Waterzuivering met natuurlijke materialen

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 2

Waterzuivering met natuurlijke materialen

JdW-kijkwijzer

Lesopbouw:

1. Vooraf:
   Startklaar, Voorkennis activeren, Formatief Handelen
   
   
2. Instructie:
   Leerdoelgericht werken, Inclusieve didactiek, Concrete en herkenbare voorbeelden, Formatief Handelen
   
   
3. Toepassing:
   Actieve verwerking, Formatief handelen 
   
   
4. Evaluatie:
   Afsluiting

Overzicht Periode 3 (ZV3B)

• Thema: Erfelijkheid & Evolutie en alle eerdere lesstof
• Benodigde lesmaterialen: BvJ B, later ook A, papier en pen

Week 1	Week 2	Week 3	Week 4	Week 5	Week 6	Week 7	Week 8	Week 9	Week 10	Week 11	Week 12
Toetsbespreken (Suikerfeest)	5.1 Genotype en fenotype + 5.2 Chromosomen	5.3 Genen en alllelen + 5.8 Dominant en recessief	Vakantie	Vakantie	5.9 Kruisingen	5.5 Evolutietheorie	5.4 Transcriptie	Hemelvaart	Herhaling	Herhaling	Herhaling

              Startklaar

• Op je plek zitten 
• Telefoon in het Zakkie 
  
• Jas over de stoel, oortjes in de tas, tas op de grond
• Schoolspullen op tafel: Boek, Chromebook, JdW-map, etui 

1. Startklaar

Bij de start van iedere les verwelkomt de docent de leerlingen bij de ingang van de deur, noemt leerlingen bij naam, maakt oogcontact en besteedt aandacht aan hun welbevinden. De docent geeft het goede voorbeeld en spreekt hoge verwachtingen uit voor het verloop van de les door succescriteria op gewenst gedrag, schooltaal en effectief leren te benoemen. De leerlingen zijn startklaar: ingelogd in LessonUp, telefoons opgeborgen in het Zakkie, en JdW-map op tafel.

Checklist:

• Bepaal welke voorkennis relevant is voor de nieuwe lesstof.
• Ontwerp een terugblik-opdracht die deze voorkennis activeert.
• Overweeg of en hoe thuistalen ingezet kunnen worden om voorkennis te activeren.

Wat is compost?

Welke voordelen heeft compost voor het milieu?

2. Voorkennis activeren

De docent activeert relevante voorkennis aan de hand van een terugblik-opdracht, waarbij eventueel een beroep op de thuistalen wordt gedaan. Op deze manier biedt de docent een kapstok om nieuwe stof te verbinden aan de eerder geleerde stof en richting te geven aan het verdere verloop van de les. Tegelijkertijd worden hiermee misconcepties van leerlingen zichtbaar gemaakt, waar de docent vervolgens gericht op in kan spelen. 

Practicum

Waterzuivering met natuurlijke materialen (50 minuten)

Inleiding:

• Schoon drinkwater is essentieel voor het leven, maar niet overal ter wereld vanzelfsprekend. 

• In dit practicum onderzoeken we hoe natuurlijke materialen zoals katoen, houtskool, zand en grind kunnen bijdragen aan het zuiveren van vervuild water.

Doel van dit Practicum

Leerdoelen:

• Leren hoe natuurlijke materialen kunnen bijdragen aan waterzuivering.

• Verschillende parameters (troebelheid, pH, geur, geleidbaarheid) leren meten.

• Inzicht krijgen in duurzame en eenvoudige filtratiemethoden.

Benodigheden

• Plastic flessen (0,5 L)  2-3
• Katoen of watten 1 handvol
• Houtskool (geactiveerd indien mogelijk) 1 kopje
• Zand (schoon) 1 kopje
• Grind of kleine steentjes 1 kopje
• Trechter (optioneel) 1

Benodigheden

• Bekers of glazen (voor watermonsters) 3–5
• Lepel of roerstaaf 1
• Trechterstandaard (of houder) 1
• Filterpapier (optioneel) 2–3 Pl
• Handschoenen en veiligheidsbril 1 per leerling

Voor het water en metingen:

Benodigdheid                                                             Opmerkingen

Kraanwater (voor verdunnen)

Aarde, koffiedik, azijn, zout                               Om water te vervuilen

pH-strips of pH-meter

Geleidbaarheidsmeter (EC-meter)

Turbiditeitsmeter of wit papierkaart                 Voor troebelheid

Neus! (geur beoordelen)                             Subjectieve beoordeling

Belangrijke Begrippen

Achtergrond informatie

• FF = konijn met vacht

• Ff = konijn met vacht

• ff = konijn zonder vacht (overleeft niet in de kou)

• Natuurlijke selectie zorgt ervoor dat ff-konijnen niet overleven en dus geen nakomelingen krijgen.

Stappen:

1. Schrijf een hypothese:

Wat denk je dat er gaat gebeuren met de rode en witte bonen na 5 rondes?

📘 Hypothese

Als ___________________________________________________________

dan ___________________________________________________________.

________________________________________

Stappen:

2. Doe de 50 rode en 50 witte bonen in het zakje.
Dit is de startpopulatie (100 genen = 50 konijnen).
3. Trek steeds 2 bonen uit het zakje zonder te kijken.

• FF → Leg in schaal FF
• Ff (1 rood + 1 wit) → Leg in schaal Ff
• ff (2 wit) → Leg in schaal ff

Stappen:

4. Tel hoeveel konijnen je van elk soort hebt.
 Deel het aantal bonen per schaal door 2 → dat is het aantal konijnen.
o Tel ook het aantal F- en f-allelen in FF en Ff.
o ff-konijnen gaan dood en doen niet mee aan de volgende ronde.

Stappen:

• Geef aan wat de ouders zijn en noteer hun genotypen.
• Maak een overzicht van de genotypen (de erfelijke opstelling) en fenotypen (uiterlijke kenmerken) van de nakomelingen.
• Bepaal de verhouding van de verschillende genotypen en fenotypen.

Stappen:

5. Schrijf alles op in de tabel.
Bereken genfrequentie:

• F = aantal F / totaal aantal overgebleven genen
• f = aantal f / totaal aantal overgebleven genen

6. Stop alleen de overlevende bonen (uit FF en Ff) terug in het zakje.

• Begin opnieuw met paren (stap 3).
• Herhaal dit 5 keer (5 generaties).

Stappen:

7. Teken een grafiek van je resultaten.

•  x-as = generaties (1 t/m 5)
  
•  y-as = genfrequentie (0 t/m 1)

Teken 2 lijnen:

Rode en vaste lijn = F-frequentie 

 Blauwe lijn (gestippeld) = f-frequentie 

voorbeeld van een resultaattabel

Voorbeeld van een datagrafiek

Conclusie vragen:

1. Klopte jouw hypothese? Waarom wel of niet?

________________________________________

2. Wat was de beginfrequentie van F en f?

________________________________________

3. Wat gebeurde er met f-genen na 5 generaties?

________________________________________

Conclusie vragen:

1. Klopte jouw hypothese? Waarom wel of niet?

Ja, de hypothese klopte. De frequentie van het f-gen nam af omdat ff-konijnen niet overleven in de kou en dus geen genen doorgeven aan de volgende generatie.

2. Wat was de beginfrequentie van F en f?

Er waren 50 F-genen (rode bonen) en 50 f-genen (witte bonen), dus:

• Genfrequentie F = 0,5

• Genfrequentie f = 0,5

Conclusie vragen:

3. Wat gebeurde er met f-genen na 5 generaties?

De frequentie van f-genen nam af omdat ff-konijnen telkens sterven en niet voortplanten. Daardoor komt het f-gen steeds minder voor in de populatie.

________________________________________

4. Waarom veranderen de aantallen F en f?

Door natuurlijke selectie: alleen konijnen met minstens één F-gen overleven en kunnen zich voortplanten. Het f-gen wordt daardoor steeds minder doorgegeven.

Conclusie vragen:

5. Hoe zou het veranderen als er nieuwe konijnen bijkwamen?

Als er konijnen met f-genen bijkwamen (bijv. door migratie), zou de frequentie van het f-gen tijdelijk weer kunnen toenemen — tenzij de selectiedruk blijft bestaan, dan neemt het alsnog af.

________________________________________

6. Waarom verdwijnen dodelijke genen (zoals f) niet altijd in de natuur?

Dodelijke genen kunnen verborgen blijven in heterozygote individuen (Ff), die wel overleven en het gen ongemerkt doorgeven aan hun nakomelingen.

Conclusie vragen:

7. Hoe laat dit spelletje zien hoe evolutie werkt?

Het laat zien dat natuurlijke selectie bepaalt welke genen worden doorgegeven. Daardoor verandert de genetische samenstelling van een populatie over meerdere generaties: dat is evolutie.

Eindslide.

Ruimte voor een afsluitend woord.