Facciamo le Scienze - Biologia

 

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raccolta di esperimenti di biologia

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RACCOLTA DI ESPERIMENTI SCIENTIFICI FACCIAMO LE SCIENZE BIOLOGIA Prof.ssa Mariangela Vallone IC “Rita Levi Montalcini” Zagarolo (RM)

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Sommario 1 Viventi e non viventi..........................................................................................4 1.1 Il cristallo che cresce .................................................................................4 2 La cellula e i viventi...........................................................................................5 2.1 Osservazione di cellule di lievito ..............................................................5 2.2 Osservazione di cellule batteriche .......................................................5 2.3 Osservazione delle cellule vegetali .......................................................5 2.4 Osservazione delle cellule animali .........................................................6 3 BATTERI, PROTISTI, FUNGHI, VIRUS E MALATTIE INFETTIVE.7 3.1 Valutiamo lo stato di igiene dell’aula ........................................................7 3.2 Valutiamo l’igiene delle mani....................................................................7 3.3 Osserviamo i batteri formanti una colonia al microscopio ..............8 3.4 Verifichiamo l’azione dei microrganismi sugli alimenti. ....................8 4 Le Piante ............................................................................................................10 4.1 Cloroplasti al microscopio .........................................................................10 4.2 Osserviamo la clorofilla .........................................................................10 4.3 L’osmosi .......................................................................................................11 4.4 La funzione del fusto...............................................................................11 4.5 La traspirazione delle foglie. .................................................................11 5 Gli Animali .........................................................................................................12 5.1 A caccia di animaletti: ...............................................................................12 5.2 Osserviamo il rivestimento di alcuni animali .....................................12 5.3 Osservazione al microscopio di cellule animali: il fegato ...............13 6 La riproduzione ................................................................................................14 6.1 Osserviamo la gemmazione di lieviti.......................................................14 6.2 Osserviamo una cellula uovo ..................................................................14

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6.3 Osserviamo la riproduzione di una felce............................................15 7 I muscoli ............................................................................................................16 7.1 Il muscolo lievita!........................................................................................16 7.2 Costruiamo un modellino del meccanismo di movimento! ................16

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1 Viventi e non viventi 1.1 Il cristallo che cresce Materiale occorrente: un barattolo di vetro resistente al calore, spago, un cucchiaino, una matita, soda per bucato, acqua calda, una bacinella, una graffetta. Procedimento: riempire il barattolo con acqua calda e versare in esso alcuni cucchiaini di soda; mescolare fino a quando non si è sciolta. Aggiungere altra soda e mescolare. Versare dell’acqua calda nella bacinella e immergere in essa il barattolo, in modo che non si raffreddi; continuare ad aggiungere soda fino a saturare l’acqua. Fissare la graffetta a una estremità dello spago e legare l’altra intorno alla matita, circa a metà. Disporre la matita trasversalmente all’imboccatura del barattolo, in modo che la graffetta sia immersa nel barattolo. Attendere qualche giorno per poi fare le osservazioni Osservazioni: La soda inizia a rapprendersi intorno allo spago sotto forma di cristalli. A mano a mano che l’acqua evapora il cristallo cresce. E’ importante guidare i ragazzi a capire che la crescita del cristallo non è confrontabile con quella di un essere vivente facendoli riflettere sulle sostanze che il cristallo usa per crescere (la soda sciolta nell’acqua) e su quelle che usa un essere vivente (le sostanze contenute negli alimenti, dopo averle trasformate). L’organizzazione di un essere vivente può essere distrutta e poi ricostituita? Si propongono semplici schemi che aiutino a capire come negli esseri viventi ciò non sia possibile e si chiede ai ragazzi di costruirne altri

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2 La cellula e i viventi 2.1 Osservazione di cellule di lievito Materiale: un cubetto di lievito di birra fresco, acqua tiepida, cucchiaino, bicchiere, microscopio Esecuzione: stempera una punta di lievito in un cucchiaino di acqua tiepida. Preleva una goccia e disponila sul vetrino portaoggetti; copri con il vetrino coprioggetti ed osserva al microscopio. Si vedranno innumerevoli cellule sferoidali, con la spessa parete cellulare ben evidente. 2.2 Osservazione di cellule batteriche Materiale: yogurt; microscopio; vetrini porta e coprioggetto; spruzzetta con acqua di rubinetto; stecchino. Esecuzione: con uno stecchino prendi una piccola quantità di yogurt e sistemala sul vetrino, aggiungi una goccia d’acqua e fai sciogliere bene lo yogurt nell’acqua. Copri con il vetrino coprioggetti e osserva al microscopio. 2.3 Osservazione delle cellule vegetali Materiale: microscopio, cipolla, bisturi o coltello, pinzette, vetrino porta e coprioggetto, blu di metilene (o tintura di iodio). Esecuzione: prelevare una squama dal bulbo di una cipolla e con le pizzette sollevare dalla parte interna la sottilissima pellicina che la riveste; appoggiarla su un vetrino pulito, distendendola delicatamente. Aggiungere una goccia di blu di metilene e coprire col vetrino coprioggetti, premendo delicatamente per eliminare tutta l'aria. Osservare il preparato al microscopio. Nelle cellule vegetali sarà evidente la parete ispessita, il blu di metilene evidenzierà il nucleo.

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2.4 Osservazione delle cellule animali Materiale: microscopio, spatolina, vetrino porta e coprioggetto, acqua, blu di metilene (o tintura di iodio). Esecuzione: Raschiare leggermente con la spatolina la superficie della mucosa interna della guancia. Disporre sul vetrino portaoggetti il materiale raschiato, aggiungendo una goccia di acqua. Effettuare la colorazione col blu di metilene e ricoprire con il vetrino coprioggetti. Osservare il preparato al microscopio. Cosa si osserva: nelle cellule animali si vedrà una zona di colore più intenso al centro: il nucleo. Non osserveremo alcuna parete ispessita

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3 BATTERI, PROTISTI, FUNGHI, VIRUS E MALATTIE INFETTIVE 3.1 Valutiamo lo stato di igiene dell’aula Materiale: n.11 piastre Petri “contact plate” di superficie pari a 24 cm2 e di diametro di 5,5 cm, pennarello, rotolo di carta. Procedimento: con il panno di carta monouso puliamo dalla polvere la superficie che vogliamo analizzare, costituite da n.5 banchi, la cattedra, 3 pareti, il davanzale e una finestra dell’aula. Dopo aver rimosso il coperchio della piastrina, questa viene fatta aderire alla superficie in esame e premuta verticalmente delicatamente, senza muoverla durante il contatto, per non rompere il terreno. Terminato il prelievo, sul coperchio di ciascuna piastrina indicare: il locale campionato, il tipo di superficie, il gruppo do microrganismi ricercato. Le piastre vengono messe ad incubare a T ambiente per 4/5 giorni. Risultati: al termine dell’incubazione, si procede alla lettura dei risultati che consiste nel conteggio delle colonie visibili ad occhio nudo. Se il numero supera le 25 colonie, il livello d’igiene delle superfici è insufficiente. 3.2 Valutiamo l’igiene delle mani. Materiale: piastre Petri pennarello. Procedimento: si scelgono dei ragazzi e s’invitano a toccare con le dita il terreno delle capsule Petri. Si chiudono le piastre e si etichettano. Si ripete la procedura dopo aver lavato le mani. Si tengono le piastre ad incubare qualche giorno a T ambiente e quindi si leggono i risultati

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facendo un confronto fra le piastre indicatrici “mani sporche” e “mani pulite”. 3.3 Osserviamo i batteri formanti una colonia al microscopio Materiale: microscopio ottico, vetrino portaoggetti, vetrino coprioggetto, provette di plastica, pipette in plastica, soluzione fisiologica, piastrina Petri del precedente esperimento, bastoncini ovattati, siringa sterile. Procedimento: Preleviamo col bastoncino ovattato una colonia batterica e stemperiamola in una provetta in cui abbiamo versato 1 ml di soluzione fisiologica sterile prelevandola con una siringa monouso sterile. Preleviamo con una pipetta di plastica una goccia di soluzione e depositiamola su un vetrino portaoggetti. Ricopriamo con un vetrino coprioggetto e osserviamo al microscopio. Osserva e rispondi: cosa vedi? Disegna ciò che vedi? 3.4 Verifichiamo l’azione dei microrganismi sugli alimenti. Materiale: pane, pezzi di merenda, marmellata, contenitore trasparente a chiusura ermetica, cucchiaino o spatola. Procedimento: ogni alunno prende del pane inumidito, lo pone in un contenitore e lo chiude ermeticamente; porta a casa il contenitore avendo cura di conservarlo a T ambiente. Dopo qualche giorno si aprono in classe i contenitori e si osservano i caratteri di colore, odore e consistenza del pane alterato; si confrontano con quelli del pane fresco. Si preleva poi un po’ di muffa dal pane alterato con la spatola e si mette nel contenitore a chiusura ermetica. Dopo qualche giorno si procede all’osservazione. Osserva e rispondi: perché gli alimenti sono soggetti ad alterazione da parte dei microrganismi? Come si può verificare una contaminazione degli

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alimenti? Quali norme igieniche bisogna osservare nella manipolazione degli alimenti?

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4 Le Piante 4.1 Cloroplasti al microscopio In una cellula vegetale, mediante l’uso di un microscopio, è possibile osservare i cloroplasti, responsabili della fotosintesi clorofilliana. Procedimento: sollevare il lembo dello strato superficiale della faccia superiore della foglia, ossia quello di colore verde più intenso che la foglia tiene rivolta verso l’alto; disporre il campione su un vetrino portaoggetti distendendolo bene con una pinzetta e aggiungere una goccia di acqua; coprire il tutto con il vetrino coprioggetto, premendo leggermente per eliminare eventuali bolle d’aria. Osservare il preparato al microscopio. 4.2 Osserviamo la clorofilla La clorofilla è la sostanza verde capace di trattenere l’energia del sole rendendo possibile la fotosintesi. In realtà, esiste un gruppo di pigmenti, quali la clorofilla a di colore verde scuro, la clorofilla b di colore verde giallastro, le xantofille di colore giallo e i caroteni di colore arancione. Mediante una cromatografia su carta si possono separare questi pigmenti in base al loro colore. Procedimento: preparare una soluzione di clorofilla, prendendo delle foglie verdi, sminuzzandole e lasciandole macerare per alcune ore; far cadere alcune gocce di questa soluzione su un foglio di carta, aspettando fra una goccia e l’altra che quella precedente sia stata assorbita; successivamente porre il foglio in un barattolo contenete un solvente come alcool etilico e etere etilico. Aspettare alcuni minuti, poi estrarre il foglietto dal barattolo e si può notare la presenza di macchie di colori diversi, si tratta dei diversi pigmenti.

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4.3 L’osmosi L’osmosi è il fenomeno per cui un solvente passa da una soluzione diluita ad una più concentrata attraverso una membrana semipermeabile, come nella membrana delle cellule dei peli radicali che permette il passaggio dell’acqua e dei sali minerali in essa disciolti dal terreno all’interno della radice, dove esiste una concentrazione salina maggiore. Procedimento: Prendere due patate e scavare una cavità; in una versare un cucchiaio di sale, e appoggiarla in un becker contenente acqua distillata; riempire la cavità dell’altra patata con acqua distillata e metterla in un becker dove è stata versata dell’acqua molto salata; aspettare 2-3ore; in entrambi i casi ci sarà un passaggio di acqua dall’ ambiente in cui c’è una maggiore concentrazione a quello in cui la concentrazione è più bassa. 4.4 La funzione del fusto Procedimento: Riempire d’acqua un bicchiere e colorare l’acqua versando un po’ di inchiostro; mettere un fiore nel bicchiere d’acqua e lasciarlo per un paio di giorni. Cosa noti? 4.5 La traspirazione delle foglie. Procedimento: avvolgere una piantina ricca di foglie in un sacchetto di plastica trasparente, legandolo bene alla base del fusto; porre il tutto al sole; ripetere con una piantina priva di foglie. Dopo qualche ora si noterà il vapore acqueo emesso dalle foglie che a contatto con la parete del sacchetto si è condensato in gocce d’acqua. Nel secondo caso il fenomeno non avviene, in quanto la traspirazione è compiuta proprio dall’apparato fogliare

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5 Gli Animali 5.1 A caccia di animaletti: Materiale occorrente: un imbuto piuttosto grande, un colino o un retino con maglie di circa 1 mm, un barattolo trasparente abbastanza largo, su cui si possono appoggiare l’imbuto, una lampada da tavolo una lente. Procedimento: appoggiare l’imbuto sul barattolo e la retina o il colino sull’imbuto; raccogliere una manciata di terra; versare un po’ di terra sulla retina; porre il barattolo sotto la lampada accesa, in modo che la luce colpisca bene tutta la terra; dopo una o due ore, spegnere la lampada e raccogliere il contenuto del barattolo. Osservazioni: molti animaletti del terreno non amano la luce e si nascondono istintivamente verso il fondo, dove c’è più buio, cadendo dall’imbuto. Osserva con la lente e cerca di classificare quello che hai trovato 5.2 Osserviamo il rivestimento di alcuni animali Materiale occorrente: alcuni campioni di piume, penne, scaglie, e squame, esoscheletri, peli; una lente di ingrandimento Procedimento: osservare ciascun campione con la lente. Disegnare e descrivere quello che si vede. Confrontare i diversi tipi di rivestimento. Preparare una tabella mettendo in relazione i diversi tipi di rivestimento con l’ambiente e le abitudini di vita degli animali.

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5.3 Osservazione al microscopio di cellule animali: il fegato Materiale occorrente: un minuscolo pezzetto di fegato di vitello o pollo (1g), una tazzina, un cucchiaino, acqua, blu di metilene, contagocce, un microscopio, vetrino porta e coprioggetti Procedimento: metti nella tazzina 2 o 3 cucchiaini di acqua e il pezzettino di fegato; sminuzzalo schiacciandolo ripetutamente. Disponi sul vetrino un a goccia dell’acqua torbida che si è formata(non i frammenti di fegato rimasti perché, anche se minuscoli, sono ancora troppo spessi per lasciar passare la luce); aggiungi una goccia di blu di metilene, copri osserva la microscopi disegnando quello che vedi. Osservazioni: sparse nell’acqua si osservano strutture che si ripetono, simili a quelle della mucosa della bocca, ma più rotonde e più piccole. Il nucleo appare grande, sotto forma di pallina scura posta al centro.

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6 La riproduzione 6.1 Osserviamo la gemmazione di lieviti Materiale occorrente: un dado di lievito di birra fresco, acqua, zucchero, un cucchiaino, un bicchiere, un contagocce, microscopio Procedimento: stempera una punta di lievito in un cucchiaino d’acqua. Osserva al microscopio fino al massimo ingrandimento. Aggiungi al lievito sciolto in un bicchiere d’acqua 1- 2 cucchiaini di zucchero, copri il bicchiere e tienilo al caldo per alcune ore. Preleva una goccia di questa preparazione e osservarla al microscopio Osservazione: nella prima osservazione si possono vedere cellule sferoidali solitarie con una spessa parete cellulare: sono le cellule del lievito, un fungo unicellulare. Nella seconda osservazione si possono vedere molte cellule in germinazione: il lievito nutrito con lo zucchero e tenuto al caldo ha incominciato a riprodursi 6.2 Osserviamo una cellula uovo Materiale occorrente: uovo di gallina, una lente, un bicchiere Procedimento: osserva l’esterno dell’uovo con una lente Osservazione: il guscio calcareo è poroso per la presenza di tanti forellini attraverso cui passano i gas per la respirazione del futuro embrione Rompi delicatamente il guscio dall’estremità più larga dell’uovo. Osservazione: all’interno del guscio si nota una pellicola bianca che lo riveste: è la membrana testacea, anch’essa permeabile all’aria. Osserva la camera d’aria. Versa l’uovo in un bicchiere

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Osservazione: riconosci una parte giallina quasi liquida, l’albume, che ha funzioni di protezione e nutrimento dell’embrione; una massa un po’ più compatta, gialla, il tuorlo (il citoplasma della cellula uovo), con funzioni nutritive, rivestito dalla membrana vitellina (la membrana cellulare). Nell’albume puoi riconoscere la calaza, che tiene sospeso il tuorlo nell’albume: è quella specie di cordone gelatinoso biancastro che dobbiamo staccare quando vogliamo separare il tuorlo dall’albume. Se l’uovo è stato fecondato, nel tuorlo si riconosce bene la macula germinativa, biancastra, il primo stadio dello sviluppo dell’embrione 6.3 Osserviamo la riproduzione di una felce Materiale occorrente: fronde di felci con sporangi, un piccolo vaso di terracotta, un recipiente con diametro poco maggiore dell’apertura del vaso, acqua, lente, microscopio da 100 ingrandimenti, vetrino porta e coprioggetti Procedimento: raccogli con cura una fronda di felce dal sottobosco o da un vecchio muro; prima di tagliarla assicurati che porti sulla parte inferiore gli sporangi con le spore. Riempi il recipiente di acqua; capovolgi il vaso di terracotta e appoggialo nel recipiente con l’acqua. Osserva la tua piantina: osserva la fronda e la forma delle foglioline che la compongono. Osserva la pagina inferiore della fronda: può presentare della macchie scure, gli sporangi che contengono le spore per la riproduzione. Preleva delicatamente con la mano le spore e ponile a germinare sul vaso di terracotta rovesciato. Controlla ogni giorno se le spore germinano. Osservazioni: dopo qualche tempo, dalle spore si sviluppano strutture verdognole a forma di cuore. Disegna quello che osservi.

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