Algedråber og fotosyntese lærervejledning

Transkript

1 Algedråber og fotosyntese lærervejledning Kære lærer Først og fremmest tak fordi du har tænkt dig at bruge dette forsøg som en del af din undervisning. Dette dokument er en komplet vejledning til dig, som gennemgår alle de ting, som ikke nødvendigvis fremgår af elevernes vejledning. Det er et forholdsvis simpelt forsøg, som giver stor viden omkring fotosyntese og alger. Jeg har valgt, at lade afsnittene stå (selve fremgangsmetoden) fra elevers vejledning med mine kommentarer til dig som lærer. Husk at du skal bestille forsøget igennem vores hjemmeside, og at dette skal ske mindst 3 uger før, du ønsker at lave forsøget (nogle gange kan det lade sig gøre med kortere frist). Dette er fordi, algerne skal vokse til det perfekte stadie på Københavns Universitet, inden de sendes afsted til brug i klasserne. Når du har lavet forsøget i en klasse, må du meget gerne bruge det online evalueringsskema til at evaluere forsøget med dine elever ved hjælp af nedstående link, således at jeg kan gøre det endnu bedre: UmFF5-Q/viewform Når du modtager algerne dagen før forsøgets start, er det vigtigt, at du tager dem ud af forsendelseskassen og ligger dem i en vindueskarm eller lignende, så de får mulighed for at lave en smule fotosyntese. Hvis eleverne skal have mest muligt ud af forsøget skal de læse forsøgsvejledningen inden forsøget (evt. kan de også se videoen af mig, der laver forsøget med et GoPro kamera på dette hjemmesiden: De kan også med fordel have læst afsnittet om alger, hvis du vil arbejde videre med fotosyntesen og alger (afhængigt af om der er tid til det): Rigtig god fornøjelse! 1

2 Her er et par ofte stillede spørgsmål, som jeg vil foreslå at du læser igennem til at starte med. Hvad skal jeg som lærer selv sørge for? Næsten alle de nødvendige materialer til forsøget (inkl. alger) får du tilsendt, når du bestiller forsøget. Dette er dog med undtagelse af 3 ting. Du skal selv sørge for at skaffe 10 bægerglas på omkring 50 ml., derudover skal du sørge for at anskaffe en spotlampe (fx sådan en som man bruger når man maler) på omkring 400 watt, og sidst men ikke mindst et varmefilter til at have mellem lampen og algerne. Bægerglas har alle naturvidenskabslokaler allerede i forvejen. Ift. lampen kan det være en fordel at spørge pedellen på skolen, en flink nabo eller tage i et byggemarked. Som varmefilter vil jeg foreslå et stort terrarium eller en glasbeholder på omkring 50 liter. Det skal fyldes med vand for at beskytte algerne mod varme (dette gennemgås senere). Hvordan bestiller jeg forsøget? Du bestiller forsøget på vores hjemmeside. Når du har valgt en dato, hvor du ønsker at lave forsøget så skal du bestille materialerne mindst 3 uger før denne dato. Du skal være opmærksom på, at algerne helst skal bruges til forsøget samme dag, som du modtager dem fra posten, da de er i det perfekte stadie til at lave fotosyntese. Derfor kan du ikke bestille forsøget til om mandagen og tirsdagen. Send en mail til krejls@bio.dtu.dk med følgende information: Dato for forsøgsdag og tidspunkt Adresse på skolen Antallet af grupper (á 2-3 elever) der skal lave forsøget Dit telefonnummer i tilfælde af kontakt 2

3 Nu vil jeg gennemgå forsøget med kommentarer til dig som lærer (disse er skrevet med rød skrift) Fremgangsmåde i første del af forsøget: 1. Start med at hælde 25 ml. calciumchlorid over i bægerglasset (du sørger for bægerglas). 2. Placer nu det lille stykke pap oven på bægerglasset. 3. Fjern stemplet fra injektionssprøjten og sæt sprøjten fast i papstykket, så der er ca cm fra sprøjtens spids til bunden af bægerglasset (eleverne kan hjælpe hinanden eller skiftes). 4. Omryst algeopløsningen så blandingen er jævn og algerne ikke er bundfældet og overfør nu 5 ml. algeopløsning til røret med de 5 ml. alginat. Bland herefter væsken ved at vende på beholderen til blandingen er jævn og ikke opdelt (husk at have låget skruet fast). 5. Den samlede blanding (alginat og alger) overføres nu forsigtigt med en pippette til sprøjten, så blandingen drypper langsomt ned i calciumchlorid-opløsningen, og I vil nu se at der dannes algedråber. 6. Efter at hele blandingen er kørt igennem sprøjten, skulle I gerne have et sted mellem 50 og 100 algedråber (hvis der er færre kan gruppen nøjes med at overføre færre algedråber i næste forsøg eller få nogle algedråber fra en anden gruppe). Fremgangsmåde anden del af forsøget: 1. Marker de 5 plastikbøtter med tallene 1-5 og jeres gruppenavn. 2. Hæld forsigtigt calciumchlorid fra algedråberne og ud i en håndvask (man kan bruge en si eller sin finger for at undgå at algerne ryger ud i håndvasken). (algedråberne skal blive i glasset). 3. Skyl algedråberne med en smule demineraliseret vand, mens de stadig er i glasset (sien kan også bruges her). (algedråberne skal bare skyldes, og derefter kan det demineraliserede vand hældes ud, det skal altså ikke med over i plastikbøtterne). 4. Overfør nu 5 ml. hydrogencarbonat til hver af de 5 plastikbøtter. 5. Tag nu forsigtigt 20 algedråber over i hver af de 4 plastikbøtter med en pincet (pas på, de er meget skrøbelige). Bøtte nummer 5 er en blankprøve, det vil sige, at den ikke skal have nogle algedråber i. 3

4 Jeres lærer vil nu tænde lyset og sætte en beholder med vand imellem lyskilden og algedråberne. Alle placerer deres plastikbøtter nogenlunde samtidigt ved lyskilden. (dette forklarer jeg senere i dokumentet under afsnittet opsætning af lampe ) 6. Når I får besked fra jeres lærer om, at forsøget er klart, placerer I plastikbøtte nummer 1 ca. 50 cm fra vandbeholderen. Bøtte 2 placeres 100 cm fra vandbeholderen, og bøtte 3 placeres 150 cm fra vandbeholderen. Bøtte 4 placeres under en mørk trøje, hue eller lignende (det vigtigste er, at bøtten ikke får noget lys). Bøtte 5 lader i bare stå på jeres bord, denne prøve burde ikke ændre farve. 7. Efter 30 minutter kan måske allerede se en lettere farveforskel i bøtterne (det er ikke sikkert, at de allerede vil kunne se en forskel her, men det kan de jo prøve) 8. Efter 2 timer kan I helt sikkert se en farveforskel, og I kan nu gå videre med prøverne til et spektrofotometer for at kunne kvantificere jeres data ellers går i videre med spørgsmålene. (spektrofotometeret kan bruges hvis i har sådan et på skolen, ellers er den visuelle forskel også rigeligt til, at eleverne kan forstå hvad der foregår). Opsætning af lampen (anden del af forsøget): På dette billede kan du se hvorledes lampen skal stilles op ift. varmefilteret (vandbeholderen) og plastikbøtterne med alger i). Det er vigtigt, at du måler afstanden (som beskrevet i fremgangsmåden) fra vandbeholderen til plastikbøtterne. Afstanden er 50 cm til de første 4

5 plastikbøtter fordi de ellers smelter pga. varmen. Husk at det helst skal foregå i et nogenlunde mørkt rum. Det er fint bare at slukke lyset. Efter 2 timer burde man kunne se en mærkbar forskel. Jeg fik disse resultater på KU: Billedet viser en blankprøve (til venstre), og derefter er de stillet op efter hvor langt de stod fra lampen, med den der stod tættest på helt ude til højre. Det er altså tydeligt, at jo mere lys de får, jo mere fotosyntese laver de, og derfor får de en anden farve (det er værd at bemærke, at jeg har undladt bøtte nummer 4, som skulle stå i mørke, på dette billede). Hvis du ønsker, at eleverne skal se den ultimative farveforskel, så skal du tage den plastikbøtte, som stod tættest på lampen og sætte den i en vindueskarm (hvor den får masser af lys) i en hel dag. Og så lade den plastikbøtte, som har været i mørke, forblive i mørket i samme tidsrum. Du vil dermed om eftermiddagen (det er vigtigt, at det ikke er om morgen da algerne laver respiration og ingen fotosyntese igennem natten) kunne vise eleverne den store farveforskel mellem de to bøtter, som det ses på dette billede (dette kan også gøres dagen efter forsøget eller du kan give eleverne bøtterne med hjem). Hvis du laver forsøget om vinteren i Danmark er solen ikke lige så stærk, og du vil ikke se en lige så stor farveforskel som på billedet efter bare en dag. 5

6 Farveforskellen er tydelig efter 10 timer i henholdsvis vindueskarm (højre bøtte) og mørke (venstre bøtte). Bortskaffelse af materialer og opløsninger: Det er så heldigt, at alle materialer er lavet til at blive brugt en gang, og er sponsoreret af sektionen for Molekylær Plantebiologi på Københavns Universitet. Derfor kan du bare smide materialerne ud, efter du har brugt dem til forsøget, eller gemme de materialer, som du kan bruge andetsteds. Jeg opfordrer til at du smider al plastik og pap til genbrug. Alle opløsninger kan hældes i vasken eller skraldespanden (inkl. Alger). Alternativt kan eleverne selv tage plastikbøtterne med alger med hjem. Hvis de sætter dem i vindueskarmen, (hvor algerne får nok lys) kan de overleve i ca. 3 måneder. Intet i forsøget er farligt at få på huden eller indtage på anden vis. Hvis de får noget i øjnene, skal det skylles væk med ionisk saltvand. Spørgsmål til forsøget med svar og kort forklaring: Hvis I nu tænker tilbage på denne ligning og sammenholder det med, hvad I har set i forsøget, så skulle I gerne kunne svare på spørgsmålene. 6 CO H 2 O + Sollys C 6 H 12 O O H 2 O 1. Hvilken farve får bøtte nummer 1, og hvordan hænger det sammen med CO2-indholdet i prøven? Svar: bøttens indhold (ph-indikatoren) skifter farve fra den oprindelige orange/rød farve til en mere rødlig farve, inden den til sidst bliver lilla. Dette er fordi, algerne i ph-indikatoren får lys, som de bruger til at lave fotosyntese, hvor de optager CO2. Når CO2 forsvinder fra opløsningen skifter opløsningen ph, og derfor sker der en farveændring. 2. Hvorfor er der forskel på farverne i bøtterne 1-3? 6

7 Svar: bøtterne er placeret med forskellig afstand til lampen. Den bøtte, der får mest lys (bøtte nummer 1), vil derfor lave mest fotosyntese, og derfor blive mere lilla, hvorimod den der får mindst lys (bøtte nummer 3) vil lave mindre fotosyntese, og derfor ikke blive helt så lilla (dette kan være svært at se i praksis). 3. Hvilken farve får bøtte nummer 4, og hvilken anden proces end fotosyntesen er involveret i dette? Svar: bøtte nummer 4 burde blive mere gul end udgangspunktet. Når algerne står i mørke, vil de ikke kunne lave fotosyntese, til gengæld vil de stadigvæk lave respiration, og derfor vil de tilføre mere CO2 til opløsningen, hvilket gør den mere gul. 4. Hvorfor ser i ingen farveændring i bøtte nummer 5? Svar: der er ingen alger som laver fotosyntese i bøtte nummer 5, derfor burde den ikke skifte farve. Det er derfor vi kalder det en blankprøve. ph indikatoren er stabil ved stuetemperatur, så hvis man alligevel ser et farveskift, så har lokalet højst sandsynligt været meget varmt eller koldt. 5. Hvordan er den overordnede sammenhæng mellem lysintensiteten og hastigheden af fotosyntesen? Svar: overodnet set burde man se i forsøget, at jo mere lys algerne får, jo mere fotosyntese vil de lave. I praksis kan man dog godt se en mætning. Algerne er levende, så det er ikke 100 % sikkert at eleverne får meget tydelige resultater. Men sådan er det jo med naturvidenskabelige forsøg. Det er derfor vigtigt også at diskutere fejlkilder med eleverne. Til gymnasieelever kan du evt. snakke med eleverne om hvordan algedråberne dannes ved at kigge nærmere på kemien. Skriv endelig en , hvis du har brug for udbydende teori eller forklaringer. 7