قیچی
فویل آلومینیومی
نی
گیاه دم گربهای (که با نامهای اگریا دنسا و آناکاریس نیز شناخته میشود ، برای آشنایی بیشتر با این گیاه
به بخش «مبانی علمی» بروید)
نحوه رشد گیاه دم گربهای (راهنماییهایی برای والدین)
از کجا پیدا میشود ؟
انواع بسیاری از گیاه دم گربهای وجود دارد اما اگریا دنسا سادهترین نوع آن برای انجام آزمایش است.این گیاه را در فروشگاه حیوانات خانگی یا از طریق
اینترنت و فروشگاه های آکواریوم میتوانید خریداری کنید.
اگریا دنسا گیاه بسیار قویای است
آن را میتوانید در آب نرم و سخت و در هر دمایی میان 13 – 30 درجـه سانتیگراد (55-86 درجه فارنهایت) پرورش دهید. امـا ، برخی آبهای معدنی
درجه سختی بسیار بالایی دارند و برای پرورش گیاه دم گربهای مناسب نیستند. دامنه دمای آب مطلوب برای گیاه دم گربهای گسترده بوده و با مقدار
بسیار کمی نور نیز رشد میکند. اگر بخواهید این آزمایشها را در طول یک هفته تمام کنید، هیچ توجه ویژهای نیاز نخواهد بود . اما زمانی کـه بخواهید
گیاه دم گربهای بزرگتر شود، باید مقدار زیادی نور خورشید و آب تمیز به آن بدهید.
نحوه از میان بردن کلر
در آب شیر مقدار کمی کلر وجود دارد. از میان بردن کلر به گیاه دم گربهای کمک میکند که مدت طولانیتری زنده بماند. راحتترین راه از بین بردن کلر آن
است که آب شیر را در ظرفی با دهانه عریض نظیر سطل بریزید و آن را چند ساعت در زیر نور آفتاب رها کنید.
پس از آزمایش
در هر نوبتی که اقدام به انجام آزمایش میکنید لولههای آزمایش و سرنگ را کاملا بشویید.رها کردن طولانی مدت محلول پودر سیبزمینی بنفش منجر به
فاسد شدن آن میشود. زمانی که آزمایش را تمام کردید آب بنفش را دور بریزید.
آزمایش 1 : بیایید بگذاریم نور به گیاه دم گربهای بتابد!
- آنچه نیاز خواهید داشت:
از این کیت: لوله آزمایش، سرنگ، پایه لوله آزمایش
از خانه: گیاه دم گربهای، قیچی
هر علامت بر روی لوله آزمایش نشان دهنده مقیاس 1 میلیلیتر است.
- روند آزمایش :
1. مقدار 10 میلیلیتر آب در لوله آزمایش بریزید.
2. یک تکه از گیاه دم گربهای به طول 5 سانتیمتر را ببرید و آن را در لوله آزمایش بگذارید و در آن را نیز ببندید.
3. لوله آزمایش را به مدت حدودا 30 دقیقه در زیر نور آفتاب رها کنید.
نتیجه آزمایش :
از برگها حباب بیرون میآد!حبابها اکسیژن هستند. به این خاطر که اکسیژن به راحتی در آب حل نمیشود، اکسیژنی که از طریق فوتوسنتز تولید
میشود به شکل حباب ظاهر میگردد.
در طول فوتوسنتز، گیاه دم گربهای از دیاکسید کربنی که در آب حل شده است استفاده میکند.
- آیا واقعا حبابهایی که از سطح برگها بالا میآن اکسیژن هستن؟ بجای گشتن به دنبال حبابهای کوچک، آیا مایعی هست که با استفاده از اون بتونیم
ثابت کنیم فتوسنتز در حال اتفاق افتادنه؟بله، هست! بذارید در موردش براتون بگیم.
بیایید بر اساس همین آزمایش خودمان مقداری آزمایش انجام بدهیم به نظر میرسد آبی که پودر سیبزمینی بنفش در آن وجود دارد به طور سحرآمیزی بسته به
این که چه چیز دیگری در آن حل کنید تغییر رنگ میدهد. بیایید با استفاده از این آب بنفش چند چیز که در اطرافتان وجود دارند را آزمایش کنیم.
آزمایش 2 : بیایید چیزهای مختلفی را حل کنیم!
آنچه نیاز خواهید داشت:
از این کیت: پایه لوله آزمایش، قاشق اندازهگیری، سرنگ، پودر سیبزمینی بنفش
از خانه: قیچی، چیزهایی برای بررسی (نظیر سرکه و جوش شیرین)
هشدار
- اگر این آزمایش را با مواد تمیزکننده یا دیگر چیزهای خطرناک انجام میدهید از والدینتان کمک بگیرید.
- وقتی آن را در آب میریزید کم کم آن را حل کنید.
- دستورالعملهای هر ماده شیمیایی را بخوانید و با دقت دنبال کنید.
بیایید آزمایشها را با رعایت هشدارهای بالا انجام بدهیم!
روند آزمایش:
1. از انتهای قاشق اندازهگیری برای ریختن دو قاشق پودر سیبزمینی بنفش در لوله آزمایش استفاده کنید.
2. 5 میلیلیتر آب در لوله آزمایش بریزید. در آن را سفت کنید. سپس آن را بخوبی تکان دهید تا آب بنفش درست شود.
3. آنچه که میخواهید بررسی کنید را در آب بنفش بریزید. لوله آزمایش را دوباره تکان دهید، سپس ببینید که آب بنفش به چه رنگی در میآید.
نتجه آزمایش در تصویر زیر نشان داده شده است :
1- راز این آزمایش در پودر سیب زمینی بنفش نهفته است !
رنگ پودر حل شده سیبزمینی بنفش بسته به طبیعت محلول آبی (آب با ماده حل شده در آن) تغییر میکند. پودر سیبزمینی بنفش حاوی یک عنصر
رنگی (رنگدانه) به نام آنتوسیانین است. این رنگدانه به عنوان معرف آزمایش عمل میکند. رنگ این پودر بسته به طبیعت آن مادهای که با آن در تمـاس
قرار بگیرد تغییر میکند. بلوبری و کلم بنفش نیز همچون سیبزمینی بنفش حاوی آنتوسیانین هستند. شما میتوانید با استفاده از آب این میوه و صیفی
نیز اقدام به آزمایش کنید.
2- خاصیتهای متفاوت محلول آبی
اساسا،سه نوع مختلف از محلول آبی وجود دارد: اسیدی،خنثی و بازی.بیایید نگاهی به تغییر رنگ آب در بالای صفحه بیاندازیم.مواد اسیدی در طرف چپ
(نزدیک به قرمز)، خنثی در وسط (بنفش)، و بازی به سمت راست (نزدیک به زرد).
بیایید موادی را در آب حل کرده و آزمایش کنیم....
آزمایش 3 : استفاده از نفس برای تغییر رنگ آب!
آنچه نیاز خواهید داشت :
- از این کیت: پایه لوله آزمایش، لوله آزمایش، قاشق اندازهگیری، سرنگ، پودر سیبزمینی بنفش
- از خانه: قیچی، نی، جوش شیرین، فنجان، فنجان اندازهگیری
روند آزمایش .. . .
1. با استفاده از انتهای بزرگتر قاشق اندازهگیری دو قاشق پودر سیبزمینی بنفش را در یک فنجان بریزید.
2. در همان فنجان 200 میلیلیتر آب اضافه کنید.
* زمانی که فنجان اندازهگیری ندارید، از لوله آزمایش برای اندازهگیری 200 میلیلیتر آب استفاده کنید.
3. با استفاده از انتهای کوچکتر قاشق اندازهگیری دو قاشق جوش شیرین در فنجان بریزید. به هم بزنید تا به خوبی حل شود.
آب بنفش باید به رنگ آبی تغییر رنگ بدهد.
4. با استفاده از سرنگ 5 میلیلیتر از مایع آبیرنگ را درون لوله آزمایش بریزید.
5. یک نی در لوله آزمایش بگذارید و در آن بدمید. ( از آنجایی که دوباره از این مایع آبیرنگ استفاده خواهید کرد آن را نگه دارید.)
* اگر بیش از حد محکم بدمید، ممکن است آب از لوله آزمایش سرریز کند. به آرامی در نی بدمید. برای بدست آوردن بهترین
نتیجه از یک نی باریک استفاده کنید.
ریختن جوش شیرین در آب آن را بطور ملایمی بازی (قلیایی) میکند. به راحتی میتوانید تغییر میزان دیاکسید کربن را با دادن
خاصیت بازی ملایم به آب مشاهده کنید.
نتیجه آزمایش
به مدت 30 ثانیه در آن بدمید.
نفس شما رنگ اون رو بنفش میکنه! چطور این اتفاق افتاد؟ آب بخاطر این که در آن دمیدید به رنگ بنفش تغییر رنگ داد !
1. به این خاطر که آب شیر خنثی است، زمانی که پودر سیبزمینی بنفش در آن حل شود رنگ آن به رنگی که در زیر میبینید تغییر میکند.
2. به این خاطر که جوش شیرین دارای خاصیت بازی ملایم است، رنگ مایع از بنفش به آبی تغییر میکند.
3. نفس انسان حاوی دیاکسید کربن است. دیاکسید کربن زمانی که در آب حل شود یک خاصیت اسیدی ملایم از خود نشان میدهد. این
خاصیت اسیدی ملایم خاصیت بازی ملایم جوش شیرین را خنثی میکند و در نتیجه محلول (بنفش) خاصیت خنثی پیدا میکند.
زمانی که پودر سیبزمینی بنفش را در آب شیر حل کنید و در آن بدمید،بطور ملایمی اسیدی میشود اما مشاهده تغییر رنگ آن دشوار است.تفاوت
رنگ زیادی میان خنثی و اسیدی ملایم وجود ندارد.
با این که تغییر رنگ زیاد نیست اما برای تشخیص این که دیاکسید کربن توی آب حل شده یا نه کافیه.بعد، بیایید تا از آب بنفش برای مشاهده
فوتوسنتز استفاده کنیم.
آزمایش 4 : بیایید تأثیر نور بر فوتوسنتز را مشاهده کنیم!
- آنچه نیاز خواهید داشت :
از این کیت: پایه لوله آزمایش، لوله آزمایش، قاشق اندازهگیری، سرنگ، پودر سیبزمینی بنفش
از خانه، قیچی، نی، گیاه دم گربهای، جوش شیرین
روند آزمایش
1. گیاه دم گربهای را در یک جای تاریک به مدت یک روز رها کنید.
رها کردن گیاه دم گربهای در یک جای تاریک به مدت یک روز موجب توقف
فوتوسنتز می شود . از آنجایی که گیاه دم گربهای حتی در زیر نور لامپ
فلوئورسنت هم فوتوسنتز انجام میدهد، اگر آن را در یک محیط روشن رها
کنید این آزمایش با موفقیت انجام نمیگیرد.
2. لوله آزمایش را با آب آبی رنگی که در آزمایش 3 درست کردهاید تا خط 100 پر کنید. این کار را سه بار تکرار کنید تا 4 لوله آزمایش از آب
آبی رنگ داشته باشید. آنها را A، B، C و D نامگذاری کنید تا بتوانید از هم تشخیصشان بدهید.
3. از یک نی برای دمیدن در همه چهار لوله آزمایش استفاده کنید. این کار موجب حل شدن دیاکسید کربن در آب میشود.
* اگر بیش از حد محکم در آب بدمید ، ممکن است موجب سرریز شدن آب از لوله آزمایش بـشود.
به آهستگی در نی بدمید.برای بدست آوردن بهترین نتیجه از یک نی باریک استفاده کنید.در همه
لولههای آزمایش بدمید تا آب درون آنها کمی بنفش رنگ شود.
4. دو تکه 5 سانتیمتری از گیاه دم گربهای را ببرید. یک تکه را در لوله آزمایش C و تکه دیگر را در لوله آزمایش D بیاندازید. مطمئن شوید که
زیر آب باشند.
5. لولههای آزمایش A و D را با فویل آلومینیومی بپوشانید.
لولههای آزمایش را کاملا بپوشانید تا آنها را از نفوذ نور محافظت کنید.
6. پایه لوله آزمایش را در معرض نور آفتاب قرار دهید.
در لوله آزمایش را محکم ببندید.
در طول تابستان، این احتمال وجود دارد که دمای آب برای فتوسنتز کردن گیاه دم گربهای بیش از حد بالا برود. اگر با دست زدن به لوله آزمایش
متوجه داغی آن شدید آن را مدتی در سایه قرار دهید تا خنک شود.
اگر خورشید در حال تابش نیست، لوله آزمایش را در زیر لامپ یا نور دیگری در خانهتان قرار دهید. منبع نور را حداقل 10 سانتیمتر از لوله آزمایش
دور نگه دارید تا بیش از حد گرم نشوند.
نتیجه آزمایش
آبهایی که خالی از گیاه دم گربهای بودند چطور میشن؟
فقط آبی که در لوله آزمایش C بود تغییر رنگ داد!
چرا لوله آزمایش C تغییر رنگ داد؟
1. همچون آزمایش 3 در صفحه 7، آب بنفش از خود خاصیت خنثی نشان می دهد . خاصیت اسیدی ملایم دیاکسید کربن از نفس ما و خاصیت
بازی ملایم از جوش شیرین یکدیگر را خنثی میکنند.
2. زمانی که دیاکسید کربن برای فتوسنتز مورد استفاده قرار میگیرد تنها جوش شیرین باقی میماند. این موجب میشود که آب خاصیت بازی
ملایم پیدا کند.
رنگ مایع پس از فتوسنتز تغییر کرد! آیا واقعا رنگ مایع به علت فوتوسنتز تغییر کرد؟ بیایید نتایج آزمایش را با جزئیات بیشتری ببینیم.
* ما آموختیم که وجود سه شرط برای فتوسنتز در گیاهان ضروری است: نور، دیاکسید کربن، و دما. در این آزمایش، ما دو شرط دیاکسید کربن و دما
را برای همه لولههای آزمایش یکسان در نظر گرفتیم. این کار به ما کمک میکند که تنها تأثیر نور را مشاهده کنیم.
نتیجه را چطور بخوانیم ؟
فقط آبی که در لوله آزمایش C وجود داشت، لولهای که نور دریافت میکرد و در آن گیاه دم گربهای قرار داشت، دوچار تغییر رنگ شد. علت آن که ما از چهار لوله
آزمایش استفاده کردیم برای قضاوت در مورد آن بود که آیا تغییر رنگ آب به علت فوتوسنتز است یا وجود یک گیاه یا نور.
آنچه که ما میتوانیم از لولههای آزمایش A و B متوجه شویم
نمیتوانیم تنها با نگاه کردن به لولههای آزمایش C و D در مورد این که آیا تغییر رنگ آب به علت وجود گیاه دم گربهای است یا نه قضاوتی بکنیم. این احتمال وجود
دارد که رنگ آب خودبخود تغییر کرده باشد . به این خاطر که تغییری در رنگ آب لوله های آزمایش A و B بوجود نیامد، ما تأیید کردیم که تغییر رنگ صرفا به علت نور
نبوده است.
آنچه که میتوانیم از لولههای آزمایش C و D متوجه شویم
وقتی لولههای آزمایش C و D را با یکدیگر مقایسه میکنیم،برای تغییر رنگ آب توسط گیاه وجود نور ضروری است.تغییر رنگ به علت انجام فتوسنتز است.به همین
خاطر است که میفهمیم انجام فتوسنتز به نور نیاز دارد.
آزمایش 5 : برای گیاه دم گربهای در جای تاریک چه اتفاقی میافتد؟
روند آزمایش :
1. مقدار 10 میلیلیتر از مایع آبی رنگ را از آزمایش 3 در یک لوله آزمایش بریزید و یک تکه 5 سانتیمتری از گیاه دم گربهای را نیز به لوله آزمایش اضافه کنید.
2. لوله را با یک فویل آلومینیومی بپوشانید، سپس آن را برای 2 الی 3 روز رها کنید.
گیاهان نه تنها فتوسنتز انجام میدهند بلکه تنفس نیز میکنند . در حین فتوسنتز ، گیاهان اکسیژن تولید کرده و دیاکسید کربن مصرف می کنند . از طـرف دیـگـر،
جانوران اکسیژن مصرف میکنند و دیاکسید کربن بیرون میدهند. فرآیندهای فتوسنتز (توسط گیاهان) و تنفس (توسط جانوران) تعادل اکسیژن و دیاکسید کـربـن
را حفظ میکنند. این واقعیت که گیاهان تنفس میکنند از آنجایی که گیاه شما دیاکسید کربن موجود در آب را کاملا استفاده کرده قابل اثبات است. چطور میتوان
مطمئن شد؟ آب پس از فتوسنتز به رنگ بنفش بازگشت.
گیاهانی که بر روی زمین اکسیژن تولید میکنند
هوای زیادی روی زمینه. به لطف وجود هوا ما میتونیم نفس بکشیم و زندگی کنیم.
تنفس: موجودات زنده اکسیژن موجود در هوا را وارد ریه میکنند و کربن دیاکسید را از ریه بیرون میدهند.
گیاهان وقتی در زیر نور باشند دیاکسید کربن را میگیرند و اکسیژن را بیرون میدهند.گیاهان نیز موجود زنده هستند و نفس میکشند.حیوانات با نفس
کشیدن مقدار بسیاری اکسیژن مصرف میکنند.اما گیاهان از طریق فتوسنتز اکسیژن بیشتری تولید میکنند. گیاهان اکسیژن روی زمین را تأمین میکنند.
فوتوسنتز چیست؟
فوتوسنتز واکنشی در گیاهان است که به موجب آن گیاه با استفاده از نور، دیاکسید کربن و آب اقدام به تولید نشاسته (شکر) و اکسیژن میکند.
شرایط زیر برای گیاه به منظور انجام فوتوسنتز ضروری هستند.
* گیاهان مختلف محیط مطلوب متفاوتی دارند.
چرا برگها سبز هستند؟
زمانی که یک برگ را در زیر میکروسکوپ بررسی میکنید، میتوانید دانههای سبزرنگ بسیاری را ببینید. به این دانهها کلروپلاست گفته میشود. هر کلروپلاست
حاوی رنگدانه سبزرنگی به نام کلروفیل است. این کلروفیل سبزرنگ موجب سبز شدن برگها میشود. کلروفیل در فتوسنتز نیز نقش دارد.
نمای یک برگ در زیر میکروسکوپ: هر کدام از آن دانههای کوچک، کلروپلاست هستند.
جانوری وجود دارد که فتوسنتز انجام میدهد!
جانوری به نام یوگلنا (Euglena) وجود دارد که میتواند فتوسنتز انجام دهد. یوگلنا یک موجود زنده است اما تشخیص آن که این موجود جانور
است یا گیاه دشوار است . با این که همچون گیاهان کلروپلاست دارد اما همچون جانوران میتواند حرکت کند . این موجود برای شنا کردن از
یک پوشش با موهای کوچکی به نام فلاگلا (Flagella) استفاده میکند. یوگلنا تنها 0.03 تا 0.05 میلیمتر طول دارد،به همین دلیل نمیتوانیم
آن را با چشم غیرمسلح ببینیم. این موجود عمدتا در دریاچهها، باتلاقها، استخرها و حوضچهها زندگی میکند.
آیا برگها پس از تغییررنگ میتوانند فتوسنتز کنند؟
ما یاد گرفتیم که برای فتوسنتز وجود رنگدانه سبزرنگی به نام کلروفیل ضروری است. پس در پاییز که رنگ برگها تغییر میکند چه اتفاقی میافتد؟
برگهای قرمز یا زرد میتوانند فتوسنتز کنند؟ زمانی که روزها در پاییز کوتاهتر میشوند،کلروفیل تجزیه شده و رنگ سبز برگها ناپدید میشود.بطور
همزمان، رنگدانهای به نام آنتوسیانین در برگ تولید میشود که رنگ آن را قرمز میکند. از آنجایی که آنتوسیانین فتوسنتز انجام نمیدهد، این فرآیند
متوقف میشود. چرا برگها در پاییز تغییر رنگ میدهند؟ برای این سوال هنوز جوابی پیدا نشده است.