LABORATIONSHÄFTE. 4. Inverkan av tunga metalljoner på proteinlösningar

Transkript

1 BIOLOGI A LABORATIONSHÄFTE 1. Studier av olika celler 2. Försök med bakterier 3. Tungmetaller och växter 4. Inverkan av tunga metalljoner på proteinlösningar 5. Aluminium som miljögift 6. PVC-förbränning 7. Mono- och dihybrid klyvning hos majs 8. Taxonomi och evolution OBSERVERA! Rapporter för laboration 3 och 5 ska lämnas in senast två veckor efter det att de utfördes. Namn:

2 UPPGIFT Jämföra växt- och djurceller. 1. STUDIER AV OLIKA CELLER MATERIAL Mikroskop, objektglas, täckglas, tändstickor, metylenblått (0,1-procentig vattenlösning), pincett, skalpell, glasstav och rödlök. Växtcell 1. Skär en klyfta från en rödlök som bilden visar 2. Ta bort ett par av de yttersta lökbladen. Gör med en skalpell ett litet snitt på ett ställe, som inte är alltför rött. Riv med en pincett av en liten strimla av den tunna överhuden 3. Klipp loss strimlan och placera den i en droppe vatten på ett objektsglas 4. Lägg på ett täckglas och undersök i mikroskop. Sök upp cellgränser, kärnor, vakuoler, näringskorn, klorofyllkorn m.m., samt jämför med en djurcell. Djurcell 1. Skölj munnen. Skrapa med en tändsticka på tungans översida 2. Placera lite skrap i en droppe vatten på ett objektsglas 3. Sätt till en liten droppe metylenblått för att färga preparatet. Rör om med en glasstav 4. Lägg på täckglas. Studera preparatet och jämför med växtpreparatet. Skriv upp och rita skisser.

3 2. FÖRSÖK MED BAKTERIER SYFTE Undersöka var i omgivningen det finns bakterier samt att studera deras tillväxt. TEORI Bakterier i ett näringsmedium tillväxer och förökar sig hastigt. Vid lämplig temperatur ger varje bakterie snabbt upphov till hel koloni av bakterier. Efter ett par dygn är kolonierna så stora att man kan se dem tydligt. När man utför försök med bakterier är det viktigt att näringsmediumet inte smittas med andra bakterier än de man vill undersöka. Öppna därför inte petriskålarna i onödan och andas inte direkt på öppna petriskålar samt vidrör inte näringslösningen med fingrarna eller andra icke sterila föremål. UTRUSTNING 4 petriskålar med näringsagar, märkpenna, bomull och tvål. Bakterier i luften 1. Ställ ut 2 petriskålar med näringsagar på olika ställen (t.ex. toaletten eller i klassrummet) 2. Lyft av locket och lägg dem rättvänd vid sidan av skålarna 3. Sätt åter på locken efter 15 minuter och samla in skålarna (märk även skålarna så att du vet var de har varit) 4. Ställ skålarna i värmeskåp (35 ºC) 5. Undersök skålarna efter några dygn. Räkna antalet bakteriekolonier utan att öppna skålarna. Var fanns det mest bakterier? (Efter tre dygn förvaras skålarna i kylskåp så att de inte ska hinna växa igen innan de undersöks.) Bakterier på huden 1. Dela in en petriskål med näringsagar i två halvor genom att rita ett streck på skålens undersida 2. Lägg ett hårstrå på näringsagarn i den ena skålhalvan 3. Torka med bomull bakom ett öra och stämpla försiktigt med bomullstussen mot näringsagarn i den andra skålhalvan 4. Lägg på lock och ställ skålen i värmeskåp (35 ºC). Hantera därefter skålen som i föregående försök. Hjälper renlighet? 1. Dela in en petriskål med näringsagar i två halvor som i ovanstående försök. Markera den ena skålhalvan med ett A och den andra med ett B (skriv på skålens undersida) 2. Sätt ett fingeravtryck med ett otvättat finger mot näringsagarn i fält A 3. Tvätta fingret noga med tvål och sätt ett nytt fingeravtryck i fält B 4. Odla bakterierna i värmeskåp som i föregående försök. Gick det att tvätta bort bakterierna?

4 3. TUNGMETALLER OCH VÄXTER SYFTE Undersöka vilken effekt tungmetaller har på groningseffekten hos smörgåskrassefrön. UTRUSTNING Smörgåskrassefrön, tungmetallösningar (FeCl 3, CuSO 4, AgNO 3, Pb(NO 3 ) 2 ), avjoniserat vatten och 5 petriskålar med filtrerpapper. 1. Fukta fitrerpappren i de 5 petriskålarna ordentligt med avjoniserat vatten 2. Lägg på 15 smörgåskrassefrön i varje skål 3. Tillsätt 5 droppar metallösning i varsin petriskål, lägg på täcklocken och märk dem. En petriskål kommer alltså att fungera som referensprov Kontrollera varje dag att filtrerpappren inte torkar ut. Efter någon dag kan du kontrollera groningsförmågan hos krassefröna. REDOVISNING Lämna in en skriftlig rapport där du redovisar dina resultat och slutsatser.

5 4. INVERKAN AV TUNGA METALLJONER PÅ PROTEIN LÖSNINGAR 1. Häll ca 1 ml 2 %-ig albuminlösning i vardera 4 provrör 2. Tillsätt droppvis under omskakning lösningar av tunga metalljoner enligt tabellen Lägg märke till om fällning bildas för en eller för flera droppar och notera eventuell reaktion vid ytterligare tillsats. Lösning 1 2 droppar 10 droppar FeCl 3 (0,1 M) CuSO 4 (0,1 M) AgNO 3 (0,1 M) Pb(NO 3 ) 2 (0,1 M) FRÅGESTÄLLNING För vilka av dessa tunga metalljoner skulle hönsäggvita vara ett bra motgift? Diskutera riskerna med förgiftning av tungmetalljoner

6 5. ALUMINIUM SOM MILJÖGIFT SYFTE I det här modellförsöket undersöks vad som händer med fiskarnas gälar i försurade vatten, som innehåller mycket aluminiumjoner. Dialysslangen ska symbolisera gälarna och blodet i gälarna ersätts med en lösning av natriumvätekarbonat. TEORI Aluminium är svårlösligt i neutralt vatten men lösligheten ökar starkt ner mot ph 4. Aluminiumhydroxid kan påverka fiskar vid ett lågt ph då det i denna miljö sätter sig som en gelé på gälarnas epitel. Fiskens gälar utsöndrar joner som buffrar det sura vattnet runt dessa till mellan ph 5 och 6. Aluminiumhydroxiden fälls då ut och fastläggs på epitelen. Detta kan kväva fisken då hydroxiden hindrar det normala upptaget av syrgas ifrån vattnet. UTRUSTNING 2 st 250 ml bägare, 2 bitar dialysslang (ca 20 cm långa), BTB-lösning, mättad NaHCO 3 (natriumvätekarbonat), 0,1 M Al(NO 3 ) 3 (aluminiumnitrat), 0,1 M CH 3 COOH (ättiksyra). 1. Sätt några droppar BTB till natriumvätekarbonatlösningen 2. Blöt upp de två dialysslangarna och slå en knut i den ena änden 3. Fyll slangarna till ca 10 cm höjd med BTB-färgad natriumvätekarbonatlösning 4. Tillslut de övre ändarna med knutar 5. Fyll den ena bägaren till hälften med ättiksyra och några droppar BTB 6. Fyll aluminiumnitratlösning och några droppar BTB i den andra på samma sätt 7. Placera dialyslangarna i varsin bägare 8. Studera bägarna och deras innehåll i minst 10 minuter 9. Rita figur över försöket och sammanfatta försöket och dra slutsatser. REDOVISNING Lämna in en skriftlig rapport där du redovisar dina resultat och svar på frågeställningarna.

7 6. PVC-FÖRBRÄNNING SYFTE Vad händer med vår miljö när PVC-plast förbränns vid avfallsdestruktion? Detta försök syftar till att undersöka de miljöfarliga aspekterna med att förbränna PVC-plast. TEORI Polyvinylklorid (PVC) är uppbyggd genom en upprepning av vinylklorid (VCM) som är kopplade till varandra. VCM har strukturformeln CH 2 CHCl och innehåller alltså kloratomer (Cl). Kloren i PVC utgör 57 % av dess vikt. Ren PVC är ett styvt material, som är mekaniskt starkt, tämligen motståndskraftigt mot väder, vatten och kemikalier men ganska instabilt mot värme och ljus. Värme och ultraviolett ljus gör att materialet förlorar klor i form av klorväte (saltsyragas, HCl). UTRUSTNING 2 st bägare, degeltång, brännare, PVC-plast, BTB, destillerat vatten. 1. OBSERVERA att försöket utförs i dragskåp 2. Fukta insidan av en bägare med vatten 3. Håll en bit PVC-plast i en brännarlåga 4. Håll bägaren upp och ner över den rykande plasten, så att gaser löser sig i bägarens fuktighet 5. Skölj bägarens väggar med destillerat vatten 6. Häll några droppar i sköljvattnet på bägarens botten FRÅGOR 1. Vilken färg fick BTB? 2. Är sköljvattnet surt, basiskt eller neutralt? 3. Vad bildas när väteklorid (HCl) från plasten löser sig i vatten? 4. Vad kan hända med vår miljö om PVC-plast hamnar i en sopförbränningsanläggning utan rökgasrening?

8 7. MONO- OCH DIHYBRID KLYVNING HOS MAJS MONOHYBRID KLYVNING Två majsplantor (generation 1) korsades (pollenkorn från den ena plantan penslades på pistillen på den andra plantan). Den ena hade mörka frön, den andra hade gula frön på kolvarna. Båda plantorna var homozygota för sina respektive färger. Vilka anlag (genotyp) och vilka egenskaper (fenotyp) får avkomman (generation 2)? Ur generation 2 togs två majsplantor som korsades. Avkomman (generation 3) bar de frön som vi har tillgång till vid laborationen. Vilken är fördelningen mellan mörka och gula frön? Vilken teoretisk fördelning kan vi vänta oss? DIHYBRID KLYVNING Två majsplantor (generation 1) korsades. Den ena hade svarta, släta frön och den andra hade gula, skrynkliga frön på majskolvarna. Vi betecknar anlagen för svart fröfärg med A (dominant), anlaget för gul fröfärg med a (recessivt), anlaget för släta frön med B och anlaget för skrynkliga frön med b. Korsningen kan visas så här: AABB x aabb Vilka egenskaper har generation 2? Ur generation 2 togs två majsplantor som korsades. Avkomman (generation 3) bar de frön som vi har tillgång till vid laborationen. Vilket var förhållandet mellan antalet frön med olika egenskaper praktiskt och teoretiskt?

9 8. TAXONOMI OCH EVOLUTION SYFTE Övningen ska leda till ökad förståelse: för att den taxonomiska klassifikationen reflekterar det evolutionära förloppet, att arter inom samma taxonomiska grupp delar en gemensam förfader som inte delas av någon annan art, att arter som grupperas tillsammans ska baseras på mer än en delad karaktär. TEORI Det moderna taxonomiska systemet konstruerades av Carl von Linné på 1700-talet. Det är ett system som grupperar nu döda och levande organismer i ett hierarkiskt system från art upp till rike, se exempel nedan. Varg Människa Honungsbi Vitlök Rike Djur Växter Stam Ryggsträngsdjur Leddjur Fröväxter Klass Däggdjur Insekter Enhjärtbladiga Ordning Rovdjur Primater Steklar (Saknas hos fröväxter) Familj Hunddjur Människoartade Bin och humlor Liljeväxter Släkte Canis Homo Apis Alium Art lupus sapiens mellifera sativum 1859 publicerade Charles Darwin Om arternas uppkomst där han presenterade bevis för att allt liv utvecklats genom naturligt urval. Bevisen som Darwin samlat, och tusentals andra efter honom, indikerar att organismer härstammar från en gemensam förfader. Den taxonomiska klassificeringen är en reflektion av evolutionen, desto mer två arter liknar varandra desto kortare är tiden från det att de skiljde sig från deras gemensamma förfader. Det betyder att varg och människa är mer släkt med varandra än vad de är släkt med honungsbiet, de delar en gemensam förfader som inte är delad av honungsbiet. Detta kan illustreras i ett fylogenetiskt träd, se nedan.

10 En punkt där två linjer skiljer sig från varandra indikerar att utvecklingen har gått åt två olika håll Desto längre arterna är från varandra i nutid i trädet desto mindre släkt är de med varandra. I trädet ovan syns även att dinosaurierna är utdöda eftersom den utvecklingslinjen inte når upp till nutid. UTRUSTNING A2-papper, sax, papperslim, linjal, figurer över Caminalcules. I. Taxonomisk indelning 1. Undersök det 14 levande arterna av Caminalcules. Caminalcules är påhittade djur som uppfanns av biologen Joseph Camin. 2. Skapa en taxonomisk indelning av arterna (se arbetsordningen beskriven i punktform nedan) liknande den i figuren nedan. Observera att figuren bara är fiktiv. Stam Caminalcula Klass 1 Klass 2 Ordning 1 Ordning 2 Ordning 3 Familj 1 Familj 2 Familj 3 Familj 3 Släkte 1 Släkte 2 Släkte 3 Släkte 4 Släkte 5 Släkte 6 A G H D B J L E K C F I Första steget in denna övning är att bestämma vilka arter som ingår i samma släkte. Arter som ingår i samma släkte delar karaktärer som inte går att finna i andra släkten. Andra steget är att kombinera släktena i familjer. De släkten som är mest likadana varandra ingår i samma familj. Fortsättningsvis kombineras familjerna i ordningar, ordningarna i klasser och så vidare.

11 II. Fylogenetiskt träd Skapa ett fylogenetiskt träd som baserar sig på den taxonomiska indelning som du gjorde i övning I. I figuren ovan placerades art A och G i samma släkte eftersom det ansågs härstamma från en gemensam förfader (x). Deras del av trädet skulle därmed se ut som i figuren till höger. A G Där det är tre eller fler arter i ett släkte måste det avgöras vilka två arter x E som delar en förfader som de övriga i släktet inte K C delar, se bilden till vänster. Bilden visar att art E och K är närmare släkt med varandra än vad de är släkt med art C. Art E och K delar en y gemensam förfader (y) som art C inte delar. z III. Fylogenetisk indelning av Caminalcules 1. Ta ett A2-papper och dra 20 horisontella linjer som är lika långt ifrån varandra på papperet. Varje år ska symbolisera ett tidsintervall på en miljon år. 2. Märk linjerna så att linjen längst ned på papperet representerar en tid för 19 miljoner år sedan och linjen längst upp representerar nutid. 3. Klipp ut alla Caminalcules och sortera dem i högar med avseende på deras ålder (åldern på de olika arterna står inom parentes intill varje figur). 4. Börja med de äldsta Caminalcules och placera ut dem beroende på deras eventuella släktskap. Figuren nedan visar hur du börjar. 17??? Miljoner år sedan

12 Levande Caminalcules (Arterna är slumpvis numrerade, numren ger inga ledtrådar till arternas släktskap.) Fossila Caminalcules (Numret inom parentes visar fossilens ålder i miljoner år.)

13 Fossila Caminalcules (Fortsättning)