I. P. I. A. “E. Rosa” – Sarnano Progetto I. S. S I.P.I.A. “E. Rosa” – Sarnano Progetto I.S.S. Classe: 2°Operatore meccanico Docenti: Frattoni Prof.ssa Giuseppina Bordoni Prof.ssa Patrizia

FOTOSINTESI CLOROFILLIANA

Tramite la fotosintesi gli organismi autotrofi sono in grado di trasformare l’energia solare in energia chimica. Tale energia viene accumulata in molecole di zuccheri sintetizzate a partire dall’acqua e dal diossido di carbonio. La fotosintesi si svolge nei cloroplasti ed è suddivisa in una fase luminosa e una fase indipendente della luce chiamata ciclo di Calvin. Durante la fase luminosa l’acqua viene scissa nei suoi componenti, idrogeno e ossigeno, e viene sintetizzato ATP. Nella fase indipendente della luce, una serie di reazioni chimiche produce glucosio a partire dal diossido di carbonio… come possiamo vedere…

LA REAZIONE CHIMICA CO2 H2O O2 CH2O ANIDRIDE CARBONICA ACQUA OSSIGENO CARBOIDRATI

LA CLOROFILLA LA CLOROFILLA È UN PIGMENTO, CIOÈ UNA SOSTANZA CHIMICA DI COLOR VERDE CHE SI TROVA IN TUTTE LE PIANTE. SI FORMA NEL CLOROPLASTO QUANDO IN ESSO È CONTENUTA UNA ANCHE MINIMA QUANTITÀ DI FERRO E QUANDO LA FOGLIA È ESPOSTA ALLA LUCE

A noi non bastava aver visto sulle pagine del libro o al pc … così ci siamo attrezzati per vedere da più vicino …

Misuriamo ml 15 di blu di bromotimolo

Introduciamo il blu di bromotimolo nei provettoni

Le quattro provette vengono contrassegnate con numeri progressivi

Con una cannuccia, soffiamo dentro la 1a la 3a e la 4a provetta, per introdurvi anidride carbonica

Nella parte alta delle provette in cui è stata introdotta anidride carbonica si può notare il viraggio al giallo della soluzione.

Introduciamo un rametto di Elodea canadensis dentro la 1a la 2a e la 4a provetta

Tutte le provette vengono esposte per 45 minuti alla luce di due lampade, la 4a provetta è avvolta in carta stagnola

Si può notare che il colorito della soluzione all’interno della 1a e 3a provetta è giallognolo, quello della 2a è rimasto blu. La 4 provetta è stata avvolta con carta stagnola

Seconda provetta

Terza e quarta provetta

Nella 1a provetta notiamo la presenza di bollicine Nella 1a provetta notiamo la presenza di bollicine. Si può notare come la soluzione sia tornata al colore iniziale

Un alunno della classe

ESPERIENZA PRATICA MATERIALE USATO Provettoni da batteriologia Porta provette Cilindro graduato Soluzione di blu di bromotimolo Carta stagnola Cannucce di plastica Lampade da illuminazione Pianta di Elodea canadensis

FASI DI LAVORO Prendere quattro provettoni e contrassegnarli rispettivamente, con i numeri 1, 2, 3, 4 Misurare 15 ml di blu di bromotimolo e versarlo in ciascuna provetta Mediante una cannuccia, soffiare dentro la provetta n.1, 3, e 4, al fine d’ introdurre anidride carbonica Nelle provette n. 1, 2 e 4 aggiungere un rametto di elodea Avvolgere la provetta n.4 con la stagnola Esporre tutti e 4 i tubi ad una luce intensa per 45-60’

OSSERVAZIONI Trascorso il tempo stabilito,si è notato che la soluzione della provette n.1 è tornata al colore iniziale (blu). La soluzione della provetta n.3 e n.4, è rimasta di colore giallo-verde, mentre quella contenuta nella seconda provetta è rimasta di colore blu.

CONCLUSIONI In base a quanto osservato possiamo concludere che : nelle provette n. 1, n. 3, n. 4 la soluzione, dopo l’introduzione di CO2 ,diventa di colore giallo-verde, perché l’anidride carbonica a contatto con l’acqua da origine a un acido debole che fa variare il pH del mezzo CO2 + H2O → H2CO3 Successivamente, dopo l’introduzione di un rametto di elodea e l’esposizione alla luce della lampada, la soluzione riacquista il colore iniziale (blu), nelle provette in cui si è verificata la fissazione della CO2 e sulla superficie del liquido si notano delle bollicine dovute alla produzione di un gas (provetta n. 1).

Tra i prodotti compare realmente l’ossigeno? Nella provetta n.2 la soluzione rimane sempre blu perché contiene, oltre al rametto di elodea, solo blu di bromotimolo che a pH basico assume tale colorazione; essa definisce la tonalità del blu iniziale. Nella provetta n.3 è rimasta di colore giallo-verde, perciò l’anidride carbonica, non è stata consumata perché manca la piantina di elodea che contiene il pigmento verde necessario per la fotosintesi. La soluzione della provetta n.4, che contiene CO2 ed elodea è stata ugualmente esposta alla luce della lampada ma è rimasta di colore giallo-verde, perciò l’anidride carbonica, non è stata consumata; questo perché, la stagnola con cui era avvolta, ha impedito la penetrazione della luce. Abbiamo quindi, constatato che la fotosintesi avviene solo se sono presenti tutti gli elementi necessari: cloroplasti, CO2, H2O e luce. Tra i prodotti compare realmente l’ossigeno? Lo verificheremo nella prossima esercitazione.

I. P. I. A. “E. Rosa” - Sarnano Cl I.P.I.A. “E. Rosa” - Sarnano Cl. 2° Operatore meccanico - Docenti: Frattoni Prof.ssa Giuseppina e Bordoni Prof.ssa Patrizia DOMANDE STIMOLO OSSERVAZIONI (IPOTESI) CONCLUSIONI Per la fotosintesi è necessaria l’anidride carbonica(CO2)? la soluzione nelle provetta n. 1 è tornata al colore iniziale (blu). La soluzione riacquista il colore iniziale (blu), a testimonianza dell’avvenuta fotosintesi che ha fissato la CO2. Per la fotosintesi è necessaria la luce? La soluzione della provetta n.4, avvolta dalla stagnola, è rimasta di colore giallo-verde e non si sono sviluppate bollicine. La soluzione della provetta n.4, che contiene CO2 ed Elodea è stata ugualmente esposta alla luce della lampada ma è rimasta di colore giallo-verde, in quanto l’anidride carbonica non è stata consumata; questo perché, la stagnola con cui era avvolta, ha impedito la penetrazione della luce. La fotosintesi avviene solo con la luce solare? Le provette sono state esposte alla luce di comuni lampade. La soluzione delle provetta n. 1 è tornata al colore iniziale (blu) e sulla superficie del liquido sono presenti delle bollicine dovute alla produzione di gas; ciò indica che la fotosintesi avviene anche con energia luminosa emessa da altre fonti oltre al sole. La fotosintesi avviene anche sotto la superficie dell’ acqua? La piantina di Elodea canadensis è stata completamente sommersa dalla soluzione. Nelle provette n. 1 si è verificato la fissazione della CO2 e la produzione di bollicine di gas. Per la fotosintesi è necessaria una piantina verde? Nella provetta n.3 in cui non era presente la piantina verde non si verificata nessuna modifica. La piantina contiene sostanze necessarie per la fotosintesi. Nella prossima esperienza osserveremo le strutture della cellula vegetale deputate al processo fotosintetico. Nella fotosintesi viene prodotto ossigeno? Nella provetta n. 1 si notano bollicine di gas. Rimane da verificare che il gas prodotto nella provetta n. 1 sia ossigeno. Tale esperienza sarà oggetto di studio nella prossima esercitazione.

Nella fotosintesi si sviluppa realmente ossigeno? Proviamo a verificare 2° ESPERIMENTO

Vengono introdotti 15ml di blu di bromotimolo nel provettone .

Si soffia all’interno della soluzione, per introdurvi biossido di carbonio

La provetta con il biossido di carbonio, viene chiusa con un tappo di gomma e collegata ad un barattolo di vetro, contenente una candela. Sul tubo è applicata una pinza che funge da rubinetto.

Si stringe il tubo di gomma con la pinza, si accende la candela, si chiude il barattolo e si cronometra quanto tempo impiega la candela a spegnersi (prima misurazione).

Dopo circa 1h, riapriamo il barattolo, riaccendiamo la candela, richiudiamo il tutto , velocemente allentiamo la pinza e cronometriamo quanto tempo impiega la fiamma a spegnersi. (seconda misurazione). E’ da notare che il colore della soluzione è tornato blu.

MATERIALE USATO Provettone da batteriologia Porta provette Cilindro graduato Soluzione di blu di bromotimolo Cannuccia di plastica Lampade da illuminazione Pianta di elodea canadensis Barattolo di vetro Candela Tubo di gomma Tappo di gomma Pinza di metallo

FASI DI LAVORO Versare 15ml di blu di bromotimolo dentro un provettone Mediante una cannuccia, soffiare dentro al provettone, al fine d’introdurvi CO2 Chiudere il provettone con tappo di gomma. Accendere la candela, inserita nel barattolo di vetro e lasciare stabilizzare la fiamma. Chiudere il barattolo di vetro e cronometrare quanto tempo impiega la candela a spegnersi . E’ da far notare che il barattolo di vetro e il provettone, sono collegati tra loro, mediante un tubo di gomma; il collegamento può essere aperto o chiuso grazie ad una pinza supportata sul tubo stesso. Naturalmente quando si effettua la prima misurazione il collegamento deve essere chiuso.

Successivamente introdurre un rametto di elodea nel provettone ed esporre quest’ultimo alla luce delle lampade per circa h. 1.10’ . Aprire di nuovo il barattolo, riaccendere la candela, lasciare stabilizzare la fiamma, richiudere il barattolo, allentare la pinza per creare il collegamento e cronometrare quanto tempo impiega la candela a spegnersi.

OSSERVAZIONI Dopo che abbiamo soffiato dentro al provettone,contenente blu di bromotimolo, vediamo che la soluzione vira al giallo-verde perché la CO2 fa cambiare il PH del mezzo.Successivamente, dopo aver chiuso il barattolo e il tubo che collega al provettone, la fiamma rimane accesa per circa 6”. Una volta introdotto il rametto di elodea,ed esposto il tutto alla luce delle lampade, vediamo che la soluzione ritorna pian piano al blu iniziale e si sviluppano delle bollicine, che si raccolgono sulla superficie del liquido. Dopo l’avvenuta fotosintesi, si riaccende la candela, si richiude il barattolo,si apre il collegamento e si vede che la fiamma si spegne dopo circa 9”, perciò rimane accesa 3” in più, rispetto alla prima accensione

CONCLUSIONI Inizialmente la candela arde dentro al barattolo chiuso , fin quando c’è ossigeno, ( aliquota di gas intrappolata dentro al contenitore di una determinata capacità) infatti la combustione avviene solo se si è in presenza di combustibile e comburente (O2). Nella seconda accensione , la candela rimane accesa per più tempo rispetto alla prima, perché all’aliquota iniziale di gas, si va ad aggiungere quella quota esigua di O2 , liberata durante la fotosintesi; in base a quanto verificato possiamo affermare che quelle bolle presenti sulla superficie del liquido del provettone, rappresentavano realmente ossigeno.

Per la fotosintesi è necessaria una piantina verde oppure è sufficiente la clorofilla estratta dalla piantina? 3° ESPERIMENTO

Abbiamo preso un rametto della piantina di Elodea canadensis

In un mortaio abbiamo schiacciato con un pestello il rametto aggiungendo acqua per estrarre la clorofilla

Ripetendo le fasi del precedente esperimento si può notare che il colore della soluzione all’interno della 1a provetta è tornato blu mentre nella 2° provetta non è avvenuta alcuna variazione .

CONCLUSIONI In base a quanto osservato possiamo concludere che il processo fotosintetico si realizza solo all’interno dei tessuti vegetali in cui la clorofilla evidentemente non è distribuita in modo uniforme ma localizzata in strutture entro le quali dovrebbe realizzarsi una successione complessa di molte reazioni spinte lungo un percorso prestabilito.

… ci siamo attrezzati per vedere più da più vicino

Come prima cosa abbiamo preso un rametto dalla stessa piantina …

Abbiamo staccato una sua fogliolina

Abbiamo deposto la foglia sul vetrino porta oggetto

Successivamente abbiamo aggiunto acqua distillata

Abbiamo coperto il tutto con un vetrino copri oggetto

Siamo andati a vedere al microscopio ottico

Abbiamo osservato che la clorofilla non è distribuita uniformemente nella cellula, ma si trova organizzata in..........

piccoli corpi verdi …. i cloroplasti

CLOROPLASTO I cloroplasti rappresentano gli organuli deputati alla fo-tosintesi cioè utilizzano la luce solare per sintetizzare zuccheri a partire da mole-cole inorganiche come l’ani-dride carbonica e l’acqua.

ESPERIENZA PRATICA MATERIALE USATO Vetrino copri oggetto Vetrino porta oggetto Contagocce Pinzette da microscopia Piantina di Elodea canadensis Microscopio ottico Acqua distillata

FASI DI LAVORO Deporre una fogliolina di elodea, sopra al vetrino porta oggetto Con un contagocce aggiungere una goccia di acqua distillata Coprire il tutto con un vetrino copri oggetto Osservare al microscopio usando l’obiettivo 40X

OSSERVAZIONI Al microscopio abbiamo visto un tappeto di cellule di forma rettangolare, delimitate da un involucro, chiamato parete cellulare. All’interno c’erano degli organuli di forma rotonda, colorati di verde chiamati cloroplasti. Precedentemente abbiamo fatto la stessa esperienza usando un’altra pianta acquatica, ma non abbiamo distinto nulla perché tutto il campo ottico era colorato di verde intenso.

CONCLUSIONI Dopo questa esperienza possiamo certamente dire, che i vegetali sono costituiti da un insieme di cellule ben strutturate; esse all’interno possiedono diversi organuli tra cui i cloroplasti, contenenti la clorofilla usata nella fotosintesi. Inoltre abbiamo sperimentato che le sezioni del materiale da osservare al microscopio, devono essere estremamente sottili , solo così possiamo avere una buona visione del preparato.

Noi c’è l’abbiamo messa tutta per cercare di darvi una mano a capire la fotosintesi, spero siamo stati d’aiuto … alla prossima volta … se ci sarà ...