Wisconsin Fast Plants instruktioner

Transkript

1 Wisconsin Fast Plants instruktioner Hurtigtvoksende Brassica rapa Velegnet til alle klassetrin Illustrerer mange aspekter af plantebiologi Kort 35-dages livscyklus fra frø til frø Blomstrer efter dage Scandidact Biologi Skovdalsvej Odder Danmark tlf info@scandidact.dk CVR

2 Indholdfortegnelse Introduktion til materialet...3 Illustreret vejledning...5 Stadier i plantens livscycklus...8 Tips og forslag...17 Opgaver i de forskellige livsstadier...20 Uddannelse og forskning med Fast Plants...20 Problemløsning...22 The Wisconsin Fast Plants Program (WFP) and Carolina Biological Supply Company Wisconsin Fast Plants Program har siden 1986 udviklet innovativt uddannelses- og forskingsmateriale til undervisere, videnskabsfolk og elever rundt om i verden. Succesen med de hurtigtvoksende Brassica rapa-frø skyldes til dels samarbejdet mellem Wisconsin Fast Plants programmet, Carolina Biological Supply Company og underviserne. Udviklere, distributører og brugere er alle med til at udvikle nye metoder og ideer til undervisere på alle klassetrin. For mere information og teknisk support, kontakt venligst Scandidact på tlf info@scandidact.dk 2 19

3 Skal I prøve igen? Bestrålede frø med forskellige kilorad Kit indeholder: Ikke-bestrålede standard Fast Plants kontrol-frø Frø, der har været udsat for forskellige niveauer af stråling (50, 150, 500, og 4000 kilorad). 1 liter pottemuld 1 vandingsmåtte 2 Anti-alge firkanter 8 vandingspipetter 16 etiketter 3 g. tørrede bier 30 g langsomt frigivende gødning 16 støttepinde 16 ringe til støttepinde 1 lærer-håndbog og kopierbar elevguide Varenr Introduktion til materialet Wisconsin Fast Plants materialet er et unikt undervisningsredskab til at udforske plantevækst og udvikling alt imens elever introduceres til processen af en videnskabelig undersøgelse med en håndgribelig problem- og undersøgelsesbaseret metode (Inquiry Based Learning, IBL), der skal øge elevernes interesse for og udbytte af naturfaget. Fast Plants er hurtigtvoksende frø af arten Brassica rapa, der er medlem af kål- og sennepsfamilien. Frøene blev udviklet af Professor Paul Williams ved universitetet i Wisconsin. Dr. WIlliams anstrengelser har resulteret i et spændende og revolutionært undervisningsredskab hvor hovedrollen spilles af hurtigtvoksende frø med en livscyklus på dage fra frø til frø. Wisconsin Fast Plants gruppen har udarbejdet en række øvelser, der er egnede til alle klassetrin og udviklet i samarbejde med undervisere. Hver øvelse er brugt og evalueret i klasseværelser og revideret efter lærernes evaluering. Wisconsin Fast Plants materialer kan bruges til at undervise i de største temaer indenfor plantebiologi: anatomi bestøvning reproduktion fysiologi vækst og udvikling genetik økologi næringsstoffer Tidsramme Plantens komplette livscyklus tager dage, fra såning til høst af frø. Tidsforbruget til pleje af Fast Plants varierer fra dag til dag. De dage, hvor elever observerer planten er det tilstrækkeligt at tjekke om planten skal vandes og foretage notater i logbogen - der bruges kun nogle minutter. På dage hvor der plantes, måles eller bestøves kan en hel lektion tages i brug. Efter bestøvning kræver planten kun meget lidt pleje (udover vanding) indtil dagen, hvor der skal høstes frø. 18 3

4 Fast Plants livscyklus Du har brug for: et Wisconsin Fast Plants klassesæt eller dit eget planteudstyr og hurtigtvoksende frø en kraftig lyskilde med luorescerence lys. Et stativ eller lign. til ophæng af lyskilden. Alternativt kan en lysboks anvendes. Belysning Wisconsin Fast Plants gror bedst under en intens lyskilde. Frøene vil ikke nå deres fulde potentiale i lyset i et drivhus eller en vindueskarm. For at udvikle stærke, sunde planter med en komplet livscyklus på dage er fluorescerence lys nødvendigt 24 timer om dagen i hele cyklussen. Kontakt os for køb af en passende lyskilde. 4 17

5 Planten visner Planter uden adgang til vand (f.eks. i forbindelse med weekend eller helligdage). Hvis planten hænger, men ikke er udtørret er det måske muligt at redde dem. Fyld reservoiret og lad potterne suge vand imens der vandes fra oven med pipette. Lad potterne suge vand til planterne er saftspændte igen. Væd vandingsmåtten igen og sæt potterne tilbage på måtten. Diamant-vægen er ikke i kontakt med vandingsmåtten. Planterne dør Diamant-vægen er ikke placeret korrekt i rummet Vandingsmåtten rører ikke vandet Måtten er ikke tilstrækkelig våd eller der er skabt luftlommer ved opsætningen Måtten er blokeret og suger ikke vand (vask måtten i 5% eddikeopløsning og skyl grundigt). Vandet løb ud af reservoiret henover weekenden (husk altid at tjekke vandniveau første hverdag) Planten er ødelagt efter udtynding (vær forsigtig ved håndtering) Planten er ødelagt under flytning (som planten vokser kan det være en god ide at binde den op med blomsterpinde og plastikringe) Insekter 16 diamant -væge Brug mariehøner som biologisk skadedyrsbekæmpelse mod bladlus Fjern insekter fra planterne og destruer dem Brug insektspray lavet af 1 liter vand, 1 spsk brun sæbe og 1 spsk sprit Illustreret vejledning Klargøring - Udtænk vandingssystem (hydrophonisk system, reservoir med vandingsmåtte, selvvandende drivhus eller lign.) og en intens lyskilde med et fodaftryk der dækker hele plantefladen. - Saml evt. lysboks og find potter, pottemuldpipetter til vanding ovenfra, etiketter, podepinde m.m. - Opsæt lyskilde Dag 1: såning - Fugt pottemulden en smule og fyld potterne, så de er halvt fyldte. - Tilsæt gødningspiller og fyld hver potte op med pottemuld. - Lav en lille fordybning øverst i hvert rum. men pres ikke så hårdt at pottemulden bliver kompakt. - Læg 2-3 frø i potten og fyld jord i, så frøene kun lige dækkes. - Vand forsigtigt med pipette, men vær forsigtig så frøene ikke skylles ud. - Marker hver potte med dato og elevens navn. - Placer potterne i vandingssystemet - Placer lyskilde ca cm over potterne. - Vand forsigtigt ovenfra med pipette de første 3 dage. Husk at holde vandingssystemet fyldt og lyset tændt cm 5

6 Dag 4 eller 5 - udtynding - Tynd ud, så der er blot en enkelt spire i potte. - Flyt overskydende spirer over i andre potter, hvis der er ledigt. Dag 13 16: bestøvning - Bestøv planterne med podepinde ved at stryge henover blomsterne for a opfange pollen. - Pollen føres dernæst rundt på andre planter for at krydsbestøve, fo planterne kan ikke bestøve sig selv. - Nip de uåbnede blomsterknopper af på den sidste bestøvnings-dag o skriv dato på etiketterne. Problemløsning Dårlig spiring (ingen planteforekomst) Frøene er plantet for dybt Pottemulden er for kompakt eller for våd ved såningen Potterne er ikke blevet vandet forsigtigt fra oven de første 3 dage Frøene er vasket ud af rummet For lav temperatur (under 15.5 C) Gødningspiller plantet i stedet for frø Hvis ingen spirer har vist sig på dag 4, start forfra. Langsom vækst Lavere temperatur i rummet henover weekender, om natten og lign. For lidt lys Temperaturen for lav ved planten (f.eks. ved vinduer om vinteren) C F > rød alarm - mandlig sterilitet forøges begge køns reproduktive evner reduceres ideel temperatur - de fleste planter vil blomstre efter tidsplanen og planterne har en bedre udvikling langsom vækst meget langsom vækst Ranglede planter For lidt lys Bladlus eller andre skadedyr Lyset er for langt væk fra planten (bør være 5 10 cm fra plantens top) Gødning ikke tilføjet i alle rum (læg gødningspiller i rummets hjørner og pres ned under overfladen For meget gødning i hvert rum 5 10 cm 6 15

7 Reproduktiv biologi Blomstens udvikling (mandlige og kvindelige blomsterdele) Pollen og bestøvning (podepindens rolle) Fertilisering Embryogenese Genetik Mendels arvelighedslære: dominans, interaktion, indbyrdes afhængighed, sortering, F 1, F 2 m.m. Maternal arv Kontinuøs variation, kvantitative egenskaber Selektion Evolution Fysiologi (mekanismerne bag vækst og udvikling) Brugen af talrige fysiologiske mutanter Væksthormon-respons Fotosyntese Næring: effekten af store og små elementer på vækst og reproduktion Vand: overflod og mangel Lysintensitet, tropisme m.m. Økologi Effekten af kemikalier på plantevækst og udvikling: - saltskader - herbicidresistens - effekt af forurening - syreregnens indvirkning Sygdomsresistens: - effekt på planter - mikrobe planters interaktioner Dag 17-35: observering af frøkapslens udvikling 20. Efter bestøvning vil frøkapslerne udvikles. Efter 3-5 dage forlænges de og blomsterbladene falder af. Frøene modnes i løbet af 20 dage dage efter den sidste bestøvning fjernes planterne fra vandet og tørrer ud de næste 5 dage. Dag 40: høst 22. For at høste frøene rulles frøkapslerne forsigtigt mellem fingrene over et stykke køkkenrulle. 23. Placer frøene i afmærkede kuverter og opbevar dem på et køligt og mørkt sted. Cleaning Up 24. Efter høsten vaskes udstyret ved at ligge det hele i blød i en 10% opløsning med alm. blegemiddel. Skrub, rens og lad dem lufttørre. 14 7

8 Stadier i plantens livscycklus (tegninger er ikke målfaste) Dag 1 3: Kimen bryder frem og spirer dukker frem af jordoverfladen. To kimblade viser sig og kimstænglen skyder i vejret. Der ses pigmentering fra grøn klorofyl og lilla anthocyanin. 24 timer 24 til 28 timer 48 til 72 timer Dag 4 9: Kimbladene forstørres. Løvblade dukker frem og udvikles. Blomsterknopper udvikles i toppen af planten. kimblade frø frøskal kimrod kimstængel løvblade kimblade kimstængel rod blomsterknopper Opgaver i Fast Plants forskellige livsstadier Stadie Day 1 2 Day 1 3 Day 1 4 Day 5 17 Day 5 20 Day 7 Day 7 21 Day 12 Day Day Day 40 Opgaver Bioessays Spirings eksperimenter Eksperiment med tropisme Effekten af salt eller kemikalier Data for bladudvikling Vækst data Effekten af modificering atmosfære med flygtige stoffer eller partikler Næringsstudier Podepinde Blomstens anatomi Bestøvning Eksperimenter med planteavl Udvikling af frøkapsler Høst af frøkapsler og udvinding af frø For mere information om disse aktiviteter kan der søges inspiration på Uddannelse og forskning med Fast Plants Vækst og udvikling Spiring af frø, udvikling af blade og stængel, blomstring, frøkapsel og modning af frø Vækstrespons Plantemorfologi (rod, stængel, blad, blomst) Dag 4-5 Dag 7 Dag

9 Gødningspiller og frø ligner hinanden, men husk at gødningspillerne er større end frøene. Dag 10 12: Stænglerne forlænges mellem hvert bladsæt. Blomsterknopper hæver sig over bladende. Både knopper og løvblade forstørres. For en nem håndtering af de små frø, drys nogle få frø på den klistrede side af et stykke tape. Lav en løkke med den klistrede side ud og hæft den fast på et lille stykke papir. Hver elev kan plukke frø fra tapen. Vandingssystemet er baseret på fugtspredende kapillærer. Den våde vandingsmåtte trækker vandet op fra reservoiret og op i låget. En diamantformet væge trækker vandet fra måtten og op i hvert planterum og ind i den fugtige pottemuld. Når der vandes fra oven bruges pipetter eller vandforstøver med forsigtighed for at undgå at frøene vaskes ud. Hold øje med planterne og vandniveauet dagligt. Før weekenden fyldes reservoiret op, så måtten bliver ved med at lede vand op til planterne. Tynd ud mellem planterne, så plads, mængden af pottemuld og næring er udregnet til sund vækst af én plante pr. rum. Hvis planterne begynder at vakle og bøje sig, så støt dem med plantepinde. Wisconsin Fast Plants er giftfri. Faktisk kan både blomst og blade spises. sticky side out Dag 11 Dag 13 blomst stamme Dag 13 17: Blomsterne springer ud og blomstens dele kan identificeres. Blomsterne kan krydsbestøves (fra en plante til en anden) i 3 4 dage Pollen er levedygtig i 4 5 dage, og støvfanget forbliver modtagelig for pollen i 2-3 dage efter en blomst åbner. Efter den sidste bestøvning knibes de resterende uåbnede blomsterknopper og sideskud af for at flytte plantens energi over på frødannelsen i de bestøvede blomster. Dag 15 blad kronblad støvfang støvdrager bægerblad 12 9

10 Dag 18 22: Blade falder fra de bestøvede blomster. Frøkapsler forlænges og svulmer op. Frøudviklingen vil fortsætte til dag 36. Dag 18 Dag 28 voksende frøkapsel visnet blad frøkapsel Tips og forslag 24-timers belysning er essentielt for succes med dine Fast Plants projekter. Belysningstips til Fast Plants Brug en intens fluorescerende lyskilde 24 timer om dagen. Roter dine planter under lyset. Lyset er mest intenst i centrum af lyskilden. Hold toppen af dine planter mellem 5 og 10 cm under lyskilden. frø Temperatursvingninger kan påvirke væksten og udviklen af planterne. Den optimale temperatur C. Husk at temperaturen under lyskilden og i en evt. lysboks kan være nogle grader højere end resten af rummet. C F > rød alarm - risiko for mandlig sterilitet forøges begge køns reproduktive evner reduceres ideel temperatur - de fleste planter vil blomstre efter tidsplanen og planterne har en bedre udvikling langsom vækst meget langsom vækst Dag 23 36: Frøene vokser og modnes. De nederste blade bliver gule og tørrer ud. 20 dage efter sidste bestøvning (ca. dag 36) fjernes planterne fra vandtilførslen. Dag 36 40: Planterne tørrer ud og frøkapslerne bliver gule. På eller efter dag 40 kan frøkapslerne fjernes og frøene høstes