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Hipoxia

Hipoxia (una adaptación de la actividad de COSEE Mid-Atl's "Dead Zone")

Los estudiantes agregarán fertilizante a una muestra de agua de un estanque, río, o estuario y la compararán a una muestra controlada para simular cómo las floraciones de algas y la hipoxia se producen en los cuerpos de agua.

Objetivo
Los estudiantes comprenderán los procesos biológicos asociados con la hipoxia así como comó las actividades humanas impactan su seriedad. También, los estudiantes coleccionarán y trazarán datos, y usarán material científico.

Materiales
Tres botellas claras de refresco de 2 litros o tres frascos
Tijeras
Sensor Vernier de Oxígeno Disuelto (Vernier Dissolved Oxygen Sensor) (www.vernier.com/probes/do-bta.html)
Cinta para marcar botellas, envoltura de plástico, y ligas
Agua de un estanque, río, o estuario
Agua de la llave
Una ventana para iluminar las muestras de agua
Fertilizante (Pueden usar Bonide® Nitrate of soda (15-0-0) y Plant Starter Concentrate (3-10-3)). Use un fertilizante que contenga sólo nitrato, amoníaco, y fosfato (potasa está bien) y trate de evitar la urea.
Un lugar oscuro para colocar las botellas
Hoja de datos para los estudiantes (descarge abajo)

Procedimiento
Coloque los estudiantes en grupos de 3 o 4 y asignelos a traer tres botellas o frascos (por grupo) para el experimento. Repase con ellos los conceptos de la fotosíntesis, la respiración, y descomposición.

Corte la parte de arriba de cada botella (si utiliza botellas de 2 litros) y quite el plastico. Si utiliza fracos
    quitele las tapaderas.

Llene una botella o un frasco con agua de la llave y dejela reposar toda la noche. Escriba “control” en la
    botella.

Llene los otros dos contenedores con agua de estanque, lago, o río.
Añade 100 mg de cada fertilizante a una de las botellas restantes y mezcle bien para disolver. Escriba
"hipoxia" en esta botella. Marque la botella restante como "sin nutrientes".
Coloque cada botella en una ventana iluminada por el sol por 5-7 días.
Haga que los estudiantes anoten observaciones diarias de las botellas, incluyeno descripciones acerca de lo que miran y huelen, así como una medida de oxígeno usando el sensor Vernier. El mejor tiempo del día para medir el oxígeno es en la tarde cuando el cultivo de algas llegan a la neta máxima de fotosíntesis (consulte el manual sobre el uso de la sonda de Vernier- No sumerja la sonda toda en el agua). La idea es de simular una floración de algas, o la eutrofización, en el que el exceso de fitoplancton crecen en respuesta a la introducción de nutrientes en exceso. Con el tiempo se observará que las algas microscópicas crecerán, así como aumentarán los niveles de oxígeno debido a el aumentó de fotosíntesis. Eventualmente, usted podrá ver físicamente el aumento de algas  a medida que el agua se ponga verde. Usted podrá observar el aumento de las algas en la botella con fertilizante, y además los niveles de oxígeno seran mayores.
Traze los resultados del oxígeno disuelto en una hoja de cálculo (spreadsheet) a mano todos los días.
Despues de 5-7 dias (ya cuando la floración de algas ha crecido en la botella) quite la botella
que tiene el fertilizante y cubrala con envoltura de plastico, o si usó un frasco cierre el frasco. Asegure la envoultura de plastico en la botella con una liga y ponga la botella en un lugar oscuro. Esto es para simular lo que pasa cuando fitoplacton muere en un sistema costero, se sumerge hacia abajo, se descompone, y consume oxígeno. Haga que los estudiantes sigan anotando obsercaciones y medidas de oxígeno cada día. Los niveles de oxígeno deben entrar a los niveles de hipóxicos (<2 mg / l) cuando las algas se empiezen a morir por falta de luz y empiezen a descomponerse.    

Consejos

Este experimento es solamente adecuado para meses que no sean de invierno, cuando los niveles de
luz solar, biomasa de fitoplancton, y la temperatura sean altos.
Grado de reactivo de nitrato y fosfato pueden ser adquiridos u obtenidos de un laboratorio de química
y usados en lugar de fertilizantes.
Tome las medidas de oxígeno a la misma hora cada día, idealmente por la tarde ya que esta es la cima
de la producción diaria del oxígeno del fitoplancton.
Puede que tenga que dejar las botellas en el sol por unos días más, si no observa una diferencia
notable entre las botellas, especialmente si experimenta varios días nublados durante el experimento.
Puede que los estudiantes necesiten ser supervisados cuando utilizen la sonda de oxígeno,
especialmente los estudiantes más jóvenes.

Recursos de la lección
Student data sheet

Estándares Nacionales de la Educación de Ciencias
K-12: Conceptos y procesos unificadores
Evidencia, modelos, y explicaciones
La consistencia, el cambio, y medida

9-12 A: La ciencia como investigación
Habilidades necesarias para la investigación científica
Comprención de la investigación científica

9-12 C: Ciencias de Vida
La célula (fotosíntesis)
Interdependencia de los organismos
Materia, energía, y organización en los sistemas vivos
Comportamiento de los organismos