از حباب‌ها برای کشف غشاها استفاده کنید

طرح درس:

از این فعالیت می‌توانید در کلاس علوم زیستی یا زیست شناسی استفاده کنید. اگر با دانش آموزان پایه‌ی راهنمایی کار می‌کنید، نیاز نیست جزئیات ساختار غشا را به طور کامل توضیح دهید. درکلاس زیست شناسی پیشرفته می‌توان از این طرح درس به عنوان مقدمه ای برغشاهای دو لایه فسفولیپیدی و ساختار غشای سلولی استفاده کرد.

پس از درس دانش آموزان می‌توانند به این سؤالات پاسخ دهند:

1 - ساختار غشای سلولی چگونه است و این خواص چه ارتباطی با نوع فعالیت غشا دارد؟

2- این خواص به کارکرد غشا چه ارتباطی دارد؟

3- از چه موادی می‌توان برای مدل سازی ساختار و کارکرد غشای سلولی استفاده کرد؟

این فعالیت برای طرح مبحث انتقالات سلولی و ساختار غشای سلولی مناسب است. دانش آموزان باید مداد و کاغذ و کتاب یا متن درسی مناسب داشته باشند.

یک ساعت برای تدارک درس قبل از کلاس، بحث کلاسی درباره‌ی ساختار غشا با وقت متغیر، 50 دقیقه برای انجام فعالیت، 20 دقیقه برای پرسش‌ها و بحث بعد از فعالیت.

غشای سلولی بخشی از اغلب دروس زیست شناسی پایه است. از دانش آموزان انتظار می‌رود درباره‌ی ساختارهای سلولی و روش‌های مختلف فعالیت آن‌ها مطالبی بیاموزند. ما اغلب بر اهمیت غشای سلولی تأکید می‌کنیم اما تصور فعالیت غشا برای اکثر دانش آموزان مشکل است. این فعالیت با استفاده از حباب‌های صابون، مولی ماکروسکوپی از غشای دو لایه فسفولیپیدی ارائه می‌کند که طی استفاده از آن خود دانش آموزان می‌توانند مفاهیم مورد نظر ما را کشف کنند.

مواد لازم:

رشته‌ی نخی - سینی - روزنامه‌ی قدیمی - اورهد - نی - محلول آب صابون - سکه - قیچی - مداد - یک قرقره نخ پنبه ای - سیم آلومینیومی - گیره‌ی لباس با سرِگرد

روش کار:

1- درباره‌ی ساختار غشاهای سلولی و غشاهای دو لایه‌ی فسفولیپیدی بحث کنید. با استفاده از گیره های لباس و چیدن آنها روی اورهد، طرحی از آرایش سرهای آب دوست و دم های آب گریز را در اختیار دانش آموزان قرار دهید. با استفاده از تعدادی گیره که از هم جدا شده اند، مدلی از لایه صابون به دانش آموزان ارائه کنید. سپس از آن ها بخواهید درباره تفاوت‌های این دو مدل بحث کنند. سکه‌ها ( یا مدادها، لگوها و … ) را بین گیره‌ها بگذارید تا نشان گر پروتئین های انتقال دهنده در ساختار غشای سلولی باشند.

2- روزنامه‌ها را روی میزها و کف زمین محل کار دانش آموزان پهن کنید.

3- دانش آموزان را به گروه های 2 تا 3 نفره تقسیم کنید. به هر گروه 2 نی، مقداری رشته‌ی نخی، نخ پنبه ای، قیچی، مداد، سینی، محلول آب صابون و حدود 30 سانتی متر سیم آلومینیومی بدهید. از آن ها بخواهید نی‌ها را به اندازه‌ی 20 سانتی متری ببرند. نی‌ها باید کوتاه‌تر از طول سینی باشند. رشته های نخی را از درون نی‌ها عبور دهید و ته رشته‌ها را طوری گره بزنید که یک مستطیل درست شود. یک تکه نخ 6 - 7 سانتی متر ببرید و گره بزنید. دانش آموزان باید از انتهای سیم آلومینیومی دایره ای به قطر 2 تا 3 سانتی متر بسازند.

4- از دانش آموزان بخواهید با استفاده از قاب نی‌ها حباب صابون درست کنند و به این ترتیب ماهیت انعطاف پذیر غشاها را با خم کردن لایه‌ی نازک حباب ببینند. حالا نوبت ماهیت خود تعمیر کننده غشاهاست. از دانش آموزان بخواهید با شناور کردن یک دایره نخی روی غشا و ترکاندن حباب درون آن و آهسته برداشتن نخ، این ماجرا را تماشا کنند. از این کار به عنوان استعاره ای از تخلخل های غشا هم می‌توان استفاده کرد.

5- مفهوم نفوذ شبکه ای کمپلکسهای پروتئین انتقال دهنده را می‌توان با این کار نشان داد: از دانش آموزان بخواهید مداد یا شی دیگری را درون غشاء فرو ببرند و بگردانند. این کار نباید حباب را بترکاند.

6- از دانش آموزان بخواهید با استفاده از نی‌ها سلول‌های پروکاریوت درست کنند. به آن‌ها کمک نکنید، اجازه دهید با هم مسأله را حل کنند.

7- در پایان بخواهید با استفاده از چوب جادویی " آلومینیومی " و نی‌ها سلول یوکاریوت را درست کنند. باید بتوانند حبابی را درون حباب دیگر جای دهند. باز هم به آنها کمک نکنید. می‌بینید؟ ایده‌ها و حباب‌ها آزادانه در کلاس پرواز می‌کنند.

ارزیابی: نشان دادن سلول‌های یوکاریوت و پروکاریوت پس از فعالیت از دانش آموزان بخواهید از لحاظ ساختمانی و کارکرد، غشاهای سلولهای و فیلم های صابونی را مقایسه کنند. این کار باید با استفاده از شکل یا پاراگراف انجام شود.