گروه هدف: دانش‌آموزان دوره متوسطه به‌خصوص رشته تجربی و مدرسان زیست‌شناسی
مقدمه
آزمایش کردن از مهم‌ترین راه‌های آموختن علم است. آزمایش‌ها باید ساده و در حد فهم فراگیر باشند و دانش‌آموز را به تفکر وادار کنند تا به نقد و بررسی آن‌ها بپردازد. آزمایش‌ها در حد امکان توسط خود دانش‌آموز انجام شود و معلم فقط راهنما باشد. آزمایش‌ها باید طوری طراحی شوند که فراگیر را به ارائه آزمایش‌های جدیدتر و بهتر سوق دهند، گاه برای رسیدن به نتیجه کامل لازم است تا آزمایش چندین بار تکرار شود تا احتمال خطا کاهش یابد. باید سعی کنیم که هر آزمایشی که ارائه می‌شود مربوط به مسایل روزمره باشد.
در این مقاله سعی شده است چند آزمایش ساده وکامل معرفی شود که در آن‌ها از وسایل آزمایشی که در اکثر مدارس وجود دارد، استفاده شده است.
آزمایش اول
تعیین فعالیت اندام‌های مختلف جانوری
اندازه‌گیری مقدار اکسیژنی که جانوری کوچک جذب می‌کند.
(درس 6 سال دوم دبیرستان ـ زیست‌شناسی1)
محلول هیدروکسید پتاسیم می‌تواند کربن دی‌اکسید را جذب کند. بنابراین، می‌توان با این محلول جذب اکسیژن و دفع کربن دی‌اکسید را در جانوران بررسی کرد.
وسایل مورد نیاز: یک حشره که ممکن است ملخ، نوزاد حشره، یا سوسک حمام (سوسری) باشد؛ کاغذ آغشته به هیدروکسید پتاسیم 5/0 درصد؛ چوب پنبه دو سوراخه؛ پی‌پت نازک و دقیق؛ رنگ مایع یا آب رنگین؛ ظرف شیشه‌ای؛ لوله پلاستیکی و نخ.
روش
حشره را در ظرف سربسته‌ای که در آن کاغذ آغشته به هیدروکسید پتاسیم 5/0 درصد آویزان است قرار دهید (مطابق شکل). دهانه آن را با چوب پنبه دو سوراخه ببندید و در یک سوراخ پی‌پت مدرج را که درون آن مقداری مایع رنگین وجود دارد، قرار دهید و در سوراخ دیگر لوله پلاستیکی را قرار دهید و آن را با نخ ببندید (مطابق شکل)، تا هوای درون ظرف با هوای بیرون مبادله نشود. کاغذ آغشته به ماده شیمیایی را طوری نصب کنید که با بدن جانور تماس نداشته باشد.
آزمایش‌ها باید ساده و در حد فهم فراگیر باشند دانش‌آموز را به تفکر وادار کنند تا به نقد و بررسی آن‌ها بپردازد
از دانش‌آموزان بخواهید که ظرف شاهد را نیز به همین صورت تهیه کنند، با این تفاوت که درون ظرف جانداری نباشد زیرا جاندار اکسیژن درون ظرف را مصرف و کربن دی‌اکسید تولید می‌کند که توسط هیدروکسید پتاسیم جذب می‌شود.
حال پاسخ دهید:
ـ حجم گاز داخل ظرف چه تغییری می‌کند؟
ـ مایع رنگی داخل پی‌پت به کدام طرف حرکت می‌کند، بالا یا پایین؟
ـ حرکت مایع رنگین را در حالت‌های مختلف شبانه‌روز (شب، روز یا بیداری و خواب) بررسی و با هم مقایسه کنید.
تذکر: بیشتر حشرات در شب فعالیت و روز استراحت می‌کنند.
نکته مهم: سعی کنید سوراخ‌های ورودی هوا (اسپیراکل‌ها) را در بدن جانور تشخیص دهید.
آزمایش دوم
تعیین فعالیت تنفسی جانداران
ارلن 4 عدد؛ لوله‌های شیشه‌ای، یا پلاستیکی خمیده؛ آب معمولی؛ آب آهک؛ بطری شیشه‌ای بزرگ و دهان گشاد؛ سیفون؛ حشره یا موش یا یک پستاندار کوچک؛ گیاه تازه و زنده و چوب پنبه دو سوراخه 5 عدد
فعالیت تنفسی جانداران را می‌توان به‌وسیله دستگاهی که هوا را از روی برگ‌ها، حشرات، یا جانوران کوچک عبور می‌دهد و سپس وارد محلول رقیق آب‌آهک می‌کند، نشان داد (شکل زیر).
دستگاه را مطابق شکل سوار کنید. ابتدا بطری سوم را خالی بگذارید دستگاه را به کار بیندازید و آب درون بطری بزرگ شیشه‌ای (ظرف شماره 5) را خالی کنید و نتایج را ثبت کنید.
در این مقاله سعی شده است چند آزمایش ساده وکامل معرفی شود که در آن‌ها از وسایل آزمایشی که در اکثر مدارس وجود دارد، استفاده شده است
بطری‌ها را بار دیگر مرتب کنید ولی این بار در بطری سوم برگ و یا یک جانور قرار دهید نتیجه‌ها را با بار اول (شاهد) مقایسه کنید. آب آهک در مجاورت کربن دی اکسید تیره می‌شود این پدیده را می‌توان با دمیدن در محلول آب آهک روشن اثبات کرد.
از دانش‌آموزان بخواهید نتایجی را که به‌دست می‌آورند، تفسیر کنند (وجود گیاه و یا جانور چه تأثیری بر نتیجه آزمایش می‌گذارد).
ـ برگ‌ها در مواقع مختلف شبانه‌روز واکنش‌های متفاوتی نشان می‌دهند یعنی نسبت تولید اکسیژن و کربن دی‌اکسید تولید در مواقع مختلف متفاوت است. از دانش‌آموزان بخواهید آزمایش را در ساعات مختلف روز (روز و شب) انجام دهند و نتیجه را بررسی کنند.
آزمایش سوم
مشاهده کروموزوم‌های جانوری: سال سوم ـ ساختمان کروموزوم
ظرف شیشه‌ای یا لوله آزمایش؛ پنبه؛ اتر؛ مقداری گوشت؛ لام؛ نمک؛ استوکارمن؛ سوزن تشریح یا سوزن ته‌گرد و میکروسکوپ.
برای مشاهده کروموزوم‌های جانوری بیشتر از سلول‌های غدد بزاقی مگس سرکه که دارای کروموزوم‌های درشتی هستند، استفاده می‌کنند. مگس سرکه را می‌توان در مراکز میوه‌فروشی در بین میوه‌های پلاسیده و یا در روی گوشت‌های در حال فساد به مقدار زیادی پیدا کرد. این نوع مگس‌ها بسیار کوچک‌اند و جنس ماده به نسبت از جنس نر بزرگ‌تر است. مگس سرکه در مطالعه صفات وابسته به جنس به دانشمندان ژنتیک کمک مؤثری داشته است.
تعدادی مگس سرکه را با استفاده از یک توری با روزنه‌های بسیار نازک صید کنید و در درون شیشه‌ای دهان گشاد قرار دهید. در ظرف را بردارید و به جای آن از مقداری پنبه استفاده کنید (چرا؟). درون ظرف مقداری گوشت قرار دهید. مگس‌های سرکه از آن تغذیه و تولید مثل می‌کنند. نوزادانی که از تخم خارج شده‌اند را انتخاب کنید. در هنگام گرفتن نوزادان ممکن است والدین از ظرف خارج شوند برای جلوگیری از این کار تکه‌ای از پنبه آغشته به اتر یا الکل را در ظرف بیندازید تا مگس‌ها بیهوش شوند و بعد به جمع‌آوری نوزادان کرمی شکل اقدام کنید. نوزادان را در یک قطره آب نمک روی لام قرار دهید، با این کار غدد بزاقی آشکار می‌شوند. دو سوزن تشریح را بردارید با یکی ناحیه دم را بگیرید و با سوزن دیگر سر نوزاد را فشار دهید. به آرامی نوزاد را از دو طرف بکشید تا اینکه سر و قطعات دهانی و نیز غدد بزاقی آن آزاد شود و سپس غدد چربی، لوله گوارش و سر از بخش غدد بزاقی جدا کنید. حال سلول‌های غدد بزاقی را با استفاده از استوکارمن رنگ‌آمیزی و بعد آن را له کنید. در نهایت نمونه را به زیر میکروسکوپ انتقال دهید کروموزوم‌های درشت نواری را مشاهده کنید.
ـ اندازه کروموزوم‌ها در چه موقع بزرگ‌ترین حالت را دارد؟
منابع
1.آزمایش‌های ساده در آموزش علوم ـ مترجمان: نادره حسینی، حسین دانشفر، کاظم فائقی و اسفندیار معتمدی ـ انتشارات مدرسه ـ چاپ چهارم 1380
2.معماری حیوانات ـ کارل وان فریش ـ مترجم: رضا روحانی ـ 1383
3.علوم زیستی و زیست‌شناسی 1 دوره متوسطه و علوم‌تجربی دوره راهنمایی ـ سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی ـ آموزش‌وپرورش
4.George B, Biology- Holt, Rinehart and Winston.2009
ابراهیم قرنجیک
دبیر زیست‌شناسی دبیرستان‌های منطقه گمیشان ـ استان گلستان