Micron 2003 - Guida alle attività
Stage3
Il mondo fatto a fette
Il mondo al microscopio
Il terzo stage è dedicato all’osservazione degli esseri
viventi e del mondo intorno a noi attraverso il microscopio.
Dallo studio dei campioni nel secondo stage si è passati
allo studio dei preparati, una forma ridotta di campione
osservabile sotto il microscopio. In questo stage i ragazzi
incontrano nuovamente il mondo delle cellule (già visto con
la preparazione dei protozoi nel secondo stage) e il mondo
dei preparati realizzati a partire da oggetti inanimati. Gli
studenti sono chiamati ad allestire nell’ordine:
−
−
−
−
−
un vetrino di cellule buccali
un vetrino a partire da un catafillo di cipolla
studio del concetto di sezione
preparare una sezione a partire da un ago di pino
preparazione di un vetrino di vitamina C
Il viaggio nel mondo del microscopio si conclude con
l’osservazione delle rocce.
Preparare vetrini di cellule eucariote
Un preparato di cellule eucariote animali può essere
facilmente realizzato a partire dalle cellule della mucosa
buccale. Le cellule della mucosa buccale, sono di grosse
dimensioni e quindi sono facilmente osservabili sotto il
microscopio. Per realizzare il preparato occorre raccogliere
le cellule, queste si prelevano sfregando la parte interna
della guancia con un cucchiaino
meglio utilizzare dei cucchiaini da caffè in plastica; di
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norma sono facilmente reperibili nei grandi supermercati
in pacchetti da 150-200 pezzi ed è bene che siano
utilizzati una volta sola in modo da preservare le
condizioni igieniche.
Vetrino di cellule di sfaldamento della mucosa
boccale. Le cellule sono le macchie giallastre
riconoscibili nell’immagine. (40x)
Cellule di sfaldamento della mucosa boccale, per
osservarle ad alto ingrandimento occorre chiudere
molto il diaframma del condensatore. (400x)
Il raschiato così ottenuto, sulla punta del cucchiaino,
viene deposto su di un vetrino portaoggetti e con l’aiuto
di una pipetta o di un contagocce si depongono una o
due gocce di acqua in modo da disperderle ma in un
volume non troppo grande per non dover faticare a
ritrovarle durante la fase di osservazione microscopica
e si depone un vetrino coprioggetti. Il preparato viene
messo sotto l’obiettivo del microscopio e con tutto il
diaframma di apertura chiuso si inizia l’osservazione,
come di consueto iniziando dall’ingrandimento minore (di
solito 40x). In realtà il potere più basso del microscopio
non è adatto all’osservazione delle caratteristiche cellulari
e conviene usare l’ingrandimento 40x solo per centrare gli
agglomerati di cellule (che di solito se osservate a 40x con
il diaframma chiuso sono grigiastre) per poi rapidamente
passare all’ingrandimento 100x, avendo cura di aprire
leggermente il diaframma del condensatore. Solo quando
si sono notate tutte le caratteristiche osservabili a 100x
passare 400 ingrandimenti
Ricordare agli studenti che la corsa della messa a
fuoco tra l’obiettivo 10x e il 40x è di piccolissima entità
(submillimetrica) ed è sufficiente utilizzare la rotella
della messa a fuoco micrometrica, ciò evita anche
possibili rotture degli obiettivi dovute all’uso della vite
macrometrica.
Il mondo della cellula eucariota animale
Con questo primo preparato si incontra il mondo della cellula
eucariota e se ne possono osservare le caratteristiche,
utilizzate il modulo 6 alla fine del capitolo per chiedere agli
studenti di descrivere la maggior parte delle caratteristiche
e di disegnare ciò che vedono nel microscopio.
Cellula boccale: si possono osservare il citoplasma,
gli organuli citoplasmatici e il nucleo di forma ovalare
in posizione centrale. (400x - DIC)
Nella prima parte dell’attività conviene seguire gli
studenti, molti non ricordano l’uso del condensatore
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imparato nel secondo stage e molti lavorano con il
diaframma del condensatore mal regolato ciò può
impedire l’osservazione di tutti i particolari che i
microscopi moderni, seppur di tipo didattico, sono in
grado di rivelare.
Nella cellula dovrebbero essere facilmente riconoscibili:
Per realizzare il vetrino di cellule di cipolla occorre
tagliare la cipolla e prelevare il catafillo, la sottile
pellicina che è presente tra le singole foglie (cerchi
biancastri nell’immagine).
Il catafillo di cipolla così come appare appena
prelevato dalla cipolla, una sottile lamina biancastra
costituita da pochi strati cellulari.
Catafillo di cipolla: ecco come appare se osservato
al microscopio a basso ingrandimento il catafillo di
cipolla, ogni poligono è una cellula vegetale. (40x)
−
−
−
−
−
il nucleo
il citoplasma
la membrana citoplasmatica
la membrana nucleare
gli organuli citoplasmatici
Chiedete agli studenti di osservare tutte le caratteristiche
della cellula ma senza guidare la loro osservazione,
al momento della discussione dei risultati chiedete di
descrivere ciò che hanno visto attraverso lo strumento.
Oltre all’individuazione e caratteristiche qui sopra
elencate stimolate ad esempio la discussione su dettagli
che difficilmente saranno riportati dagli studenti sul
modulo, ad esempio se sono stati in grado di riconoscere
delle strutture all’interno del nucleo (ci sono delle
strutture addensate o i nuclei sono del tutto omogenei),
in che rapporti relativi sono il nucleo e il citoplasma
delle cellule, che posizione prevalentemente sembrano
occupare i nuclei nella cellula (erano tutti al centro, tutti
in periferia), se hanno osservato cellule con più nuclei.
Introducete nella fase di discussione il concetto di
rapporto nucleo-citoplasmatico (RN/C). Il rapporto nucleocitoplasmatico è assai importante perché in maniera
molto grossolana definisce le caratteristiche funzionali
della cellula. Un buon esempio (dis.2) sono proprio le
nostre cellule epiteliali di raccolte per la realizzazione
del preparato. Le cellule che sono state raccolte hanno
quasi tutte citoplasma molto esteso e nucleo piccolo,
quasi sempre in posizione centrale. Il citoplasma così
esteso è indice, da parte della cellula, di una alta capacità
di produrre energia in quanto dotata di un di molti
organuli citoplasmatici. Occorre quindi sempre ricordare
l’equivalenza grande citoplasma = grande numero di
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Dettaglio delle cellule vegetali: si possono
riconoscere il citoplasma e i nuclei in posizione
periferica rispetto al volume della cellula. (400x)
organuli = grande capacità di produrre energia = lunga vita
cellulare. Al contrario cellule dotate di poco citoplasma,
come ad esempio i linfociti sono cellule destinate ad
avere vità più breve e in esse prevale invece un nucleo di
dimensioni maggiori, a causa dell’alto tasso di trascrizione
al quale sono sottoposti i geni, tutto ciò dovuto alla
funzione che essi esplicano nell’organismo (che ricordo è
una funzione immunitaria). Il rapporto RN/C né quindi assai
importante per una prima definizione delle caratteristiche
cellulari. E’ da ricordare che cellule anche molto diverse
tra loro per forma, ad esempio una cellula mucolare e
un fibroblasto possono avere RN/C abbastanza simile pur
avenfo funzioni completamente diverse nell’organismo.
Chiedete ai ragazzi di disegnare le caratteristiche
osservate al microscopio, il disegno fa si che essi prestino
molta più attenzione a ciò che fanno trasformando
l’esperienza da mero gioco a momento formativo.
Il mondo della cellula eucariota vegetale
Osservazione con microscopio a contrasto
interferenziale di cellule vegetali, sono più evidenti le
caratteristiche della cellula grazie al contrasto tipico
di questo modello di microscopio. (400x)
Lavorare sul concetto di sezione: il taglio su piano
trasversale di un arancia.
Il secondo preparato dello stage si può realizzare sia a
partire da una sottile pellicina, il catafillo, che si trova tra
gli strati di foglie modificate sia della cipolla bianca che
di quella rossa (o di Tropea) e ci guida alla scoperta del
mondo della cellula così come osservato e descritto nella
Micrographia da Robert Hooke (1635-1703), insigne
scienziato inglese. Il nome cellula infatti, deriva dal latino
cella, stanza, la cellula quindi è una piccola stanza e il
nome fu dato da Hooke proprio osservando un pezzo di
sughero, un preparato che per caratteristiche, è molto
simile al catafillo di cipolla. La pellicina viene rimossa
e deposta su di un vetrino e osservata montata in una
goccia d’acqua. Utilizzando la seconda parte del modulo 6
chiedete agli studenti di descrivere la cellula e di farne un
disegno. La cellula vegetale è molto diversa dalle cellule
sin qui osservate, nella fase di discussione fate rilevare:
−
−
−
−
diversità della forma della cellula
localizzazione del nucleo
presenza della parete cellulare
localizzazione del citoplasma
Micron 2003 - Guida alle attività
− presenza del vacuolo
Gran parte delle osservazioni qui sopra elencate
dovrebbero già essere notate dagli studenti stessi durante
l’attività. Nel caso dell’uso di una cipolla rossa di Tropea
sarà meglio visibile la parete cellulare, che in questo caso
non essendo colorata (i pigmenti colorati si trovano dentro
il vacuolo) risulterà nettamente più visibile.
Es. dal taglio su piano trasversale di un arancia si
origina una immagine a “ruota di carro”, una delle
possibili sezioni che possono ottenute tagliando una
arancia.
Richiamate l’attenzione degli studenti sulle caratteristiche
delle piante e delle cellule vegetali in genere, i cloroplasti
che sono tipici delle piante e quindi anche delle cellule
vegetali che non si sono potute identificare in questo
preparato. Perchè?
Il concetto di sezione
Un rametto di aghi di pino
Il mondo al microscopio è un mondo radicalmente
diverso da quello che normalmente ci circonda. Il mondo
microscopico, o meglio il mondo così come deve essere
preparato per essere osservato attraverso le lenti dello
strumento, può essere a volte anche molto diverso da
come siamo abituati ad osservarlo. Questa terza attività
prende le mosse proprio dallo studio e dal disegno di
oggetti della quotidianità. Viene chiesto ai ragazzi di
disegnare quattro possibili figure che si possono originare
dal taglio di oggetti comuni: una mela, una arancia e una
banana. L’attività utilizza il modulo 7 per guidare il lavoro
pratico.
Si aiutino i ragazzi il meno possibile in modo che
possano liberamente ragionare sul concetto di oggetto
e di sezione. La cosa che occorre spiegare bene è il
lavoro che essi sono chiamati a svolgere, ricordate loro
che devono disegnare la forma della sezione di taglio e
non come il taglio è stato realizzato.
La lametta che viene usata per produrre le sezioni di
ago di pino deve essere rotta in due. Solo una delle
due parti verrà utilizzata per il taglio.
Questa attività seppur senza usare lo strumento suscita
molto interesse presso gli studenti, oggetti che sembravano
essere banali si rivelano ora difficili e complessi. Nella fase
di discussione se è possibile si usino i frutti e con l’uso
Micron 2003 - Guida alle attività
di un coltello li si tagli e li si disegni alla lavagna per far
vedere la forma che le sezioni possono avere. Chiarite i
concetti di orientamento e di nomenclatura delle sezioni
(sezioni longitudinali, trasversali, mediane, sagittali).
Sezionare l’ago di pino
Aiutatevi con un dito come “guida” per il taglio
dell’ago di pino con metà della lametta da barba.
Conviene effettuare il taglio su di un foglio bianco.
Sezionare un ago di pino da modo di osservare al
microscopio il risultato del taglio di un oggetto. Tra i
vari oggetti che è possibile osservare in sezione al
microscopio, l’ago di pino si presta assai bene: è comune,
di facile reperibilità, facile da sezionare ed esteticamente
bello se posto sotto le lenti di un microscopio. Per operare
il taglio dell’ago di pino è bene munirsi di una lametta da
barba, quelle a doppia lama, disponibili presso i grandi
supermercati.
Il taglio con la lametta da barba deve essere
realizzato esclusivamente dagli insegnanti
Immagine di una sezione di ago di pino: ecco come
appare il preparato di ago di pino in sezione. (40x)
Le rocce così come si trovano in natura.
Per evitare di ferirsi rompete la lama in due in modo da
avere una lama sola come è possibile vedere nelle foto a
lato. Il taglio va fatto tenendo fermo l’ago di pino con un
dito e usandolo come guida su cui far scorrere la lama.
Dopo un po’ di esercizio si riusciranno a preparare delle
sezioni di 250 micron (un quarto di millimetro) e con un po’
più di allenamento anche sezioni molto più sottili sino a
100-150 micron. Sulla sezione che va montata anch’essa
in una goccia d’acqua e messa sotto il microscopio si
possono osservare le cellule che compongono l’ago di
pino ma questa volta organizzate in tessuti. Dal mondo
delle cellule isolate o osservate per schiacciamento si
passa all’osservazione di un organo (la foglia) osservato in
sezione, ciò permette di osservare non solo le cellule (che
avremmo potuto preparare anche per schiacciamento
come nel caso del catafillo di cipolla o per dissoluzione
come nel caso delle cellule della bocca) ma anche i
rapporti relativi tra le varie cellule che compongono la
foglia. Si noti, che è vero che la sezione da una visione del
mondo molto distante dalla tridimensionalità degli oggetti
a cui noi siamo abituati, (esercizio precedente serviva
proprio a chiarirne le caratteristiche e le limitazioni) ma
altresì è un potente sistema per indagare la forma degli
Micron 2003 - Guida alle attività
oggetti posti sotto il microscopio.
Con questa ultima attività che ha portato per mano i ragazzi
dalla scoperta delle proprietà dei sistemi di lenti all’uso
del microscopio stereoscopico e all’uso del microscopio
biologico si conclude questo viaggio attraverso il
microcosmo che ci circonda e gli strumenti che occorrono
per iniziarne l’esplorazione.
Per osservare le rocce al microscopio il primo passo
è ridurle in sezioni sottili 2-3 mm.
Prima di concludere questo viaggio vediamo ancora
quale mondo microscopico si possa trovare nello studio
delle rocce e dei cristalli.
Il mondo delle rocce al microscopio
a
Le sezioni di 2-3 mm vengono poi fatte aderire ad
un vetro tramite un collante e per abrasione su
macchine apposite (lapidelli) portate allo spessore
standard di 25 micron. A tale spessore le sezioni
sono traslucide come nella immagine a qui sopra.
Se si dispone di sezioni di roccia (possono essere
comprate o richieste alle Università – geologia – o alle
aziende di rilevanza nazionale interessate allo studio del
territorio e delle fonti di energia) e di un microscopio a luce
polarizzata si dischiude il mondo delle rocce al microscopio.
Le rocce infatti al contrario di quanto i potrebbe pensare a
causa della loro durezza sono osservabili al microscopio.
La stessa classificazione delle rocce viene stabilita in base
all’aspetto e alle caratteristiche ottiche che esse mostrano
quando osservate con un microscopio. L’uso della luce
polarizzata fa si che le sezioni di roccia, se osservate
al microscopio, siano assai colorate e quindi attraggono
molto l’attenzione dei ragazzi. Ma se non si dispone di
sezioni sottili di rocce può essere egualmente interessante
osservare il mondo dei cristalli al microscopio e un modo
semplice può essere quello di cristallizzare la vitamina C.
Cristallizzare la vitamina C
La vitamina C osservata al microscopio è un mondo
di colore. Le rocce se osservate al microscopio
hanno immagini molto simili.
Se non si dispone di sezioni di roccia (possono essere
comprate o richieste alle Università e ai centri di ricerca
come AGIP o ENEL) si possono creare dei semplici ma
bellissimi cristalli usando la vitamina C. La vitamina C,
altresì detta acido ascorbico, può essere reperita in una
farmacia un po’ fornita, di norma viene venduta in polvere.
Per cristallizzarla occorre semplicemente deporre su di un
vetrino portaoggetti due o tre gocce d’acqua e far cadere
un po di polvere di vitamina C, sciogliere bene la polvere
Micron 2003 - Guida alle attività
utilizzando uno stuzzicadenti e lasciarla asciugare all’aria
o, se d’inverno, sul termosifone.
Un suggerimento molto interessante è provare ad
osservare il vetrino mentre si sta asciugando (quando
cioè il vetrino comincia ad essere parzialmente
biancastro), in tal modo si può seguire nel tempo la
cristallizzazione della vitamina C.
Si ricordi che i vetrini di vitamina C vanno osservati a basso
ingrandimento (40x, 100x) e che non occorre mettere
il vetrino coprioggetti che rovinerebbe parzialmente il
cristallo, ciò fa si che il vetrino non possa essere conservato
e che debba essere rifatto al momenton dell’osservazione
al microscopio. Con un po’ di pratica si realizzeranno degli
ottimi vetrini.
Micron 2003 - Guida alle attività
Modulo 6
La forma della cellula
Componenti ____________________________ ________________________________
Scuola ______________________________________________________ Classe ____
Descrivere le caratteristiche
− Forma
− Dimensioni
− Colore
− Dettagli cellulari
spazio per il disegno
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
Descrivere le caratteristiche
− Forma
− Dimensioni
− Colore
− Dettagli cellulari
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
spazio per il disegno
Micron 2003 - Guida alle attività
Modulo 7
Il concetto di sezione
Componenti ____________________________ ________________________________
Scuola ______________________________________________________ Classe ____
Disegnare nei riquadri le forme che possono originarsi dal taglio di:
Mela
Arancia
Banana
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Micron 2003 - III° stage - ORARIO
Attività 1 - allestimento di un preparato: le cellule boccali
Introduzione:
15 minuti
Attività pratica/apprendimento cooperativo: allestimento vetrini
30 minuti
Esposizione dei risultati
20 minuti
Attività 2 - allestimento di un preparato: il catafillo di cipolla
Introduzione:
10 minuti
Attività pratica/apprendimento cooperativo: allestimento vetrini
30 minuti
Esposizione dei risultati
15 minuti
Attività 3 - studio del concetto di sezione
Introduzione:
5 minuti
Attività pratica/apprendimento cooperativo
20 minuti
Esposizione dei risultati
15 minuti
Attività 4 - allestimento di un preparato: l’ago di pino
Introduzione:
5 minuti
Attività pratica/apprendimento cooperativo
15 minuti
Esposizione dei risultati
5 minuti
Micron 2003 - Guida alle attività
Attività 5 - allestimento di un preparato: la vitamina C
Introduzione:
5 minuti
Attività pratica/apprendimento cooperativo
15 minuti
Attività 6 - studio delle sezioni di roccia
Introduzione:
5 minuti
Attività pratica/apprendimento cooperativo
10 minuti
