Fotosyntesen och klimatförändringen

Fotosyntesen är livets viktigaste process. Tack vare att de gröna växterna har den unika förmågan att fånga solens strålningsenergi kan människor, djur och svampar ta del av energin som finns i solens strålar. Det växterna gör kallas för fotosyntes och ordet betyder ljussammansättning. Fotosyntesen är den viktigaste processen för livet på jorden.

Lämplig årstid: året runt

Det är i bladen det händer! I fotosyntesen omvandlar växterna koldioxid och vatten till olika kolhydrater med hjälp av det gröna klorofyllet. En skulle kunna säga att växterna samlar på kol som de tar från luften. Koldioxiden som växterna bygger upp sina växtdelar av tas in i bladen genom klyvöppningarna som sitter undertill. I processen bildas syre som även det släpps ut genom bladens klyvöppningar. Vi människor är beroende av det syre som växterna frigör i fotosyntesen.

Solenergi + koldioxid + vatten → kolhydrater + syre

Vad rör sig i en växt?

Fotosyntesen är svår att förstå. Ett sätt att få grepp om hur eleverna tänker om växter och solenergi kan vara att be dem rita och berätta om vad som rör sig i en växt. Hur en på ett annorlunda sätt kan beskriva hur flödena i ett träd sker finns beskrivet i Naturskoleblad nr 43, se länk nedan.

En kan säga att växterna gör sin egen "mat" genom fotosyntesen. Ett enkelt sätt att förklara fotosyntesen är att använda liknelsen med kocken Klorofyll. Berätta för eleverna att i varje blad finns det en kock som lagar mat med ingredienserna vatten och luft (koldioxid) på sin spis solen. Maten som kocken lagar är olika sorters kolhydrater. Kocken får rester över i köket som slängs ut igen och det är syret. På hösten så stänger köket när alla bladen ramlar av. Spela teater för de yngsta barnen om hur fotosyntesen går till och låt barnen möta kocken Klorofyll i skogen eller på ängen bland alla växterna. Låt eleverna få smaka på olika sorters kolhydrater som kocken har lagat, till exempel strösocker, skivade morötter, palsternacka, potatis, salladsblad. Prata med dem om att det finns olika sorters kolhydrater och sockerarter. De äldre eleverna kan göra egna teaterpjäser om kocken Klorofyll och fotosyntesen.

Arbeta med gröna blad

Frottera de livsnödvändiga bladen och gör en utställning med alla barnens bladfrotteringar. Klistra dem på ett stort tecknat träd där ni beskriver hur bladen "lapar" solenergi. När en frotterar blad från en växt lägger du bladet under ett vitt papper och gnuggar med en krita eller blyertspenna på det vita pappret. Använd gärna gröna kritor.

På våren när bladen är saftiga och fulla med klorofyll kan ni göra tygtryck av blad. Lägg ett vaxat papper som inte tar upp någon fukt på ett hårt underlag. Lägg sedan ditt blad på det vaxade pappret med nerverna uppåt. Ovanpå bladet lägger du ett ljust bomullstyg.

Nu gäller det att hålla bladet stilla på samma ställe när du bankar med en trubbig sten eller en hammare.

Undersök blad från olika träd och andra växter för att se cellerna med klorofyll. Om en håller bladet upp mot himlen och tittar genom en lupp kan du lättare se klorofyllet. Låt eleverna rita av mönstret de ser.

Undersök även om du kan se bladens klyvöppningar som sitter undertill. Använd lupp när du letar efter dem, de är små. Granens barr och lingonris har tydliga klyvöppningar. De ser ut som små prickar.

Varför tappar träden sina blad?

På vintern finns det inte tillräckligt med ljus och vatten för att växterna ska kunna utföra fotosyntes. Därför fäller träden sina blad. Vart tar då det gröna klorofyllet vägen på hösten när bladen blir gula och röda? Träden drar tillbaka klorofyllets byggstenar in i stammen och ner i roten på hösten innan de fäller sina blad. Då framträder andra färgämnen som till exempel karoten (det gula i bladen). Det finns ett trädslag som fäller sina blad när de är gröna på hösten. Det är alen. Leta reda på en al och se om de fällda bladen på marken är gröna.

Experimentera med ljus och växter

Genom att odla och göra odlingsförsök kan elever skapa förståelse för att ljus är viktigt för växterna. Låt eleverna komma med förslag på vad en växt behöver för att leva. Ofta kommer förslag på vatten, jord och näring men glöm inte att experimentera runt det viktigaste, ljuset! Ställ någon planta i en skrubb utan ljus och en planta på en fönsterkarm för att tydligt visa att ljuset är avgörande för en växts överlevnad. Glöm inte bort att vattna plantorna regelbundet.

Gör slutna kretslopp genom att odla växer i en stor glasburk med tätt lock. Det kommer säkert många frågor och funderingar från barnen om växters behov, vilket kan resultera i ett spännande och kreativt tema. Läs mer om hur du kan göra ett slutet kretslopp i en glasburk, se länk nedan.

De flesta skolor har tillgång till en gräsmatta. Den kan vara användbar till att göra försök om hur växterna är beroende av solen. Ni kan täcka en liten bit av gräsmattan med en brädbit eller en mörk sopsäck och se vad som har hänt efter några veckor med gräset. Skapa konstverk genom att klippa till figurer i sopsäcksplasten. Det kan bli väldigt effektfullt när gräset under plasten får en annan färg.

Vad händer med veden när vi eldar?

Eldning kan användas som en utgångspunkt för att sätta igång en del tankar om fotosyntesen. Gör en brasa på ett par vedträn och uppmärksamma eleverna på hur mycket ved det finns från början innan ni börjar elda. Låt några vedträn gå runt bland eleverna, be dem uppskatta hur mycket de väger. Har ni tillgång till både färsk ved och torr ved kan det vara intressant att jämföra. Färsk ved väger mer än torr ved. Det är mer vatten i ett färskt vedträ.

Låt eleverna väga vedträna och se om deras uppskattningar stämde. Anteckna vad vedträna väger. Be även eleverna att notera vad de ser och känner under tiden som veden brinner. Uppmana dem att använda så många sinnen som möjligt för att beskriva vad som händer. Eleverna kommer förmodligen uppmärksamma att det ryker, det blir svart på träbitarna, det blir grått, det luktar, det blir ljus, det blir varmt och att det blir mindre ved än från början. När elden brunnit ner låt då eleverna fundera på var veden har blivit av. Samla in askan och väg den för att jämföra med vedens vikt.

Om ni tänder brasan på en gammal braspanna, plåtlock eller kasserad vägskylt är det lätt att samla in askan. Vid en diskussion om vad som har hänt med ved som brunnit upp kommer förmodligen svar som: den har försvunnit, den har blivit aska eller den finns i luften. Genom att föra in begreppet omvänd fotosyntes eller förbränning kan upplevelserna från eldningen analyseras och skeendena i förbränningen få en förklaring.

Nesetnysotof – Den omvända fotosyntesen

När ved brinner sker en omvänd reaktion jämfört med fotosyntesen. Det kallas för förbränning. Ved är lagrad solenergi bestående av kol och vatten - kolhydrater. Kolvatten skulle en kunna säga.

När vi eldar veden reagerar kolhydraterna med syre i luften och det bildas koldioxid, en lukt- och färglös gas. I luften finns det ungefär 0,035 % koldioxid. Vattnet som finns i veden blir till vattenånga. Det är den vita eller gråaktiga röken som är vattenånga. I den gråa askan finns mineraler som trädet har tagit upp ur jorden. Mineraler ska inte förväxlas med näring utan kan snarare ses som växternas vitaminer. Värmen som blir när ved brinner är solenergi som samlats i trädet genom fotosyntesen. En del av solenergin blir ljus som vi ser i form av lågor och glöd.

syre + kolhydrater → vatten + koldioxid + energi

Det har gjorts försök att samla in all rök och aska vid en kontrollerad eldning av ved. Sedan har gaserna och askan vägts för att kunna jämföra med vedens ursprungliga vikt. Då kom man fram till att veden vägde mer än askan och röken eftersom en del av den bundna energin från solen har avgetts som värme och ljus.
Vid en diskussion om förbränning av ved kan det bli tydligt om eleverna har förstått vad fotosyntesen är. Det kan även passa bra att diskutera begreppet "ingenting försvinner, allting finns kvar" i samband med eldning. Använd då kolets kretslopp som utgångspunkt i ett sådant resonemang. Vid förbränning återgår kolet som var bundet i veden till luften i form av koldioxid.

Kol är livets byggsten. Allt levande innehåller kol - våra kroppar, växter, trämöbler och maten vi äter. I kolets kretslopp förekommer kolet både i fasta och gasformiga föreningar. Nedbrytarna i naturen är viktiga i kretsloppet för att kolet ska kunna återgå till luften. När nedbrytare som svampar, bakterier, maskar och gråsuggor äter t.ex. ett blad sker också en förbränning. I en komposthög kan du känna värmen som frigörs. Samtidigt som kolet återgår till luften som koldioxid. Då kan samma kol ingå i en ny växt nästa vår. Gråsuggan är en typisk nedbrytare i naturen. Läs mer om gråsuggor i undervisningen i Naturskoleblad Gråsuggan - favorit eller äckeldjur.

Laga solsoppa på öppen eld

Koka upp buljongen i grytan. Skala och hacka grönsakerna. Häll i morötterna och koka dem mjuka och gör likadant med löken efter en stund. Vispa ner crème fraiche och apelsinsaft. Salta och peppra. Tillsätt gurkmeja för att få en vacker solgul färg på soppan. Receptet är hämtat ur 'Barnens kompass' en bok från I Ur och Skur, Mulleberg.

Recept på solsoppa för 10 personer

• 2 liter vattengGrönsaksbuljong
• 1 kg morötter
• 5 potatisar
• 2 lökar
• 1 dl crème fraiche
• salt och peppar
• gurkmeja
• 1 dl pressad apelsinjuice eller utspädd juicekoncentrat

Mila eget kol

I samband med ett arbete runt energi och fotosyntesen kan det vara kul att gör egna kolkritor av hasselpinnar eller lindkvistar. Eleverna kan genom det arbetet få en direkt erfarenhet av att kol är en viktig byggsten i trädet och allt levande.

Förr gjordes träkol i kolmilor. Kolet användes sedan som bränsle. Trädstammar samlades ihop och ställdes mot varandra till en hög som sedan täcktes med sand, torv eller gräs. Veden skulle brinna långsamt och med lite syretillförsel. Under andra världskriget blev träkol ett viktigt drivmedel för gengaseldade bilar. Det var brist på diesel och bensin.

Låt eleverna ta reda på mer om den lokala historian genom att undersöka om det fanns kolmilor i närheten av skolan, om det var vanligt med kolmilor och hur man jobbade vid en kolmila. Kanske finns det någon av eleverna som har en gammal släkting som kan berätta mer om kolmilning. Ni kan själva bygga en minikolmila på skolan. Besök uteklassrum Häckeberga kvarn i Genarp och leta spår efter hur en familj bodde vid kvarnen. De milade kol under andra världskriget. Kolmilorna låg på den nuvarande idrottsplatsen.

Kol och olja är gammalt koldioxid

Förståelse för fotosyntesen och kolets kretslopp är grundläggande för att förstå mekanismerna bakom den globala uppvärmningen. Underjordiska lager av kol och olja är gammalt koldioxid som växter "fångade" in för miljoner år sedan genom fotosyntesen. Kol och olja kallas därför för fossila bränslen. Ordet fossil kommer av att det är döda växter och djur som pressats samman och ombildats till stenkol och olja som vi tar upp ur jordens berggrund. Fossil betyder ordagrant uppgrävd.

Växthuseffekten och klimatförändringen

Vår användning av kol och olja för olika energibehov tillför bland annat ökade mängder koldioxid till atmosfären. När koldioxidhalten höjs påverkas växthuseffekten - det blir ett tjockare glas i växthuset. Glaset släpper igenom solljuset men det gör att det blir svårare för solens strålar att tränga ut igen. Då stiger temperaturen.

En bra liknelse för växthuseffekten är faktiskt att gå in i ett växthus och känna att det är varmare inne än utanför när solen skiner. Växthuseffekten är en nödvändighet för att liv ska kunna finnas på vår jord. Utan den hade medeltemperaturen varit runt 15 grader minus istället för 15 grader plus som det är nu. Klimatförändringen kan vara svår att förstå. Eleverna kan arbeta med begreppet klimatzoner.

Låt eleverna rita upp en stor världskarta på skolgårdens asfalt med asfaltskritor för att sedan rita ut de olika klimatzonerna. En av flera effekter som den globala uppvärmningen bidrar till är att glaciärer och havsis smälter. Effekterna av smältande glaciärer som ligger på land och havsis blir inte den samma. Det är enbart isen som ligger uppe på land som höjer havsnivån. Detta kan visas med ett väldigt enkelt experiment. Låt eleverna ha två tråg som de fyller med vatten till brädden och låt dem sedan lägga i ett "berg", kanske en stor sten som sticker ovanför vattenytan i det ena tråget. Lägg två lika stora isbitar i varje tråg en i vattnet och en på "berget". Vänta och se vad som händer med vattennivån i de båda trågen när isbitarna smälter.

Framtidsspana med eleverna

En annan sida av användningen av fossilt bränsle är att det tar lång tid för olja och kol att bildas på nytt. Har vi människor rätt att använda upp all kol och olja? Hur blir det för de människor som ska leva på jorden efter oss då?

Diskutera detta etiska dilemma med eleverna. Låt dem fundera på hur de använder fossilt bränsle. Kanske någon kommer på att de åker bil och äter mat som kommer från andra sidan jordklotet. Hur ska människor förflytta sig i framtiden om det inte finns någon olja att göra bensin av?

Ett bra sätt att få igång eleverna att tänka runt framtidsfrågor är att låtsas att det blev förbjudet att till exempel köra bil på bensin och diesel. Hur skulle vi då göra i stället för att förflytta oss? Att använda sig av värderingsövningar i undervisningen kan vara ett annat sätt att få igång elevernas tankar om framtidsfrågor och hållbar utveckling.