Questo esperimento di microscopia ottica permette di approfondire la conoscenza dell’amido. Si può proporre come approfondimento durante lo studio degli alimenti (o dei principi nutritivi).
L’esperienza riguarda la struttura dell’amido (ed in particolare dei legami α-1,4 glicosidici dell’amilosio e α-1,6 dell’amilopectina) e della maturazione della frutta; infatti, durante questo processo l’amido viene convertito in zuccheri semplici. Può essere divisa in due esperimenti nei quali si osservano al microscopio la differente presenza di amido nella banana acerba e in quella matura e le diverse forme di aggregazione dell’amido (granuli diversi per struttura, forma e dimensione) in farine di riso, orzo, segale, mais, frumento e patata.
Scheda esperimento
| Classi | 2° anno |
| Tipologia | Strumentazione semplice, presenza del microscopio |
| Durata | 2 h per ciascuno dei due esperimenti |
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Scheda sintetica delle attività
L’esperimento è composto di due parti che possono essere eseguite anche in modo indipendente.
Esperienza 1
- La classe viene suddivisa in gruppi di lavoro (3 persone per gruppo) .
- A ciascun gruppo viene fornito il materiale opportuno per la preparazione di 3 vetrini: uno con banana acerba, uno con banana matura conservata in frigo, uno con banana molto matura.
- Ogni alunno del gruppo prepara un vetrino.
- Ogni gruppo osserva al microscopio ottico i propri preparati.
- Gli alunni fanno foto e/o schizzo di quanto visto.
- Se è possibile proiettare l’immagine del prodotto sulla lavagna digitale, la interpretazione e discussione del preparato viene effettuata collegialmente.
- Viene aggiunta a ciascun preparato tintura di iodio e si ripete l’osservazione.
- La banana è un frutto detto “amidaceo” perché molto ricco di amido (polisaccaride complesso).
- L’esperimento servirà a verificare che nella banana acerba c’è più amido che in quella matura (colorazione blu-violetto intenso in quella acerba e molto meno intensa in quella matura).
- La banana è infatti un frutto “climaterico” che continua a maturare anche dopo essere stato staccato dalla pianta. L’ etilene, ormone vegetale della maturazione/marcescenza, favorisce la trasformazione dell’amido in glucosio.
Esperienza 2
- La classe viene suddivisa in gruppi di lavoro (4 persone per gruppo).
- A ciascun gruppo viene fornito il materiale opportuno per la preparazione di 4 vetrini.
- Ciascun gruppo ha a disposizione quattro tipi di farine diverse tra maizena, frumina, segale, orzo, riso, fecola di patata, contrassegnate solo da una sigla che deve essere riportata sul vetrino: mais (M) (amido di mais = maizena), frumento (F), segale (S), riso (R), patata (P) (amido di patata = fecola)
- Ogni gruppo osserva al microscopio ottico i propri preparati.
- Confrontando con immagini di una scheda a loro fornita, gli studenti dovranno individuare il tipo di pianta da cui proviene l’amido osservato; infatti, ogni pianta ha granuli d’amido di forme e dimensioni diverse.
- Se è e possibile proiettare l’immagine del prodotto sulla lavagna digitale, la interpretazione e discussione del preparato può essere effettuata collegialmente.
- Gli alunni fanno foto e/o schizzo di quanto visto.
- Viene aggiunta a ciascun preparato tintura di iodio e si ripete l’osservazione. La colorazione consente di riconoscere con maggior facilità i granuli, perché l’amido assume una colorazione blu scuro-viola/nero.
Risorse
- Banana acerba (comprata la mattina dell’esperimento) (figura 1)
- Banana molto matura (buccia con numerosi punti scuri) (figura 1)
- Banana conservata in frigo per diversi giorni (buccia scura) (figura 1)
- Acqua
- Tintura di iodio
- Ago manicato o pinzette
- Contagocce
- Vetrini porta-oggetto
- Vetrini copri-oggetto
- Microscopio ottico
- Microscopio con illuminazione LED a luce trasmessa e/o riflessa e oculare PC che migliora la regolazione dell’ingrandimento e soprattutto la possibilità di fare foto o con il pc o con il software Photomizer
Per la seconda parte dell’esperimento aggiungere:
- Farina di: mais (maizena), frumina, farro, segale, fecola di patata e riso
- Chicchi di: mais e orzo
- Matraccio con pestello
Prerequisiti
- Saper usare il microscopio ottico
- Saper preparare un vetrino
- Conoscere l’amido come sostanza di riserva dei vegetali
Obiettivi di apprendimento
- Conoscere la reazione dell’amido alla tintura di iodio (viraggio al colore blu-violetto)
- Imparare a riconoscere gli amiloplasti che producono e accumulano l’amido nelle cellule vegetali
- Scoprire che i granuli di amido hanno forme e dimensioni diverse a seconda della pianta presa in considerazione
- Scoprire che l’amido si può trovare in parti diverse della pianta: nei semi (cereali), nei fusti modificati (tubero: patata), in alcuni frutti (banana)
- Scoprire che l’amido si converte in zuccheri semplici.
Dotazioni di sicurezza
Nessuna ma è consigliabile far lavorare i ragazzi indossando guanti e camice (anche quelli economici monouso) quando maneggiano la tintura di iodio.
Svolgimento
Premessa
L’amido è un carboidrato di riserva dei vegetali, è presente nelle foglie, nei semi, nelle radici e nei tuberi.
È una sostanza solida e insolubile. L’enzima amilasi trasforma l’amido in glucosio (che è solubile) che poi viene trasportato a tutti gli organi della pianta tramite il sistema conduttore.
I granuli di amido reagiscono con la tintura di Iodio, diluita con acqua, colorandosi di blu-violetto.
L’osservazione al microscopio (ingrandimento 100x) permette di osservare, con o senza iodio, gli amiloplasti e i granuli di amido. Infatti, la forma dei granuli, la stratificazione dell’amido e la posizione, perlopiù eccentrica, dell’ “ilo” (punto intorno al quale si deposita l’amido) sono caratteristici della pianta di appartenenza.
Esperienza 1
Realizzazione
Predisporre un vetrino con una piccola quantità di banana acerba, un secondo vetrino con una piccola quantità di banana matura e un terzo vetrino con la banana con la buccia scura conservata in frigorifero per poter effettuare l’osservazione diretta al microscopio ottico dei rispettivi granuli di amido (fare attenzione a non confondere o inquinare i preparati; usare etichette per distinguere i diversi vetrini).
Mettere sul vetrino porta-oggetto, pochissima polpa di banana ed aggiungere una goccia di acqua. Adagiare, con cura, il vetrino copri-oggetto inclinandolo ad angolo acuto sul vetrino porta-oggetto per poi coprire il preparato facendo attenzione a non lasciare bolle d’aria ed asciugando delicatamente con un cotton fioc l’acqua in eccesso sui bordi del vetrino copri-oggetto.
Osservare al microscopio i singoli preparati prima con ingrandimento 10x e poi progressivamente gli ingrandimenti successivi fino ad arrivare a 100x (o al massimo ingrandimento del microscopio utilizzato).
Fotografare le immagini ottenute (figure 2 e 3).
Dopo aver ottenuto le prime immagini, aggiungere su un lato del vetrino copri-oggetto, una goccia di tintura di iodio diluita con acqua (una goccia di tintura più 14/15 gocce di acqua) ed aspettare che diffonda nell’amido. Osservare e fotografare di nuovo al microscopio (figura 4, figura 5, figura 6).
Osservazioni
Descrivere la forma e la grandezza dei granuli d’amido.
Confrontare le immagini con e senza tintura di iodio.
Conclusioni
La tintura di iodio varia il suo colore in presenza di amido virando verso il blu-violetto e permette di mettere in evidenza la quantità di amido. Confrontando il preparato con la polpa di banana acerba con quello contenente la banana matura si può osservare una maggior presenza di amido nel primo.
Questo perché nella banana matura l’etilene (ormone della maturazione) ha trasformato l’amido in zuccheri semplici.
Esperienza 2
Realizzazione
Dividere la classe a gruppi di 4 alunni e a ciascun gruppo assegnare un rack con 4 provette contrassegnate da una lettera e contenenti 4 tra le seguenti farine: mais, riso, orzo, segale, patata, frumento.
Ciascun alunno del gruppo:
- prepara un vetrino con una diversa polvere di amido e lo marca con la lettera corrispondente alla provetta scelta;
- preleva con la punta delle pinzette, o con ago manicato, una piccola quantità di polvere di amido che posiziona sul vetrino portaoggetti;
- (fare attenzione a non confondere o inquinare i preparati con farine diverse)
- aggiunge una goccia di acqua distillata e con la punta della pinzetta mescola fino ad ottenere un preparato omogeneo;
- poi lo copre con un vetrino coprioggetto facendo attenzione che non si formino bolle d’aria;
- esamina il campione al microscopio con ingrandimenti 40x, 100x e 400x collegato tramite una telecamera alla digital board,
Assieme ai componenti del proprio gruppo ogni alunno identifica il tipo di farina confrontando l’immagine che vede con quelle rappresentate in figura 7, fornita a ciascuno, contenente immagini di diversi tipi di amido.
Notare che:
- l’amido di frumento presenta granuli di forma lenticolare misti a granuli di forma rotonda;
- l’amido di mais granuli di forma poliedrica talvolta con fessura centrale;
- l’amido di segale granuli rotondi, grandi, con fessura centrale raggiata;
- l’amido di riso granuli di piccole dimensioni riuniti assieme di forma romboidale;
- l’amido di orzo granuli simili per forma a quelli del frumento ma quelli più grandi di aspetto reniforme;
- l’amido di patata granuli di grandi dimensioni con forma ovale con striature concentriche.
Ogni gruppo fotografa le immagini ottenute e fa lo schizzo di ciò che ha visto.
Lo studente aggiunge su un lato del vetrino copri-oggetto, una goccia di tintura di iodio diluita con acqua (una goccia di tintura più 14-15 gocce di acqua) ed aspetta che diffonda nell’amido. Ripetere l’osservazione al microscopio (figure 8 e 9, ingrandimento 400x proiettato su digital board).
Osservazioni
Descrivere la forma e la grandezza dei granuli d’amido.
Confrontare le immagini con e senza tintura di iodio.
Confrontare le immagini dei granuli appartenenti alle diverse farine (figure 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16).
i granuli di amido hanno una forma granulosa ed irregolare
Conclusioni
L’osservazione al microscopio permette di vedere gli amiloplasti e i granuli di amido. La forma dei granuli è diversa nelle differenti farine perché la stratificazione dell’amido e la posizione, dell’ “ilo”(punto intorno al quale si deposita l’amido) sono caratteristici della pianta di appartenenza.
Note e storia
La maturazione di un frutto è influenzata dalla temperatura: i ragazzi hanno potuto verificare che a basse temperature (è stato usato il frigorifero della scuola) la maturazione dei frutti viene rallentata, rispetto a quelli lasciati a temperatura ambiente, ma il colore della buccia si modifica scurendosi fortemente.
Per far maturare più in fretta una banana: gli alunni hanno provato a chiuderla in un sacchetto di carta insieme ad una mela a temperatura ambiente. Confrontandola con un’altra lasciata all’aperto per lo stesso periodo di tempo (due giorni), hanno osservato che la banana chiusa in un sacchetto è maturata più velocemente perché l’etilene non si è disperso nell’aria ma è rimasto all’interno e ha fatto maturare prima il frutto.
Avvolgere in modo molto forte il picciolo di una banana con la pellicola ne rallenta la maturazione: i ragazzi hanno riflettuto che nei grandi magazzini le banane vengono vendute in questo modo per evitare tanto spreco.
Bibliografia
- Amido in banane acerbe e mature – Esperimento LS-OSA per la scuola secondaria di II grado
- La produzione di amido nelle foglie – Scientificando
- D. Cornuéjols, trad. M.Mauri, La misteriosa struttura dell’amido – Science in school. The European journal for science teachers.
- L’amido al microscopio – Forum Acta Plantarum
- Esperimento sull’amido – Curie STEM Lab
- Parenchima amilifero – Atlante di Botanica, Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi, Università di Torino
- Traité de brasserie: Tome 1, La bière et ses matières premières, S. Collins, Dunod, Parigi 2022 (fonte figura 7).
Autori
Maria Gabriella Canali, I.C. “Via Santi Savarino”, plesso “O. Respighi”, Roma
Cristina Stoppa, I.C. 8, Scuola Secondaria di I Grado “G. Guinizelli”, Bologna