onderwaterluchtbel bootsmannetje  (onderzoek - onderzoek opzetten)| bovenbouw h v |

onderzoek naar ademhaling bij insecten die onder water leven

In het onderstaande onderzoek wordt de diffusie van gassen in de onderwaterluchtbel* van een Bootsmannetje nader onderzocht.

* Bootsmannetjes zijn onderwaterinsecten die ademen met behulp van een luchtbel die ze onder water meenemen

insect onder water

tracheeënstelsel bij insecten

insect
  
tracheeën
  

Hierboven is de open bloedsomloop van een insect schematisch weergegeven. Insecten hebben een open bloedsomloop. In plaats van één hart hebben insecten een aantal harten die direct achter elkaar liggen. Bij een open bloedsomloop is alleen het pompmechanisme aanwezig en ontbreekt het bloedvatenstelsel. Het bloed van insecten wordt rechtstreeks tussen weefselcellen gepompt.

Insecten hebben geen longen of kieuwen maar tracheeën. Een tracheeënstelsel is een sterk vertakt buizenstelsel dat diep in het weefsel van insecten doordringt. Bij insecten bevinden de openingen (stigma`s) van de tracheeën zich vooral in het achterlichaam. De uiteinden van tracheeën zijn gevuld met vocht. Via dit vocht diffunderen zuurstof en koolstofdioxide in en uit het bloed van insecten. Het bloed van insecten bevat geen hemoglobine.

Bootsmannetje

Bootsmannetjes zijn insecten die onder water leven. De gaswisseling bij deze insecten vindt plaats via een luchtbel die ze tussen hun haren op hun lichaam meenemen onder water.

Bootsmannetje met onderwaterluchtbel

Gedurende het onderwaterverblijf van het Bootsmannetje daalt de zuurstofspanning (pO2) in de luchtbel. Als de zuurstofspanning (pO2) in de luchtbel lager is dan de pO2 van het omringende water, diffundeert zuurstof vanuit het water naar de luchtbel. Hierdoor kan een Bootsmannetje veel langer onder water blijven dan in eerste instantie zou worden verwacht.

Lucht bestaat voor 79% uit stikstof (N2) en voor 20% uit zuurstof (O2). Als de pO2 in de luchtbel afneemt, stijgt de stikstofspanning (pN2). Hierdoor diffundeert stikstof vanuit de luchtbel naar het water en wordt de luchtbel kleiner. Omdat de diffusie van stikstof langzaam verloopt, blijft de luchtbel lang intact. Na verloop van tijd moet het Bootsmannetje weer naar het wateroppervlak zwemmen om een nieuwe luchtbel aan zijn lijf te plakken.

onderzoek opzetten

Bij het opzetten van het onderstaande onderzoek is de volgende onderzoekssituatie gegeven:

In een proefopstelling worden twee Bootsmannetjes in kweekbuizen met water geplaatst. Het water in beide kweekbuizen is verzadigd met zuurstof. In kweekbuis 1 bevindt zich lucht boven het wateroppervlak in de buis. In kweekbuis 2 bevindt zich zuivere zuurstof boven het wateroppervlak in de buis. Het onderzoek zal zich richten op de veranderingen die optreden in de luchtbel die het bootsmannetje bij zich draagt in de kweekbuis met zuivere zuurstof.

Aan de hand van dit gegeven moet het onderzoek verder worden uitgewerkt.

onderzoekssituatie

taakverdeling:

Om dit onderzoek binnen de gestelde tijd op te zetten en uit te voeren is het noodzakelijk in om in groepsverband te opereren (4 à 5 personen). Stel binnen de groep een coördinator aan. De coördinator stuurt de andere groepsleden aan tijdens het opzetten en uitvoeren van het onderzoek. Stel een taakverdeling samen.

oriëntatie en vooronderzoek

• het vangen van Bootsmannetjes
Bootsmannetjes zijn veel voorkomende insecten in sloten en vijvers. Zoek in naslagwerken informatie over de leefomgeving en levenswijze van Bootsmannetjes. Op deze manier neemt het vangen van Bootsmannetjes niet onnodig veel tijd in beslag.

• het verkrijgen van zuivere zuurstof
Zoek in naslagwerken op welke wijze zuivere zuurstof te verkrijgen is. Achterhaal of dit binnen het budget past en of de zuivere zuurstof niet geproduceerd kan worden.

Vat de resultaten van dit vooronderzoek kort samen.

onderzoeksvraag en hypothese:

Stel aan de hand van de gegeven onderzoekssituatie een onderzoeksvraag en een hypothese op. In deze hypothese moeten elementen van diffusie van de betrokken gassen verwerkt zijn. Verricht vooronderzoek naar factoren die bij de diffusie van gassen in en uit de luchtbel van het Bootsmannetje een rol spelen. Vat dit vooronderzoek kort samen.

werkwijze en benodigdheden:

Stel in groepsverband een plan van aanpak op. Analyseer het plan van aanpak op haalbaarheid en pas het plan van aanpak eventueel aan. Door het maken van een probleemanalyse bij het uitvoeren van het onderzoek kunnen veel moeilijkheden voorkomen worden. Geef aan op wat voor een manier de waarnemingen en resultaten verwerkt kunnen worden. Vat het plan van aanpak, de probleemanalyse en de verwerking van waarnemingen en resultaten kort samen.

tip: omkeren kweekbuis onder water

Stel aan de hand van het plan van aanpak en de probleemanalyse een werkwijze op en een lijst van benodigdheden.

waarnemingen, resultaten en conclusie:

Analyseer de waarnemingen en resultaten en verwerk deze in een conclusie. Geef in de conclusie aan of de gestelde hypothese wordt aangenomen of wordt verworpen. Werk het geheel uit tot een natuurwetenschappelijk onderzoek. Verwerk in dit verslag ook het plan van aanpak en de resultaten van het vooronderzoek.

natuurwetenschappelijk onderzoek

persoonlijke score

history

advertentie

advertentie

© 2018 Leon Dahmen biodoen Den Haag