Tee biomuovia tärkkelyksestä

Viime viikon työssä tutustuttiin bakteerien kykyyn hajottaa tärkkelystä ja värjättiin tärkkelys jodin avulla. Tärkkelystä voidaan tutkia myös monella muulla tavalla. Kemianluokka Gadolinilla on valikoimassaan monia kokeellisia töitä, jotka sopivat sekä biologian että kemian oppitunneille. Ainerajoja ylittäviä kokeellisia töitä voidaan tehdä myös monilla valinnaiskursseilla tai teemaopintojen yhteydessä.

Tärkkelys on monille eliöille tärkeä ravintoaine tai ravintovarasto. Esimerkiksi monet kasvit sitovat energiaa tärkkelykseen selviytyäkseen talvesta. Tärkkelystä on myös monissa siemenissä, jossa se toimii ravintona siemenen itäessä. Toisaalta monet eliöt voivat käyttää tärkkelystä ravinnokseen. Myös monissa ihmiselle tärkeissä ravintokasveissa (peruna, viljat, maissi jne.) on runsaasti tärkkelystä.

Tärkkelys koostuu lähinnä kahdesta eri polysakkaridista: suoraketjuisesta amyloosista ja haaroittuvasta amylopektiinistä. Ne ovat polysakkarideja, jotka koostuvat toisiinsa liittyneistä glukoosimolekyyleistä (glukoosi on monosakkaridi).

Tärkkelyksen liisteröitymistä hyödynnetään monien ruokien valmistamisessa, mutta ilmiötä hyödyntämällä voidaan valmistaa myös biomuovia. Tutustu Kemianluokka Gadolinin työohjeeseen biomuovin valmistamiseen tärkkelyksestä!

Bakteerien amylaasiaktiivisuuden tutkiminen

Tärkkelys on tärkeä aine monille kasveille ja eläimille. Kasvit varastoivat fotosynteesissä tuottamansa glukoosin usein tärkkelykseen, joka toimii kasvin energiavarastona. Esimerkiksi kasvien siemenet, juuret ja maavarret voivat sisältää paljon tärkkelystä. Myös monille ihmisille tärkkelys on pääasiallinen hiilihydraattien lähde. Tärkkelyspitoisia elintarvikkeita ovat etenkin viljakasvit (vehnä, riisi ja maissi) sekä peruna.

Tärkkelys koostuu kahdesta polysakkaridista: haaroittuvasta amylopektiinistä ja suoraketjuisesta amyloosista. Eliöt voivat hajottaa amyloosia amylaasientsyymien avulla takaisin glukoosiksi. Useat mikrobit pystyvät hajottamaan tärkkelystä, mutta kaikki eivät tähän kykene.

Oheisessa työohjeessa tutkitaan tärkkelyspitoisilla agarmaljoilla kahta eri bakteerikantaa, joista toinen kykenee hajottamaan tärkkelystä ja toinen ei. Vastaavalla tavalla voidaan tutkia myös omia bakteerinäytteitä. Tällöin on muistettava lisätä agarmaljoja valmistettaessa liuokseen tärkkelystä.

Tärkkelyksen hajoamista voidaan seurata jodia sisältävän liuoksen avulla, sillä jodi värjää tärkkelyksen violetiksi. Jos bakteeri pystyy hajottamaan tärkkelystä, agarmalja ei värjäydy violetiksi. Jos bakteeri taas ei kykene käyttämään tärkkelystä ravinnokseen, malja jää violetiksi bakteeripesäkkeen kohdalta.

Lataa työohje bakteerien amylaasiaktiivisuuden tutkimiseksi tästä.

Askartele oma bakteeri

Mikrobiologiasta ja pieneliöistä voi opettaa myös hauskoilla tavoilla! Oppilaat voivat tutustua bakteereihin myös askartelemalla omia bakteereja kartongista, paperista ja villalangasta. Samalla on mahdollisuus tutustua erilaisten bakteerien muotoihin ja solurakenteeseen.

Bakteerien askarteleminen sopii hyvin niin alakouluun, yläkouluun kuin lukioonkin! Kaikkia bakteerien osia ei tarvitse käsitellä vielä alakoulussa ja lukiossa bakteereihin voi tehdä yksityiskohtaisiakin rakenteita.

Bakteerien askartelu sopii myös esimerkiksi bakteerien kokeellisen tutkimisen pariin. Ryhmän kanssa voidaan viljellä bakteereja ja tehdä niille gram-värjäys. Sen sijaan, että löydetyt bakteerit piirrettäisiin vihkoon, ne voidaan askarrella oheisen työohjeen mukaan!

Alakoululaisten askartelemia bakteereja.

Alakoululaisten askartelemia bakteereja.

Lataa työohje bakteerien askarteluun tästä.

BioPopin uutiskirje (11/2015)

BioPopin uutiskirje (11/2015)

Helsingin yliopiston Viikin kampuksella toimivan BioPop-keskuksen tehtävänä on kohottaa kiinnostusta biologiaa kohtaan ja tukea lasten ja nuorten biologian opiskelua, oppimista ja harrastuneisuutta. Lisäksi autamme nykyisiä ja tulevia biologian opettajia opetustyössä ja ammatillisessa kehittymisessä. BioPop-keskus on osa Helsingin yliopiston LUMA-keskusta.

BioPopin uutiskirjeessä kerrotaan biologian opetukseen liittyvistä ajankohtaisista asioista.

– –

1. Webinaari: Formatiivinen arviointi LUMA-aineiden oppimisen tukena

Uudet opetussuunnitelman perusteet korostavat monipuolisen ja kannustavan arvioinnin merkitystä. Opettajien kannattaa tutustua formatiiviseen arviointiin pienin askelin ja etsiä kokeilemalla itselleen ja oppilailleen parhaat toimintatavat.

LUMA-keskus järjestää keskiviikkona 4.11. klo 15 webinaarin formatiivisesta arvioinnista. Puhujana on LUMA-keskus Suomen johtaja Maija Aksela. Seuraa livenä tai nauhoitteena: http://luma.fi/tapahtumat/3943/scientix-webinaari-formatiivinen-arviointi-luma-aineiden-oppimisen-tukena-maija-aksela

2. Vierailuohjaajaksi BioPopiin vuodelle 2016?

BioPop-keskus järjestää peruskoululaisille ja lukiolaisille kiertokäyntejä ja toiminnallisia vierailuja Viikin kampuksella. Olisitko kiinnostunut toimimaan vierailujen ohjaajana vuonna 2016? Ole tässä tapauksessa yhteydessä BioPopin koordinaattori Justus Mutaseen (justus.mutanen@helsinki.fi). Vinkkaa vierailumahdollisuuksista myös tuntemillesi biologian opettajille!

3. Videokilpailun tulokset

Biotieteiden opetuksen keskus BioPop ja Biologian ja maantieteen opettajien liitto BMOL ry järjestivät videokilpailun peruskoulu- ja lukioikäisille syksyllä 2015. Kilpailun aiheena oli ”Valo luonnossa”. Teema liittyi YK:n kansainväliseen valon ja valoon perustuvan teknologian teemavuoteen 2015.

Kilpailuun osallistui peruskoululaisia ja lukiolaisia ympäri maata. Videoita arvioinut raati valitsi kaksi voittajaa: Kouvolan yhteislyseon opiskelija Ville Puurin sekä Virojoen koulun 1-luokkalaisten ryhmän, ”Vaahtopossut”.

Katso videot seuraavista osoitteista.
Ville Puuri: https://youtu.be/SJeMhmHKJtw
Vaahtopossut: https://youtu.be/Xba3b3rqJbI

4. BMOL ry:n syyspäivät 14.11.

Biologian ja maantieteen opettajien liitty BMOL järjestää perinteiset syyspäivät lauantaina 14.11. Helsingissä. Ilmoittaudu pian mukaan! Lisätietoa osoitteesta https://peda.net/yhdistykset/bmol-ry/ajankohtaista6/sh1

5.  Biotalouden yö Heurekassa 4.12.2015

Kuinka ruoka, energia ja vesi riittävät kaikille tulevaisuudessa? Minkälaisia ratkaisuja biotalous tarjoaa näihin haasteisiin? Biotalouden yö -tapahtumassa on monipuolisia esityksiä, työpajoja ja laboratorio-kokeiluja suomalaisen bio-osaamisen monilta eri alueilta. Ilmoita luokkasi mukaan nyt, paikkoja ohjelmiin on rajoitetusti! Kouluryhmille maksuton sisäänpääsy Heurekaan koko päivän
4.12.2015 klo 10-24.

Lisätiedot ja varaukset: Heureka

6. Dyna-miitti lukiolaisille joulukuussa: aiheena astrobiologia!

Resurssikeskukset BioPop ja F2K järjestävät yhteistyössä lukiolaisille suunnatun kerhomiitin keskiviikkona 2.12. klo 16–18. Tapaaminen on Viikin kampuksella. Tutustu Dyna-miitteihin ja ilmoittaudu mukaan! http://www.eluova.fi/index.php?s=tapahtumat&c=dyna-miitit

7. BioPop internetissä

BioPopin blogissa voit käydä tutustumassa biologiaan liittyvään opetusmateriaaleihin ja -ideoihin. Blogissa julkaistaan uutta materiaalia joka keskiviikko. Voit tutustua blogiin osoitteessa https://blogs.helsinki.fi/biopop-keskus/.

BioPopin uusimmat kuulumiset löydät myös sosiaalisen median puolelta. Facebookista BioPopin sivu löytyy osoitteesta https://www.facebook.com/biopopkeskus/ ja Twitteristä osoitteesta https://twitter.com/biopop_keskus. Tykkää ja seuraa toimintaa!

Tutki luonnon värejä

Monia biologiaan liittyviä aihepiirejä voi lähestyä myös visuaalisuuden kautta. Esimerkiksi luonnossa on paljon värejä, joilla on erilaisille eliöille tärkeä merkitys. Joitakin värejä taas ei esiinny luonnossa juuri lainkaan, vaan ne ovat ihmisen tuottamia.

Pohtikaa ryhmänne kanssa, mitä merkitystä esimerkiksi kukan värityksellä tai kasvin lehtien värillä on? Entä miksi osa eläimistä on kirkkaan värisiä, kun taas osa pyrkii maastoutumaan mahdollisimman hyvin muun luonnon väriseksi? Entä miksi jotkin eliöt, esimerkiksi vesikirput, ovat läpinäkyviä?

Lähiluonnon värejä voi tutkia maalivärikartan avulla. Näin luonnosta voidaan etsiä erilaisia värejä ja perehtyä niiden merkitykseen. Voit yhdistää tehtävään myös tieto- ja viestintäteknologiaa!

Luonnon värejä voi tutkia värikarttojen avulla.

Luonnon värejä voi tutkia värikarttojen avulla.

Lataa ohjeistus luonnon värien tutkimiseen tästä.

Bakteerien katalaasiaktiivisuuden tutkiminen

Oletteko viljelleet bakteereja biologian oppitunneilla? Itse maljojen valmistus ja bakteerien kasvatus on monille tuttua, mutta kasvatettuja bakteereja voidaan tutkia myös tarkemmin. Bakteereille voidaan esimerkiksi tehdä gram-värjäys ja tarkastella värjättyjä bakteereja mikroskoopilla.

Bakteereja voidaan myös tyypitellä niiden katalaasiaktiivisuuden mukaan. Tällä tarkoitetaan sitä, pystyvätkö bakteerit hajottamaan vetyperoksidia katalaasin avulla. Katalaasiaktiivisuuden tutkimiseksi tarvitset ainoastaan 3 % vetyperoksidia sekä viljeltyjä bakteereja.

Lataa työohje katalaasiaktiivisuuden tutkimiseksi tästä. Työohjeesta löytyy myös ohje agarmaljojen valmistukseen.

Rakenna proteiineja aminohapoista

Proteiineja ja proteiinisynteesiä voi tutkia myös itse rakentamalla! Tätä tarkoitusta varten tarvitse ainoastaan molekyylimallisarjan, joita löytyy useimpien koulujen kemianluokasta. Rakentamalla aminohappoja ja proteiineja itse myös proteiinisynteesin periaatteet ja proteiinien muodostuminen tulevat tutummiksi.

Molekyylimallisarjan lisäksi tarvitset lähetti-RNA:n kodonitaulukon sekä emäsnopan, jotka löydät oheisesta työohjeesta. Emäsnopan avulla selvitetään rakennettava aminohappo. Kun aminohappo on rakennettu, ne liitetään yhteen peptidisidoksilla.

Työtä voidaan soveltaan myös kemian oppitunneille, jos opiskeltavana aiheena ovat biomolekyylit, kondensaatioreaktiot tai isomeria (optinen isomeria). Aminohappoja voidaan rakentaan yksin tai pienissä ryhmissä.

Molekyylimallisarjalla rakennettuja aminohappoja.

Molekyylimallisarjalla rakennettuja aminohappoja.

Lataa työohje proteiinien rakentamiseen tästä.

Siemenet ja hedelmät kertovat kasvin toiminnasta

Oletko istuttanut pääsiäisenä rairuohoa? Voit huomata, että muutamassa viikossa pienestä rairuohon siemenestä kasvaa korkea ruoho. Siemenessä on kehittyvälle kasville vararavintoa, jotta se pystyy aloittamaan kasvunsa eli itämään. Kasvin taimi alkaa kuitenkin nopeasti tuottaa ravintoa itselleen yhteyttämällä. Yhteyttämiseen kasvi tarvitsee vettä, auringonvaloa sekä hiilidioksidia ilmasta.

Siemeniä on valtavan paljon erilaisia! Osa siemenistä on kuivia ja osa sijaitsee mehevän hedelmän sisällä tai pinnalla. Siemen voi olla iso ja kova, kuten luumulla. Jotkin siemenet ovat hyvin pieniä ja kevyitä ja ne saattavat levitä helposti tuulen mukana.

Siemenet ja hedelmät kertovat paljon myös itse kasvista. Voitte yhdessä pohtia, miksi joillakin kasveilla on mehukas hedelmä, mutta toisilla kuiva. Entä mitä hedelmän rakenne kertoo kasvin leviämisestä?

Lataa ohje siemenien tutkimiseen tästä.

Gram-värjäys bakteerien tutkimiseen

Gram-värjäys on mikrobiologiassa hyvin yleisesti käytetty menetelmä. Sen avulla bakteereja voidaan luokitella niiden soluseinän rakenteen mukaan. Gram-värjäyksen avulla voidaankin opetella paitsi työskentelymenetelmiä niin myös kerrata mikrobien rakennetta ja tehtävää.

Gram-värjäyksen yhteydessä harjoitellaan myös bakteerisolujen mikroskopointia. Bakteerit ovat useimmiten noin 1 µm (=0,001 mm) kokoisia, joten niitä kannattaa tarkastella mielellään vähintään 1000 x suurennoksella. Käytettäessä suurimpia suurennoksia on mikroskoopissa käytettävä yleensä immersioöljyä, jotta kuva näkyisi oikein eikä mikroskoopin objektiivi vahingoittuisi. Objektiivi kannattaa puhdistaa kunnolla käytön jälkeen, jos öljyä on käytetty.

Gram-värjäyksen voit helposti toteuttaa myös omalla koulullasi. Tutustu myös BioPopin vierailumahdollisuuksiin – voit tehdä työn myös Viikin kampuksella laboratoriovierailun aikana!

Lataa työohje gram-värjäykseen tästä.

Bioteknologian puuhapäivät 15.-16.10.2015

Syanobakteereja agarmaljalla. Kuva: Justus Mutanen

Syanobakteereja agarmaljalla. Kuva: Justus Mutanen

Resurssikeskukset BioPop ja Kemma järjestävät syyslomalla pääkaupunkiseudulla jälleen leiritoimintaa. Samanaikaisesti käynnissä olevan bioteknologian viikon kunniaksi myös leirillä pääsee tutustumaan bioteknologiaan.

Leiri järjestetään Lumarts-laboratoriossa Aalto-yliopiston Otaniemen kampuksella. Puuhapäivillä mm. viljellään bakteereita käsistä, eristetään DNA:ta hedelmistä ja tehdään biomuovia maidosta ja tärkkelyksestä.

Puuhapäivät on tarkoitettu alakouluikäisille lapsille, erityisesti 5.-6.-luokkalaisille. Lisätietoja ja ilmoittautuminen 4.10. mennessä: http://luma.fi/tapahtumat/3806