|
|
Solu- ja mikrobiologiaa tiedekerhossa
Kerhossa tutustutaan pieneliöihin käytännön tehtävien kautta. Kerhossa on esitetty kuuden kerhokerran (á 1,5 tuntia) sisältöjä. Kerhokerrat sisältävät kokeellisia tehtäviä, taustateoriaa ja keskusteluideoita. Solu- ja mikrobiologian kerhokerrat sisältävät usein kasvatuskokeita, jotka vaativat onnistuakseen aikaa. Suositeltava kerhokertojen väli voisi olla yksi viikko tai vähintään 3-4 päivää. Kerhossa tarvittavien materiaalien ja välineiden lista on esitetty sivun lopussa. Taustamateriaalia solu- ja mikrobiologiakerhoon:
• Solunetti - www.solunetti.fi
• Solujen salat - http://www.tat.fi/solujensalat/html/biotekniikka.html
1. kerhokerta - Tutustutaan pieneliöhin- Johdatus kerhoon
- kerhon perussäännöt
- turvallisuus
- raportointi
- Mikä pieneliö on?
- Pieneliöt eli mikrobit ovat tavallisesti yksisoluisia paljain silmin näkymättömiä eliötä. Pieneliöihin kuuluvat mm. bakteerit, alkueläimet, hiivat ja homeet.
- Pieneliöitä on runsaasti kaikkialla, missä on muutakin elämää. Niitä esiintyy myös äärimmäisen karuissa olosuhteissa. Suurin osa pieneliöstä on ihmiselle vaarattomia ja vain harvat ovat myrkyllisiä tai tauteja aiheuttavia. Sen sijaan suuri osa pieneliöstä on ihmiselle ja muille eliöille välttämättömiä tai hyödyllisiä.
- Miten pieneliöitä tutkitaan?
- Vaikka pieneliöt ovat yksittäin paljan silmin näkymättömiä, voidaan niitä nähdä silloin, kun ne esiintyvät suurina kasvustoina. Esimerkiksi leipään ilmestynyt home on suuri homesienten kasvusto.
- Pieneliötä voidaan kasvattaa sopivilla kasvualustoilla. Kasvustosta voidaan ottaa näyte ja tutkia sitä mikroskoopilla.
- Pieneliöiden hyötykäyttö
- Ihminen käyttää pieneliötä runsaasti hyväksi esimerkiksi ruuanvalmistuksessa. Esimerkiksi viilin, jogurtin, piimän ja juuston valmistuksessa käytetään bakteereja.
- Valmistetaan kasvualustaa pieneliöille, oppilaan ohje (pdf-tiedosto) (HUOMAA, että kasvualustoja olisi hyvä olla seuraavaa kerhokertaa varten 3 / oppilas tai oppilaspari.)
- Valmistetaan viiliä ja jogurttia, oppilaan ohje (pdf-tiedosto) (Työt kannatta jakaa siten, että puolet ryhmästä valmistaa viiliä ja puolet jogurttia)
2. kerhokerta - Mikrobit ympäristössä
- Hygienian tärkeys
- Pieneliötä on lähes kaikkialla: käsissä, ruoassa, ilmassa, maaperässä ja jopa aivan puhtailta vaikuttavila pinoilla. Pieni osa pieneliöstä on tauteja aiheuttavia bakteereja. Jotkut bakteerit leviävät kosketustartuntana esimerkiksi kätellessä. Siksi varsinkin sairaaloissa käsien pesu on tärkeää.
- Kylvetään mikrobeja kasvualustalle, opettajan ohje (pdf-tiedosto) ja ohje oppilasryhmille (pdf-tiedosto) sekä tulosten arviointilomake oppilaille (pdf-tiedosto).
- Tutkitaan edellisellä kerralla valmistettua viiliä ja jogurttia, oppilaan ohje (pdf-tiedosto). Mikroskooppikuvia viilin ja jogurtin mikrobeista (pdf-tiedosto)
- Perehdytään bakteerien ja virusten leviämiseen tartuntapelin avulla, opettajan ohje (pdf-tiedosto)
3. kerhokerta - Säilötään ruokaa kotikonstein- Tutkitaan kylvettyjä kasvustoja:
- Kuinka hyvin arvioit bakteerien määristä pitävät paikkansa? Kokeen odotettavissa olevia tuloksia (pdf-tiedosto)
- Ruuan käsittely:
- Mikobien kasvua ruuassa voidaan estää monin eri tavoin heikentämällä niiden elinvaatimuksia.
- Ikivanhoja säilöntämenetelmiä ovat esim. hapattaminen, suolaaminen, kuivaaminen, savustaminen ja säilöminen ilmatiiviisti eläinten suoleen tai mahalaukkuun.
- Hapattaminen oli pitkään suosittu menetelmä lihan ja kalan säilömiseen. Se perustuu maitohappobakteerien lisääntymiseen elintarvikkeessa. Maitohappobakteerit alentavat elintarvikkeen pH-arvoa, jolloin ihmiselle haitalliset bakterit eivät siinä elä. Itse maitohappobakteerit eivät ole ihmiselle vaarallisia.
- Kaikkia edellä mainittuja ikivanhoja säilöntämenetelmiä käytetään edelleenkin.
- Tutkitaan ruuan käsittelyn vaikutuksia mikrobien kasvuun, oppilaan ohje (pdf-tiedosto)
Huomaa: Ohjaajan tulisi varata täksi kerhokerraksi mahdollisimman käsittelemättömiä ja lisäaineettomia ruoka- ja juomanäytteitä. Vaihtoehtoisesti näytteiden tuominen voidaan antaa oppilaille kotitehtäväksi.
4. kerhokerta - Nykyaikaisia säilöntämenetelmiä- Tutkitaan koeputkien kasvustoa:
- Kuinka hyvin arvioit eri käsittelytapojen vaikutusta ruuan säilymiseen? Kokeen odotettavissa olevia tuloksia (pdf-tiedosto)
- Kuka oli Pasteur?
- Louis Pasteur oli ranskalainen kemisti, joka keksi elintarvikkeen pastöroinnin. Pastörointi tarkoittaa elintarvikkeen pieneliöiden tuhoamista kuumentamalla nostamalla sen lämpötila 30 minuutin ajaksi vähintään 62˚C:een. Tavallisia pastöroitavia elintarvikeita ovat maidot ja mehut. Vaikka pastörointi tappaa useimmat pieneliöt, se ei vahingoita esimerkiksi bakteerien lepoitiöitä.
- Tutkitaan elintarvikkeiden säilöntä- ja muita lisäaineita tuotepakkauksista, oppilaan ohje (pdf-tiedosto). Työssä tarvitaan E-koodiluetteloa.
5. kerhokerta - Pieneliöiden lisääntyminen- Mikä eliö on hiiva?
- Hiivat ovat yksisoluisia sieniä, jotka elävät luonnossa kosteissa ja sokeripitoisissa ympäristöissä kuten esimerkiksi hedelmissä. Eri hiivalajeja tunnetaan jopa 350.
- Meille tutuimpia hiivoja ovat taloudellisesti merkittävät lajit kuten esimerkiksi alkoholin valmistamisessa käyettävät hiivat ja leivonnassa käytetty leivinhiiva. Leivinhiiva oli ensimmäinen aitotumallinen eliö, jonka perimä sekvensoitiin kokonaan.
- Tutkitaan hiivan käymistä, oppilaan ohje (pdf-tiedosto)
- Tutkitaan hiivan lisääntymistä
- Hiivat lisääntyvät suvuttomasti kuroutumalla siten, että emosolusta kuroutuu irti tytärsolu. Sama hiivasolu voi kuroutua noin 20 kertaa.
- Edellisessä työssä käytetystä runsaasti sokeria sisältävästä pullosta voidaan ottaa pieni näyte mikroskoopin objektilasille ja tutkia sitä mikroskoopilla. Näytteestä pitäisi löytyä jakautumisvaiheessa olevia soluja.
- Näyte voidaan värjätä metyleenisinellä, jolloin lisääntyvien solujen tumat saadaan näkyviin.
- Kuvia hiivasoluista (pdf-tiedosto)
6. kerhokerta - DNA
- DNA:n rakenne:
- DNA:n perusrakenne on kaksoiskierre, jossa vastinemäkset sitoutuvat toisiinsa vetysidoksin. Emäkset ovat kiinni rungossa, joka koostuu vuorottelevista sokeri- ja fosfaattiosista. Emäksiä on DNA:ssa 4: adeniini, tymiini, sytosiini ja guaniini. Adeniinin vastinemäs on tymiini ja sytosiinin guaniini.
- DNA-kaksoiskierre on pakattu mm. histoni-proteiinien avulla tiiviiksi kolmiulotteiseksi rakenteeksi, jota kutsutaan kromatiiniksi.
- Kromatiini pakkautuu vielä tiiviimmäksi rakenteeksi, kromosomiksi. Kuva jakautumisvaiheessa olevasta kromosomista, kromatiinista ja DNA-kaksoiskierteestä.
- Jos ihmisen solun sisältämä kaikki DNA aukaistaisiin, rihman pituus olisi noin 2 m ja paksuus vain suuruusluokkaa 0,000000001 m.
- Mikä on DNA:n merkitys?
- Jokainen lisääntymiskykyinen solu sisältää DNA:ta.
- DNA määrää monia eliöiden ominaisuuksia, sillä perintötekijät eli geenit sijaitsevat DNA -rihmassa. Ihmisen proteiinit rakennetaan geenien sisältämän koodin avulla. Proteiinit puolestaan on monia merkittäviä tehtäviä kuten esimerkiksi kehossa tapahtuvien kemiallisten reaktioiden säätely.
-Aivan kaikkia ominaisuuksia DNA ei määrää, sillä myös ympäristö vaikuttaa suuresti siihen millaisia eliöt ovat.
- Jos aikaa riittää, DNA-kaksoiskierteestä voidaan tehdä malli esimerkiksi piippurassista, DNA-malli (pdf-tiedosto)
- Eristetään DNA:ta kotikonstein, oppilaan ohje (pdf-tiedosto)
Palautetta tiedekerhosivustosta
|
