Uusia preparointitöitä: lieron ja torakan preparointi

BioPopin kokeellisten töiden valikoimassa on nyt myös kaksi uutta työtä, joissa perehdytään selkärangattomien eläinten anatomiaan. Preparointeja voi tulla tekemään BioPopiin Helsingin yliopiston Viikin kampukselle, tai toteuttaa omassa koulussa mahdollisuuksien mukaan. Työohjeet ovat myös muokattavissa omia lisäyksiä varten!

Lieron preparointityön on suunnitellut Iiris Lukkarinen Matoseuranta-hankkeen yhteydessä. Lisää tietoa hankkeesta löydät osoitteesta http://matoseuranta.it.helsinki.fi/fi.

Torakan preparointityö muokattavassa .docx-muodossa.

Torakan preparointityö tulostettavassa .pdf-muodossa.

Lieron preparointityö muokattavassa .docx-muodossa.

Lieron preparointityö tulostettavassa .pdf-muodossa.

BioPop kuuluu nyt Helsingin yliopiston LumA-tiedekasvatuskeskukseen

Helsingin yliopistoon on avattu 14.2.2017 uusi LumA-tiedekasvatuskeskus, ja myös BioPop on osa uutta tiedekasvatuskeskusta.

Helsingin yliopiston LumA-tiedekasvatuskeskus tukee ja edistää monialaista tiedekasvatusta, eri oppiaineiden opettamista ja oppimista kaikilla asteilla. Lisäksi tiedekasvastuskeskuksen tehtävänä on edistää lasten ja nuorten tieteellistä harrastuneisuutta tutkimustietoon perustuen. LumA-tiedekasvatuskeskus kuuluu kansalliseen LUMA-keskus Suomi -verkostoon.

BioPop on Helsingin yliopiston LumA-tiedekasvatuskeskuksessa toimiva ”tiedeluokka”, jonka tehtävänä on edistää biologian tiedekasvatusta. Siihen liittyen BioPop järjestää mm. mahdollisuuden tulla tekemään kokeellisia töitä yliopistolle, tutustua tutkimuslaboratorioihin tai käydä maastoretkellä.

LumA-tiedekasvatuskeskuksen uudet kotisivut löytyvät osoitteesta https://www.helsinki.fi/fi/tiedekasvatus. BioPopin toiminnasta löytyy lisää tietoa täältä.

Pokémon Go biologian opetuksessa

Kesän aikana ilmiöksi noussut Pokémon Go ei ole voinut jäädä huomaamatta keneltäkään mediaa seuraavalta tai ympäristöään tarkkailevalta kansalaiselta. Pokémonien kerääjät ovat valloittaneet metsät, puistot ja jalankulkuväylät ja innostaneet ihmisiä ulkoilemaan. Pokémon Go on lisättyä todellisuutta (augmented reality, AR) hyödyntävä peli, jossa pelaajat liikkuvat oikealla kartalla ja hyödyntävät mobiililaitteiden kameraa pokemonien keräämisessä. Pokémon Go:ssa on tiettyihin koordinaatteihin kiinnitettyjä pisteitä, joissa pelaajien tulee vierailla voidakseen edetä pelissä.

Pokémon Go:n karttanäkymä

Pokémon Go:n karttanäkymä. Taustalla poke-sali.

Lyhyesti selitettynä Pokémon Go koostuu kolmenlaisista aktiviteeteista:

  1. Pokemonien kerääminen. Erilaisia pokemoneja löytyy satunnaisesti ympäristöstä. Kun pokemon sattuu kohdalle, puhelin ilmoittaa siitä värisemällä. Pokemoneja pyydystetään pokepalloilla ja pyydystämisessä hyödynnetään puhelimen kameraa ja kosketusnäyttöä. Lisäksi uusia pokemoneja saa munista, jotka kuoriutuvat, kun pelaaja on kävellyt joko 2, 5 tai 10 kilometriä.
  2. Pokestopeilla vierailu. Pokestoppi on kartalla oleva piste, josta pelaaja saa uusia materiaaleja pokemonien keräämistä ja niiden parantamista varten. Pokestopeilta saa esimerkiksi pokepalloja, joilla pyydystetään pokemoneja.
  3. Poke-salit (gyms) ja niillä taisteleminen. Pokestoppien tapaan poke-salit sijaitsevat tietyssä karttapisteessä. Saleilla voi taistella toisten pelaajien pokemoneja vastaan tai auttaa parantamaan oman tiimin hallussa olevaa poke-salia.
Pokemonien keräämisessä hyödynnetään laitteen kameraa. Kuvassa Drowzee-pokemon.

Pokemonien keräämisessä hyödynnetään laitteen kameraa. Kuvassa Drowzee-pokemon.

Pokémon Go:ta ei luonnollisesti voi kunnolla pelata sisätiloissa, sillä se vaatii yhteyden GPS-satelliitteihin ja lisäksi internetiin. Parhaimmillaan Pokémon Go onkin ulkotiloissa pelattuna, mielellään muutaman kaverin porukassa. Pokémon Go:ssa on monia elementtejä, jotka kannustavat liikkumaan:

  1. Erilaisia pokemoneja löytyy erilaisista ympäristöistä, joten niiden pyydystämiseksi pelaaja joutuu liikkumaan myös kotinsa ulkopuolella.
  2. Uusia tarvikkeita saa pokestopeilta, joissa pelaajan täytyy vierailla säännöllisin väliajoin.
  3. Hyviä pokemoneja sisältävät munat kuoriutuvat vain, jos pelaaja kävelee tai juoksee riittävän matkan ulkona. Autoilu ei karruta kilometrejä!
  4. Poke-saleilla taisteleminen vaatii menemistä salille paikan päälle.

Pokémon Go on ilmiö, joka huomataan varmasti myös opettajien keskuudessa, viimeistään koulujen alkaessa. Se on oppimiselle sekä haaste että mahdollisuus: peli voi viedä oppilaiden huomiota etenkin ulkona vietettävillä oppitunneilla, mutta toisaalta se tarjoaa runsaasti erilaisia oppimismahdollisuuksia ja kannustaa oppilaita ulkoilemaan. Pelillä on monia hyödyllisiä käyttötarkoituksia erityisesti biologian opetuksessa. Tässä kirjoituksessa esiteltyjä menetelmiä ei ole testattu käytännössä, ja toivoisinkin saavani kommentteja siitä, toimivatko ideat myös tosielämässä! Myös uusia pelin hyödyntämisideoita otetaan vastaan!

 

Ekologian opetus

Biologian opetuksessa hyödynnetään usein ns. mielikuvituseliöitä, joille keksitään sopiva ekologinen rooli sekä pohditaan sen ravintoa, lisääntymistä ja evoluutiota. Mielikuvituseliöiden tilalla voi hyödyntää myös pokemoneja, joita löytyy Pokémon Go:sta yhteensä 151 kappaletta. Pokemoneja on eri tyyppisiä (esim. vesi-, kivi-, haamu-, normaali- tai ruohopokemonit), ja osa niistä muistuttaa todellisia eläviä eliöitä.

Bellsprout on ruoho/myrkkypokemon, ja se kuuluu "pokemon-ekosysteemin" tuottajiin.

Bellsprout on ruoho/myrkkypokemon, ja se kuuluu ”pokemon-ekosysteemin” tuottajiin.

Pokémon Go:ta voidaan hyödyntää erinomaisesti erityisesti ekologian opetuksessa. Pelistä löytyy erilaisia pokemoneja, ja tiettyjä pokemoneja löytyy vain tietynlaisista ympäristöistä (esim. vesipokemoneja etupäässä vesistöjen läheltä). Monia ekologisia teemoja voidaan pohtia pokemonien kautta, esimerkiksi:

⁃ Millaisissa elinympäristöissä (ekosysteemeissä) erilaiset pokemonit elävät?
⁃ Miten pokemonin elinympäristö näkyy niiden rakenteessa?
⁃ Millainen on pokemon-eliöyhteisö? Mitkä pokemonit ovat tuottajia, mitkä kuluttajia ja mitkä hajottajia?
⁃ Millaisia ravintoketjuja pokemoneista voitaisiin muodostaa?
⁃ Millaisia pokemon-populaatioita koulun lähistössä sijaitsee?

Sandshrew on maassa elävä pokemon. Mitä sen rakenne kertoo sen sopeutumisesta elinympäristöön?

Sandshrew on kuivalla aavikolla, maassa elävä pokemon. Mitä sen rakenne kertoo sen sopeutumisesta elinympäristöön?

Pokémon Go sopii myös ekologisten käsitteiden esittelyyn. Pelin avulla voidaan puhua esimerkiksi elinympäristöön sopeutumisesta, ravintoketjuista, ekologisista lokeroista, ekosysteemeistä, eliöyhteisöistä ja populaatioista. Pokemoneista on helppo siirtyä oikeisiin eliöihin ja pohtia mitä eroja ja yhtäläisyyksiä pokemoneilla ja oikeilla eliöillä on. Oheisessa taulukossa on listattu muutamia pokemonien ja oikeiden eliöiden yhteneväisyyksiä ja eroja.

Ominaisuus Pokemonit Oikeat eliöt
Ravintoketju Tuottajia, kuluttajia ja hajottajia Tuottajia, kuluttajia ja hajottajia
Elinympäristö Vaihtelee pokemonin tyypin mukaan Vaihtelee eliön tyypin mukaan
Lisääntyminen Lisääntyminen munien avulla (Pelissä ei suvullista lisääntymistä?) Suvuton tai suvullinen lisääntyminen
Kasvu Ominaisuuksia voidaan kehittää Eliöt kasvavat ja kehittyvät
Kehittyminen Kehittyvät metamorfoosin avulla, osa pokemoneista ei kehity Joillakin eliöillä metamorfoosia
Evoluutio Mahdollisesti? Kaikilla eliöillä
Kuolema Voidaan elvyttää henkiin Kuolema peruuttamaton
Olemassa Vain virtuaalitodellisuudessa Oikeassa elämässä

Pokémon Go sopii myös elämän tunnuspiirteiden pohtimiseen. Oppilaiden kanssa voidaan pohtia, mitä oikeiden eliöiden piirteitä pokemoneilla on tai ei ole. Mikä tosiasiassa erottaa elävät eliöt ei-elävistä? Millä perusteella pokemon ei ole eliö, mutta bakteeri on?

Elämän tunnuspiirre Pokemonit Oikeat eliöt
Aineenvaihdunta Ei Kyllä
Solurakenne Ei Kyllä
Evoluutio Mahdollisesti? Kyllä
Yksilöllisyys Kyllä Kyllä
Elämänkaari Kyllä Kyllä
Itsesäätelykyky Kyllä Kyllä
Lisääntyminen Kyllä Kyllä

Pokémon Go:ssa esiintyy myös jonkin verran symbionttisia eliöitä. Esimerkiksi Bulbasaur-perheeseen kuuluvat pokemonit muistuttavat liskoa, jotka kantavat selässään kasvia. Myös yleinen Paras-pokemon elää symbionttisessa suhteessa sienen kanssa. Pelin avulla voidaan käsitellä erilaisia symbionttisia suhteita ja niiden merkitystä ekosysteemin toiminnan kannalta.

Ivysaur-pokemon elää symbioosissa kasvin kanssa.

Ivysaur-pokemon elää symbioosissa kasvin kanssa.

Evoluutiobiologian opetus

Evoluutiobiologian opetuksen kannalta on huomioitava, että Pokémon Go voi aiheuttaa oppilaille monenlaisia virhekäsityksiä, jotka kannattaa ottaa huomioon – pelasipa peliä biologian tunnilla vai ei. Pelissä pokemoneja voi kehittää ”evoluutiossa”, jossa pokemonit muuttuvat paremmaksi pokemoniksi, joka kuitenkin muistuttaa alkuperäistä pokemonia. Esimerkiksi yleinen Drowzee-pokemon voidaan kehittää paremmaksi Hypno-pokemoniksi. Tämä ei kuitenkaan ole varsinaista evoluutiota, vaan kyse on pikemminkin metamorfoosista. Tässä kirjoituksessa onkin viitattu pokemonien ”evoluution” sijaan pokemonien metamorfoosiin. Pokemonien ”evoluutio” saattaa kuitenkin tuottaa oppilaille virhekäsityksiä, jotka on syytä ottaa huomioon evoluutiobiologiaa opetettaessa.

Caterpie-pokemonin "evoluutio" eli metamorfoosi.

Caterpie-pokemonin ”evoluutio” eli metamorfoosi.

Evoluutiobiologian yhteydessä voidaan myös pohtia pokemonien sopeutumista elinympäristöönsä ja sitä kautta pokemonien mahdollista evoluutiota.

⁃ Mistä ominaisuuksista huomaa, että pokemon on sopeutunut omaan elinympäristöönsä?
⁃ Mistä ominaisuuksista voi päätellä jotain pokemonin ravinnosta?
⁃ Miten nämä ominaisuudet ovat kehittyneet?
⁃ Millainen pokemonien evoluutio on ollut ja millaisia ovat olleet yhteiset kantamuodot?

Lukion oppitunnilla voidaan analysoida myös pokemonien evolutiivista historiaa ja rakentaa pokemon-sukupuita. Koska virallisia sukupuita ei liene olemassa, täytyy sukupuita laatia yhteisten ominaisuuksien perusteella. Oheisessa taulukossa on analysoitu neljän yleisen pokemonin (Vulpix, Meowth, Growlithe ja Slowpoke) ominaisuuksia. Millaisen sukupuun piirtäisit näille neljälle pokemonille? Mitä ominaisuuksia voidaan hyödyntää sukupuun rakentamisessa?

Vulpix, Meowth, Growlithe ja Slowpoke

Vulpix, Meowth, Growlithe ja Slowpoke

Pokemon Vulpix Meowth Growlithe Slowpoke
Tyyppi Tuli Normaali Tuli Vesi / psyykkinen
Väri Ruskea Kellertävä Ruskea Vaaleanpunainen
Raajojen määrä 4 4 4 4
Liikkuu Neljällä jalalla Kahdella jalalla Neljällä jalalla Neljällä jalalla
Karvapeite On On On Ei?
Häntä 6 häntää 1 häntä 1 häntä 1 häntä
Korvat Suippokärkiset Suippokärkiset Pyöreäkärkiset Pyöreäkärkiset
Muistuttaa Kettua Kissaa Koiraa Majavaa
Massa 9,9 kg 4,2 kg 19,0 kg 36,0 kg
Korkeus 0,6 m 0,4 m 0,7 m 1,2 m

 

Fysiologian opetus

Pokémon Go:n avulla voidaan opettaa myös fysiologiaa ja anatomiaa. Vaikka pokemonien sisärakenteesta ei olekaan paljon tietoa, niistä voidaan spekuloida jotain elävien eliöiden perusteella. Pokemonien avulla voidaan miettiä myös seuraavia kysymyksiä:

⁃ Millaista ravintoa pokemon syö? Miten se näkyy sen rakenteessa, koossa ja massassa?
⁃ Millaiset aistit pokemonilla on? Mihin pokemon tarvitsee näitä aisteja?
⁃ Miten pokemon liikkuu ja miten se näkyy sen rakenteessa?
⁃ Mitä pokemonin metamorfoosissa tapahtuu?
⁃ Mitkä pokemon-tyypit voisivat oikeasti olla olemassa ja miksi?
⁃ Mitkä pokemonit eivät oikeasti voisi olla olemassa ja miksi?

Voisiko Magnemite-pokemon olla oikeasti olemassa?

Voisiko Magnemite-pokemon olla oikeasti olemassa?

Millaiset aistit Rattata-pokemonilla on? Entä millaista ravintoa se syö?

Millaiset aistit Rattata-pokemonilla on? Entä millaista ravintoa se syö?

Lopuksi

Vaikka Pokémon Go varmasti aiheuttaa kouluissa myös ei-toivottuja lieveilmiöitä, lisättyä todellisuutta hyödyntävät pelit ovat varmasti rantautumassa isommallakin joukolla ja myöhemmin näemme varmasti myös enemmän lisättyä todellisuutta hyödyntäviä oppimispelejä. Lisätyn todellisuuden opetuskäytöstä kiinnostuneen kannattaa tutustua Tuomas Aivelon ja Anna Uiton artikkeliin LUMAT-lehdessä: http://www.luma.fi/lumat-en/4542

Pokémon Go:n kansanterveydellistä merkitystä ei pidä väheksyä ja se saattaa kannustaa aivan uudenlaisiakin ihmisiä liikkumaan luonnossa. Esimerkiksi erään tuttavani pikkuveli oli aikaisemmin viihtynyt kesäaikaan lähinnä tietokoneen ääressä, mutta oli Pokémon Go:n ilmestyttyä kävellyt kahdessa päivässä yli 30 kilometriä! Näin koukuttava ja motivoiva väline kannattaa valjastaa myös opetuskäyttöön, jos se on suinkin vain mahdollista.

Voisin kuvitella, että Pokémon Go sopii myös muihin oppiaineisiin, esimerkiksi maantieteeseen. Esimerkiksi erilaisen paikkatiedon hyödyntäminen, kartan lukeminen ja suunnistaminen maastossa ovat keskeisiä osia Pokémon Go:ta. Koko peliä ei olisi olemassa ilman maantieteilijäitä!

Pokémon Go saattaa innostaa lapsia ja nuoria myös luontoharrastuksen pariin. Pokémon Go:sta löytyy vain 151 pokemonia, mutta pelkästään Suomen luonnossa on satoja erilaisia kasveja puhumattakaan erilaisista hyönteisistä! Ehkäpä joku pokemonien kerääjä saattaa huomata, että tosielämän ”Pokémon Go” on huomattavasti haastavampi, laajempi ja motivoivampi harrastus kuin kännykkäpelin pelaaminen. Toisinaan voi olla hyvä sammuttaa puhelin välillä kokonaan ja lähteä jahtaamaan perhosia niitylle.

Bakteerien tunnistaminen

Työn tarkoituksena on perehtyä siihen, miten eri bakteerilajeja voidaan tunnistaa niiden biokemiallisten ominaisuuksien perusteella. Ennen työtä otetaan sopiva bakteerinäyte esimerkiksi iholta tai hengitysteistä. Bakteereja kasvatetaan yön yli ja maljoilta valitaan bakteeripesäkkeitä lähempään tarkasteluun.

Bakteerit voidaan jaotella niiden soluseinän rakenteen perusteella gram-positiivisiin ja gram-negatiivisiin. Gram-positiivisten bakteerien soluseinässä on monta päällekkäistä kerrosta peptidoglykaania. Sen sijaan gram-negatiivisilla peptidoglykaania on vain yksi kerros, mutta sen ulkopuolella on vielä toinen solukalvo. Värjäyksessä gram-positiiviset värjäytyvät violetiksi ja gram-negatiiviset vaaleanpunaisiksi.

Lisäksi työssä bakteereja luokitellaan kolmen entsyymiaktiivisuuden perusteella. Jotkin mikrobit pystyvät hajottamaan tärkkelyksessä olevaa amylaasia, mikä voidaan todeta jodilla, joka värjää tärkkelyksen violetiksi. Katalaasiaktiivisuustyössä tutkitaan, onko bakteerilla vetyperoksidin hajottamiseen tarvittavaa katalaasia. Oksidaasityössä taas tutkitaan, onko bakteereilla soluhengityksen elektroninsiirtoketjussa sytokromi c –entsyymiä.

Lataa työohje muokattavassa docx-muodossa tästä.

Lataa työohje tulostettavassa pdf-muodossa tästä.

Bakteerien oksidaasiaktiivisuus

Työssä tutkitaan mikrobeja ja niiden energia-aineenvaihdunnan entsyymejä. Oksidaasites- tillä pystytään toteamaan sytokromi c-oksidaasi –entsyymin (COX) läsnäolo. Se on yksi elektroninsiirtoketjun entsyymeistä, jota löytyy myös tumallisten eliöiden mitokondrioista. COX oksidaasi vastaanottaa elektroninsiirtoketjun elektronit sytokromi c:ltä ja siirtää ne hapelle. Reaktiossa muodostuu vettä.

Työssä käytettävä menetelmä perustuu siihen, että bakteerien elektroninsiirtoketjussa ole- va COX pystyy hapettamaan kellertävän N,N,N,N-tetrametyyli-1,4-fenyleenidiamiinin (TMPD) violetiksi reaktiotuotteeksi. Reaktiossa tarvitaan lisäksi happea. TMPD hapettuu ilman hapen vaikutuksesta myös itsestään, joten sitä säilytetään ilmatiiviissä ampulleissa.

Anaerobisilla bakteereilla ei tyypillisesti ole oksidaasiaktiivisuutta, sillä niillä ei ole myös- kään elektroninsiirtoketjun entsyymejä. Joillakin bakteereilla COX:n korvaa elektroninsiir- toketjussa toinen entsyymi, joten myös ne ovat oksidaasinegatiivisia. Esimerkiksi monet suolistobakteerit ovat oksidaasinegatiivisia, mutta silti aerobisia tai fakultatiivisia bakteere- ja.

Lataa työohje muokattavassa docx-muodossa tästä.

Lataa työohje tulostettavassa pdf-muodossa tästä.

BioPopin blogi ja materiaalipankki

BioPop-keskus on Helsingin yliopiston LUMA-keskuksessa toimiva biotieteiden opetuksen resurssikeskus. Tavoitteenamme on innostaa ja motivoida lapsia ja nuoria biologian pariin, tukea lasten ja nuorten biologian opiskelua, oppimista ja harrastuneisuutta sekä tukea kaikkia biologian opettajia opetustyössä ja ammatillisessa kehittymisessä.

Tässä blogissa julkaisemme BioPop-keskuksen kuulumisia, julkaisuja vierailuista sekä erilaisia opetusvinkkejä ja -ohjeita.

Tervetuloa mukaan seuraamaan blogia ja kommentoimaan sitä!