100) Il metodo scientifico:un caso di studio

Riassunto / Abstract

Fu Francesco Redi (1626-1697) per primo a confutare sperimentalmente la teoria della generazione spontanea. Successivamente Lazzaro Spallanzani (1729-1799) fornì sperimentalmente un notevole contributo alla teoria della biogenesi.  Ma si deve a Louis Pasteur, microbiologo francese, la dimostrazione che negli infusi di sostanze organiche, dopo ebollizione se venivano esposti ad aria trattata con calore, non avveniva sviluppo di microrganismi, né fenomeni di putrefazione o fermentazione. Ciò pose definitivamente termine alle critiche basate su possibili effetti dell’aria come agente attivante lo sviluppo di forme di vita negli infusi organici.

Scheda sintetica delle attività

L’attività si propone di rendere lo studente autonomo nell’applicazione del metodo scientifico attraverso un semplice esperimento, che prevede il rispetto della procedura scientifica che consiste in:

1. Effettuare osservazioni metodiche e scrupolose;
2. elaborare una domanda;
3. formulare un’ipotesi;
4. verificare la correttezza delle previsioni con altre osservazioni ed esperimenti.L’attività parte da una serie di osservazioni  al M.O. di preparati a fresco   allestiti da 2 semplici  soluzioni lasciate all’aria in classe per alcuni giorni : la prima con acqua di rubinetto e brodo di carne (comune dado), la seconda con acqua deionizzata e brodo di carne,(fase dell’osservazione).  Quando L. Pasteur si trovò ad affrontare l’enigma delle muffe, presenti nel brodo,  si ricordò grazie a F. Redi,  che gli alimenti si deteriorano a causa di fattori esterni, provenienti dall’aria. L’ipotesi di Pasteur era che le muffe fossero causate da qualche cosa presente nell’aria. Se questo corrispondeva  a verità, la muffa non doveva formarsi quando si impedisce all’aria di venire a contatto con il brodo (fase dell’ipotesi).  Pasteur ideò l’esperimento che di seguito si ripropone.

Risorse necessarie

  • 2 beute;
  • dispositivo per il passaggio dell’aria con deposizione per  eventuali spore e batteri presenti;
  • bunsen o fornello elettrico;
  • microscopio ottico;
  • rosso fenolo (una crescita di microrganismi causata  da una contaminazione batterica porta ad una acidificazione del terreno di coltura, che in presenza del rosso fenolo determina un viraggio dal rosso al giallo scuro); 
  • brodo di carne;
  • acqua di rubinetto e  deionizzata;
  • vetrino portaoggetti;
  • pinza di legno;
  • kit per la  colorazione di Gram;
  • ansa.

Prerequisiti necessari

Questa attività viene proposta in una classe prima, con l’obiettivo di incuriosire gli studenti e farli esercitare praticamente con semplici accorgimenti. E’ un modo per iniziare a parlare di biologia, di microrganismi, di cellule e, volendo collegare con l’esperimento di Miller-Urey, anche dell’origine della vita. Pertanto non sono richieste competenze teorico-pratiche particolari se non quelle che le scienze adottano un metodo di indagine che si chiama: il metodo scientifico.

Obiettivi di apprendimento

Quando un’ipotesi viene confermata dagli esperimenti, lo scienziato/studente può formulare una TEORIA, che spiega il fenomeno osservato. 
Nel caso di Pasteur/studente, l’esperimento conferma la teoria della BIOGENESI, secondo cui la vita nasce soltanto da vita preesistente e non può generarsi spontaneamente a partire dalla materia inanimata.

Dotazioni di sicurezza

Nessuna

Svolgimento

  1. Preparare un brodo di carne, utilizzando un comune dado e acqua.
  2. Versare il brodo nelle due beute.
  3. Chiudere una sola beuta con un tappo a “collo di cigno”.
  4. Lasciar bollire il brodo in entrambe le beute per 15’.
  5. Porre una goccia di indicatore nel punto ricurvo all’interno del supporto applicato alla beuta per far passare l’aria ( il viraggio di colore da giallo/marrone a rosso/violetto indica una acidificazione del mezzo che si realizza a seguito della deposizione nell’ansa di muffe o batteri che rimangono intrappolati nella parte bassa dell’ansa mentre l’aria supera la curva e sale fino a raggiungere la soluzione nella beuta).
  6. Lasciare raffreddare le beute all’aria per alcuni giorni.
  7. Porre una goccia di indicatore nel punto ricurvo all’interno del supporto applicato alla beuta per far passare l’aria ( il viraggio di colore da giallo/marrone a rosso/violetto indica una acidificazione del mezzo che si realizza a seguito di una deposizione nell’ansa di muffe o batteri che rimangono intrappolati nella parte bassa dell’ansa mentre l’aria supera la curva e sale fino a raggiungere la soluzione nella beuta).
  8. Osservare ogni giorno all’interno delle beute l’eventuale comparsa di intorbidimento, cambiamento di colore della soluzione , viraggio dell’indicatore.
  9. Procedere con l’osservazione al microscopio ottico di una goccia di soluzione, predisposta su un vetrino a fresco sia dalla soluzione che presenta segni di crescita microbica sia da quella che risulta negativa.
  10. Allestire un secondo vetrino questa volta a secco, con una goccia di soluzione prelevata dalla beuta che risulta positiva, mediante la tecnica del fissaggio su fiamma e colorazione di Gram.
  11. L’osservazione delle muffe e di batteri al microscopio ottico può essere l’occasione per iniziare una lezione sulla cellula.

Autori

Gallo Alessandra 

Schede / Allegati

Specifiche esperimento


Materia
Biologia
Classi a cui è rivolto
1° biennio
Tipologia di laboratorio
Strumentazione semplice
Reperibilità del materiale
Uso quotidiano, negozi specializzati, siti web
Materiale specifico
Vetreria da laboratorio, dispositivo per il filtraggio dell’aria, becco Bunsen, microscopio, rosso fenolo, brodo di carne, acqua deionizzata, pinza di legno, kit per la colorazione di Gram
Durata esperimento in classe
6 h
Capacità di bricolage/assemblaggio
No
Necessità lavorazioni meccaniche/elettroniche
No
Necessità PC per acqusizione/analisi dati
No
Necessità di uno smartphone
No
Parole chiave
Biologia
Microbiologia
Biogenesi
Muffe

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