Dołącz do czytelników
Brak wyników

Pomysł na lekcję

23 sierpnia 2018

NR 15 (Maj 2016)

Fotosynteza – apetyt na światło

0 240

Nauczyliśmy się wykorzystywać energię słoneczną ok. 100 lat temu, wraz z odkryciem zjawiska fotoelektrycznego i budową pierwszych ogniw słonecznych. W jaki sposób uczniowie mogą poznawać to fascynujące zjawisko?

Organizmy zamieszkujące naszą planetę zaczęły wykorzystywać światło jako źródło energii ok. 3,5 mld lat temu! Najpierw była to fotosynteza beztlenowa. Jej pionierami były bakterie i archeony. Dopiero niecałe 2 miliardy lat temu pojawiły się pierwsze organizmy przeprowadzające fotosyntezę tlenową i to one zadecydowały o kierunku ewolucji życia na naszej planecie. Wydajność ogniw słonecznych pozostawia wiele do życzenia, dlatego naukowcy wciąż bardzo intensywnie badają zagadnienie fotosyntezy. W celu wykrycia zmiany w stężeniu dwutlenku węgla i tlenu stosuje się drogie sondy i urządzenia. W jaki sposób umożliwić uczniom poznanie tego skomplikowanego i wcale niezachodzącego błyskawicznie procesu?

Rozgryźć fotosyntezę

Laboratorium biologiczne Centrum Nauki Kopernik to miejsce stworzone, aby zaciekawić młodych ludzi poznawaniem tajemnic organizmów żywych i sprawić, że zainteresują się biologią. Służą temu scenariusze warsztatów, które odbywają się tu w każdym półroczu. Zajęcia wychodzą naprzeciw celom podstawy programowej i korespondują z treściami nauczania biologii w gimnazjach i szkołach ponadgimnazjalnych. Jednak głównym celem warsztatów w laboratorium jest unikalna dla uczniów okazja do samodzielnego przeprowadzenia obserwacji i eksperymentów z wykorzystaniem nowoczesnego sprzętu. Przez dwie godziny w laboratorium uczniowie pracują jak naukowcy.

Jak w takich warunkach zrozumieć fotosyntezę? Na początek uczestnicy zajęć samodzielnie izolują barwniki roślinne, a następnie sprawdzają, jakie światło pochłaniają one najchętniej. W tym celu mieszaninę złożoną z zagęszczonej hodowli glonów (Scenedesmus obligus) z alginianem sodu wkraplają za pomocą strzykawki do roztworu chlorku wapnia. Pozwala to na uzyskanie zielonych kulek z zimmobilizowanymi glonami, które są wykorzystywane na kolejnych etapach. Przy tym dowiadują się, że w podobny sposób kucharze zajmujący się kuchnią molekularną uzyskują syntetyczny kawior.

Następnie kulki umieszczane są w szklanych butelkach. Do połowy butelek dodawany jest wskaźnik pokazujący zmieniające się stężenie dwutlenku węgla, a do drugiej części – wskaźnik wrażliwy na tlen. Następnie butelki są naświetlane przez żarówki led w dwóch kolorach – czerwonym i żółtym. Dodatkowo po jednej butelce z każdym rodzajem wskaźnika wstawiamy do ciemnej szafki – jest to nasza próba kontrolna.

Zmieniając kolory

Po kilkudziesięciu minutach roztwory w butelkach zaczynają zmieniać kolor. Roztwory z glonami oświetlone światłem czerwonym zmieniają swoje zabarwienie szybciej, w porównaniu do tych, które zostały oświetlone światłem żółtym. Tymczasem oba wskaźniki w butelkach, które zostały umieszczone w ciemności, nie zmieniają swojego zabarwienia.
Na podstawie takich obserwacji uczniowie sami dochodzą do wniosku, że należące do królestwa roślin glony przeprowadzają fotosyntezę, która polega na zamianie energii pochodzącej ze światła w energię zmagazynowaną w związkach chemicznych. Pracując w ten sposób, uczniowie nie tylko dowiadują się, dlaczego rośliny nie mogą żyć w ciemnościach, ale jednocześnie w naturalny sposób poznają sposób myślenia, na którym opiera się metoda badawcza. Na tym etapie uczniowie sami obserwują, że z jakiegoś powodu fotosynteza w świetle czerwonym zachodzi znacznie intensywniej niż w świetle żółtym. Prowadzący zajęcia w laboratorium nie wyjaśniają, dlaczego tak się dzieje. Pozwalają uczestnikom samodzielnie znaleźć odpowiedź na to pytanie dzięki kolejnym przeprowadzanym przez uczniów doświadczeniom.

Zielone barwniki

Tym razem na warsztat bierzemy liście fiołka afrykańskiego, rozcieramy po jednym w moździerzu, doda...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy