Forsøg til "Bakterier i iltfattige zoner" Kære Lærer Her er en række forsøg som kan bruges til at understøtte teorien fra hæftet "Bakterier i iltfattige zoner", så det bliver nemmere for eleverne at forstå nogle af de svære emner. Alle forsøgsvejledningerne er opbygget således, at de indledes med en materialeliste og en udførlig fremgangsmåde, så forsøgene ikke kræver alt for lang forberedelsestid. I hver øvelsesvejledning er der også et teoriafsnit. Teorien kan fx bruges som stikord når du gennemgår forsøgene med eleverne. Formålet med forsøgene er at få eleverne til at reflektere over forsøget. Derfor findes der, sidst i øvelsesvejledningen, en række spørgsmål til eleverne, som I kan arbejde med under og efter forsøget. God fornøjelse! 1
Indhold: Der findes bakterier overalt... 3 Der er bakterier i din yoghurt... 5 Sådan ser cellerne ud i et løg... 7 Lær næringsstoffernes... 11 bogstavkoder... 11 Er varmt vand er lettere end koldt vand?... 13 Lagdeling i vand... 14 Sjov med kuldioxid... 18 Der er ilt i luften... 20 Akvarier med algeopblomstring...error! Bookmark not defined. Når du forbrænder en peanut dannes... 22 der energi... 22 2
Der findes bakterier overalt Formål At eleverne undersøger hvor i deres omgivelser, der findes bakterier ved at sætte aftryk på en agarplade, og følge bakteriernes kolonidannelse. Sådan gør I Materialer: 1 liter steril suppe (hønse- eller oksekødssuppe der er autoklaveret) 10 gram glucose 2 gram salt 20 gram agar (kan købes hos Gundlach eller Frederiksen) 40-50 sterile petriskåle (hver petriskål skal indeholde 20-30 ml) Fremgangsmåde: 1. Agaren udrøres i 100 ml af den kolde suppe. 2. Sukker og salt kommes i en kolbe og resten af suppen tilsættes. Blandingen sættes til kogning på kogeplade med omrøring (meget vigtigt) 3. Når suppe-, sukker- og salt-blandingen koger tilsættes agar-suppen under kraftig omrøring (Pas på at det ikke brænder på!). 4. Efter kogning hældes 20-30 ml. i hver sin petriskål, som sættes til afkøling med låg. 5. Lad eleverne sætte aftryk af ting og kropsdele i agaren. I skal trykke genstandende forsigtigt ind mod agarpladen. Agaren må ikke gå i stykker. 6. Efter at aftrykket er taget, forsegles låget på petriskålen med tape og agar-pladen sættes i varmeskab i 48 timer ved 37 grader. Antallet af oprindelige bakterier kan herefter tælles som kolonier. NB! Der kan være opformeret sygdomsfremkaldende bakterier på pladerne, og derfor må I ikke fjerne låget fra pladerne, når de atter tages ud af varmeskabet, for at studere kolonierne. Efter forsøget skal pladerne samles sammen og skaffes af vejen. 3
Agarplade med bakterie-kolonier Teori Man kan undersøge om der findes bakterier på en genstand eller en kropsdel, ved at sætte aftryk på en agar-plade. En agar-plade er en petri-skål med en næringsrig gele, kaldet agar, der indeholder både aminosyrer og vitaminer. Agar er det rene slaraffenland for bakterier, og fordi de trives, vil de hurtigt dele sig. Når bakterierne formerer sig, vil hver enkelt bakterie vokse op til en koloni, som man kan se med det blotte øje. I kan undersøge steder som toilethåndtaget, bordpladen eller blyanterne i et penalhus. Det er kun fantasien der sætter grænser, og I vil sikkert finde bakterier i næsten alt I undersøger. I kan også prøve at undersøge om der er bakterier på forskellige dele af kroppen. Når vi omgås andre mennesker overføres bakterierne nemlig ved direkte berøring, host, nys og ved at vi rører ved de samme ting, så kroppen er fyldt med bakterier. Spørgsmål til eleverne Hvor mange bakterier har man på hænderne hvis man kun skyller dem? Har det nogen betydning for antallet af bakterier om man vasker hænder med sæbe? Hvor i klasselokalet er der mange bakterier? Er der flere der hvor vi ofte rører med vore hænder? Hvor mange bakterier er der i nys eller host? Hvor mange bakterier daler ned fra luften i løbet af en time? 4
Der er bakterier i din yoghurt Formål At lade eleverne følge hvordan bakterier laver mælk om til yoghurt. Sådan gør I Materialer 1 ren beholder (tallerken, glas eller kolbe) 200 ml mælk (gerne frisk sødmælk) 10 ml tykmælk (tykmælken er mest effektiv hvis den er et par dage gammel og derfor lidt tyk i det) Varmeskab indstillet på 42 C. Sølvpapir Evt. syltetøj Fremgangsmåde 1. Hæld ca. 200 ml mælk op i beholderen. 2. Tilsæt 10 ml tykmælk 3. Anbring blandingen tildækket med sølvpapir i et varmeskab ved 42 C. 4. Efter 4 timer, kan yoghurten puttes i køleskab ½ dag, og så er den tyk, sur og klar til at blive spist. Man kan evt. tilsætte lidt syltetøj, hvis man vil lave en sød frugt-yoghurt. Teori Hvis man stiller nymalket mælk et lunt sted, vil bakterierne opformeres i mælken og gøre mælken sur. Bakterierne i mælken er nemlig mælkesyrebakterier og de spiser det sukker der findes i mælken. Det affaldsprodukt der kommer ud af det, er syre, og derfor bliver mælken sur og tyktflydende; resultatet er yoghurt. I forsøget skal I fremstille yoghurt vha. yoghurtbakterier. For at forsøget går hurtigt, og der hurtigt dannes mælkesyre, tilsættes bakterierne som en smule tykmælk. Den optimale temperatur for bakterierne er omkring 42 C. Ved den temperatur opformerer bakterierne sig hurtigst, men hvis I ikke har et varmeskab til rådighed, kan man også blot sætte tallerknen på en lun radiator. Spørgsmål til eleverne Hvorfor tror du at bakterierne i mælken skal leve ved 42 grader? Hint: Hvordan har du det selv, hvis det er meget koldt eller meget varmt? 5
Kan du med dine egne ord forklare hvorfor mælken bliver sur, når man tilsætter bakterier? Kan du komme i tanke om andre fødevarer hvor man bruger bakterier? 6
Sådan ser cellerne ud i et løg Formål At mikroskopere og se nærmere på cellerne i et løg, så eleverne får et indtryk af hvordan cellerne ser ud i en organisme. Samtidig kommer eleverne til at arbejde med mikroskopering. Sådan gør I Materialer Mikroskop (skal kunne forstørre op til 60x) Objekt- og dækglas Vand Tegneredskaber Løg Fremgangsmåde 1. Den tynde hinde, der sidder mellem løgskællene hos løg, trækkes ud. 2. Put en dråbe vand på objektglasset 3. Hinden fra løget lægges i vandet på objektglas og der dryppes en ny dråbe vand ovenpå. 4. Læg dækglasset ovenpå og mikroskoper. Teori Når I kigger på cellerne i et løg vil eleverne vil kunne se cellevæg, cytoplasma og kernen med DNA. Derudover vil de også kunne se vakuolen, men da den ikke er blevet gennemgået i hæftet om "Bakterier i iltfattige zoner", kan det være nødvendigt at lave en gennemgang forskellen mellem planteceller og dyreceller, hvis eleverne vil vide hvad det er. Grunden til at I skal kigge på løg er, at det er nemt at skaffe og at den tynde hinde der ligger mellem løgskællene er så tynd at det er nemt at se de enkelte celler. Hvis man vil kigge på andre celler, kan man også mikroskopere den lille vandplante Vandpest som kun er ét cellelag tyk eller på et tyndt tværsnit af marven fra Hyld. Man kan også lave et udskrab fra mundhulen med en spatel og mikroskopere de løsrevne hudceller. Spørgsmål til eleverne Kig i mikroskopet. Hvordan stiller man skarpt? Hvordan forstørrer man cellerne? Tegn hvad du ser i mikroskopet. Kan du genkende nogle af delene fra gennemgangen af cellen i "Bakterier i iltfattige zoner"? 7
Hvorfor tror du at man skal bruge den tynde hinde i et stykke løg? Hint: hvad er nemmest at se igennem når man holder det op mod lyset; pap eller almindeligt papir? 8
Tegn et økosystem Formål At få eleverne til at forstå hvad et økosystem er og hvordan de forskellige dele i et økosystem påvirker hinanden. Eleverne skal også lære hvordan energien og næringsstofferne bliver genbrugt i de forskellige led i økosystemet. Sådan gør I Lad eleverne tegne og fortælle sig igennem et økosystem efter eget valg. Det behøver ikke at være havet, men kan være en skov, en sø eller en mark, eller lignende. Eleverne kan enten arbejde alene, eller sammen i grupper. Når de har tegnet økosystemet kan man gennemgå, ved tavlen hvem der spiser hvem, og hvordan energi og næringssalte kører gennem fødekæden. I kan klippe ud og bruge energisymbolet og næringsstofsymbolet fra denne side, når I gennemgår bevægelserne i økosystemet. Næringsstof-symbol Energi-symbol 9
Spørgsmål til eleverne Hvor kommer energien oprindelig fra i et økosystem? Hvordan blive der dannet nye næringsstoffer til planterne? Hvordan bevæger energien og næringsstofferne sig rundt i økosystemet? Hvilke økosystemer kender du? Kan man opfatte hele jorden som ét stort økosystem? 10
Lær næringsstoffernes bogstavkoder Formål At få eleverne til at lære de bogstav- og tal-koder som dækker over de forskellige næringsstoffer. Sådan gør I Materialer kopimaskine tegnegrej sakse Fremgangsmåde Kopier puslespilsbrikkerne på næste side og lad eleverne klippe dem ud, og lad dem lave de forskellige næringsstoffer. Hvis jeres skole allerede har molekylebyggeklodser, kan man alternativt bruge dem. Spørgsmål til eleverne Kan du lave bogstavkoderne for Frit kvælstof (N 2 ), Nitrit (NO 2 ), Nitrat (NO 3 ) Ammonium (NH 4 ), Fosfat (PO 4 ), Sulfat (SO 4 ) og Sulfid (SH)? Kan du også lave koderne for Vand (H 2 O), Kuldioxid (CO 2 ) og ilt (O 2 )? Kender du andre stoffer som er sammensat af forskellige bogstaver? 11
12
Er varmt vand er lettere end koldt vand? Formål At vise eleverne at varmt vand flyder ovenpå koldt vand, fordi det varme vand er lettere end det kolde. Sådan gør I Materialer Snor på ca. 30 cm Lille krukke Stor krukke Frugtfarve Varmt og koldt vand Fremgangsmåde 1. Bind snoren om den lille krukke 2. Fyld den store krukke med køleskabskoldt vand 3. Fyld den lille krukke med varmt vand, der er farvet med frugtfarve. Det er vigtigt at vandet ikke når at blive koldt. 4. Sænk forsigtigt den lille krukke ned i den store krukke, uden at den lille krukke tipper. 5. Iagttag det varme vand med frugtfarve fra den lille krukke stige til vejrs. Teori Vand vejer noget forskelligt ved forskellige temperaturer. Det er aller-tungest når det har en temperatur på 4 grader. Vand er altså lettere, både når det bliver koldere og varmere end 4 grader. Fx flyder et isbjerg ovenpå, fordi is vejer mindre end flydende vand. Det samme gælder for varmt vand, som vil flyde ovenpå koldt vand. Derfor vil det varme vand fra den lille beholder flyde op og lægge sig i overfladen af det kolde vand. Spørgsmål til eleverne Kan man lave et forsøg som viser at koldt vand synker? Altså, gøre det samme med noget koldt? Tip: prøv med en isterning hvor vandet var farvet med frugtfarve. 13
Lagdeling i vand Formål At undersøge hvordan lagdelingen er i havet ved at arbejde med ferskvand, saltvand, varmt og koldt vand, og se hvilke slags vand der flyder ovenpå hinanden. Sådan gør I Materialer 4 kar (fx små akvarier) Vand (varmt og koldt) Salt 3-4 forskellige frugtfarver Fremgangsmåde 1. Der laves fire kar med vand: koldt vand, varmt vand, lunkent ferskvand og vand mættet med salt (ca. 35 gram pr. liter) 2. Hvert kar med vand får sin egen farve, ved hjælp af frugtfarve. 3. Hæld forsigtigt koldt vand i karret med varmt vand, ned langs siden af karret, og iagttag lagdelingen. 4. Hæld forsigtigt ferskvand i karret med salt vand, ned langs siden af karret, og iagttag lagdelingen. 14
Teori Eleverne har sikkert selv prøvet at være i vandet på stranden på en varm sommerdag, hvor overfladevandet har været varmere end vandet ved deres tæer. Denne forskel skyldes at vand har forskellige vægtfylde ved forskellige temperaturer. Derfor blandes det solvarme overfladevand ikke med det kolde bundvand. Det samme gælder for vand med forskellig saltholdighed. Koldt vand er tungere end varmt vand, og saltvand er tungere end ferskvand. Spørgsmål til eleverne Hvad sker der hvis man laver andre blandinger? Fx hvis man blander varmt og salt vand? Eller koldt og salt vand? Prøv at variere temperaturen og mængden af salt i vandet? Har det nogen betydning for lagdelingen? 15
Ryst ilt i vandet Formål At demonstrere for eleverne at der kan rystes ilt ind i vand, så de kan forstå, at det er den måde vinden blæser ilt ind i vandet i havet. Sådan gør I Materialer Vand Natriumhydroxid i perleform Methylenblåt (1 % ethanol-opløsning) Druesukker 1 gennemsigtig 1-liters flaske med låg (gerne en såkaldt Blue cap flaske) 1 Ske 1 Varmeplade evt. med termostat Evt. et termometer Fremgangsmåde 1. Opvarm 800 ml vand til 50 C i 1-liters flasken 2. Tilsæt 7 dråber methylenblåt. Pas at du ikke putter for meget methylenblå i væsken. Du kan risikere, at farven bliver så mørk, at væsken aldrig bliver farveløs selvom ilten er boblet ud af vandet. 3. Tilsæt 1 stor spiseskefuld druesukker. Det svarer ca. til 10 g. 4. Tilsæt10 store perler natriumhydroxid og skru låget på. 5. Lad flasken henstår i nogle minutter. 6. Når opløsningen har skiftet farve fra blå til klar rystes flasken igen, og den bliver blå på ny. 7. Opløsningen kan hældes i vasken når I er færdige. Der skylles efter med rigeligt vand. Vær opmærksom på: methylenblå og methylblå er ikke det samme stof natriumhydroxid-perler er ætsende og må ikke komme i kontakt med huden! Methylenblåt er giftigt ved indtagelse. 16
Teori Hvis vand bare henstår, vil ilten langsomt boble ud af det. Det er derfor at vand smager anderledes hvis det har stået på natbordet natten over, i forhold til ny-tappet vand fra vandhanen. Vandet smager friskt når det lige kommer ud af hanen fordi der stadig findes en masse ilt og andre gasser opløst i det. Med dette forsøg kan eleverne se hvordan vandet mister sin ilt når det bare står fordi vandet skifter farve fra blå til farveløs. Der er dog stadig ilt i luften mellem væsken og proppen. Det kan man ryste ned i væsken igen, så den atter bliver blå. Den blå farve stammer fra stoffet methylenblåt som er en ilt-indikator. En ilt-indikator er et stof som skifter farve, alt efter om der er ilt i vandet eller ej. Methylenblåt er blåt når der er ilt tilstede, og farveløs når ilten forsvinder. Princippet bag indikatoren er, at methylenblåt virker som katalysator i basisk miljø. Den bruger ilt til at oxiderer druesukkeret til en syre og bliver derved selv omdannet til methylenhvidt. Spørgsmål til eleverne Prøv at lade et glas med vand stå udenfor en hel nat. Smager vandet anderledes end det vand du tapper direkte fra hanen? Hvad tror du der er sket? 17
Sjov med kuldioxid Formål At give eleverne en fornemmelse for hvad kuldioxid er. (Vejledningen indeholder 3 forsøg) Forsøg 1: Der er kuldioxid i din ånde Materialer Sugerør Vand Bromthymolblåt Bægerglas eller flaske Evt. danskvand Fremgangsmåde 1. Fyld 50 ml vand i bægerglasset, og tilsæt en dråbe bromthymolblåt. Vandet må ikke blive mørkeblåt. 2. Lad eleverne blæse gennem sugerøret. Det er vigtigt at de ikke suger! Bromthymolblåt er en syreindikator, og når CO 2 -en fra ånden reagerer med vandet dannes der kulsyre, og så skifter vandet farve. Det kan kræve lidt tålmodighed at få vandet til at skifte farve. Hvis I hurtigt vil se en reaktion, kan I tilsætte lidt danskvand. Forsøg 2: Lav selv kuldioxid-slik Materialer 1½ spiseskefuld citronsyre ½ teskefuld tvekulsurt natron 2 spiseskeer flormelis Fremgangsmåde 1. Bland alle ingredienserne sammen. 2. Lad eleverne putte lidt af blandingen i munden, og mærke hvordan der bobler kuldioxid i munden på dem. Forsøg 3: Når noget rådner, bliver der dannet kuldioxid Materialer Nogle små stykker grøntsag, fx gulerod og rødbede 1 flaske 1 ballon 18
Fremgangsmåde 1. Put grøntsagerne ned i en flaske. 2. Sæt en ballon fast om flaskens hals. 3. Vent 24 timer. Nu er ballonen inde i flasken, fordi grøntsagerne har brugt alt ilten. 4. Vent et par dage mere. Nu vil ballonen være spillet mere ud, fordi der dannes kuldioxid når grøntsagerne rådner. 19
Der er ilt i luften Formål At vise at der er ilt i luften, ved at lade et lys forbruge den ilt der findes i et lukket kammer. Sådan gør I Materialer fyrfadslys underkop glas vand Fremgangsmåde 1. Der fyldes ca. 1 cm vand i underkoppen og lyset stilles på den. 2. Derefter tændes lyset og placeres glasset ovenpå. 3. Iagttag hvordan der dannes undertryk og vandet stiger efterhånden som ilten opbruges. Teori For at et lys kan brænde, skal det, ligesom vi mennesker, have ilt. Derfor opbruges ilten i luften. Man kan illustrere hvordan ilten gradvist bruges, ved at lade lyset stå i en underkop med vand. Når lyset bruger ilten vil vandet stige, fordi det tager den plads ilten brugte før. Man siger der dannes undertryk. Når der ikke er mere ilt, går lyset ud. Spørgsmål til eleverne Lyset bruger ilt til at brænde. Hvad dannes der i stedet? Hvorfor stiger vandstanden? 20
21
Når du forbrænder en peanut dannes der energi Formål At vise at der dannes energi når noget forbrændes. Den energi eleverne skal se, er varme-energi, som opstår når man, brænder en peanut af. Sådan gør I Materialer ½ peanut 20 ml vand Vægt Nål Bundsenbrænder Reagensglas Termometer Reagensglasholder 50 ml måleglas Evt. en sukkerknald og aske Fremgangsmåde 1. 20 ml vand afmåles og overføres til reagensglasset som monteres på stativet. 2. Put termometeret ned i vandet og aflæs vandets start-temperatur. 3. Sæt peanutten fast på nålen. 4. Tænd bundsenbrænderen og sæt ild til peanutten 5. Den brændende peanut føres hurtigt ned under reagensglasset, og holdes som vist på figuren 6. Når peanutten er helt udbrændt aflæses vandets slut-temperatur. Temperaturstigningen i vandet er ækvivalent med den mængde energi der var i peanutten. Teori Kroppen får energi ved at forbrænde maden. Denne forbrænding kan man illustrere ved at sætte ild til en peanut. Peanutten vil brænde i et par minutter og på den tid kan man godt nå at opvarme en lille mængde vand, med varmen fra peanuttens forbrænding. Den energi der er bundet i peanutten omdannes altså til varme. I kan også prøve at brænde en sukkerknald af (som har samme vægt som peanutten) og sammenligne temeratur-stigningerne i vandet. For at få sukkerknalden til at brænde, kan man vende den i aske. Bagefter kan man sammenligne hvor meget varme, henholdsvis peanutten og sukkeret har afgivet. 22
Spørgsmål til eleverne Hvad laver mest energi; en peanut eller en sukkerknald? 23