Veden viljeltävät mikrobit

Luonnosta löytyviä mikrobeja voi tutkia suhteellisen helposti myös koulussa. Esimerkiksi pintavesissä on aina jonkin verran mikrobeja, jotka kasvavat myös kiinteällä kasvualustalla. On kuitenkin huomioitava, että kaikkia veden sisältämiä mikrobeja ei voi viljellä, sillä ne eivät välttämättä kasva työssä käytettävällä kasvualustalla.

Työn on kehittänyt Helsingin yliopistossa yliopistonlehtori Pauliina Lankinen. Voit ladata työohjeen pdf-muodossa täältä: Veden viljeltävät mikrobit

Katalaasientsyymitöitä

Entsyymitoiminnan tutkiminen on helppoa! Erilaisia solujen entsyymejä voidaan tutkia esimerkiksi vetyperoksidin avulla. Useimmissa eliöissä vetyperoksidia syntyy jonkin verran soluhengityksen sivutuotteena. Se on kuitenkin haitallista soluille ja siitä pitää päästä nopeasti eroon. Tämän vuoksi soluissa on katalaasientsyymiä, jonka tehtävänä on hajottaa muodostunut vetyperoksidi nopeasti.

Katalaasientsyymityö voidaan yhdistää esimerkiksi monien elinten preparoinnin yhteyteen. Jos preparoitte esimerkiksi rottaa, voitte ottaa näytteitä preparoinnin aikana ja testata niistä katalaasiaktiivisuutta. Kontrollinäytteinä voi käyttää idätetyn herneen kuorta (ei katalaasiaktiivisuutta) ja herneen ydintä (katalaasiaktiivinen).

Tarvittaessa katalaasityöhön voi yhdistää myös hienojakoisuuden ja lämpötilan vaikutuksen tutkimista. Katalaasityöohje sopii esimerkiksi peruskoulussa ihmisbiologian yhteyteen tai lukion 3., 4. tai 5. kurssille (LOPS 2016). Materiaalia voi jakaa Creative Commons-lisenssillä ja voit muokata sitä omiin tarpeisiisi sopivaksi!

 

Lataa työohje docx-tiedostona tästä.

Lataa työohje tulostettavana pdf-tiedostona tästä.

 

BioPopin blogi jää joulutauolle. Lisää opetusvinkkejä ja työohjeita luvassa jälleen tammikuussa!

Jyrsijän preparointi

Erilaisten eläinten preparoinnilla auttaa etenkin ihmisbiologian yhteydessä hahmottamaan anatomiaa ja asioiden välisiä riippuvuussuhteita. Ihmisen ja eläinten rakennetta käsiteltäessä kokonaiskuvan muodostuminen voi olla haastavaa. Kokonaisten eläinten tutkiminen ja preparoiminen auttaa oppimaan biologiaa, kehittää käytännön työskentelytaitoja ja innostaa biologian opiskelua kohtaan.

BioPopin jyrsijän preparointi -työohjeessa on yhdistetty anatomia ja evoluutiobiologia. Miten jyrsijän hampaat ovat kehittyneet? Entä millaisia sopeumia jyrsijöiden suolistossa on? Miten ja miksi jyrsijät eroavat ihmisestä?

Työohjeessa on preparoinnista myös havainnollisia kuvia opetuskäyttöön. Työ sopii esimerkiksi peruskoulussa ihmis- tai evoluutiobiologian yhteyteen tai lukiossa ihmisbiologian kurssille. Materiaalia voi jakaa Creative Commons-lisenssillä ja voit muokata sitä omiin tarpeisiisi sopivaksi!

Lataa työohje docx-tiedostona tästä.

Lataa työohje tulostettavana pdf-tiedostona tästä.

Kasvisolujen plasmolyysi – tutkimuksellinen työ

Solujen tutkiminen mikroskoopilla on hauskaa ja havainnollista! Mikroskooppien käyttämiseen voidaan yhdistää myös tutkimuksellista työskentelyä. Oheisessa työohjeessa tutkitaan osmoosia kasvisoluissa. Työ sopii erityisesti lukion biologian toiselle kurssille (OPS2003, 3. kurssi OPS2015) tai yläkouluun solubiologian yhteyteen.

Työssä on tutkittavana tislattua vettä sekä 2% ja 5% suolaliuos. Tehtävänä on selvittää punasipulin solujen avulla, mitä liuosta koeputket sisältävät. Tutkimusstrategian opiskelijat saavat päättää itse ja he joutuvat tekemään itse johtopäätökset ja raportoimaan saamansa tulokset. Lopuksi kannattaa keskustella työn tuloksista yhdessä.

Työ sopii laajennettuna myös lukion kurssin tutkimukseksi tai tutkimukselliseksi oppilastyöksi. Työohje on jaettu Creative Commons-lisenssillä ja voit muokata sitä omiin tarpeisiisi sopivaksi!

Punasipulin soluja kuvattuna mikroskoopilla.

Punasipulin soluja kuvattuna mikroskoopilla.

Lataa työohje docx-muodossa.

Lataa työohje tulostettavassa pdf-muodossa.

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.

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.

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.