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Compendio di esperienze di laboratorio di biologia Si ringraziano per la supervisione i docenti A.L. Donati e N. Ferraiolo E V. Ferrante classe 4AS e F.

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1 Compendio di esperienze di laboratorio di biologia Si ringraziano per la supervisione i docenti A.L. Donati e N. Ferraiolo E V. Ferrante classe 4AS e F. Verachi classe 4AS per la gentile concessione di alcune immagini A cura della classe 3AS 2004/05

2 Durante lanno scolastico la nostra classe 3As coordinata dagli alunni tutor D. Marsili e M. Martella e dai docenti A. L. Donati (Laboratorio di biologia) e N. Ferraiolo (Biologia) ha lavorato alla redazione delle esperienze svolte nelle ore di laboratorio di biologia. Il prodotto finale di questo lungo ed approfondito lavoro è stato riassunto nel presente compendio. Ringraziamo l I.T.I.S. A. Einstein per le strumentazioni ed i locali messi a disposizione e sottolineiamo la pazienza degli alunni nellinfinita e meticolosa opera di correzione ricercata dai docenti ed i docenti stessi per il sempre vivo interesse e per lopera di supervisione.

3 INDICE Uso e descrizione del microscopio ottico e dello stereoscopio a cura di: G.Granello, L.Predonzani, F.Bossi, M.Latini Riconoscimento degli zuccheri riducenti a cura di: F.Affinito, D.Cordaro, P.Pallicca, M.Rega, A.Galli, S.Guerra, T.Ravaioni, I.Tarantola Saggio al Lugol a cura di: F.Affinito, D.Cordaro, P.Pallicca, M.Rega, A.Galli, S.Guerra, T.Ravaioni, I.Tarantola Riconoscimento dei grassi con il Sudan a cura di: A.Galli, S.Guerra, T.Ravaioni, I.Tarantola Riconoscimento delle proteine con la reazione al Biureto a cura di: A.Galli, S.Guerra, T.Ravaioni, I.Tarantola Diffusione e Osmosi nella membrana selettivamente permeabile del tubo da dialisi a cura di: C.Onofrei, S.Caucci, C.Santini Osmosi in cellule di uovo di gallina a cura di: D.Marsili, E.Santolini Osservazione e plasmolisi di cellule vegetali in epidermide di Miseria a cura di: M.Martella, G.Settimi, S.Lilli, G.Foderaro Osservazione di cellule animali in epitelio boccale a cura di: M.Martella, G.Settimi, S.Lilli, G.Foderaro Osservazione della gemmazione in saccaromiceti a cura di: C.Marcoaldi, R.Introna, F.Longhi, A.Traverso, F.Damiani Fermentazione alcoolica dei saccaromiceti e produzione di CO2 a cura di: C.Marcoaldi, R.Introna, F.Longhi, A.Traverso, F.Damiani Fermentazione alcoolica dei saccaromiceti e produzione di alcool etilico a cura di: C.Marcoaldi, R.Introna, F.Longhi, A.Traverso, F.Damiani Fotosintesi a cura di: C.Onofrei, S.Caucci, C.Santini Ricerca dellamido in una foglia a cura di: F.Affinito, D.Cordaro, P.Pallicca, M.Rega Cromatografia ascendente su strato sottile della clorofilla a cura di: C.Onofrei, S.Caucci, C.Santini Fluorescenza della clorofilla a cura di: G.Granello, L.Predonzani, F.Bossi, M.Latini Mitosi in apice radicale di Allinum Cepa a cura di: D.Marsili, E.Santolini.

4 Uso e descrizione del microscopio ottico e dello stereoscopio OBIETTIVO: Esaminare al microscopio ottico un ritaglio di giornale. MATERIALI: Microscopio ottico, vetrino porta –oggetto, vetrino copri-oggetto, ritaglio di giornale. PROCEDIMENTO: Prendiamo il microscopio e sul piatto appoggiamo il vetrino su cui a sua volta è collocato il ritaglio di giornale. Dopo ciò iniziamo ad osservare con lingrandimento minimo, 4x, fino al più grande. OSSERVAZIONI: Ci siamo accorti che le parole scritte sul ritaglio, al microscopio apparivano capovolte ed ingrandite, ciò è confermato dal fatto che se spostiamo il vetrino, ai nostri occhi a causa del microscopio, questi spostamenti ci appaiono al contrario. Questo è dovuto al posizionamento delle lenti allinterno del microscopio. CONCLUSIONI: Con lesperienza di oggi abbiamo notato che limmagine al microscopio risultava capovolta ed ingrandita. indice

5 Riconoscimento degli zuccheri riducenti OBIETTIVO: Vedere come è possibile riconoscere gli zuccheri riducenti mediante luso del reattivo benedict. PREREQUISITI: La reazione che avviene sugli zuccheri riducenti mediante luso del reattivo benedict è una reazione redox, ovvero di ossido-riduzione. La zucchero perde elettroni e di conseguenza si ossida mentre il rame rameico contenuto nel benedict acquista elettroni e si riduce[(Cu++)+(2e-)] Cu°; inoltre per facilitare la reazione è necessario porre le provette a bagnomaria. In presenza di zuccheri riducenti si nota il cambiamento di colore del reattivo dal blu (rame rameico) al rosso arancio (rame metallico). MATERIALI: Beuta, 5 provette, spatola, becher, pipetta, piastra termoelettrica e porta provette; SOSTANZE: Acqua, amido, glucosio, fruttosio, saccarosio e benedict; PROCEDIMENTO: Prendere 5 provette, segnare con un pennarello indelebile la sostanza inserita in ognuna di essa e inserirli nellapposito porta provette. Preparare le provette con le sostanze in polvere diluite con acqua ed infine aggiungerci il reattivo Benedict. Mettiamo le varie provette in un becher riscaldato per far avvenire la reazione più rapidamente. Osservare i cambiamenti che avvengono e riportarli nella tabella. OSSERVAZIONI: REAZIONE Colore iniziale Colore finale indice conclusioni

6 CONCLUSIONI: Grazie allutilizzo del reattivo Benedict è possibile riconoscere due zuccheri riducenti: il Glucosio e il Fruttosio; inoltre queste due sostanze sono presenti anche nella marmellata e nel miele. Questi zuccheri fanno reazione con il Benedict perché il legame doppio con lossigeno del gruppo carbonilico è debole e spezzandosi provoca la reazione. Il Saccarosio, invece, non fa reazione perché è formato da Fruttosio e Glucosio che per unirsi hanno già perso un legame doppio perché con la reazione di condensazione si ha la perdita di una molecola di acqua, quindi senza questo legame libero la reazione non può avvenire. indice relazione 2

7 Saggio al Lugol OBIETTIVO: Riconoscere la presenza di amido in alcune sostanze. PREREQUISITI: La reazione che provoca il Lugol agisce direttamente sulle molecole di Amido. Questo reattivo si insinua nel lume della spirale dellamido formando così un legame dinclusione. La reazione provoca un cambiamento di colore della sostanza fino ad arrivare al nero perché il Lugol assorbe la luce. MATERIALI: Provette, porta provette, contagocce, vetrini da orologio. SOSTANZE: Glucosio, fruttosio, saccarosio, amido, patata, pane, Lugol (soluzione acquosa IKI), marmellata, miele, acqua PROCEDIMENTO: Mettere il glucosio, fruttosio, saccarosio, amido e acqua in delle provette e contrassegnarle. Mettere invece la patata e il pane su due vetrini. Prendere il Lugol e metterle con il contagocce su tutte le sostanze. Guardare cosa succede e riportare i dati in una tabella. OSSERVAZIONI: REAZIONE Colore iniziale Colore finale indicativo indice conclusioni

8 CONCLUSIONI: Come possiamo vedere dalla tabella delle osservazioni le sostanze che reagiscono con il reattivo sono lamido, il pane e la patata. Infatti i vacuoli della patata contengono lamido come materiale di riserva e il pane è costituito in gran parte da questo polisaccaride. indice relazione 4

9 Riconoscimento dei grassi con il Sudan OBIETTIVO: riconoscere la presenza di grassi MATERIALI: 4 provette, porta provette, filtro, piastra termoelettrica, mortaio e pestello SOSTANZE: acqua, olio vegetale, succo di cipolla,succo di mortadella, sudan PROCEDIMENTO: prendere le 4 provette, numerarle per il riconoscimento delle sostanze. nella prima provette mettere acqua + sudan. nella seconda provetta mettere acqua+sudan+olio. nella terza provetta mettere acqua + sudan + cipolla. nella quarta provetta mettere acqua + sudan + mortadella. Per ricavare i succo di cipolla bisogna pestarla con il mortaio e mettere il succo nella provetta. mettere il tutto per cinque minuti a bagnomaria. Emulsionare il tutto dopo aver aggiunto il reattivo e notare i cambiamenti. Per ricavare il succo di mortadella bisogna pestarla, aggiungere alcool etilico + acqua, filtrarlo, metterlo nella provetta a bagnomaria per cinque minuti aggiungere il sudan e notare le differenze. Dopo aver notato le varie reazioni completare la tabella. OSSERVAZIONE: Sudan Olio Acqua indice conclusioni

10 CONCLUSIONI: Si possono distinguere tre fasi: acqua, sudan e olio. Dopo aver emulsionato si può notare che il sudan si è legato all'olio mentre l'acqua è rimasta sul fondo. Il grasso essendo apolare si lega con il reattivo di sudan essendo anch'esso apolare mentre si separa dall'acqua perché come noto lacqua è una sostanza polare. Il reattivo però si solubilizza in parte anche con lacqua, essendo un reattivo preparato in soluzione alcolica. indice relazione 3

11 Riconoscimento delle proteine con la reazione al Biureto OBIETTIVO: riconoscimento delle proteine. PREREQUISITI: il saggio al Biureto individua la presenza di proteine in quanto il legame peptidico tipico dei peptidi viene complessato. Tale situazione si manifesta con una variazione di colore. Leffetto del CuSO 4. SOSTANZE: solfato rameico (CuSO 4 ) idrossido di potassio (KOH),miele, marmellata, latte, albume duovo. MATERIALI: pipette, 4 provette PROCEDIMENTO: mettere in ogni provetta le sostanze, aggiungerci poca acqua. Metterci due pipettate di idrossido di potassio(per favorire un ambiente basico) e 4-5 gocce di solfato di rame. Annotare se si verifica la variazione di colore. OSSERVAZIONI: indice conclusioni

12 CONCLUSIONI: la razione è avvenuta, come si può notare nella tabella, con luovo e il latte. Tale reazione è avvenuta in un ambiente fortemente basico che creiamo con lidrossido di potassio e aggiungiamo il solfato rameico. La reazione non riconosce un singolo amminoacido ma le proteine in quanto il reattivo reagisce sul legame peptidico. indice relazione 4

13 Diffusione e Osmosi nella membrana selettivamente permeabile del tubo da dialisi OBIETTIVO: Dimostrazione della selettività delle membrane. MATERIALI: Tre becher, due beute, tubo da dialisi, piastra riscaldante, spatola, pinzette, due pipette, elastico. SOSTANZE: Acqua, amido (fecola di patate), glucosio (C 6 H 12 O 6 ), Lugol, Benedict. PROCEDIMENTO: 1. Prendere il tubo da dialisi ed inserirlo in un becher già da prima riempito con acqua. 2. Preparare due soluzioni ed inserirle in due beute diverse. Una con acqua e glucosio, ed una con amido e acqua. 3. Accendere la piastra e disporre sopra un becher con acqua. 4. Chiudere il tubo da dialisi con un nodo ad un'estremità. 5. Prendere il tubo da dialisi e riempirlo con le due soluzioni. 6. Porre il tubo in un becher pieno d'acqua (occorre utilizzare il benedict e il glucosio per capire ciò che avviene). 7. Prendere due provette e inserire all'interno di esse una pipettata di soluzione che si trova nel becher, nel quale è stato posto il tubo da dialisi. 8. Aggiungere all'interno di una di esse, nella soluzione, qualche goccia di lugol. Osservare se avviene qualche reazione.(Saggio al lugol) 9. Aggiungere all'interno dell'altra provetta, qualche goccia di benedict. Riscaldare a bagnomaria nel becker preventivamente posto su piastra e osservare se avviene qualche reazione.(Saggio al benedict) OSSERVAZIONI: Tubo da dialisi Elastico Soluzioni con diversa concentrazione indice conclusioni reazioni

14 Soluzione + Lugol = Non reagisce Soluzione + benedict = Reagisce Condizione normale Lugol Dopo circa 15 minuti indice conclusioni relazione 5

15 CONCLUSIONI: Il tubo da dialisi è una membrana selettivamente permeabile poiché sceglie le molecole che possono attraversarla. Quando esso, con il glucosio e lamido al suo interno, viene inserito in un becher pieno d'acqua, accade che le particele di questultima (soluzione ipotonica rispetto alla soluzione ipertonica che si trova nel tubo) si muovono verso gradiente di concentrazione, quindi dal becher verso linterno del tubo. Questo processo viene definito dOsmosi, esso è però impercettibile perché il volume dellacqua nel becher è piuttosto elevato. Oltre al movimento dell'acqua avviene anche il movimento dei soluti per Diffusione da una soluzione ipertonica ad unipotonica, quindi dal tubo verso il becher. Glucosio e amido hanno però diversa dimensione molecolare e solo il primo monosaccaride è in grado di attraversare la membrana semipermeabile del tubo. Infatti, mediante il saggio al benedict, si è osservato un cambio di colore da azzurro a rosso mattone. Il glucosio, avendo molecole più piccole, riesce a passare attraverso la membrana, mentre lamido avendo le molecole più grandi non riesce a passare nei fori. Inoltre inserendo il lugol all'interno del becher si può osservare che dopo vari minuti, esso è passato attraverso la membrana, facendo diventare la soluzione nel tubo nera, poiché al suo interno vi è lamido. indice relazione 5

16 Osmosi in cellule di uovo di gallina OBIETTIVO: PREREQUISITI: A contatto con HCl il guscio calcareo delluovo si scioglie lasciando residui proteici nella schiuma prodotta durante la reazione. Se una membrana selettivamente permeabile, contenente un liquido neutro, viene messa a contatto con una soluzione ipotonica o ipertonica, essa tende a far equilibrare la contrezione del soluto interna ed esterna mediante un processo chiamato osmosi. MATERIALI: 2 uova, 4 becher, Provette SOSTANZE: HCl, soluzione ipertonica e soluzione ipotonica PROCEDIMENTO: Preparare nei due becher una soluzione di acqua e HCl in rapporto 1 : 1. Immergervi le uova e attendere il completo scioglimento del guscio. Quando il guscio è completamente sciolto immergere le uova in una soluzione ipotonica e una ipertonica. Attendere e osservare cosa eccade. Prelevare un campione della schiuma prodotta durante lo scioglimento del guscio e sottoporla al saggio al biureto per verificare la presenza di legami peptidici, e quindi di proteine. OSSERVAZIONI: indice conclusioni

17 CONCLUSIONI: LHCl scioglie il guscio delluovo lasciando esposta solo la membrana cellulare delluovo che è selettivamente permeabile. Luovo messo a contatto diretto con una soluzione ipertonica tenderà a raggrinzirsi e diminuirà di dimensioni, perché la membrana permette il passaggio dellH 2 O dallinterno allesterno. Inversamente se messo a contatto con una soluzione ipotonica si gonfierà molto. Nella reazione del carbonato di calcio del guscio delluovo con l HCl si crea una schiuma giallognola che esaminata col saggio al biureto, sostanza che riconosce la presenza di legami peptidici, e quindi di proteine con un cambiamento di colore, ha esito positivo. indice relazione 7

18 Osservazione e plasmolisi di cellule vegetali in epidermide di Miseria OBIETTIVO: Individuare e identificare la struttura delle cellule vegetali e verificarne la plasmolisi. PREREQUISITI: Gli stomi sono delle aperture che si chiudono e si aprono a seconda della presenza dacqua. Essi sono costituiti da due cellule reniformi adiacenti separate dalla rima stomatica. Gli stomi sono per lo più presenti nella pagina inferiore delle foglie delle dicotiledoni. I movimenti delle particelle dacqua (osmosi) e dei soluti (diffusione) avvengono nei seguenti modi:lacqua si sposta dalle soluzioni ipotoniche a quelle ipertoniche, i sali viceversa. Linvolucro della cellula vegetale è costituito da una parete rigida di cellulosa a cui succede una membrana plasmatica selettivamente permeabile costituita da fosfolipidi. MATERIALI: Microscopio, pipetta, vetrino porta-oggetti, vetrino copri-oggetti, pinzetta, pinzette. SOSTANZE: Acqua, blu di metilene, soluzione ipertonica di NaCl in relazione al liquido nei vacuoli, catafillo di miseria. PROCEDIMENTO: 1) Strappare con le pinzette una parte della pagina inferiore della foglia, facendo in modo che questa sia abbastanza sottile da far passare la luce del microscopio. 2) Dopo una prima osservazione versarne qualche goccia di acqua distillata vicino al copri-oggetti e con la carta assorbente attirarla verso laltra estremità. In questo modo la soluzione passerà tra i due vetrini. 3) Ripetere i punti 1) e 2) per la preparazione di un secondo vetrino. 4) Aggiungere blu di metilene ad uno dei due preparati OSSERVAZIONI: 1) PRIMA OSSERVAZIONE Inizialmente, anche con lingrandimento minimo è già possibile osservare la parete, la membrana e gli stomi. Il colore dominante è il rosa tipico della pianta di miseria. Gli stomi hanno circa la grandezza delle altre cellule e hanno la rima stomatica aperta. Aumentando lingrandimento è possibile distinguere anche i cloroplasti allinterno degli stomi, i cristalli di ossalato di calcio e le cellule protettive degli stomi. I nuclei,dopo laggiunta di blu di metilene al secondo preparato, vengono evidenziati e ci appaiono di colore viola. continuacontinua

19 2) DOPO LAGGIUNTA DEL LIQUIDO IPERTONICO Se si aggiunge la soluzione ipertonica al primo preparato richiamandola lateralmente con carta assorbente, si assiste ad uno spostamento dei nuclei che da una posizione periferica, schiacciati da vacuolo turgido, giungono fino ad una posizione pressoché centrale. Linterno della cellula è inizialmente rosa perché nei vacuoli ci sono dei liquidi con soluti che li rendono di questo colore. Dopo limmissione della soluzione ipertonico infatti lacqua comincia a uscire e il vacuolo si sgonfia togliendo alla cellula il suo colore ora sostituito dal grigio. CONCLUSIONI: La cellula vegetale si distingue da quella animale per la presenza di organuli specifici ( vacuoli e cloroplasti) e per la presenza di una parete cellulare. I vacuoli contengono soluzioni saline. Gli stomi hanno la rima stomatica che consente il passaggio di acqua e anidride carbonica. A causa del calore fornito dalla luce del microscopio gli stomi si chiudono al fine di evitare la disidratazione. I cloroplasti sono gli organuli su cui si compie la fotosintesi clorofilliana che sfruttando lenergia della luce solare trasforma acqua e anidride carbonica in glucosio e ossigeno (6CO 2 +6H 20 C6H 12 O ). Quando aggiungiamo la soluzione ipertonica lacqua si sposta per osmosi dallinterno del vacuolo verso lesterno; ciò comporta una diminuzione del volume del vacuolo ed il suo avvizzimento. Quindi la cellula comincia a perdere il suo colore e il nucleo avendo più spazio si accentra. Questo processo è chiamato plasmolisi. indice indietroindietro

20 Osservazione di cellule animali in epitelio boccale OBIETTIVO: Esame di una cellula animale. PREREQUISITI: La cellula animale ha una membrana selettivamente permeabile che fa passare le sostanze in base alla loro grandezza. Ad esempio questo passaggio avviene con acqua e soluti che si muovono verso gradiente di concentrazione senza che la cellula debba consumare energia. Questo meccanismo fa si che la cellula raggiunga un equilibrio dinamico con lesterno. Lequilibrio è detto dinamico perché le molecole continuano ad entrare e uscire dalla cellula anche dopo la stabilizzazione. MATERIALI: Microscopio, vetrino porta-oggetti, vetrino copri-oggetti, bastoncino sterile. SOSTANZE: Epitelio orale, acqua distillata, blu di metilene. PROCEDIMENTO: Preparare accuratamente dopo averlo prelevato con un bastoncino sterile dalla parete interna della guancia ed osservare lepitelio boccale al microscopio. Stendere lepitelio appena prelevato sul portaoggetti e far scorrere, dopo aver aggiunto una goccia di acqua distillata, il coprioggetto. Usare un altro vetrino con lepitelio per aggiungere il colorante. OSSERVAZIONI: 1) PRIMA OSSERVAZIONE Le cellule, in generale, sono distanti in quanto lepitelio è disgregato. Da osservare come, al contrario della cellula vegetale, il nucleo si trova in una posizione centrale e lassenza di parete cellulare. 2) DOPOLAGGIUNTA DI ACQUA Dopo laggiunta di acqua creiamo una forte differenza di concentrazione tra linterno della cellula (H 2 O+Sali minerali) e lesterno (solo H 2 O). La cellula quindi comincia a gonfiarsi poiché una grande quantità di acqua si muove verso linterno della membrana plasmatica per raggiungere lequilibrio di concentrazione fino a provocare la rottura della membrana. continuacontinua

21 Laggiunta di questa sostanza, oltre ad evidenziare la struttura e la posizione del nucleo della cellula, ci ha anche permesso di osservare la presenza i batteri, su diversi piani cellulari; probabilmente si tratta di batteri appartenenti alla normale flora batterica del cavo orale. 3) DOPO LAGGIUNTA DEL BLU DI METILENE indice indietroindietro CONCLUSIONI: Abbiamo osservato una cellula animale e la sua esplosione dopo laggiunta dellacqua distillata (soluzione ipotonica). Tale esplosione è avvenuta in seguito allingresso, a causa dellosmosi, di acqua nella cellula. Lo scoppio, che consiste nella rottura della membrana avviene prima che la cellula raggiunga lequilibrio tra lacqua che entra e i sali che escono; questi sono movimenti di trasporto passivo (avvengono senza consumo di energia) e avvengono verso gradiente di concentrazione. Lequilibrio che si raggiunge è un equilibrio dinamico (avviene un continuo scambio). Ipotizziamo ora, che invece di una soluzione ipotonica, ne sia stata aggiunta unaltra ipertonica: accadrebbe il contrario in quanto lacqua uscirebbe e i sali entrerebbero causando un restringimento della cellula.

22 Osservazione della gemmazione in saccaromiceti OBIETTIVO: Osservare con luso del microscopio i saccaromiceti messi a coltura. MATERIALI: Microscopio; vetrino copri oggetto; vetrino porta oggetti; pipetta; 3 beute; SOSTANZE: Glucosio; Lievito di Birra (Saccaromiceti); PREREQUISITI: I saccaromiceti sono dei funghi unicellulari, eucarioti. Essi per riprodursi hanno bisogno di energia, la quale viene ricavata dagli alimenti di cui si cibano. La riproduzione è detta gemmazione. PROCEDIMENTO: 1. Preparare 3 vetrini; 2. In una di essi inserire una piccola goccia di soluzione (preparata precedentemente) di saccaromiceti; 3. Nellaltra una goccia di saccaromiceti e glucosio in coltura da una settimana; 4. Infine nellultimo una goccia di soluzione di saccaromiceti e glucosio in coltura da un giorno; 5. Osservare i vetrini al microscopio e descrivere le sue caratteristiche. OSSERVAZIONI: soluzione di colore marroncino soluzione di colore giallognola soluzione di colore bianco continuacontinua ( 1 settimana ) ( 1 giorno ) soluzione di saccaromiceti soluzione saccaromiceti soluzione saccaromiceti + Glucosio + Glucosio

23 Soluzione saccaromiceti Soluzione saccaromiceti + glucosio ( una settimana ) Soluzione saccaromiceti + glucosio ( un giorno ) CONCLUSIONI: Guardando al microscopio i tre vetrini abbiamo osservato che: nel primo vetrino vi sono delle cellule di saccaromiceti distanti luna dallaltra e senza alcun legame tra loro. Nel secondo e terzo vetrino possiamo invece osservare che le cellule sono,molto vicine tra loro, persino attaccate. Allinterno di esse vi sono anche dei puntini i quali non vanno confusi con i nuclei, essendo invece vacuoli. Lunica differenza tra i due è che nella soluzione a coltura da una settimana, le gemme sono più grandi. La parte cellulare in tutti e tre i vetrini si presenta di colore più scuro (verde), rispetto al resto della cellula. Comunque la differenza sostanziale tra gli ultimi due ed il primo vetrino è che le cellule in presenza di glucosio (C 6 H 12 O 6 ) se ne alimentano producendo in questo modo energia e anidride carbonica (CO 2 ); questultima servirà in seguito per la riproduzione della cellula stessa (gemmazione) indice indietroindietro

24 Fermentazione alcolica dei Saccaromiceti e produzione di CO2 OBIETTIVO: Osservare che durante la fermentazione alcolica dei saccaromiceti si produce anidride carbonica. PREREQUISITI: I saccaromiceti in ambiente anaerobico compiono la fermentazione alcolica, trasformando lacido piruvico proveniente dalla glicolisi in alcool etilicoe anidride carbonica, per ripristinare le scorte di NAD +. CH 3 COCOOH+NADH+H + CH 3 CH 2 OH+NAD + +CO 2 MATERIALI: Beuta(100ml); provettone; 2 tappi di plastica; tubo da raccordo in vetro; 2 filtri. Sostanze: Soluzione in coltura di saccaromiceti + glucosio; Idrossido di Bario,Ba(OH)2 (soluzione satura preparata di fresco) PROCEDIMENTO: 1:Preparare la coltura mezzora, unora prima delluso mettendo 5g di lievitodi birra fresco piu una spatolata di glucosio in 100ml di acqua, precedentemente riscaldata ad una temperatura di 30°C. Versare allinterno di una beuta la soluzione di saccaromiceti più glucosio. 2:Versare allinterno del protettone lidrossido di Bario. 3:Tappare i due contenitori e metterli in comunicazione con il tubo da raccordo. 4:Osservare se avviene una qualche tipo di reazione e se viene prodotta qualche nuova sostanza. OSSERVAZIONI: indice conclusioni

25 CONCLUSIONI: Mettendo in comunicazione la soluzione glucosio-saccaromiceti e lidrossido di Bario avviene una reazione. Infatti la fermentazione dei saccaromiceti porta alla produzione di anidride carbonica,rilevata dal Ba(OH) 2 che funge da indicatore. Infatti,osservando le sostanze,possiamo vedere che nella beuta si formano immediatamente delle bollicine(CO 2 ); questo gas passa allinterno del tubo di raccordo per andare a gorgogliare nel protettone. Qui si forma della schiuma che fa cambiare di colore lacqua di barite e porta alla formazione di un precipitato: il carbonato di Bario. Ba(OH) 2 +CO 2 BaCO 3 +H 2 O Per recuperare, in seguito alla reazione, il precipitato abbiamo filtrato la soluzione che si trova nel protettone con 2 filtri. Così che,nei filtri, rimarrà il carbonato di Bario e nella beuta solo lacqua. indice relazione 11

26 Fermentazione alcolica dei Saccaromiceti e produzione di alcool etilico OBIETTIVO:Dimostrare che la soluzione di saccaromiceti in coltura produce alcool etilico. MATERIALI:Provetta, 3pipette graduate(p5ml)munite di un propipetta che serve ad aspirare il liquido. SOSTANZE:Alcool etilico;NaOH10%;lugol;soluzione in coltura. PREREQUISITI:I saccaromiceti in ambiente anaerobico compiono la fermentazione alcolica. Al termine della glicolisi C 6 H 12 O 6 +2ATP+2NAD + 2CH 3 COCOOH+4ATP+2NADH+2H + al fine di ripristinare la scorta di NAD +, trasformano lacido piruvico in alcool etilico, secondo la seguente reazione: CH 3 COCOOH+NADH+H + CH 3 CH 2 OH+NAD + +CO 2 Vogliamo ora dimostrare che la fermentazione alcolica dei saccaromiceti produce alcool etilico. PREMESSA:Non immergere la punta della pipetta allinterno delle soluzioni al fine di non inquinare le soluzioni stesse. PROCEDIMENTO: 1)Effettuare prima di tutto il saggio in bianco: a)Inserire in una provetta 5ml di alcool etilico; b)Aggiungere 1ml di NaOH al 10%; c)Aggiungere 3ml di lugol, goccia a goccia; d)Osservare cosa succede; 2)Ripetere i punti a,b,c,d, inserendo al posto delletanolo la soluzione di saccaromiceti in coltura. 3)Osservare cosa accade; OSSERVAZIONI: continuacontinua Saggio in bianco

27 Saggio con coltura di saccaromiceti indice indietroindietro CONCLUSIONI: Abbiamo constatato tramite un riconoscimento indiretto, che allinterno della soluzione di saccaromiceti in coltura e presente alcool etilico. Questo perché sia nel saggio in bianco che nel saggio in coltura osserviamo la presenza di un corpo di fondo giallo. In particolare la reazione relativa al saggio in coltura, non avviene in modo immediato, ma con il passare del tempo la soluzione passa da incolore ad opaca, ed inoltre si formano dei piccoli corpuscoli gialli, i quali a mano a mano si compattano e formano il precipitato. Esso si forma quando lalcool reagisce con il lugol e lNaOH e prende il nome di iodoformio. COSA SUCCEDE: Quando lo iodio presente nel lugol e lNaOH reagiscono, danno origine ad acqua, ad ipoiodito di sodio e a ioduro di sodio I 2 +2NaOH NaIO+H 2 O+NaI Poi lalcool etilico e lipoiodito di sodio si ossidano e danno origine allo iodoformio,al carbonato di sodio,allacqua e allidrossido di sodio. CH 3 CH 2 OH+4NaIO HCOONa+CHI 3 +NaI+2Na OH+H 2 O

28 Ricerca dellamido in una foglia OBIETTIVO: Osservare che durante la fotosintesi si produce glucosio che viene poi immagazzinato sottoforma di amido; PREREQUISITI: Lamido deriva dalla polimerizzazione del glucosio prodotto dalla fotosintesi. Occorre eliminare la parete cellulare, costituita di cellulosa, per permettere al lugol di attraversare la membrana cellulare e reagire con lamido eventualmente presente. MATERIALI: Due becher, piastra termoelettrica, pinzette e due foglie(una esposta alla luce ed una no). SOSTANZE: Etanolo, lugol e acqua; PROCEDIMENTO: Immergere le foglie in un becher con acqua in ebollizione per circa 15 min, in modo da eliminare le membrane, dopodiché immergerle in un becher con etanolo per circa 15 min. per estrarre la clorofilla presente nella foglia. A questo punto eseguire il saggio al lugol sulle foglie per verificare la presenza di amido. OSSERVAZIONI: Prima della reazione Dopo laggiunta del lugol si nota che la parte su cui abbiamo messo il reattivo diventa nera Dopo laggiunta del lugol laspetto della foglia rimane invariato Prima della reazione indice conclusioni FOGLIA ESPOSTA ALLA LUCE FOGLIA NON ESPOSTA ALLA LUCE

29 CONCLUSIONI: Come si nota dalle osservazioni la foglia esposta alla luce reagisce con il lugol; questo accade perché la foglia avendo fatto la fotosintesi ha prodotto glucosio che è stato immagazzinato sottoforma di amido. Invece la foglia non esposta alla luce non ha fatto la fotosintesi e di conseguenza, non avendo prodotto amido, non può reagire con il lugol. indice relazione 13

30 Cromatografia ascendente su strato sottile della clorofilla OBIETTIVO: Ottenere la separazione dei caroteni dalle xantofille e dalle clorofille a e b da un estratto vegetale mediante metodo cromatografico. PREREQUISITI: Cromatografia: tecnica di separazione applicata a miscele omogenee di tipo organico. Essa avviene su uno strato sottile ascendente di gel di silice precedentemente applicato su una lastra di vetro. La diversa polarità dei pigmenti determina una maggiore affinità col gel o con letanolo. I pigmenti più apolari sono i carotenoidi poi vengono le xantofille, la clorofilla a e la clorofilla b. MATERIALI: Due camere cromatografiche, lastra di vetro, capillare, becher. SOSTANZE: Gel di silice, eluenti (1° con alcool + acqua + acetone in rapporto 1:1:1 – 2° con etere di petrolio + acetone + cloroformio in rapporto 3:1:1). PROCEDIMENTO: Versare gli eluenti nelle rispettive camere cromatografiche e lasciare riposare in modo che i vapori saturino lambiente; con il capillare prelevare il miscuglio precedentemente concentrato e depositarlo sulle lastre con il gel, aspettare che si asciughi e poi metterne una in ogni camera, aspettare un po e osservare. OSSERVAZIONI: 1° CAMERA: Inizialmente il colore del miscuglio è verde scuro, successivamente salgono verso l alto i caroteni e rimangono più in basso le xantofillie. Clorofilla b Clorofilla a Carotenoidi e xantofille continuacontinua

31 2° CAMERA: inizialmente il colore del miscuglio è verde scuro, successivamente salgono verso lalto le xantofille e rimangono più in basso i caroteni e le xantofille. Clorofilla b Clorofilla a Carotenoidi e xantofille CONCLUSIONI: Con il metodo cromatografico abbiamo separato i caroteni dalle xantofille e dalle clorofille a e b sfruttando la differenza di polarità. Infatti per capillarità leluente sale sulla lastra ed entra in competizione con il gel di silice. Essendo leluente apolare, salendo si porta dietro le sostanze a lui affini mentre le sostanze polari vengono trattenute dal gel. Inoltre cè anche una differenza di polarità tra le due camere, infatti il secondo eluente è più polare. Questo si può capire dal fatto che le xantofille sono più polari rispetto ai caroteni, che invece vengono trascinati dalleluente più apolare. La separazione tra le xantofille e i caroteni dipende anche dal differente peso molecolare, quindi essendo le prime molecole più grandi e quindi più pesanti saliranno meno rispetto al carotene. indietroindietro indice

32 Fluorescenza della clorofilla OBIETTIVO:Osservare la fluorescenza della clorofilla con luso di una lampada ad ultravioletti. PREREQUISITI:La fluorescenza della clorofilla, deriva dallenergia luminosa emessa dalla sostanza in questione, dopo che questa ha assorbito una energia a lunghezza donda maggiore. E = h E= energia; h = costante di plank; = (ni) frequenza. Ultravioletto = hanno frequenza ed energia molto elevate. MATERIALI:Beuta (100 ml), imbuto a gambo corto, filtro, mortaio, lampada ad ultravioletti. SOSTANZE:Alcool (circa 50 ml per ogni mortaio per estrarre la clorofilla dalle foglie), ferro cianuro di potassio (K 3 Fe(CN) 6 ) che serve a far vedere che leffetto fluorescenza non dipende dal colore della sostanza. PROCEDIMENTO:Estrarre la clorofilla con il mortaio in cui ci sono le foglie e lalcool. Far filtrare la clorofilla in una beuta attraverso un imbuto filtrante. Sottoporre la clorofilla alla luce ultravioletta ed osservare attentamente ciò che accade. OSSERVAZIONI: Fluorescenza della clorofilla continuacontinua

33 indietroindietro Beuta esposta alla lampada ad ultravioletti. Sistema per isolare la beuta con la clorofilla da altre radiazioni luminose. continuacontinua

34 CONCLUSIONI:Quando nel complesso antenna passa lenergia luminosa che eccita la clorofilla nel centro di reazione dei fotosistemi, gli elettroni salgono di livello. Questi elettroni tendono a tornare al loro stato iniziale e nella loro ricaduta provocano la fluorescenza di colore rossastro. La luce viaggia sottoforma di singoli pacchetti di energia chiamati fotoni. Un fotone corrisponde ad una determinata quantità di energia luminosa. Lenergia di un fotone è tanto maggiore quanto più corta è la lunghezza donda. La clorofilla se opportunamente illuminata emette calore e fotoni di luce, che producono, man mano che gli elettroni passano dallo stato eccitato a quello iniziale, un bagliore rossastro, nominato con il termine fluorescenza. indietroindietro indice

35 Mitosi in apice radicale di Allium Cepa OBIETTIVO: Osservazioni sullapice radicale di cipolla PREREQUISITI: Lapice radicale di cipolla è un soggetto ideale per losservazione e la descrizione delle varie fasi della riproduzione cellulare, che si scompone in interfase, profase, metafase, anafase e telofase. La punta dellapice è protetta da una zona di disfacimento detta cuffia radicale a cui fa seguito il meristema radicale, e una zona di allungamento in cui il numero delle mitosi diminuisce drasticamente. MATERIALI: Cipolla, becker, capsula petri, vetrino con copri oggetto e microscopio. SOSTANZE: HCl 6 N e reattivo di Schiff, acido acetico glaciale. PROCEDIMENTO: 1. Sospendere con degli stuzzicadenti, una cipolla in un beker pieno dacqua in modo che sia parzialmente immersa ; lasciarla per almeno 3 giorni in modo che possa radicare. 2. Tagliare gli apici delle radichette ( circa 5 mm ) e porli in una soluzione ottenuta aggiungendo 10 ml di acido acetico glaciale a 30 ml di alcool etilico al 100%. Attendere 20 minuti. 3. Sciacquare le radici in acqua distillata per 1 minuto ; trasferirle poi in una capsula Petri contenente HCl 6 N e attendere 5 minuti. 4. Sciacquare ancora in acqua distillata e porre gli apici in una capsula Petri contenente reattivo di Schiff per 15 minuti precedentemente diluito in acqua di rubinetto. 5. Porre gli apici così trattati in una capsula Petri con acqua distillata in modo che siano pronti per lesperimento. 6. Ponete lapice così preparato su di un vetrino in una goccia dacqua. Mettete il coprioggetto e premetelo delicatamente con una gomma di una matita in modo da schiacciare i tessuti. 7. Esaminate il preparato al microscopio OSSERVAZIONI: Con il primo ingrandimento del microscopio, possiamo (10X) possiamo nitidamente distinguere la struttura dellapice radicale, composto da una parte destinata ad usura chiamata cuffia radicale, una seconda parte più interna, detta meristema radicale, ed una terza, detta zona di allungamento. continuacontinua

36 Con il secondo ingrandimento consentitoci dal microscopio, possiamo distinguere nettamente le mitosi cellulari che si stanno svolgendo nellapice. Si notano subito una notevole quantità di mitosi nella parte immediatamente successiva alla cuffia, il meristema radicale. Man mano che ci si allontana da esso, il numero delle mitosi diminuisce in modo esponenziale. Si distinguono infine le varie fasi della mitosi cellulare, e quindi la disposizione dei cromosomi allinterno della cellula. Le fasi del ciclo cellulare sono : Interfase. La cellula è impegnata nelle attività metaboliche e svolge il suo compito come parte di un tessuto. Il DNA si duplica nella interfase per prepararsi alla mitosi (le seguenti quattro fasi che portano fino e comprendono la divisione nucleare). I cromosomi non sono distinguibili chiaramente nel nucleo, sebbene una macchia scura, chiamata nucleolo può essere visibile. Profase. La cromatina nel nucleo inizia a condensarsi e diventa visibile al microscopio ottico sotto forma di cromosomi. La membrana nucleare si dissolve, segnando l' inizio della prometafase. Alcune proteine si attaccano ai centromeri formando i cinetocori. I microtubuli si attaccano ai cinetocori e i cromosomi cominciano a muoversi. Metafase. Le fibre del fuso allineano i cromosomi lungo l' equatore della cellula. Questa linea viene chiamata piastra metafasica. Questa organizzazione aiuta ad assicurare che nella fase successiva, quando i cromosomi sono separati, ciascun nuovo nucleo riceverà una copia di ciascun cromosoma. Anafase. I cromosomi duplicati si separano al livello dei cinetocori e si muovono verso i poli opposti della cellula. Il movimento è causato da una combinazione del movimento del cinetocoro lungo i microtubuli del fuso e attraverso l' interazione fisica dei microtubuli polari. Telofase. Si formano nuove membrane intorno ai nuclei figli mentre i cromosomi si disperdono e non sono più visibili al microscopio ottico. La citocinesi o divisione cellulare può iniziare durante questa fase. indietroindietro continuacontinua

37 indice indietroindietro CONCLUSIONI: Possiamo notare che nel meristema radicale il numero di mitosi è molto elevato; esse diminuiscono man mano nella zona di allungamento.

38 Fotosintesi OBIETTIVO: 1) Dimostrare che durante la fotosintesi si ha la produzione di O 2. 2) Dimostrare che la velocità con cui avviene la fotosintesi è influenzata dalla distanza dalla sorgente luminosa. PREREQUISITI: la fotosintesi è una reazione endotermica che trae energia dal sole, che avviene nei cloroplasti. LUCE 6CO 2 + 6H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 CLOROFILLA Una soluzione di metilarancio in presenza di O 2 vira allincolore-giallo. MATERIALI: 3 provette, becher (250 ml), porta provette, 3 tappa provette, candela, scatolone. SOSTANZE: elodea, acqua, metilarancio. PROCEDIMENTO: prelevare 3 rametti di elodea e inserirli in 3 provette diverse. Tapparle e distanziarle diversamente dalla candela e calcolare il tempo di decolorazione significativo della velocità con cui è avvenuta la fotosintesi con la produzione di ossigeno. OSSERVAZIONI: PRIMA DOPO DOPO continuacontinua

39 Fotosintesi OBIETTIVO: 1) Dimostrare che durante la fotosintesi si ha la produzione di O 2. 2) Dimostrare che la velocità con cui avviene la fotosintesi è influenzata dalla distanza dalla sorgente luminosa. PREREQUISITI: la fotosintesi è una reazione endotermica che trae energia dal sole, che avviene nei cloroplasti. LUCE 6CO 2 + 6H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 CLOROFILLA Una soluzione di metilarancio in presenza di O 2 vira allincolore-giallo. MATERIALI: 3 provette, becher (250 ml), porta provette, 3 tappa provette, candela, scatolone. SOSTANZE: elodea, acqua, metilarancio. PROCEDIMENTO: prelevare 3 rametti di elodea e inserirli in 3 provette diverse. Tapparle e distanziarle diversamente dalla candela e calcolare il tempo di decolorazione significativo della velocità con cui è avvenuta la fotosintesi con la produzione di ossigeno. OSSERVAZIONI: PRIMA DOPOPRIMA continuacontinua

40 Livello acqua finale Livello acqua iniziale CONCLUSIONI: abbiamo dimostrato che con la fotosintesi cè produzione di O 2. Questo infatti è stato dimostrato dallelodea sotto limbuto, che, producendo ossigeno, ha fatto abbassare il livello dellacqua nella provetta; ma tutto ciò è stato confermato dalle 3 provette con dentro lelodea. Queste infatti dal colore rosa iniziale sono passate al giallo, segno di reazione del metilarancio e quindi di avvenuta fotosintesi con produzione di ossigeno. Tuttavia abbiamo notato che la provetta più vicino alla candela ha reagito prima delle altre, per questo possiamo che la velocità con cui avviene la fotosintesi dipende anche dalla distanza dalla fonte luminosa. indietroindietro indice


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