Πρόταση δραστηριοτήτων που βασίζονται στη διερευνητική μάθηση

Transcript

1 Πρόταση δραστηριοτήτων που βασίζονται στη διερευνητική μάθηση Θέμα: Διαπνοή των φυτών Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 1

2 Εισαγωγικά σχόλια για τον καθηγητή Βασικός σκοπός Η ενεργός συμμετοχή των μαθητών στη διαδικασία απόκτησης γνώσης Απαιτούνται 3 διδακτικές ώρες Μπορεί να εφαρμοστεί σε μαθητές όλων των τάξεων Β/θμιας Ελάχιστος χρόνος προετοιμασίας πειραματικού μέρους Ενδείκνυται η χρήση Η/Υ με προβολέα Συμπληρωματική δραστηριότητα Μικροσκοπική παρατήρηση στομάτων των φύλλων Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 2

3 Γνωστικοί στόχοι οι μαθητές πρέπει να: διακρίνουν τη διαπνοή από την αναπνοή περιγράφουν τη διαδικασία της διαπνοής εντοπίσουν τα όργανα και τις δομές του φυτικού οργανισμού που εμπλέκονται στη διαδικασία της διαπνοής αξιολογήσουν την επίδραση διαφόρων παραμέτρων στο ρυθμό της διαπνοής ανακαλέσουν τις ιδιότητες του νερού ως άριστου διαλύτη για τη μεταφορά θρεπτικών συστατικών χαρακτηρίσουν τη διαπνοή ως την κινητήρια δύναμη μεταφοράς ουσιών μέσα στο φυτό Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 3

4 Αξιολόγηση μαθητών όσον αφορά στις δεξιότητες να: διαβάζουν και ακολουθούν οδηγίες φτιάχνουν μία υπόθεση σχεδιάζουν πείραμα χρησιμοποιούν μια συσκευή εκτελούν πείραμα καταγράφουν και αξιολογούν δεδομένα καταλήγουν σε συμπεράσματα Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 4

5 Προετοιμασία από τον καθηγητή Υλικά Δραστηριότητα 1 Απώλεια νερού από τα φυτά λόγω διαπνοής φυτό σε μικρή γλάστρα σακούλες πολυαιθυλενίου μονωτική ταινία ζυγαριά νερό Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 5

6 Προετοιμασία από τον καθηγητή Υλικά Δραστηριότητα 2 Από ποια επιφάνεια του φύλλου απελευθερώνεται το νερό φύλλα βαζελίνη ή βερνίκι νυχιών Κλωστή ζυγαριά φωτογραφική μηχανή (προαιρετικά) Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 6

7 Προετοιμασία από τον καθηγητή Υλικά Δραστηριότητα 3α Μελέτη παραγόντων που επηρεάζουν το ρυθμό διαπνοής πλαστικό σωληνάριο (τριχοειδές) εύκαμπτο λαστιχένιο σωληνάριο σιφώνιο βαθμολογημένο φύλλο φυτού με κοτσάνι ορθοστάτης με σφικτήρες Νερό Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 7

8 Προετοιμασία από τον καθηγητή Δραστηριότητα 3β η ίδια με την 3α αλλά σε εικονικό εργαστήριο Πρόσβαση σε Η/Υ με προβολέα Ενεργοποίηση L_10.html Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 8

9 Φύλλο Εργασίας για το μαθητή Περιλαμβάνει δραστηριότητες για τα κύρια ερωτήματα: 1. Με ποια διαδικασία τα φυτά απελευθερώνουν νερό στην ατμόσφαιρα και μέσω ποιων οργάνων τους (καθοδηγούμενη διερεύνηση) 2. Από ποια επιφάνεια του φύλλου απελευθερώνεται το νερό (ανακαλυπτική διερεύνηση) 3. Μελέτη παραγόντων που επηρεάζουν τη διαδικασία διαπνοής (εικονικό εργαστήριο) Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 9

10 Οδηγίες για το πείραμα καθοδηγούμενης διερεύνησης Δραστηριότητα 1_ΒΗΜΑ 2 από το φύλλο εργασίας Απελευθέρωση υδρατμών (H2O) από το φυτό / Διαδικασία διαπνοής 1. Ποτίστε με πολύ νερό το φυτό στη γλάστρα 2. Τοποθετείστε τη γλάστρα μέσα σε σακούλα για να μην επηρεάσει τις μετρήσεις η εξάτμιση νερού από το χώμα 3. ΖΥΓΙΣΤΕ τη γλάστρα με το φυτό και καταγράψτε τη μέτρηση στον πίνακα 1 Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 10

11 Δραστηριότητα 1_ΒΗΜΑ 2 από το φύλλο εργασίας Απελευθέρωση υδρατμών (H2O) από το φυτό / Διαδικασία διαπνοής 4. Τοποθετείστε τη γλάστρα με το φυτό μέσα σε πλαστική σακούλα και αφήστε ως έχει για μια ημέρα ή και περισσότερο 5. Μετά από μια ημέρα παρατηρείστε τι αλλαγές έχουν συμβεί στη σακούλα με την οποία έχουμε περιβάλει το φυτό Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 11

12 Δραστηριότητα 1_ΒΗΜΑ 2 από το φύλλο εργασίας Απελευθέρωση υδρατμών (H2O) από το φυτό / Διαδικασία διαπνοής 6. Βγάλτε τη γλάστρα με το φυτό από τη σακούλα ΖΥΓΙΣΤΕ και γράψτε τις μετρήσεις στον πίνακα 1 Παρατηρήσεις -Συμπεράσματα Η διαφορά στο βάρος του φυτού οφείλεται στην απώλεια υδρατμών Το νερό απελευθερώθηκε από τα φύλλα και όχι από κάπου αλλού, καθώς το χώμα είχε καλυφθεί με σακούλα Τα control στην πιο πάνω πειραματική διαδικασία είναι: γλάστρα με χώμα χωρίς φυτό κλεισμένη σε πλαστική σακούλα πλαστική σακούλα μόνο με αέρα κλεισμένη Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 12

13 Οδηγίες για το πείραμα ανακαλυπτικής διερεύνησης Δραστηριότητα 2 _ΒΗΜΑ 1 από το φύλλο εργασίας Απελευθέρωση υδρατμών (H2O) από την επιφάνεια των φύλλων του φυτού / Διαδικασία διαπνοής Δίνονται τα εξής στοιχεία που πρέπει να συμπεριλάβει στη σκέψη του ο μαθητής προκειμένου να σχεδιάσει το πείραμα που αφορά στο ερώτημα από ποια επιφάνεια του φύλλου απελευθερώνεται το νερό υπό μορφή υδρατμών; βερνίκι νυχιών ή βαζελίνη που δημιουργεί αδιάβροχη επιφάνεια αριθμός φύλλων που πρέπει να χρησιμοποιηθούν τι πρέπει να μετρήσετε πριν αφήσετε τα φύλλα να στεγνώσουν ποιο θα είναι το control (μάρτυρας) Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 13

14 Δραστηριότητα 2 _ΒΗΜΑ 1 από το φύλλο εργασίας Απελευθέρωση υδρατμών (H2O) από την επιφάνεια των φύλλων του φυτού / Διαδικασία διαπνοής Θα πρέπει να καταλήξετε στο συμπέρασμα ότι οι υδρατμοί αποβάλλονται από την κάτω επιφάνεια των φύλλων (εκεί υπάρχουν ειδικές δομές τα στόματα) η διάταξη που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε Μετρείστε το βάρος των φύλλων αρχικά πριν οποιαδήποτε επεξεργασία Χρησιμοποιείστε το βερνίκι νυχιών για την επάλειψη είτε της μιας είτε της άλλης επιφάνειας του φύλλου Χωρίστε τα φύλλα σε 2 ομάδες και επεξεργαστείτε τα τα Α (επικάλυψη κάτω επιφάνειας) και τα τα Β (επάλειψη μόνο της πάνω επιφάνειας) Μάρτυρας φύλλο χωρίς καμιά επεξεργασία Μετρείστε ξανά το βάρος των φύλλων μετά την επεξεργασία και καταγράψτε τα αποτελέσματα Παρατηρείτε ότι το βάρος των φύλλων ομάδας Α έχει διαφοροποιηθεί λιγότερο από ότι της ομάδας Β Τα φύλλα ομάδας Α δεν έχασαν τόσο νερό όσο έχασαν τα φύλλα της ομάδας Β τα φύλλα Β είχαν ελεύθερους τους πόρους (στόματα) στην κάτω επιφάνεια και έτσι υπήρξε απώλεια νερού υπό την μορφή υδρατμών (διαπνοή) Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 14

15 Δραστηριότητα 2 _ΒΗΜΑ 2 από το φύλλο εργασίας Πρόκληση ενδιαφέροντος Ανάκληση γνώσεων φυσικοχημείας Το νερό εισέρχεται στο φυτό από τις ρίζες προχωρά προς τα πάνω αντιβαίνοντας τους νόμους βαρύτητας. Πώς μπορεί αυτό να συμβεί; Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 15

16 Δραστηριότητα 3_ΒΗΜΑ 1 Επίδραση παραγόντων του περιβάλλοντος στη διαπνοή των φυτών Ενεργοποιείστε την ιστοσελίδα _labs/bl_10/bl_10.html Εκτελέστε το πείραμα σύμφωνα με τις οδηγίες Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 16

17 Δραστηριότητα 3_ΒΗΜΑ 2 Επίδραση παραγόντων του περιβάλλοντος στη διαπνοή των φυτών Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 17

18 Δραστηριότητα 3_ΒΗΜΑ 3 Επίδραση παραγόντων του περιβάλλοντος στη διαπνοή των φυτών Πείραμα στο πραγματικό εργαστήριο Συνοπτική παρουσίαση πειραμάτων Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 18

19 Θεωρητικές Γνώσεις Διαπνοή είναι η διαδικασία αποβολής νερού από τα στόματα των φύλλων των φυτών και η επιστροφή του στην ατμόσφαιρα Η μετακίνηση του νερού προς τα πάνω από τις ρίζες στο φύλλωμα ελέγχεται από το δυναμικό του νερού (water potential), όπου το νερό μετακινείται πάντοτε από περιοχή υψηλού δυναμικού προς περιοχή με χαμηλό δυναμικό Η κινητήρια δύναμη όμως σε αυτή την κίνηση είναι η διαπνοή Τα στόματα των φύλλων είναι πόροι στην επιδερμίδα του φύλλου όπου εξυπηρετούν για την ανταλλαγή αερίων CO2 και Ο2 απαραίτητων για τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης και της αναπνοής Η απώλεια νερού είναι αναγκαίο κακό για το φυτό λόγω του ανοίγματος των στομάτων όπου από το εσωτερικού του φύλλου με διάχυση εξέρχεται στο εξωτερικό περιβάλλον Η διαπνοή συνεισφέρει σημαντικά στον Υδρολογικό Κύκλο καθώς νερό υπό τη μορφή υδρατμών επιστρέφει στην ατμόσφαιρα ΣΑΣ ΕΥΧΑΡΙΣΤΟΥΜΕ Κ.Καλόσακα, Βιολόγος 19