteiineja (kuten sytokiineja, kasvutekijöitä ja metalloproteaaseja). Verihiutaleilla on päävastuu veritulpan muodostumisessa, jota tarvitaan verenvuodon tyrehdyttämiseen. Verisuonen rikkoutuessa verihiutaleet kohtaavat kollageenia, jolloin niistä tulee toisiinsa tarttuvia ja niiden jyväsistä alkaa vapautumaan erilaisia veren hyytymistä edistäviä proteiineja. Verihiutaletulpan ympärille muodostuu useamman kudostekijän aktivoimana fibriiniverkko, joka tyrehdyttää vuodon lopullisesti.

Verisolujen muodostuminen ja hajottaminen

Syntymän jälkeen verisoluja muodostuu punaisessa luuytimessä. Punaisessa luuytimessä on veren kantasoluja, joista verisolut erilaistuvat ja kypsyvät usean solunjakautumisen myötä. Tätä kutsutaan hematopoieesiksi (Kuva 4.).

Kuva 4. Hematopoieesi. Hematopoieesi voidaan jakaa myeolopoieesiin ja lymfopoieesiin. Myelooisesta kantasolusta (vasemmalla) kypsyvät verihiutaleet, punasolut, granulosyytit eli jyvässolut ja monosyytit. Lymfaattisesta kantasolusta kypsyvät t- ja b-lymfosyytit.

Kypsyminen tapahtuu pääasiassa luuytimessä, mistä syystä kantasoluja ja epäkypsiä soluja näkyy vain harvoin sivelyvalmisteessa. Muodostumista ja kypsymistä säädellään sytokiineilla ja hormoneilla. Munuaisten tuottama erytropoietiini lisää punasolujen tuottoa luuytimessä vasteena hapenpuutteelle. Verisolut hajotetaan pääasiassa fagosytoosilla. Punasolujen elinikä on vain nelisen kuukautta, jonka jälkeen ne hajotetaan makrofaagien toimesta luuytimessä, maksassa ja pernassa. Hemoglobiini hajotetaan bilirubiiniksi, joka poistetaan elimistöstä virtsan ja ulosteen mukana. Bilirubiinin poistamisen häiriöt johtavat keltaiseen ihoon ja silmiin. Indikoi maksan toimintahäiriötä.

Veren sivelyvalmiste

Veren sivelyvalmisteesta voidaan tutkia veren eri soluja, ja näin saada tärkeää tietoa elimistön tilasta ja toiminnasta. Veren sivelyvalmiste on vuosikymmeniä ollut myös tärkeä menetelmä erilaisten veritautien diagnostiikassa. Nykyään veren soluja tutkitaan pääasiassa automaattisilla verianalysaattoreilla. Siitä huolimatta verianalysaattorin poikkeava tulos tarkastetaan edelleen “manuaalisesti” mikroskopoimalla näytteestä tehty sivelyvalmiste.

Veren sivelyvalmisteen valmistaminen

Tämän työn tarkoituksena on havainnoida, minkälaisia soluja omassa veressä on. Tätä varten sormenpäästä otetaan tippa verta, joka levitetään objektilasille. Solut kiinnitetään lasille metanolilla, joka säilyttää solujen morfologian ja estää niiden huuhtoutumisen pois värjäysvaiheessa. Näyte värjätään May-Grunwald & Giemsa (MGG)- värjäyksellä, joka mahdollistaa solujen erottamisen toisistaan niille tyypillisen värjäytymisen perusteella. MGG värjäyksessä käytetään kahta värjäysliuosta, joista May-Grunwald-liuoksessa on eosiinia ja metyleenisinistä. Eosiini värjää punasolut ja eosinofiiliset jyväset oranssin tai punaisen sävyisiksi ja metyleenisininen värjää tuman DNA:n ja basofiiliset jyväset sinisiksi. Giemsa-liuoksen atsuuriväri parantaa kontrastia ja näin helpottaa solurakenteiden erottumista.

Ohjeet:

  1. Puhdista keskisormesi puhdistusaineella ja tee pistos lansetilla.
  2. Pyyhi pois ensimmäinen veripisara – vasta sen jälkeisestä pisarasta tehdään sivelynäyte.
  3. Laita kahdelle objektilasille pisarat verta. Sen jälkeen vedä vetolasilla ensin hieman taaksepäin n. 45 asteen kulmassa, jotta veripisara leviää lasin reunalle. Sitten työnnä lasia nopeasti ja tasaisesti eteenpäin objektilasia pitkin. Toimi nopeasti, jotta veripisarat eivät ehdi hyytyä!
  4. Nimeä paras näyte lyijykynällä ja anna sen kuivua hetken.
  5. Opettajat keräävät valmiit näytteet värjäystä varten.

Video verinäytteen ottamisesta ja sivelyvalmisteen teosta:

https://www.dropbox.com/sh/7gaqfq025qeslvr/AAD0_2W6C2eNq8xa-Z534Uysa?dl=0

Metanoli, jota käytetään solujen kiinnityksessä objektilasille, on vahva myrkky, jonka käsittelyyn tarvitaan vetokaappi, laboratoriotakki ja suojahanskat, joiden läpi metanoli ei pääse imeytymään ihoon. Siksi metanolifiksaus ja sen jälkeinen näytteen värjäys tehdään laboratoriossa.

Työturvallisuus

  • Käytä suojahanskoja, jos kosket muiden näytteisiin tai jätteisiin.
  • Lansettia käsittelee vain se henkilö, joka aikoo ottaa sillä itsestään näytteen. Lansettia on käsiteltävä varoen.
  • Laita jätteet niille osoitettuihin dekkoihin: vanulaput ja käytetyt objektilasit omiin dekkoihinsa. Lansetit laitetaan viiltävälle jätteelle tarkoitettuun astiaan.
  • Lopuksi vie jätteet kullekin jätteelle osoitettuun isompaan keräysastiaan.

Kysymyksiä teoriaosuudesta:

Mitkä ovat veren tehtävät?

Mitä eri soluja veressä on?

Mikä on veren eri solujen tehtävät?

Missä veren soluja muodostuu?

Mihin metanolia tarvitaan tässä työssä?

Miksi näytteet värjätään?

Omien solujen mikroskopointi:

Ennen kuin katsot näytettäsi mikroskoopilla, mitä odotat näkeväsi näytteessäsi ja miksi?

Piirrä, miltä näytteesi näyttää mikroskoopin kautta. Nimeä piirrokseen eri soluja. Muista ottaa kuvia mikroskooppikuvistasi!

Mistä tunnistat punasolut näytteessäsi?

Mistä tunnistat valkosolut näytteessäsi?

Miten sivelynäytteesi onnistui? Mistä onnistuminen / epäonnistuminen on voinut johtua?

 

Työohjeessa käytetyt lähteet:

Keinänen, K. & Pakarinen E. (2017.) Sähköinen oppimateriaali veren sivelyvalmisteen tarkasteluun. Savonia-ammattikorkeakoulu. Opinnäytetyö.

Rad, A. (2009.) Hematopoiesis (human) diagram. Wikipedia. Saatavissa: https://fi.wikipedia.org/wiki/Hematopoieesi.

Silverthorn, D. U. (2014). Human Physiology. An Integrated Approach. (6. painos.) Lontoo: Pearson Education Limited.

MAA-240 Kestävä kehitys: harjoitus yläasteelle

|

Tämä harjoitusohje on tarkoitettu peruskouluun 45 minuutin oppitunnille ja se soveltuu 7-9 luokkalaisille. Harjoituksen tavoite on havainnollistaa omien valintojemme ympäristövaikutuksia ja saada oppilaat pohtimaan omia mahdollisuuksiaan vaikuttaa. Tässä tarkoituksessa harjoitusta voi hyödyntää myös esimerkiksi lukiossa. Tehtävää lähestytään ruuan kautta, koska se on yksi perustarpeistamme, josta syntyy paljon päästöjä.

Harjoituksen tavoitteena on opettaa muutamia peruskäsitteitä (kestävä kehitys ja hiilijalanjälki), mutta ennen kaikkea kannustaa oppilasta pohtimaan ihmisen toiminnan ja luonnon välistä vuorovaikutusta ja luonnonvarojen kestävää käyttöä. Tehtävässä pohditaan omia kulutusvalintoja ja se sopii osaksi POPS:n sisältöä S6. Harjoituksen tarkoituksena ei ole käskeä oppilaita muuttamaan tapojaan, vaan herättää ajatuksia ja oivalluksia omista valinnoista ja niiden merkityksistä. Koska aihe ei ole mustavalkoinen, tunnin lopussa on tarkoitus keskustella tai ryhmästä riippuen väitellä erilaisista aiheeseen liittyvistä kysymyksistä. Keskustelussa voi hyödyntää esimerkiksi ajankohtaisia uutisia. Tavoite on ohjata oppilaita kohti kestävän kehityksen arvoja ja antaa esimerkkejä vaikutusmahdollisuuksista.

Harjoitukseen ei sisälly kotitehtäviä, mutta siihen voi liittää ns. haasteviikon, jonka aikana jokainen oppilas miettii omasta arjestaan yhden asian, jonka pyrkii toteuttamaan ympäristöystävällisemmin viikon ajan. Tämä kestävän kehityksen tavoite voi olla henkilökohtainen ja liittyä esimerkiksi ruokaan, liikkumiseen tai kulutukseen. Myös perheitä voi kannustaa liittymään mukaan haasteeseen.

 

Tunnin kulku

  1. Teorian alustus – kestävä kehitys ja hiilijalanjälki
  2. Harjoitus netissä – eri ruokien CO2-päästöt (http://ufs.ggcampaigns.com/fi-fi/co2-laskin/)
  3. Tehtävän purku ja pienryhmäkeskusteluja valmiista aiheista

 

Liitteet

kestävä kehitys – tehtävä

kestävä kehitys – esitys

 

Hauskaa oppituntia!

Miina Suutari ja Tanja Palomäki

MAA-240: Projektityö Suomen maisema-alueista peruskouluun

|

Mikä olisikaan mielekkäämpi tapa tutustua Suomen maisema-alueisiin kuin päästää oppilaiden mielikuvitus valloilleen inspiroivan ryhmätyön kautta, jossa oppilaat saavat tuottaa omasta alueestaan matkailumainoksen? Tämän blogipostauksen projektiohje sopii peruskouluun Suomen maisema-alueiden opetuksen yhteyteen ja suositeltavaa olisi, että aiemmilla tunneilla olisi jo käsitelty Suomen luonnon- ja kulttuurimaantieteellisiä piirteitä yleisellä tasolla. Projektityön jälkeen on luontevaa jatkaa käsittelemällä esimerkiksi kotimaanmatkailua.

Tässä projektityössä oppilaat tuottavat ryhmissä eri maisema-alueista matkailumainoksen, jossa esitellään sekä alueen luonnon-, että kulttuurimaantieteellisiä erityispiirteitä. Valmiit matkailumainokset laitetaan luokkaan esille, ja oppilaat tutustuvat muiden ryhmien tekemiin mainoksiin sopivien kysymysten avulla.

Projektityön toteutus

1) Alustus:

Pohditaan yhdessä esimerkiksi, minkälaisia maisemia Suomessa ylipäänsä on ja vertaillaan alueellisia eroja.

2) Maisema-alueiden esittely:

Tutustutaan maisema-alueisiin kartan avulla.

3) Matkailumainoksen tuottaminen ryhmätyönä:

  • Sopiva ryhmäkoko 3-4 henkilöä
  • Ajankäyttö 2-3 x 45min
  • Lähteinä esimerkiksi retkeily- ja matkailusivustot, Google Maps katunäkymä, kuntien sivustot ja oppikirja
  • Materiaaleina suuri (A2) paperi, askartelutarvikkeita ja värikyniä

Ryhmät tuottavat luovuutta käyttäen posterimallisen matkailumainoksen, josta käy ilmi seuraavia asioita:

  • Maisema-alueen nimi
  • Suomen kartta, josta näkyy maisema-alueen koko ja sijainti, tärkeimpiä kaupunkeja jne.
  • Maisema-alueen luonnon erityispiirteitä
  • Alueen kulttuuria ja suuria kaupunkeja
  • Mitä kaikkea matkailija voi kokea/tuntea/nähdä?

Tehtävän ohjeistuksen voi muotoilla oman opetusryhmän valmiuksiin sopivalla tavalla ja tarkkuudella.

4) Posterinäyttely:

Oppilaat kiertävät ryhmissä tutkien matkailumainoksia ja pohtivat mm.

  • Mitkä ovat kunkin alueen tyypillisimpiä luonnon- ja kulttuurimaisemia?
  • Mitä tekemistä oma perhe/itse keksisi kullakin maisema-alueella?
  • Ajankäytön puitteissa voidaan keksiä myös kuvitteellisia henkilöitä, joille suositellaan sopivaa kohdetta tämän mieltymysten mukaan.

5) Ryhmätyön ja posterinäyttelyn purku:

  • Mitä alueellisia eroja jäi mieleen?
  • Mitkä olivat alueiden kiinnostavimpia piirteitä?
  • Mitä mielikuvia matkailumainonnassa hyödynnetään?

Erityisen tärkeäksi ryhmätyössä nousee koko projektin purku. Loppuyhteenvedossa on hyvä keskustelun avulla arvioida oppilaiden oppimista, sekä keskustella työssä käytetyistä lähteistä. Monet löytävät työtä tehdessä tiensä matkailusivustoille, jolloin on hyvä puhua siitä, että lähde ei ole täysin objektiivinen, vaan sivustoilla on luonnollisesti kaupallinen näkökulma.

Projektityön yhteys opetussuunnitelmaan (POPS 2014)

Maantiedon opetuksen tavoitteet:

T1 tukea oppilaan jäsentyneen karttakuvan rakentumista maapallosta
T2 ohjata oppilasta tutkimaan luonnonmaantieteellisiä ilmiöitä sekä vertailemaan luonnonmaisemia Suomessa ja muualla maapallolla
T3 ohjata oppilasta tutkimaan ihmismaantieteellisiä ilmiöitä ja kulttuurimaisemia sekä ymmärtämään erilaisia kulttuureita, elinkeinoja ja ihmisten elämää Suomessa ja maapallon eri alueilla
T6 ohjata oppilasta kehittämään tilatajua sekä symboleiden, mittasuhteiden, suuntien ja etäisyyksien ymmärrystä
T10 tukea oppilasta kehittämään vuorovaikutus- ja ryhmätyötaitoja sekä argumentoimaan ja esittämään selkeästi maantieteellistä tietoa
T13 ohjata oppilasta arvostamaan alueellista identiteettiään sekä luonnon, ihmistoiminnan ja kulttuurien moninaisuutta sekä kunnioittamaan ihmisoikeuksia kaikkialla maailmassa

Sisältöalueet:

S1 Maapallon karttakuva ja alueet: Oppilaat tutkivat karttoja ja hyödyntävät geomediaa, sekä kertaavat samalla Suomen keskeistä paikannimistöä.
S4 Muuttuvat maisemat ja elinympäristöt: Työssä tarkastellaan Suomen maisema-alueita, sekä tutkivat eri alueiden luonnon- ja kulttuurimaisemia.
S5 Ihmiset ja kulttuurit maapallolla: Oppilaat tutustuvat kulttuureihin, ihmisten elämään, asumiseen ja elinkeinoihin Suomessa.

Antoisaa projektityöskentelyä!

Riikka Matikainen ja Jessika Isomeri

Kuvan lähteet:
Pixabay: Suomen rajat, Lappi, Pohjanmaa, Saaristo-Suomi ja Järvi-Suomi
Wikipedia: Etelä-Suomi ja Vaara-Suomi
Maisema-alueen rajat piirretty mukaillen mm. Yle oppiminen – sivuston karttaa apuna käyttäen.

MAA-240: Geomedia i undervisningen med hjälp av drones

Kuva

Lektionens mål är att skapa en djupare förståelse för geomedia med hjälp av drones (svenska: drönare). Genom lektionen får eleverna en möjlighet att utveckla färdigheterna att inhämta, behandla, analysera och presentera geografisk information. Lektionens material lämpar sig speciellt bra för gymnasiets fjärde kurs där geomedia är ett centralt tema. I gymnasiets läroplan står det: ”En mångsidig användning av geomedia hjälper den studerande att hämta, analysera och tolka information och presentera den visuellt. Med geomedia avses en mångsidig användning av kartor, geodata, diagram, bilder, videofilmer, skriftliga källor, olika medier, muntliga presentationer och andra sätt att ta fram och presentera geografisk information” (Grunderna för gymnasiets läroplan 2015).

Tidsplanen för lektionen (75 min) är följande: teoridel 30 min, praktisk del 30 min och avslutande diskussion samt instruktioner för hemläxan 15 min. Ifall läraren har tillgång till endast 75 min för lektionen kommer tillämpning av det med dronen samlade materialet att ges som hemläxa. Lektionen kan tidsmässigt modifieras så att den även passar andra längder på lektionen.

Lektionens uppbyggnad:
1. Introduktion till flygning med drones
2. Vad är en drone?
3. Varför flyger man med drones?
4. Viktig information om tillåtet luftrum
5. Vad gör vi idag? (instruktioner för den praktiska delen)
6. Tillämpning av geomedia i praktiken: Eleverna får själva flyga en drone och samla in geografiskt material med hjälp av denna.
7. Avslutande diskussion och instruktioner för hemläxan

Hemläxan är att behandla det geografiska material som eleverna samlat in med hjälp av dronen. Tanken är att eleverna på basis av materialet ritar en karta över området de flugit över med dronen. Utöver det skall eleverna kritiskt granska området och reflektera över vem området lämpar sig för, hur fungerande området är i förhållande till sin nuvarande användning och hur områder kunde utvecklas. Bedömningen görs utgående från elevens förmåga att tillämpa det material de fått med hjälp av dronen.

 

Det planerade lektionsmaterialet går mycket väl att modifiera så att det även lämpar sig för andra årskurser och skolor. Lektionen går lätt att kombinera med andra läroämnen, exempelvis biologi. Utrustning kan lånas från Helsingfors universitets Geopiste, men så bör man också kontrollera att man har tillgång till tillåtet luftrum där man utför flygandet med dronen. För lägre årskurser så som t.ex. högstadiet kan det vara bra att reservera mera tid för både teoridelen men särskilt flygdelen om man vill låta varje elev flyga en stund. Hur man väljer att behandla och använda det material man får av dronen kan också modifieras på så sätt att kartritandet inte blir som en läxa utan att man arbetar med det under lektionen med hjälp av läraren istället. Lektionen och undervisningsmaterialet kan stödjas med ett citat ur läroplanen:

”Med tanke på målen för undervisningen i geografi är det centralt att använda mångsidiga lärmiljöer både i och utanför skolan. Fältarbete, exkursioner i naturen och den byggda miljön samt användning av digitala lärmiljöer och geodata är en väsentlig del av geografiundervisningen.” (Grunderna för läroplanen för den grundläggande utbildningen 2014).

Vårt lektion finns som bilaga under följande länk: Dronelektion

 

Have a nice flight!

Sofie Schubert & Johanna von Frenckell

 

 

MAA-240: Kenttätöitä ja GIS-harjoituksia lukioon

|

Tämän blogipostauksen harjoitukset on suunniteltu lukiolaisten kenttäopetukseen sekä kentällä saatujen tulosten visualisointiin paikkatieto-ohjelmistoja hyödyntäen. Tehtäväkokonaisuus sopii erityisesti Sininen planeetta (GE2) -kurssille, jossa opetussuunnitelman perusteiden mukaan tavoitteena on, että opiskelija “osaa hankkia, analysoida, tulkita, arvioida ja esittää luonnonmaantieteellistä tietoa geomediaa hyväksi käyttäen”. 

Harjoitukset on suunniteltu niin, että ne olisi mahdollista suorittaa kaikissa kouluissa. Niinpä tarvittavat välineet ovat hyvin yksinkertaisia tai lainattavissa Helsingin yliopiston Geopisteeltä (https://www.helsinki.fi/fi/tiedekasvatus/maastossa-opiskelun-valineet). Maastossa on suunniteltu käytettäväksi 2-3 tuntia ja luokkahuoneympäristössä vielä noin 80 minuuttia. Jos halutaan mitata myös maaperän kosteus, aikaa on varattava näytteiden kuivumiselle ennen tulosten visualisointia. 

Tehtäväpaketin maisemantulkintatehtävän on tarkoitus harjaannuttaa opiskelijoiden maantieteellistä ajattelutaitoa ja silmää myös oman lähiympäristönsä maantieteellisiin ilmiöihin ja muutokseen. Kentällä oppilaat pääsevät tutustumaan siihen, miten ja millaisilla välineillä maastossa voi tutkia esimerkiksi tuulennopeutta, ympäristön lämpötilaa ja veden virtausta. Oppilaat tutustuvat harjoituksissa myös Epicollect5 –sovelluksen käyttömahdollisuuksiin maantieteellisen tiedon keräämisessä ja itse kerätyn aineiston visualisointiin paikkatieto-ohjelmassa. 

Suunnittelemaamme kenttäpäivää on helppo muokata kunkin ryhmän tarpeisiin sopivaksi jättämällä joitakin mittauksia tekemättä tai muuttamalla kiertopistetyöskentelyn opettajajohtoiseksi opetusmuodoksi. Myös karttojen teko on mahdollista suorittaa joko opettajajohtoisesti tai niin, että jokainen opiskelijaryhmä tekee karttaansa itse ohjeita seuraten. Huomasimme kenttätöitä suunnitellessamme myös, että maastotyöskentelyyn on mahdollista integroida monia muita oppiaineita. Jos haluatte suunnitella kenttäpäivästä suuremman kokonaisuuden, voitte etsiä inspiraatioita seuraavasta listasta, jolle maantieteen opettajaopiskelijat ovat heitelleet ideoitaan: 

Maantieteen lisäksi maastopäivään sopivat monet muutkin oppiaineet: 

  • Maastokartan lukeminen ja suunnistus (liikunta) 
  • Eläinten ja kasvien havainnointi ja kasvion teko/vuodenaikaseuranta (biologia) 
  • Maisemien ja karttojen piirtäminen sekä valokuvaus (kuvataide) 
  • Rentoutus– ja aistiharjoitukset (psykologia) 
  • Luontoteemaiset sävellykset ja luonto inspiraation lähteenä (musiikki) 
  • Essee/raportti kenttäpäivästä (äidinkieli) 
  • Eväiden suunnittelu ja toteutus retkelle sekä villiyrttien tai sienten kerääminen retkellä ja hyödyntäminen myöhemmin koululla (kotitalous) 
  • Mittaukset ja laskut, kuten pH, virtaama jne. (kemia/fysiikka) 

Ohessa on tarkempi aikataulu harjoitusten tekoon ja harjoitusohjeet maastotöihin, Epicollec-sovelluksen käyttöön sekä tulosten visualisointiin QGIS:illa ja ArcGIS:illa. 

Mukavaa kenttäpäivää! 

Pilvi Ahonen, Emilia Kostamo, Markus Sirviö 

Aikataulu ja maastotyöohjeet

Arcgis-ohje

QGIS-ohje

Epicollect-ohje

Harjoitukset ja LOPS 

Harjoitukset vastaavat Lukion opetussuunnitelman perusteissa (2015) seuraaviin kohtiin: ” Opetus harjaannuttaa opiskelijan osallistumis- –taitoja” kohta toteutuu siinä, että oppilaat pääsevät tekemään yhdessä tehtäviä maastossa ja vielä luokassakin. Tehtävä, jossa pohditaan maiseman muotoutumista ja sitä, miten se tulee muuttumaan tulevaisuudessa, liittyy kohtiin ”opetus ohjaa opiskelijaa tiedostamaan luonnon ja ihmistoiminnan vuorovaikutussuhteita sekä tarkastelemaan maailmaa muuttuvana–elinympäristönä.” ja ”opiskelija osaa havainnoida ja arvioida luonnonympäristön ja rakennetun ympäristön tilaa, niissä tapahtuvia muutoksia”. 

Eri tutkimusmenetelmiin tutustuminen maastossa ja tutkimuksen jatkaminen visualisoinnin mahdollistamilla havainnoilla linkittyy kohtaan ”Tutkiva lähestymistapa auttaa opiskelijaa syventämään maantieteellistä ajattelua sekä ymmärtämään arkiympäristössä, paikallisella, alueellisella ja globaalilla tasolla tapahtuvia muutoksia.” Vaihtoehto, jossa Lommilan aluetta tutkitaan kuvien avulla ja kartan teko Epicollect aineistosta puolestaan liittyy kohtiin” Geomedian monipuolinen käyttö tukee opiskelijaa maantieteellisen tiedon hankinnassa, analysoinnissa, tulkinnassa ja visuaalisessa esittämisessä.” ja ” Keskeisiä arvioitavia taitoja maantieteessä ovat karttojen luku- ja tulkintataito, graafiset esittämistaidot.” 

” Opetuksessa hyödynnetään myös koulun ulkopuolisia opiskeluympäristöjä” -kohta toteutuu yleisesti maastotöissä. Tällainen itsetekeminen oletettavasti myös innostaa ja kuten LOPS:ssa sanotaan ”opiskelija kiinnostuu maantieteellisestä tiedosta”. ”opetuksen tehtävänä on antaa hänelle [opiskelija] valmiuksia ymmärtää maailmanlaajuisia, alueellisia ja paikallisia ilmiöitä”, kuten esimerkiksi harjoituksissa meanderointi, erilaisten maaperien kyky pidättää kosteutta ja ilman lämpötilan vaihtelu.  

Aake-hankkeen maantieteen kuulumisia

|

Kevään 2018 aikana Aake-hankkeen puitteissa koulutettiin 22:lle aineenopettajaopiskelijalle maantieteen pedagogisia taitoja. Mukana oli maantieteen opiskelijoiden lisäksi sellaisia  biologian opiskelijoita joilla on maantiede sivuaineena. Yhteistyötä opiskelijoiden kanssa oli tekemässä myös kahdeksan maantieteen opettajan työssä toimivaa mentoriopettajaa. Kurssi koostui kontaktiopetuksesta, itsenäisestä työskentelystä, vierailuista mentoriopettajan kouluille ja opettajan haastattelusta, oppimateriaalin tuottamisesta ja vertaisopetuspäivistä. Osa mentoriopettajista toi myös kurssin puitteissa ryhmänsä vierailulle Geotieteiden ja maantieteen osastolle.

Kontaktiopetuksessa opittiin maantieteen didaktisia taitoja, joita sovellettiin oman oppimateriaalin suunnittelussa. Kurssin sisältöjen valmistelussa tehtiin yhteistyötä Kasvatustieteellisen tiedekunnan kanssa opintojen sovittamiseksi yhteen aineenopettajan pedagogisten opintojen  kanssa. Kontaktiopetuksen teemoja oli mm. opetusmateriaaleihin tutustuminen, opetusmenetelmät ja strategiat, geomedia, tutkiva oppiminen, kenttätyöt ja ulkona oppiminen, kokeellisuus, demot, draamapedagogiikka, arviointi ja sähköiset YO-kirjoitukset. Jokaisesta teemasta olisi voinut järjestää helposti oman kurssinsa. Tätä kurssia voikin pitää johdantona maantieteen didaktiikkaan, minkä osaamista on sitten tarkoitus kehittää jatkuvasti tulevan opettajan uran aikana.

Kurssilla tuotettujen oppimateriaalien aiheiden lähtökohtina oli mentoriopettajien näkemykset erilaisten oppimateriaalien tarpeista. Opiskelijat saivat mentoriopettajilta myös kommentteja aineistosta ennen lopullisten  versioiden kirjoittamista. Oppimateriaalit esiteltiin ja kokeiltiin vertaisopetuspäivinä, jolloin materiaalin tuottanut ryhmä piti kukin vuorollaan opetusta muille kurssin osallistujille. Tämän jälkeen materiaaleja oli vielä mahdollista muokata muilta kurssilaisilta saadun palautteen perusteella. Lopulta aineistot julkaistiin tällä sivustolla ja ne ovat kaikkien opettajien vapaasti käytettävissä.

Kurssikokonaisuudesta saatiin opiskelijoilta pääosin positiivista palautetta, ja uutta kurssia ollaan valmistelemassa myös ensi vuodelle. Käy tutustumassa materiaaleihin!