Η Βιολογία στην Τάξη

Μήνας: Μάρτιος 2016

Τροφικές αλυσίδες

Στη Βιολογία Γ’ Γυμνασίου στην ενότητα 2.2 οι μαθητές διδάσκονται για την “Οργάνωση και λειτουργίες του οικοσυστήματος – Ο ρόλος της ενέργειας”. Δύο σημαντικοί στόχοι που τίθενται με το πέρας της διδασκαλίας αυτής της ενότητας είναι:

1) Να μπορούν οι μαθητές να ορίσουν τις έννοιες “αυτότροφοι”, “ετερότροφοι”, “παραγωγοί”, “καταναλωτές”, “αποικοδομητές”, “ροή ενέργειας”, “τροφική αλυσίδα”, “τροφικό πλέγμα”, “τροφικό επίπεδο”, “τροφική πυραμίδα”.

Για την πραγματοποίηση αυτού του στόχου μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα πρόσθετο του WordPress, το CM Glossary Tooltip, το οποίο δίνει τη δυνατότητα συγκέντρωσης των όρων που επιθυμούμε σε ένα γλωσσάρι. Έτσι, επιτρέπει να εμφανίζονται όροι, μέσα σε άρθρα ή σελίδες. Μετά τον ορισμό των εννοιών και τη δημιουργία του γλωσσαρίου  κάθε φορά που θα εμφανίζεται ο όρος σε μία σελίδα ή άρθρο, θα επιτρέπεται να ανοίγει μία καρτέλα που εξηγεί τον εν λόγω όρο.

Αφού, λοιπόν, ολοκληρωθεί η διδασκαλία της ενότητας, χωρίζουμε τους μαθητές σε ζευγάρια ή και ατομικά, ανάλογα με το μέγεθος της τάξης, και τους ζητάμε να ορίσουν μία από τις παραπάνω έννοιες που καταγράφονται στο στόχο που θέσαμε. Στη συνέχεια, συγκεντρώνουμε τους ορισμούς, τους συζητάμε με την τάξη, ελέγχουμε την ορθότητα τους και τους εμπλουτίζουμε. Τέλος, με τη χρήση του CM Glossary Tooltip, τοποθετούμε τους ορισμούς στο γλωσσάρι μας, ώστε η δουλειά των μαθητών να έχει έμπρακτα και φανερά αποτελέσματα, παρέχοντας με αυτό τον τρόπο ικανοποίηση στους μαθητές συνδεόμενη με τη μαθησιακή διαδικασία.

2) Να μπορούν οι μαθητές να ξεχωρίζουν τους παραγωγούς, τους καταναλωτές 1ης, 2ης, 3ης κοκ τάξης και να σχηματίζουν τροφικές αλυσίδες.

Για την πραγματοποίηση αυτού του στόχου μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα ακόμα πρόσθετο του WordPress, το Gallery Bank. Με αυτό το πρόσθετο μπορούμε να δημιουργήσουμε μια συλλογή από φωτογραφικά άλμπουμ.

Ζητάμε, λοιπόν, από τους μαθητές να χωριστούν σε ζευγάρια προκειμένου να αναζητήσουν στο διαδίκτυο και να διαμορφώσουν τη δική τους τροφική αλυσίδα, συλλέγοντας εικόνες ενός παραγωγού και καταναλωτών που να συγκροτούν τροφική αλυσίδα. Οι προτάσεις με τις εικόνες των μαθητών θα συζητηθούν στην τάξη και στη συνέχεια κάθε παράδειγμα τροφικής αλυσίδας θα γίνει άλμπουμ στον ιστότοπο μας. Ενδεικτικό παράδειγμα αποτελεί το παρακάτω άλμπουμ:

Με αυτό τον τρόπο οι μαθητές μπορούν να βλέπουν αναρτημένα στο Διαδίκτυο τα αποτελέσματα της δουλειάς τους αντλώντας ικανοποίηση για την προσπάθεια τους. Επιπλέον θα μπορούσαμε να διαχειριστούμε από κοινού το ιστολόγιο μας μαζί με τους μαθητές κατά τη διεκπεραίωση των δύο αυτών στόχων προκειμένου να εξοικειωθούν και αυτοί ακόμη περισσότερο με τη χρήση των νέων τεχνολογιών.

Αντί του σχολιασμού στην τάξη ή και προσθετικά σε αυτόν προκειμένου να διεξάγεται συζήτηση κατά την αναζήτηση των μαθητών μπορούμε να δημιουργήσουμε ένα φόρουμ συζήτησης γύρω από το θέμα που εξετάζουμε με τη χρήση του bbPress. Μέσω αυτού του φόρουμ θα μπορούμε και εμείς να στέλνουμε βοήθεια και άμεση διόρθωση και ανατροφοδότηση στους μαθητές σε τυχόν προβληματισμούς και προτάσεις που κάνουν.

τροφ αλ

Το DNA είναι το γενετικό υλικό: Τα τρία ιστορικά βήματα της απόδειξης

Το DNA εντοπίστηκε στον πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων για πρώτη φορά το 1869. Ωστόσο μέχρι το 1944 δεν ήταν γνωστό ότι αποτελεί το γενετικό υλικό των οργανισμών. Θα περιγράψουμε τα τρία ιστορικά βήματα (πειράματα) με τα οποία αποδείχτηκε ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό.

Πρώτο Βήμα: Τα πειράματα του Griffith

Το πείραμα του Griffith έγινε σε στελέχη ενός βακτηρίου, του πνευμονιόκοκκου (Diplococcus pneumoniae). Ο Griffith χρησιμοποίησε δύο διαφορετικά στελέχη που ξεχωρίζουν μορφολογικά όταν καλλιεργηθούν σε θρεπτικό υλικό, λόγω της παρουσίας ή μη ενός προστατευτικού καλύμματος. Το στέλεχος που έχει κάλυμμα (στέλεχος S) σχημάτιζε λείες αποικίες, είναι παθογόνο και σκοτώνει τα ποντίκια τα οποία μολύνει. Αντίθετα, το στέλεχος που δεν έχει κάλυμμα (στέλεχος R) σχηματίζει αδρές αποικίες και δεν είναι παθογόνο.

Έτσι, όταν ο Griffith μόλυνε με αδρά βακτήρια (R), τα ποντίκια έμεναν ζωντανά, ενώ, όταν τα μόλυνε με λεία (S), πέθαιναν από πνευμονία.

Στη συνέχεια, ο Griffith, χρησιμοποίησε υψηλή θερμοκρασία για να νεκρώσει δείγμα λείων κυττάρων με τα οποία μόλυνε ποντικούς. Οι ποντικοί παρέμεναν ζωντανοί.

Τέλος, όταν μόλυνε τα ποντίκια με ένα μείγμα από νεκρά λεία και ζωντανά αδρά βακτήρια (που κανένα από τα δύο δεν προκαλεί το θάνατο των ποντικών), τότε τα ποντίκια πέθαναν. Ο Griffith εξέτασε το αίμα των νεκρών ποντικών και διαπίστωσε ότι μέσα σε αυτό υπήρχαν ζωντανά λεία βακτήρια.

Πείραμα του Griffith

Πείραμα του Griffith

Το συμπέρασμα του Griffith ήταν ότι μερικά ζωντανά αδρά βακτήρια “μετασχηματίστηκαν” σε λεία παθογόνα μετά από κάποια αλληλεπίδρασή τους με τα νεκρά λεία βακτήρια. Δεν μπορούσε όμως να δώσει ικανοποιητική απάντηση για το πώς γίνεται αυτό.

Δεύτερο Βήμα: Πειράματα Avery, Mac-Leod και McCarty

Δεκαέξι χρόνια μετά, το 1944, οι Avery, Mac-Leod και McCarty επανέλαβαν τα πειράματα του Griffith αλλά αυτή τη φορά in vitroΔιαχώρισαν τα συστατικά των νεκρών λείων βακτηρίων σε DNA, RNA, υδατάνθρακες και πρωτεΐνες. Αναμειγνύοντας κάθε φορά τα αδρά στελέχη με κάποιο από τα συστατικά διαπίστωσαν ότι μόνο το DNA μπορούσε να προκαλέσει μετασχηματισμό των αδρών βακτηρίων σε λεία.

Πειράματα Avery, Mac-Leod και McCarty

Πειράματα Avery, Mac-Leod και McCarty

Τρίτο Βήμα: Τα πειράματα των Hershey και Chase

Οι Hershey και Chase μελέτησαν τον κύκλο ζωής του βακτηριοφάγου Τ2 και έδωσαν την οριστική επιβεβαίωση ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό.

Βακτηριοφάγος Τ2

Βακτηριοφάγος Τ2

Ο βακτηριοφάγος Τ2, όπως όλοι οι βακτηριοφάγοι, είναι ιός που προσβάλλει βακτήρια. Έχει πολύ απλή δομή και αποτελείται από ένα πρωτεϊνικό κάλυμμα, στο εσωτερικό του οποίου υπάρχει το DNA του ιού.

Το 1952 δεν ήταν γνωστή η ακριβής δομή του DNA. Ήταν, ωστόσο, γνωστό ότι σε αυτό περιέχεται φώσφορος καθώς και ότι δεν περιλαμβάνεται θείο. Επίσης, ήταν γνωστό ότι οι πρωτεΐνες δεν περιέχουν φώσφορο αλλά περιέχουν θείο.

Έτσι, λοιπόν, στο εν λόγω πείραμα, οι Hersey και Chase έκαναν ιχνηθέτηση στους φάγους με ραδιενεργό 35S, που ενσωματώνεται στις πρωτεΐνες αλλά όχι στο DNA, και με ραδιενεργό 32P, που ενσωματώνεται μόνο στο DNA αλλά όχι στις πρωτεΐνες. Εν συνεχεία, μόλυναν βακτήρια με ραδιενεργούς φάγους. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι μόνο ο 32P, δηλαδή μόνο το DNA των φάγων, εισέρχεται στα βακτηριακά κύτταρα και όχι το 35S, δηλαδή οι πρωτεΐνες, που αποτελούν το περίβλημα των φάγων. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι πραγματοποιείται πολλαπλασιασμός και παραγωγή νέων φάγων στο εσωτερικό του βακτηρίου μόνο με την ύπαρξη του DNA που εισήλθε. Έτσι, εξάγεται το συμπέρασμα ότι το DNA είναι “ικανό να δώσει τις απαραίτητες εντολές” για τον πολλαπλασιασμό του ιού.

 

To πείραμα των Hershey και Chase

To πείραμα των Hershey και Chase

Με τα πειράματα αυτά, λοιπόν, δίνεται η οριστική επιβεβαίωση ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό.

Μια περίληψη των πειραμάτων που παρουσιάστηκαν γίνεται στο παρακάτω βίντεο:

Το φαινόμενο του θερμοκηπίου

Το φαινόμενο του θερμοκηπίου ανακαλύφθηκε πρώτη φορά από τον Γάλλο μαθηματικό, αστρονόμο και φυσικό Ζοζέφ Φουριέ, το 1838.

Καλείται εκείνο το φυσικό φαινόμενο κατά το οποίο η ατμόσφαιρα απορροφά ένα μέρος της ηλιακής ενέργειας (ακτίνες του ήλιου), το οποίο έχει ανακλαστεί από την επιφάνεια της Γης (δευτερεύουσα – γήινη ακτινοβολία). Κατά βάση η λειτουργία του φαινομένου, μόνο θετικές επιδράσεις έπρεπε να είχε, αφού κάνει τη Γη να εκπέμπει (όπως και ο ήλιος) αλλά κυρίως να εγκλωβίζει θερμότητα στην ατμόσφαιρα, αυξάνοντας τη μέση θερμοκρασία σε επίπεδα που επιτρέπουν τη ζωή στον πλανήτη.

Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που εκπέμπει ο ήλιος και διασχίζει την ατμόσφαιρα χωρίς να απορροφηθεί καλύπτει την ορατή ζώνη του φάσματος. Ένα τμήμα της εισαγόμενης ηλιακής ενέργειας ανακλάται στο διάστημα ενώ ένα τμήμα της υπεριώδους ακτινοβολίας απορροφάται στη στρατόσφαιρα. Το υπόλοιπο φθάνει στη Γη με τη μορφή κυρίως του ορατού φωτός και θερμαίνει την επιφάνεια του εδάφους και της θάλασσας. Εφόσον η Γη θερμαίνεται εκπέμπει με τη σειρά της ενέργεια προς το διάστημα με τη μορφή όμως υπέρυθρης ακτινοβολίας. (Το μήκος κύματος της ακτινοβολίας που εκπέμπει ένα σώμα εξαρτάται από τη θερμοκρασία του. Η επιφάνεια του ήλιου που είναι πολύ θερμή εκπέμπει σε μικρά μήκη κύματος κυρίως στην ορατή και υπεριώδη ζώνη του φάσματος. Η επιφάνεια της Γης, που είναι πάρα πολύ ψυχρότερη, εκπέμπει σε μεγάλα μήκη κύματος, στην υπέρυθρη ζώνη).

Στη φυσιολογική σύσταση της ατμόσφαιρας υπάρχουν, σε πολύ μικρές ποσότητες, αέρια όπως το διοξείδιο του άνθρακα, το μεθάνιο, οι υδρατμοί και σε ίχνη οξείδια του αζώτου, τα οποία είναι διαφανή στο ορατό φως γι’ αυτό και δεν εμποδίζουν την ακτινοβολία του ήλιου να διασχίσει την ατμόσφαιρα. Όμως δεν είναι διαφανή στην υπέρυθρη ακτινοβολία και απορροφούν το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που εκπέμπεται από τη Γη προτού αυτή διαφύγει στο διάστημα. Τα αέρια αυτά με τη σειρά τους επιστρέφουν την ακτινοβολία που δέχθηκαν προς το περιβάλλον, συντελώντας έτσι στην άνοδο της θερμοκρασίας του συστήματος Γη – ατμόσφαιρα. Με τη διαδικασία αυτή η μέση θερμοκρασία της γήινης επιφάνειας είναι περίπου 15οC. Τα θερμοσκοπικά αυτά αέρια ονομάζονται αέρια του θερμοκηπίου. Έχει υπολογιστεί ότι αν δεν υπήρχαν στην ατμόσφαιρα τα αέρια του θερμοκηπίου τα οποία παγιδεύουν τελικά τη θερμότητα κοντά στην επιφάνεια της Γης, η μέση θερμοκρασία της γήινης επιφάνειας θα ήταν περίπου -18oC.

Στην παρακάτω εικόνα γίνεται ενδεικτικό το φαινόμενο:φθ

Η αύξηση της ποσότητας ωστόσο των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, τα οποία είναι γνωστά για την μεγάλη απορροφητικότητα τους στις μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολίες, προκαλεί την αλλαγή του θετικού χαρακτήρα του φαινομένου σε αρνητικό. Πως εξηγείται αυτό; Τα αέρια του θερμοκηπίου απορροφούν τις μεγάλου μήκους κύματος θερμικές ακτίνες με αποτέλεσμα όλο και περισσότερη θερμότητα να συγκεντρώνεται στην ατμόσφαιρα και κατ’ αυτό το τρόπο να αυξάνεται σε ρυθμούς μη φυσιολογικούς η μέση θερμοκρασία της Γης – η Γη υπερθερμαίνεται.

Στο παρακάτω βίντεο γίνονται ενδεικτικές οι διαδικασίες που περιγράφουμε:

Πώς ο άνθρωπος συμβάλλει στην αύξηση της έντασης της υπερθέρμανσης του πλανήτη;

Η αποψίλωση των δασών

Μια από τις ανθρωπογενείς αιτίες που εντείνουν το φαινομένου είναι η αποψίλωση των δασών, η οποία πετυχαίνεται με δύο τρόπους. Είτε με την καταστροφή τους από πυρκαγιές και άλλα περιβαλλοντικά φαινόμενα (πλημμύρες, τυφώνες κ.α) είτε με την υλοτόμηση τους, αποσκοπώντας στην άντληση πρώτων υλών για την εξυπηρέτηση των αναγκών της παραγωγής.

pyrkagia

Η αποψίλωση των δασών αυξάνει την ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Επίσης, λόγω της εξαφάνισης των δέντρων, η φωτοσύνθεση δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί. Το φαινόμενο της αποψίλωσης είναι πολύ έντονο στις μέρες μας και αυτό οφείλεται κυρίως στο βάρος των αναγκών μας. Τα επίπεδα της αποψίλωσης των δασών έχουν αυξηθεί κατά περίπου 9% τα τελευταία χρόνια. Ακόμα, η καύση του ξύλου προκαλεί και την αποσύνθεση του, συνεπώς απελευθερώνεται περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.

Η καύση γαιανθράκων

Τα αέρια του θερμοκηπίου μπορούν επίσης να απελευθερωθούν στην ατμόσφαιρα από την καύση ορυκτών καυσίμων, όπως είναι οι γαιάνθρακες (κάρβουνο,λιγνίτηςπετρέλαιοφυσικό αέριο). Τα υλικά αυτά χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο στις βιομηχανίες ανεξέλεγκτα. Τα περισσότερα εργοστάσια παράγουν πολλούς αέριους ρύπους οι οποίοι παραμένουν για πολύ μεγάλα χρονικά διαστήματα στην ατμόσφαιρα. Τα αέρια αυτά συμβάλλουν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου και ως εκ τούτου στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Οι αέριοι αυτοί ρύποι δεν είναι από τη φύση τους διαθέσιμοι στην ατμόσφαιρα. Ως εκ τούτου οι βιομηχανίες και κυρίως αυτές της παραγωγής ηλεκτρισμού αποτελούν ίσως τη σημαντικότερη αιτία του φαινομένου του θερμοκηπίου.

βιομηχανιαΑν σε όλα αυτά κάποιος συνυπολογίσει τα καυσαέρια των αυτοκινήτων, τα οποία επίσης καταναλώνουν γαιάνθρακες για να μπορέσουν να κινηθούν (αμόλυβδη βενζίνη, πετρέλαιο κ.α), τότε θα καταλάβει πως την ευθύνη για αυτή την κατάσταση την φέρουμε κατ’ αποκλειστικότητα οι άνθρωποι.

αυτοκινητα

 

 

 

Ηλεκτρικές Συσκευές και συσκευές θέρμανσης

Μια τελευταία αλλά εξίσου σημαντική πηγή εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου είναι οι ηλεκτρικές συσκευές και οι συσκευές θέρμανσης. Όλες αυτές οι συσκευές εκπέμπουν αέριους ρύπους. Οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές, οι κουζίνες, τα κλιματιστικά ακόμα και το ψυγείο του σπιτιού μας είτε εκπέμπουν τέτοιου είδους αέρια (τα κλιματιστικά και το ψυγείο), είτε καταναλώνουν μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας, της οποίας η παραγωγή είναι ρυπογόνος (οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές και οι κουζίνες). Τα αέρια που εκπέμπουν οι συγκεκριμένες συσκευές είναι γνωστά ως χλωροφθοράνθρακες (CFCs) και χρησιμοποιούνται στα ψυγεία, δοχεία αεροζόλ, στη συσκευασία προϊόντων ,στους χημικούς πυροσβεστήρες, στα κλιματιστικά παλαιάς τεχνολογίας και στα καθαριστικά που χρησιμοποιούνται από την ηλεκτρονική βιομηχανία. Ορισμένες διαδικασίες των βιομηχανιών παραγωγής τσιμέντου μπορούν επίσης να λειτουργήσουν ως αιτία του φαινόμενο του θερμοκηπίου.

Οι συσκευές θέρμανσης τέλος, όπως τα καλοριφέρ, αξιοποιούν την καύση ορυκτών καυσίμων στους καυστήρες τους για να επιτύχουν το σκοπό τους (παραγωγή θερμότητας). Όπως συμβαίνει με την καύση στις βιομηχανίες, έτσι κι εδώ, απελευθερώνεται διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, καθώς κι άλλα αέρια του θερμοκηπίου.

Συνέπειες της υπερθέρμανσης του πλανήτη αποτελούν το λιώσιμο των πάγων, το οποίο με τη σειρά του οδηγεί σε ανύψωση της στάθμης της θάλασσας και επομένως απώλεια μεγάλων εκτάσεων οι οποίες θα καλυφθούν από το νερό.

polar-660Είναι, επίσης, πιθανό μεγάλες γόνιμες περιοχές να μετατραπούν σε άγονες.

 

 

 

 

Ενώ μέχρι και ο Ψαραντώνης φαίνεται να έχει εμπνευστεί από το φαινόμενο στο παρακάτω ομότιτλο τραγούδι…

(Βασική πηγή πληροφοριών: Περιβάλλον και Εκπαίδευση)

Μια πρώτη γνωριμία…

Καλώς ήλθατε στο προσωπικό μου ιστολόγιο. Ονομάζομαι Νίκος Μαντέλας. Είμαι φοιτητής στο Μεταπτυχιακό Δίπλωμα Ειδίκευσης “Διδακτική της Βιολογίας”. Μεγάλωσα στη Λακωνία και αποφοίτησα από το Γενικό Λύκειο Έλους Λακωνίας. Σπούδασα Βιολογία στο Τμήμα Βιολογίας του Ε.Κ.Π.Α. από το οποίο αποφοίτησα τον Σεπτέμβρη του 2015. Εκπόνησα διπλωματική εργασία στον τομέα Οικολογίας και Ταξινομικής με θέμα: “Η επικονίαση της Thymbra capitata στον Υμηττό”.

Επικονίαση στο θυμάρι από μέλισσα

Επικονίαση στο θυμάρι από μέλισσα

Στον ελεύθερο χρόνο μου, μου αρέσει να μελετάω φιλοσοφία, λογοτεχνία και ποίηση. Ενδιαφέρομαι ιδιαίτερα για τον τομέα της εκπαίδευσης καθώς αποτελεί μια βασική διαδικασία μέσω της οποίας οι μελλοντικές γενιές προσεγγίζουν τη γνώση, αλλά και συνολικά διαμορφώνονται σαν προσωπικότητες και μέλη της κοινωνίας. Από αυτή τη σκοπιά θέλω να συμβάλλω και εγώ στη διαμόρφωση μιας καλύτερης κοινωνίας.

 

© 2024 nmant

Θέμα εμφάνισης από τον Anders NorenΠάνω ↑