L’amilasi è fondamentale nella germinazione delle piante EDUCAZIONE SCIENTIFICA B-10-FSE-2010-4 L’amilasi è fondamentale nella germinazione delle piante allegato del Percorso “La vita in un pugno di terra” di A. Alfano e G. Forni © INDIRE 2014 - http://formazionedocentipon.indire.it (Per le note di produzione si veda il colophon del percorso didattico)

L’amilasi è fondamentale nella germinazione delle piante L’amilasi è l’enzima responsabile della conversione dell’amido in zuccheri semplici, solubili in acqua e perciò in grado di essere trasportati e di rilasciare l’energia necessaria per la crescita. Durante la germinazione i prodotti zuccherini solubili derivanti dalla scissione dell’amido sono destinati alla combustione respiratoria e alla formazione di nuovi tessuti, dal momento che la pianta non è ancora in grado di svolgere la fotosintesi. L’amilasi – oltre che nei semi – è presente anche nelle foglie e in altri organi delle piante; è diffusa anche negli animali - per esempio nella saliva - e in molte specie di microrganismi. Alcune semplici esperienze possono dimostrare la presenza di amilasi e l’azione di questo enzima sull’amido. 2

L’amilasi è fondamentale nella germinazione delle piante Attività digestiva durante la germinazione Le lunghe catene dell’amido possono essere spezzate grazie alla presenza di un enzima, l’amilasi. La presenza di amilasi nei semi in fase di germinazione si può evidenziare in piastre di Petri. Preparare in anticipo alcune piastre di agar amido. Per allestire 4 o 5 piastre portare ad ebollizione 100 mL di acqua con 0,5 g di amido e 2 g di agar. La procedura è la stessa utilizzata nell’attività 4. Attenzione: cambia la quantità di amido. Lasciar bollire per 5-10 minuti alcuni fagioli; serviranno come controllo. Infatti con la bollitura i semi muoiono e gli enzimi si denaturano. Mettere a bagno in acqua alcuni fagioli per 24 ore. Queste fasi preliminari possono essere svolte dal docente oppure realizzate insieme agli studenti. Saggio in piastra di agar-amido – L’amido è stato digerito dall’amilasi contenuta nei semi 3

L’amilasi è fondamentale nella germinazione delle piante Ogni gruppo di studenti riceve dei semi di fagiolo, alcuni dei quali sono stati precedentemente bolliti, altri sono stati tenuti in acqua per 24 ore. Gli studenti tagliano i semi a metà e li pongono su una piastra Petri preparata con agar amido, dopo averli disinfettati e poi sciacquati sotto acqua corrente. I semi -posizionati con la superficie di taglio a contatto con l’agar– devono essere distanziati di circa 2 cm. Le piastre devono essere maneggiate con cautela per evitare che i semi possano scivolare. Infine i ragazzi coprono le piastre che dovranno essere tenute al buio per 24 ore. 4

L’amilasi è fondamentale nella germinazione delle piante Dopo 2 giorni si rimuovono delicatamente i fagioli e si stratifica una soluzione di iodio sulle piastre; ma prima di fare questo si discute con gli studenti circa gli esiti possibili dell’esperienza. Cosa si può prevedere? I ragazzi sanno già che la tintura di iodio di colore giallastro-marrone si colora di blu-viola in presenza di amido. Ricordando che la piastra contiene amido, l’agar dovrebbe colorarsi di blu. Anche i semi contengono amido. Ma allora qual è il senso di questa esperienza? 5

L’amilasi è fondamentale nella germinazione delle piante Dopo che gli studenti hanno espresso le proprie idee, si passa alla verifica sperimentale. Si ricopre ogni piastra con tintura di iodio, si attende qualche minuto, poi si elimina la tintura in eccesso. Come appare le piastra? Si osserva e si prova a interpretare il risultato. Si confrontano i risultati dei diversi gruppi. 6

L’amilasi è fondamentale nella germinazione delle piante In corrispondenza dei semi si osservano aree non colorate: la dimensione dell'area rappresenta l'assenza di amido. I semi contengono qualcosa che ha “digerito”, ha trasformato l’amido. Si osserva che in corrispondenza del seme bollito non c’è stata demolizione dell’amido (controllo). 7

L’amilasi è fondamentale nella germinazione delle piante cotiledone senza embrione cotiledone con embrione cotiledone bollito (controllo) Interpretazione dei risultati Si confronta la piastra colorata con lo stato dei semi che sono stati asportati. L’alone più vistoso è quello in corrispondenza del cotiledone con embrione: contiene la più alta quantità di amilasi. La metà seme senza embrione non ha germinato ma contiene amilasi, sebbene in minor quantità. Il seme bollito è morto: non ha germinato e non ha digerito l’amido. 8

L’amido e l’amilasi Le piante, tranne alcune crittogame, contengono amido di assimilazione sotto forma di granelli microscopici disposti a strati nelle cellule a clorofilla. L’amido di assimilazione è il primo prodotto della fotosintesi nettamente identificabile. L'amido che si forma nei grani a clorofilla è poi trasformato dall'azione dell'amilasi e portato negli altri organi dove viene utilizzato per i bisogni vitali e in parte ridepositato sotto forma di amido transitorio che, come dice il nome, può di nuovo passare in soluzione ed essere trasformato per i bisogni della pianta. Quando l'organismo vegetale si è completamente sviluppato, allora l'amido va ad accumularsi nei vari organi (semi, radici, bulbi, tuberi, ecc.) sotto forma di amido di riserva. La fotosintesi è una reazione di fondamentale importanza per la vita, poiché in virtù di essa il carbonio entra nel ciclo delle trasformazioni biologiche. Senza questa reazione non vi sarebbe vita. 9