razišči skrivnosti živega
DESCRIPTION
Vodnik za učitelja k delovnemu zvezku, avtorici: Alenka Gorjan, Laura Javoršek, (C) Pipinova knjigaTRANSCRIPT
3
VsebinaPRIMER LETNE UČNE PRIPRAVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1 RAZISKOVANJE IN POSKUSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Raziskuj kot znanstvenik – poenostavljen primer znanstvenega raziskovanja . . . 26
2 BIOLOŠKO ZNANJE V VSAKDANJEM ŽIVLJENJU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Si to, kar ješ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3 ŽIVI SISTEMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Nivoji organizacije življenja na Zemlji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4 DEDOVANJE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Zgradba celice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Izdelaj model kromosoma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Razmnoževanje celic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Gojenje malih trolov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Razišči dedne lastnosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Spolno vezano dedovanje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Iskanje izgubljene osebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Postani genetski svetovalec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5 BIOTEHNOLOGIJA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Kako bi vzgojili bakterije za najboljše kislo mleko . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Bakterije, naše sostanovalke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4
6 EVOLUCIJA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Naravni izbor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Mutacije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Vpliv okolja na preživetje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Prilagoditve na ekološke razmere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
7 BIOTSKA RAZNOLIKOST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Razvojno drevo in razvrščanje organizmov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92
Razvrščanje organizmov s pomočjo dihotomnega določevalnega ključa . . . . . . . . . . .98
Razišči biotsko pestrost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
Biomi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
(Ne)zaščiten kot medved - ali res? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6
VSE
BIN
SKI S
KLO
PČ
AS
STRU
KTU
RA
POU
KA
MED
PRED
MET
NA
PO
VEZ
AVA
OPO
MBE
UVO
DRA
ZISK
OVA
NJE
IN
POSK
USI
sept
embe
r3
ure
Uva
janj
e: 1
ura
Obr
avna
va n
ove
snov
i: 1,
5 ur
ePo
navl
janj
e in
utr
jeva
nje:
0,5
ure
Prev
erja
nje
in o
cenj
evan
je: /
špor
tna
vzgo
jaLa
bora
nt:
‒ Ra
zisku
j kot
zna
nstv
enik
BIO
LOŠK
O Z
NAN
JE V
VS
AKDA
NJE
M Ž
IVLJ
ENJU
sept
embe
r2
uri
Uva
janj
e: 0
,5 u
reO
brav
nava
nov
e sn
ovi:
0,5
ure
Pona
vlja
nje
in u
trje
vanj
e: 1
ura
Prev
erja
nje
in o
cenj
evan
je: /
druž
boslo
vje
gosp
odin
jstvo
ŽIVI
SIS
TEM
Ise
ptem
ber –
ok
tobe
r3
ure
Uva
janj
e: 0
,5 u
reO
brav
nava
nov
e sn
ovi:
1,5
ure
Pona
vlja
nje
in u
trje
vanj
e: 1
ura
Prev
erja
nje
in o
cenj
evan
je: /
kem
ija
DEDO
VAN
JEok
tobe
r –
dece
mbe
r19
ur
Uva
janj
e: 1
ura
Obr
avna
va n
ove
snov
i: 14
ur
Pona
vlja
nje
in u
trje
vanj
e: 2
uri
Prev
erja
nje
in o
cenj
evan
je: 2
uri
zgod
ovin
aLa
bora
nt:
‒ Zg
radb
a ce
lice
(igra
vlo
g)‒
Opa
zova
nje
obar
vani
h kr
omos
omov
‒ Iz
dela
j mod
el k
rom
osom
a‒
Goj
enje
mal
ih tr
olov
‒ Sp
olno
vez
ano
dedo
vanj
e
BIO
TEHN
OLO
GIJA
janu
ar –
fe
brua
r7
ur
Uva
janj
e: 0
,5 u
reO
brav
nava
nov
e sn
ovi:
5,5
urPo
navl
janj
e in
utr
jeva
nje:
1 u
raPr
ever
janj
e in
oce
njev
anje
: /
slove
nšči
nago
spod
injst
voke
mija
zgod
ovin
aok
oljsk
a vz
goja
Labo
rant
:‒
Kako
bi v
zgoj
ili b
akte
rije
za n
ajbo
ljše
kislo
mle
ko
EVO
LUCI
JAfe
brua
r –
mar
ec
15 u
r
Uva
janj
e: 0
,5 u
reO
brav
nava
nov
e sn
ovi:
11,5
ur
Pona
vlja
nje
in u
trje
vanj
e: 1
ura
Prev
erja
nje
in o
cenj
evan
je: 2
uri
geog
rafij
aLa
bora
nt:
‒ N
arav
ni iz
bor
‒ Vp
livi o
kolja
na
prež
ivet
je‒
Prila
godi
tve
na e
kolo
ške
razm
ere
‒ Pr
ipra
va m
odel
a ek
osist
ema
(*po
moč
uče
ncem
pri
vzdr
ževa
nju
in o
pazo
vanj
u do
ko
nca
šol.
leta
)
BIO
TSKA
RAZ
NO
LIKO
ST(r
azvr
ščan
je o
rgan
izm
ov,
biom
i in
bios
fera
, vpl
iv
člov
eka
na n
arav
o in
ok
olje
)
april
– ju
nij
15 u
r
Uva
janj
e: 0
,5 u
reO
brav
nava
nov
e sn
ovi:
11,5
ur
Pona
vlja
nje
in u
trje
vanj
e: 1
ura
Prev
erja
nje
in o
cenj
evan
je: 2
uri
geog
rafij
ake
mija
tuj j
ezik
slove
nšči
na
Labo
rant
:‒
Raziš
či b
iots
ko p
estr
ost (
delo
na
tere
nu)
‒ Bi
omi –
mod
el e
kosis
tem
a*‒
(Ne)
zašč
iten
kot m
edve
d –
ali r
es? (
igra
vlo
g)
25
RAZISKOVANJE IN POSKUSI
1
26
Oper
ativ
ni c
ilji
Raziskuj kot znanstvenik − poenostavljen primer
znanstvenega raziskovanja
Učenci:E1−1 spoznajo, da je biološko znanje temelj za medicino, veterino, farmacijo itd.,E1−2 na podlagi primerov razvijajo razumevanje o interdisciplinarnosti,F1 samostojno postavljajo raziskovalna vprašanja in načrtujejo raziskave,F2 znajo ovrednotiti natančnost meritev in ponovljivost poskusa,F3 razlikujejo med spremenljivimi in kontroliranimi parametri pri poskusu,F4 znajo izdelati ustrezen graf za prikaz podatkov in razviti kvantitativne trditve o odnosih med
spremenljivkami.
»Slišim in pozabim. Vidim in si zapomnim. Naredim in razumem.«
(Konfucij)
27
KAJ RAZISKOVATI?
Znanost zajema postavljanje vprašanj in iskanje odgovorov na podlagi natančnih opazovanj, meritev in znanstvenih poskusov, ki morajo biti ponovljivi ter preverljivi z nadaljnjimi poskusi in opazovanji. Odgovori na zastavljena znanstvena vprašanja vodijo k novim vprašanjem. Tako se pot iskanja odgovorov za znanstvenika nikoli ne konča. Ves čas postavlja nove hipoteze, ki jih lahko z gotovostjo zavrne, potrdi pa le njeno verjetnost. Znanstvenik se mora zavedati, da kljub potrditvi hipoteze lahko kasnejša dognanja verjetnost hipoteze močno zamajejo.
Učitelj lahko izpelje kateri koli drug primer raziskovanja in ga poveže z obravnavano snovjo. Pogosto poskusi, povezani z živimi sistemi, trajajo daljši čas, zato je pomembno, da jih pravočasno načrtujemo in začnemo z njihovim izvajanjem.
V raziskavo lahko vključimo tudi žive organizme, seveda ob upoštevanju etičnih načel in za-konodaje. Nekaj preprostih poskusov lahko tako opravimo npr. z gojenjem solinskih rakcev, vodnih bolh ali nekaterih drugih nevretenčarjev.
V primeru izvajanja anket ali poskusov z ljudmi se izogibajmo temam, ki bi lahko stigmatizirale posameznega učenca, npr. zaradi telesne mase, telesne višine, barve las ali kože (v primerjavi z njegovimi družinskimi člani, s katerimi morda ni v neposrednem sorodu in je morda posvojen …).
Učenci lahko raziskujejo npr. vrsto obutve, s katero so prišli v šolo, velikosti stopal, barvo oči, barvo las, razpon rok, kateri šport jim je všeč, v koliko jezikih znajo prešteti do deset, katero zvrst glasbe najraje poslušajo … Delitev v skupine po spolu načeloma ni moteča.
POenOSTAVlJen PRImeR ZnAnSTVenegA RAZISKOVAnJA
Raziskovalno vprašanje: Kako telesna pripravljenost (kondicija) devetošolcev vpliva na frekvenco dihanja (število vdihov v eni minuti) med telesno vadbo?
Namen raziskovanja: spoznati (ponoviti) potek znanstvene raziskave
Hipoteza: Med telesno vadbo se učencem devetega razreda osnovne šole s slabšo kondicijo frekven-ca dihanja bistveno bolj poveča kot pri treniranih osebah.
Načrt raziskovanja
Pripomočki: ura ali štoparica, preglednica za beleženje v DZ, pisalo
Predmet opazovanja/vzorec: vsi učenci 9. razreda
Učence devetega razreda razvrstimo v dve skupini:
skupina A: osebe, ki obiskujejo treninge najmanj dvakrat tedenskoskupina B: osebe, ki telovadijo le med poukom športne vzgoje
Metode dela: merjenje frekvence dihanja, izdelava in razlaga grafikona
28
Potek poskusa: Učenci obeh skupin mirujejo in preštejejo število vdihov v eni minuti; tako ugo-tovijo frekvenco dihanja v mirovanju. V nadaljevanju učenci obeh skupin istočasno naredijo 20 počepov in nato ponovno preštejejo število vdihov v eni minuti. Rezultate vsakega učenca zapišemo v preglednico.
Izračunamo povprečno vrednost frekvence dihanja učencev posameznih skupin in narišemo grafikone.
Rezultati
Primer preglednice
Skupina Učenec Št. vdihov v 1 min. v mirovanju (pred vadbo)
Št. vdihov v 1 min. po 20 počepih
Povprečno št. vdihov v 1 min. pred vadbo
Povprečno št. vdihov v 1 min. po 20 počepih
Povprečno št. vdihov v 1 min. pred vadbo (skupaj)
Povprečno št. vdihov v 1 min. po 20 počepih (skupaj)
A 1.
2.
3.
B 1.
2.
3.
Primer grafa: Povprečna frekvenca dihanja posameznih učencev pred in po vadbi.
Povprečno število vdihov v 1 min. pred vadbo
Povprečno število vdihov v 1 min. po 20 počepih
0
10
20
30
A
B
29
Ugotovitve
Učenci ubesedijo in zapišejo svoje ugotovitve. • Frekvenca dihanja se je povečala pri vseh učencih, najmanj pa pri učencih, ki
redno obiskujejo treninge.• Frekvenca dihanja se je pri učencih s slabšo kondicijo hitreje povečevala kot
pri treniranih učencih.• Razlike v frekvenci dihanja se opazijo ne samo med učenci različnih skupin,
ampak tudi med učenci iste skupine.Zapišejo, ali so s poskusom potrdili ali ovrgli verjetnost svoje hipoteze.
Metodično-didaktični nasveti
Pri raziskovanju (ko načrtujemo poskus) določimo spremenljivke, to je faktorje/dejavnike, ki se lahko med poskusom spremenijo. Pogoste spremenljivke so npr. čas, temperatura, svetloba, masa, volumen, število, prisotnost/odsotnost nekaterih snovi ipd.
Dejavnik, ki ga v poskusih namenoma spreminjamo, se imenuje neodvisna spremenljivka. V posku-su opazujemo izbrani dejavnik, ki se lahko spremeni glede na neodvisno spremenljivko. Opazovani dejavnik imenujemo odvisna spremenljivka.
Ker mora biti poskus kontroliran, moramo določiti tudi kontrolne spremenljivke. To so dejavniki, ki se med poskusom ne smejo spreminjati, s čimer poskrbimo, da so spremembe odvisne spremen-ljivke, ki jih pri poskusu opazimo, posledica sprememb le neodvisne spremenljivke (da na spremem-be odvisne spremenljivke vpliva le spreminjanje neodvisne spremenljivke).
V primeru, da opazujemo frekvenco dihanja v odvisnosti od intenzivnosti vadbe, je intenzivnost vadbe neodvisna spremenljivka (pri poskusu jo spreminjamo), frekvenca dihanja pa odvisna spremenljivka (pri poskusu jo opazujemo).
neodvisno spremenljivko na grafu prikažemo na osi x, odvisno pa na osi y.
Učenci lahko narišejo različne grafikone (npr. število vdihov v 1 minuti posameznih učencev ali povprečno št. vdihov v 1 minuti pred in po vadbi). Sledi lahko diskusija o najprimernejši obliki grafiko-na in o tem, katere podatke je smiselno prikazati v obliki grafikona.
Večji vzorec lahko dobimo tako, da vključimo večje število učencev, npr. združimo podatke različnih razredov. Počepe lahko ponovijo tudi isti učenci, vendar je treba upoštevati, ali so pred novo serijo počepov spočiti ali še vedno zadihani. To, koliko časa mora vmes preteči, da se frekvenca dihanja vrne v prvotno stanje, pa je lahko nov izziv in novo raziskovalno vprašanje.
Večji ko je vzorec opazovanja, z večjo verjetnostjo lahko hipotezo potrdimo ali ovržemo. Zgoraj predstavljeni primer raziskovanja je zelo poenostavljen. Znanstveniki pogosto na začetku svoje raziskave naredijo najprej t. i. preliminarne (predhodne) poskuse na manjšem številu osebkov in glede na te rezultate po potrebi preoblikujejo ali dopolnijo hipotezo ter načrtujejo nove poskuse na čim večjem številu osebkov (npr. anketne vprašalnike pogosto predhodno preverijo v pilotni raziskavi). Tako bi lahko zgornji poskus označili kot preliminarni poskus za nadaljnje raziskave. Te bi zajele na primer vse učence vaše šole ter učence drugih osnovnih šol, morda tudi osebe drugih starostnih skupin, vključile še druge oblike telesne vadbe itd.
Učenci lahko napišejo poročilo o opravljeni vaji, v katerem opišejo problem, ki ga rešujemo, hipo-tezo, opis metod dela, rezultate (predstavljene v obliki preglednice in grafično), razpravo (diskusijo), razlago rezultatov ter zaključek, v katerem ocenimo veljavnost naše hipoteze. Izsledke svojih raziskav lahko znanstveniki objavijo v strokovnih revijah in/ali jih predstavijo na znanstvenih srečanjih, zato lahko učenci napišejo članek za šolski časopis ali pripravijo predstavitev za svoje sošolce.
30
Znanstveni poskus mora biti ponovljiv (to pomeni, da ga lahko kasneje kdor koli ponovi) in izve-den v kontroliranih pogojih. Vsak znanstveni poskus vsebuje tudi kontrolne skupine.Predhodni poskusi nam lahko med drugim pokažejo, da nismo upoštevali vseh spremenljivk, ki bi lahko vplivale na rezultat poskusa. Pri poskusu smo namreč upoštevali le enako starost, isti čas, isti prostor, enako izvedbo in merili spremembo frekvence dihanja, zanemarili pa smo druge vplive na frekvenco dihanja (npr. razpoloženje, zdravstveno stanje), kar je razvidno v razlikah v frekvenci di-hanja znotraj posamezne skupine. Prevelike razlike v rezultatih posameznih oseb nas opozarjajo na potrebo po bolj kontroliranih poskusih, kar pa v bioloških sistemih ni ravno enostavno (npr. težko določimo kvaliteto zdravstvenega stanja posameznika, njegovo razpoloženje, ki ponavadi niha itd.). Zato je potrebno vse rezultate, ki jih s poskusi dobimo, kritično analizirati.
V popolnoma kontroliranih pogojih znanstveniki nadzirajo raziskovano okolje tako, da so vse spre-menljivke, ki lahko vplivajo na poskus, konstantne, le tista, ki jo proučujemo, je spremenljiva. Tako bi morali iz okolja izločiti vse spremenljive parametre razen enega, kar pa je v naravi nemogoče. Namesto izločanja spremenljivih parametrov znanstveniki »kontrolirajo« neželene parametre tako, da preverijo njihov vpliv na rezultat poskusa s pomočjo kontrolnih skupin (kontrol).
Za bolj zanesljive ugotovitve je potrebno opraviti več ponovitev poskusa. Iz enega poskusa navadno ne moremo potegniti dovolj zanesljivih ugotovitev/zaključkov. Za večjo zanesljivost je potrebno poskus pri enakih pogojih ponoviti vsaj trikrat.
H kvaliteti poskusov pripomore tudi natančnost meritev. Če na primer pri štetju vdihov na minu-to uporabljamo natančno štoparico, so rezultati veliko bolj zanesljivi, kot če bi čas oziroma sekunde šteli sami, brez štoparice. Tako je zelo pomembno, da znanstvenik za merjenje in opazovanje izbere dovolj natančna orodja, kvalitetne programe … Za vsako aparaturo, ki jo znanstvenik uporablja, mora biti znana natančnost meritev. Poleg vsega lahko pride do napake v merjenju, če človek za-vestno vpliva na hitrost dihanja. Zato naj se učenci pri štetju vdihov umirijo in osredotočijo na neko točko ter se prepustijo spontanemu dihanju.
31