Ciekawa lekcja, zajęcia terenowe, a może rodzinny spacer

Ciekawa lekcja, zajęcia terenowe, a może rodzinny spacer

Materiał udostępniony na licencji:
CC BY 3.0
Dzisiejszy artykuł pt. Fizyka spadających liści może zainspirować zarówno rodziców jak i nauczycieli.
Można wykorzystać go i w szkole i podczas spaceru z dziećmi. Tematyka artykułu wpasowuje się zajęcia
biologii, chemii, geografii w gimnazjum oraz liceum, a także w lekcje przyrody już od szkoły
podstawowej. Znajdzie się także trochę matematyki.
Rodzice: przeczytajcie i rozwijajcie zainteresowania przyrodnicze dziecka na spacerze w parku.
Nauczyciele: wykorzystajcie artykuł w szkole i przeprowadźcie ciekawą lekcję z doświadczeniami oraz
zadaniami powtórkowymi.
W dzisiejszym opracowaniu zaproponuję kilka bardzo różnych pomysłów na wykorzystanie artykułu
podczas pracy na lekcji lub w czasie jesiennego spaceru. To od Was zależy, które z nich wybierzecie.
Niektóre pomysły można wykorzystać na każdym poziomie edukacyjnym, inne będą pasowały tylko do
konkretnej lekcji.
Akapit może być wstępem do dyskusji na temat przewidywalności zjawisk
przyrodniczych. Dlaczego prognozy pogody nie zawsze się sprawdzają?
Jak się je tworzy? Dlaczego nie udało się ostrzec ludności przed tsunami
na Oceanie Indyjskim? Ze starszymi uczniami można porozmawiać o
matematycznym modelowaniu zjawisk przyrodniczych. Młodym
przyrodnikom można zaproponować wyszukiwanie informacji o
zjawiskach, których człowiek nie umie dobrze przewidywać, przyczynach
ich nieprzewidywalności, zagrożeniach, które niosą, obszarach ich występowania albo o prowadzeniu
obserwacji świata przyrodniczego, które mogą informować o zmianie pogody.
http://wartowiedziec.org/index.php/start/styl-zycia/9764-przewidywanie-pogody-na-podstawiewasnych-obserwacji-przyrody (źródło: DK, Przewidywanie pogody na podstawie własnych obserwacji
przyrody, Dziennik Warto wiedzieć, Wyszukano: 29.09.2015 r.)
Dla kogo: gimnazjum (geografia, fizyka), szkoła podstawowa (przyroda), szkoła ponadgimnazjalna
(geografia, fizyka, matematyka, przyroda)
Materiał udostępniony na licencji:
CC BY 3.0
Nie sposób nie poruszyć tematu fotosyntezy czytając artykuł o liściach. Choć nie mamy w nim
fragmentu szczegółowo omawiającego ten proces, można wpleść w jego lekturę zadania
powtórzeniowe z tego obszaru.
Przykładowe zadanie pochodzące z arkusza maturalnego z biologii z maja 2015 r. (egzamin w nowej
formule):
Mitochondria i chloroplasty pochodzą najpewniej od bakterii żyjących samodzielnie, które zostały
pobrane do wnętrza komórki przodka organizmów eukariotycznych, ale nie zostały strawione. W
obydwu organellach dochodzi do syntezy ATP. Zgodnie z modelem chemiosmozy, dzięki transportowi
elektronów przez przenośniki związane z błoną, protony (H+) są przepompowywane na jej drugą
stronę: w mitochondriach z matriks do przestrzeni międzybłonowej, a w chloroplastach – ze stromy do
wnętrza (światła) tylakoidu. W błonę wbudowany jest enzym – syntaza ATP, który wykorzystuje do
swojego działania powstałą różnicę stężeń H+. Źródła elektronów, przechodzących przez przenośniki
łańcucha transportu elektronów, są różne w mitochondriach i w chloroplastach, ale istota procesu
chemiosmozy jest taka sama w obydwu organellach – co przedstawiono na poniższym schemacie.
Zadanie 1. (0–1) Podaj jeden argument na rzecz endosymbiotycznego pochodzenia mitochondriów i
chloroplastów.
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
Materiał udostępniony na licencji:
CC BY 3.0
Zadanie 2. (0–1) Na podstawie podanych informacji oceń prawdziwość stwierdzenia: „Synteza ATP w
mitochondriach i chloroplastach zachodzi bezpośrednio w procesie przepompowywania protonów
(H+) podczas transportu elektronów przez przenośniki łańcucha transportu elektronów”. Odpowiedź
uzasadnij.
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
Zadanie 3. (0–1) Określ, czy transport protonów (H+) z matriks mitochondrium i stromy chloroplastu
jest aktywny, czy – bierny. Odpowiedź uzasadnij, korzystając z przedstawionych informacji.
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
Zadanie 4. (0–1) Wyjaśnij, dlaczego zbyt wysoka temperatura może doprowadzić do zatrzymania
syntezy ATP w mitochondriach i chloroplastach.
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
Zadanie 5. (0–1) Podaj, w której fazie fotosyntezy (zależnej od światła czy niezależnej od światła)
powstaje i do czego jest następnie wykorzystywany ATP wytwarzany w chloroplastach komórki
roślinnej.
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
Zadanie 6. (0–1) Podaj jeden przykład powiązania procesów metabolicznych zachodzących
chloroplastach z metabolizmem mitochondriów tej samej komórki roślinnej.
w
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
1. (0-1) Przykładowe rozwiązania: O endosymbiotycznym pochodzeniu chloroplastów i mitochondriów
świadczy:




obecność kolistego DNA/nagiego DNA/DNA niezwiązanego z białkami histonowymi,
podobieństwo strukturalne rybosomów chloroplastowych i mitochondrialnych do rybosomów
bakteryjnych/70S,
otoczenie organellów dwiema (lub więcej w przypadku chloroplastów) błonami (z których
wewnętrzna/najbardziej wewnętrzna przypomina budową bakteryjną błonę komórkową, a
zewnętrzna błona/pozostałe błony mają budowę charakterystyczną dla eukariontów),
powstawanie mitochondriów i chloroplastów przez podział istniejących/fakt samopowielania
się mitochondriów i chloroplastów,
Materiał udostępniony na licencji:
CC BY 3.0

podobieństwo sekwencji DNA mitochondriów i chloroplastów do sekwencji DNA bakterii.
2. (0–1) Przykładowe rozwiązania:


Stwierdzenie jest nieprawdziwe, ponieważ transport protonów/H+ przez przenośniki łańcucha
transportu elektronów powoduje jedynie powstanie różnicy/zwiększa różnicę stężeń tych
jonów po obu stronach błony (co napędza syntazę ATP, która bezpośrednio przeprowadza
syntezę ATP).
Stwierdzenie jest nieprawdziwe, ponieważ synteza ATP zachodzi podczas transportu
biernego/dyfuzji protonów/H+ przez enzym syntazę ATP/kanał enzymu syntazy ATP/ kanał
ATP-azy (a nie podczas transportu elektronów).
3. (0–1) Przykładowe rozwiązania:


Transport protonów ze stromy chloroplastów i matriks mitochondriów jest transportem
aktywnym, ponieważ zachodzi przy udziale energii uwalnianej podczas transportu elektronów.
Transport H+ jest aktywny, ponieważ zachodzi w kierunku od stężenia niższego do stężenia
wyższego.
4. (0–1) Przykładowe rozwiązania: Zbyt wysoka temperatura może doprowadzić do zahamowania
syntezy ATP w chloroplastach lub mitochondriach ze względu na:
•
•
denaturację enzymu syntazy ATP/zniszczenie struktury syntazy ATP i następnie utratę jego
aktywności.
denaturację białek w błonie mitochondrialnej uczestniczących w transporcie elektronów
(cytochromów/kompleksów enzymatycznych) i następnie zahamowanie transportu
elektronów.
5. (0–1) Przykładowe rozwiązanie: ATP w chloroplastach powstaje w fazie fotosyntezy zależnej od
światła (fazie jasnej) i umożliwia przebieg fazy fotosyntezy niezależnej od światła (fazy
ciemnej)/syntezę aldehydu 3-fosfoglicerynowego/triozy/cukru prostego/regenerację RuBP.
6. (0–1) Przykładowe rozwiązania:
•
•
•
•
W chloroplastach powstaje cukier prosty/cukry/tlen, który może być substratem w oddychaniu
wewnątrzkomórkowym/w procesach zachodzących w mitochondriach.
W mitochondriach powstaje dwutlenek węgla/woda, która jest wykorzystywana w procesie
fotosyntezy w chloroplastach.
W chloroplastach wytwarzane są związki zasobne w energię, z których jest ona uwalniana
podczas procesów zachodzących w mitochondriach.
W procesach anabolicznych zachodzących w chloroplastach powstają produkty, które są
substratami w procesach katabolicznych zachodzących w mitochondriach.
Źródło: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Egzamin maturalny z biologii. Poziom rozszerzony,
Zadanie 4 („nowa matura”), Maj 2015
http://www.cke.edu.pl/index.php/2015-em
Materiał udostępniony na licencji:
CC BY 3.0
Dodatkowo można zaplanować część doświadczalną:

badanie procesu fotosyntezy w warunkach szkolnych z wykorzystaniem moczarki kanadyjskiej.
W poniższych linkach znajdziecie scenariusz lekcji opisy doświadczeń, karty pracy dla uczniów:
http://www.ekologia-krajobrazu.pl/index.php/baza-wiedzy/scenariusze-lekcji/135-czynnikisrodowiska-wplywajace-na-fotosynteze (Agnieszka Sutuła, Czynniki środowiska wpływające na
fotosyntezę, Akademia Talentów Przyrodniczych, Wyszukano: 28.09.2015 r.)

badanie ruchów tropicznych roślin:
http://static.scholaris.pl/resource-files/231/ruchy-tropiczne-roslin_70853.pdf
tropiczne roślin, Wyszukano: 28.09.2015 r.)

(Scholaris,
Ruchy
proste doświadczenia z rzeżuchą, które może prowadzić uczeń szkoły podstawowej, a nawet
przedszkolak w domu na parapecie:
http://www.eduscience.pl/aktualno%C5%9Bci/%C5%9Bwi%C4%85teczne-do%C5%9Bwiadczenia-czyrze%C5%BCucha-si%C4%99-porusza (Eduscience, Świąteczne doświadczenia: Czy rzeżucha się
porusza?, Wyszukano: 28.09.2015 r.)
Dla kogo: gimnazjum i szkoła ponadgimnazjalna (biologia), szkoła podstawowa (przyroda)
Fragment dotyczący roli fotoreceptorów może wykorzystać nauczyciel biologii w szkole
ponadgimnazjalnej i uzupełnić o zadanie z egzaminu maturalnego z biologii:
Na schematach I i II przedstawiono reakcję rośliny na działanie bodźca fotoperiodycznego. Jest to
roślina dnia krótkiego, którą hodowano w warunkach dnia długiego, co powodowało, że roślina nie
kwitła. W celu określenia miejsca percepcji bodźca fotoperiodycznego przeprowadzono
doświadczenie, w którym okresowo zasłaniano liście (schemat I) lub wierzchołek pędu (schemat II) tej
rośliny. Przebieg i wyniki doświadczenia zilustrowano na poniższych schematach.
Na podstawie: A. Szweykowska, Fizjologia roślin, Wyd. Naukowe UAM, Poznań 2000
Materiał udostępniony na licencji:
CC BY 3.0
Na podstawie wyników doświadczenia ustal, czy miejscem percepcji bodźca fotoperiodycznego są
liście, czy wierzchołek pędu rośliny. Odpowiedź uzasadnij.
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
Przykłady poprawnej odpowiedzi:
•
•
Miejscem percepcji bodźca fotoperiodycznego są liście, ponieważ roślina dnia krótkiego
zakwitła po zasłonięciu liści przed działaniem światła.
Miejscem percepcji bodźca fotoperiodycznego są liście, ponieważ, gdy ich nie osłonięto, to
roślina dnia krótkiego nie zakwitła mimo osłonięcia wierzchołka pędu rośliny.
1 p. – za ustalenie, że miejscem percepcji bodźca fotoperiodycznego są liście, i poprawne uzasadnienie
odnoszące się do działania światła lub jego braku.
0 p. – za ustalenie miejsca percepcji bodźca fotoperiodycznego przy braku uzasadnienia lub za
niepoprawne ustalenie miejsca percepcji tego bodźca.
Źródło: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Egzamin maturalny z biologii. Poziom rozszerzony,
Zadanie 23, Maj 2011
http://www.cke.edu.pl/index.php/2011-em
W programie nauczania biologii na poziomie ponadgimnazjalnym omawia się szczegółowo rolę
barwników fotosyntetycznych. W artykule jest też o nich mowa. Ten fragment można wykorzystać na
lekcji.
Warto również przeprowadzić doświadczenie Wyodrębnianie i rozdzielanie barwników
asymilacyjnych metodą Krausa. Opis doświadczenia oraz kartę pracy ucznia można znaleźć w: H.
Wiśniewski, BIOLOGIA Z HIGIENĄ I OCHRONA ŚRODOWISKA dla kl. III LO, wyd. Agmen, 1997 r. oraz na
stronie (instrukcja 10, ćwiczenie 2):
http://www.profesor.pl/mat/na8/pokaz_material_tmp.php?plik=na8/na8_h_wronska_030909_1.ph
p&id_m=6679 (Halina Wrońska, Instrukcje doświadczeń biologicznych do działu Cytologia, dotyczące
budowy chemicznej komórki, Profesor.pl, Wyszukano: 28.09.2015 r.)
Przykładowe zadania z matury dotyczące transportu asymilantów oraz zachowania się barwników
asymilacyjnych pod wpływem związków chemicznych:
Materiał udostępniony na licencji:
CC BY 3.0
Na schemacie przedstawiono mechanizm transportu asymilatów w roślinie.
Na podstawie: Fizjologia roślin, red. M. Kozłowska, Poznań 2007.
a) Zaznacz grupę roślin, u których występuje mechanizm transportu asymilatów przedstawiony na
schemacie. Odpowiedź uzasadnij.
A. mszaki
B. paprotniki
C. nagonasienne
D. okrytonasienne
Uzasadnienie
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
b) Określ, co jest siłą napędową ruchu roztworu sacharozy w rurkach sitowych.
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
c) Uporządkuj poniższe stwierdzenia tak, aby prawidłowo przedstawiały kolejne etapy załadunku i
rozładunku sacharozy w roślinie. W tym celu wpisz w pola tabeli brakujące oznaczenia cyfrowe.
1. Sacharoza nagromadzona w komórkach rurek sitowych obniża w nich potencjał wody.
2. Transport sacharozy z rurek sitowych do komórek akceptora, np. komórek miękiszowych
korzenia.
3. Transport sacharozy z komórek przyrurkowych do rurek sitowych.
4. Wzrost potencjału wody w rurkach sitowych jest przyczyną przepływu wody do naczyń.
5. Zmniejszenie potencjału wody w rurkach sitowych skutkuje przepływem wody z naczyń.
6. Transport sacharozy z komórek miękiszu asymilacyjnego do komórek przyrurkowych.
Materiał udostępniony na licencji:
CC BY 3.0
Załadunek rurek sitowych Etapy: 6, .............................
Rozładunek rurek sitowych Etapy: 2, ...............................
Przykładowe odpowiedzi:
a) D. Uzasadnienie: ponieważ występują/są obecne naczynia/i rurki sitowe (charakterystyczne
dla okrytonasiennych).
b) Siłą napędową ruchu roztworu w rurkach sitowych jest różnica potencjałów wody/ różnica
stężeń sacharozy między miejscem załadunku a rozładunku floemu.
c) Załadunek rurek sitowych 6, 3, 1, 5. Rozładunek 2, 7, 4.
Źródło: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Egzamin maturalny z biologii. Poziom rozszerzony.
Przykładowy arkusz egzaminacyjny, Zadanie 11, Grudzień 2014
http://www.cke.edu.pl/index.php/egzamin-maturalny-left/egzamin-w-nowej-formule/96-matura2015/445-biologia-poziom-rozszerzony-em
Kapusta czerwona ma liście fioletowe. Za barwę są odpowiedzialne antocyjany – barwniki znajdujące
się w soku komórkowym, w komórkach skórki liścia. Przeprowadzono doświadczenie, w którym trzy
kilkumilimetrowe skrawki skórki z liścia kapusty umieszczono na szkiełkach podstawowych:
I.
II.
III.
– w kropli kwasu octowego
– w kropli zasady amonowej
– w kropli wody destylowanej.
Zaobserwowano, że skrawki skórki liścia kapusty umieszczone w kwasie octowym zmieniły barwę na
czerwoną, a w roztworze zasady amonowej – na zielono-niebieską. Natomiast skrawki umieszczone w
wodzie destylowanej nie zmieniły barwy i pozostały fioletowe.
Sformułuj problem badawczy odpowiadający przedstawionemu doświadczeniu.
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
Przykładowe odpowiedzi:
•
•
•
Czy pH/odczyn środowiska wpływa na zmianę barwy liści kapusty/barwę antocyjanów?
Wpływ pH/odczynu środowiska na barwę liści kapusty/barwę antocyjanów.
Czy liście kapusty czerwonej mogą służyć jako wskaźnik pH?
Źródło: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Egzamin maturalny z biologii. Poziom rozszerzony, Zadanie
13 („stara matura”), Maj 2015
http://www.cke.edu.pl/index.php/2015-em
Materiał udostępniony na licencji:
CC BY 3.0
Przy okazji jesiennych spacerów można zaproponować uczniom lub własnym dzieciom stworzenie
zielnika. Zbieranie liści może być okazją do poznawania gatunków drzew lub roślin. Starsi uczniowie
mogą uzupełnić zbiory w opisy roślin. Warto tworzyć zielniki tematyczne, ale jeśli chcecie robić zielnik
z przedszkolakiem możecie po prostu zebrać kolekcję najpiękniejszych liści.
Poniżej wskazówki przydatne do tworzenia zielnika:
http://przyrodana6.blogspot.com/p/jak-wykonac-zielnik-instrukcja-dla.html
(Przyroda na 6, Jak wykonać zielnik? - instrukcja dla ucznia, Wyszukano: 28.09.2015 r.)
Dla kogo: szkoła podstawowa (przyroda), gimnazjum i szkoła ponadgimnazjalna (biologia)
Wykorzystajcie opisany w artykule sposób liczenia liści na drzewie. To
może być fajna zabawa dla młodszych i starszych uczniów.
Istnieje też prosty sposób na wyznaczanie wysokość drzewa na podstawie
twierdzenia Talesa. W słoneczny dzień można to zrobić mierząc najpierw
długość własnego cienia, a następnie długość cienia drzewa. Korzystamy
wówczas z zależności, która polega na zauważeniu, że nasz cień jest tyle
samo dłuższy/krótszy od nas, ile razy cień drzewa jest dłuższy lub krótszy
do samego drzewa. Proste, prawda?
http://matematyka.pisz.pl/strona/524.html (Jakub Grzegorzek, Wysokość drzewa na podstawie cienia,
który rzuca, Matematyka.pisz.pl, Wyszukano: 28.09.2015 r.)
Przykładową kartę pracy dla ucznia do tego zadania można znaleźć w: Aleksandra Opaska Nauczanie
przedmiotów przyrodniczych, Biuletyn Polskiego Stowarzyszenia Nauczycieli Przedmiotów
Przyrodniczych, Nr 54 (2/2015), Toruń 2015
Dla kogo: szkoła podstawowa i ponadgimnazjalna (przyroda, matematyka), gimnazjum (matematyka,
biologia)
Materiał udostępniony na licencji:
CC BY 3.0
W artykule przeczytamy ciekawostkę o wpływie spadających liści na ruch Ziemi oraz o procesach
butwienia liści. Przy okazji można otworzyć dyskusję: czy i jak można zagospodarować suche liście,
czym lepiej jest palić, wierzbą energetyczną czy innymi drzewami? W ten sposób poruszamy problemy
z zakresu ekologii, chemii oraz fizyki.
http://www.focus.pl/technika/suche-liscie-do-kominka-7061 (Redakcja, Suche liście do... kominka,
Focus.pl, Wyszukano: 28.09.2015 r.)
Dla kogo: gimnazjum (fizyka, chemia), szkoła ponadgimnazjalna (fizyka, chemia, przyroda)
Joanna Cwynar-Wojtonis
(w konsultacji z p. Iwoną Jezierską – nauczycielką biologii
z Liceum Ogólnokształcącego Nr XV we Wrocławiu)
W materiale wykorzystano następujące ikony z portalu thenounproject.com (data dostępu: 28.09.2015 r.):
1. Leaf, Evan MacDonald, CC BY 3.0 US
2. Tree, James Keuning, Domena publiczna