Experimentul biologic sau știință în propria bucătărie

În 2011, am avut ocazia să particip la o activitate de formare printr-un grant Comenius-LLP. Cursul a avut loc la Cheltenham-Anglia, unde se desfășura un festival al științelor. Mi s-a oferit oportunitatea de a vizita câteva școli și de a discuta cu profesorii de științe. M-am întors entuziasmată și hotărâtă să pun în practică câteva idei. Vă prezint aici un experiment simplu, care poate fi realizat doar cu ”instrumentele” din bucătărie. Proiectul poate fi folosit la o activitate într-un centru de excelență sau chiar la ora de biologie. Am încercat să îmbin strategiile tradiționale cu cele moderne, aplicând principiile şi strategiile instruirii diferenţiate. Avantajul aplicării unui astfel de experiment este faptul că orice elev îl poate reproduce în propria familie, făcând-o astfel părtașă la educația oferită de școală.

Extragerea ADN din fructul de kiwi

Resurse: instrucțiuni experiment; materialele necesare experimentului; bomboane, scobitori; calculator, videoproiector.

SCENARIUL DIDACTIC

1. Captarea atenţiei.
Prezentarea filmului (4 min) ”Ce te face pe tine să fii tu?” care se poate descărca de la adresa: http://www.youtube.com/watch?v=bVk0twJYL6Y.

Discutarea rolului, localizării, structurii ADN (film 3 min http://www.youtube.com/watch?v=S8DMoDJ8FWA)

2. Conducerea învăţării:
Extragerea ADN  (lucru pe grupe).

FIȘA DE LUCRU A EXPERIMENTULUI

Materiale necesare: kiwi, mojar, 5g detergent de vase lichid, 2g sare, 100 ml apă, 100 ml alcool metilic rece, fierbător, termometru, cratiță, blender, hârtie de filtru, cuțit.

Etapele experimentului:
1 – Cojiți un kiwi; tăiați-l în bucăți mici (blender). Celulele care formează coaja sunt majoritatea moarte, nu mai conțin suficient de mult ADN.
2 – Puneți bucățelele de kiwi în mojar și zdrobiți-le bine. Această operație permite distrugerea unor celule determinând creșterea suprafeței de pe care vom extrage ADN.
3 – Amestecați încet detergentul de vase, sarea și apa până când sarea s-a dizolvat complet, evitând formarea de bule. Această mixtură se mai numește buffer.
4 – Adăugați bufferul peste fructele zdrobite și amestecați foarte bine. Cu cât amestecați mai bine, cu atât mai mult ADN veți obține în final.
5 – Încălziți soluția obținută până la 60 de grade C astfel: luați un vas mare umplut pe jumătate cu apă fiartă cu ajutorul unui fierbător. Pentru a o aduce la temperatura dorită, turnați puțină apă rece în vas. Așezați cu grijă vasul în care ați amestecat fructele de kiwi cu soluția tampon de extragere în apa încălzită. Lăsați 15 minute. Pereții celulari se vor distruge și va începe degradarea proteinelor celulare.
6 – Scoateți vasul cu kiwi și filtrați mixtura prin hârtia filtrului de cafea.  Veți obține un lichid verde care conține ADN.
7 – Turnați încet alcoolul rece pe peretele vasului. Se formează o peliculă de alcool deasupra mixturii de kiwi deoarece acesta are densitate mai mică. Observați sub stratul de alcool  formarea unei substanțe alb-gelatinoase (ADN). Extrageți ADN-ul folosind o agrafă de birou.La finalul experimentului discutăm: toate organismele sunt formate din celule care conțin în nucleu ADN.  Extragem ADN din orice celulă vie după ce distrugem peretele celular. În prezența alcoolului ADN-ul se coagulează formând o masă gelatinoasă albicioasă.

3. Fixarea.
Asociați explicațiile proceselor  produse în timpul experimentului cu imaginile potrivite (se dau copiilor cartonașe cu textele de mai jos și cartonașe cu imagini):

”Celulele plantelor sunt înconjurate de pereți celulari și de membrane formate din lipide/grăsimi. Fiecare are un nucleu în care este localizat ADN-ul.” (imagine: celule epiteliale cu preteții celulari conturați cu altă culoare, asemănătoare celor care se pot observa la microscop când observă foițele de ceapă)

”Temperatura ridicată rupe pereții celulari expunând membrana.” (imagine: aceleași celule dar cu pereții fragmentați)

”Detergentul de vase dizolvă lipidele membranei.” (imagine: aglomerări de ADN izolate printre care se văd fragmente de membrane celulare și nucleare)

”Deoarece celulele conțin enzime care ”rup” proteinele, acestea încep să fie distruse. Sarea face ca moleculele  ADN să se lipească unele de altele. ADN-ul nu se dizolvă în alcool coagulându-se, dând naștere substanței gelatinoase albe.” (imagine: aglomerările ADN din imaginea precedentă dar lipite unele de altele)

”ADN-ul  extras provine din miliarde de celule de kiwi, de aceea a putut fi observat ușor. Extrăgând ADN dintr-o singură celulă umană și întinzându-l, am obține un firișor de 2 m lungime.” (imagine: structura ADN)

Apoi se împarte clasa în grupe, în funcţie de tipul de inteligenţă predominant și de nivelul cunoștințelor.

Fiecare grupă va primi următoarele sarcini de lucru:
Gr.I – Inteligenţă lingvistică
Realizați o scurtă piesă de teatru/eseu în care să explicați importanța ADN în viața organismelor.
Gr.II – Inteligenţă spaţial-vizuală
Construiți un dublu helix ADN din bomboane.
Gr. III- Inteligenţă științifică
Elaboraţi un suport vizual (ppt) pentru o prezentare cu tema ”ADN și diviziunea celulară”.

4. Evaluare:
Expun mostrele ADN obținute în experimente/modelele ADN construite și celelalte produse ale activității desfășurate pe grupe.

BIBLIOGRAFIE:
http://www.thenakedscientists.com/HTML/content/kitchenscience/
http://codecereal.blogspot.ro/2011_05_01_archive
http://blog.austinkids.org/2010/