Mag 11, 2020
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mettiamo alla prova la permeabilità della membrana plasmatica a diverse temperature

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L’esperienza che presento in questa pagina serve a testare sperimentalmente la permeabilità della membrana plasmatica in diverse condizioni (diverse temperature e presenza di solventi).

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Frammenti di rapa rossa a diversa temperatura: la membrana lascia uscire i pigmenti solo a temperature superiori ai 50°C, quando diventa sufficientemente fluida e permeabile

la membrana lascia uscire i pigmenti solo a temperature superiori ai 50°C (da http://www.mystrica.com/Applications/membrane )

permeabilità membrana detergenti

Frammenti di rapa rossa a diverse concentrazioni crescenti di detergente: più la membrana viene solubilizzata più è permeabile (da http://www.mystrica.com/Applications/membrane )

permeabilità membrana etanolo

Frammenti di rapa rossa a diverse concentrazioni crescenti di etanolo: più la membrana viene solubilizzata più è permeabile e lascia uscire i pigmenti (da http://www.mystrica.com/Applications/membrane )

 

 

 

Alcune considerazioni da condividere con gli studenti su come organizzare un esperimento per testare la permeabilità delle membrane biologiche. E’ necessario:

  • avere delle cellule con le quali sperimentare;
  • le cellule devono trattenere al loro interno molecole che possono uscire solo quando le membrane diventano più permeabili. Va bene anche il contrario, possiamo usare molecole che stanno fuori e che entrano solo quando la membrana diventa più permeabile;
  • il traffico di queste molecole deve essere per noi facilmente osservabile. Possono andar bene molecole colorate da osservare ad occhio nudo e/o quantificare con spettrofotometri o colorimetri oppure molecole fluorescenti da osservare/quantificare con un microscopio a fluorescenza o con un fluorimetro;
  • se utilizziamo frammenti di tessuti invece che cellule singole è importante che la superficie di scambio con l’esterno dei vari frammenti di tessuto posti nelle diverse condizioni sia identica;
  • se utilizziamo frammenti di tessuti invece che cellule singole è importante che le cellule presenti sulla superficie di scambio siano intatte, altrimenti la fuoriuscita di materiale non sarà correlata con la solubilità delle membrane ma con l’integrità delle cellule stesse.

Questo esperimento serve certamente a studiare l’omeostasi e la variazione strutturale delle membrane biologiche, consente di mettere in relazione le proprietà delle membrane con fenomeni interessanti che hanno a che fare con la biomedicina e con la conservazione del cibo ed è anche uno strumento molto valido per ragionare con gli studenti sull’importanza dei controlli sperimentali e sulla progettazione di un esperimento affidabile, ripetibile, significativo.

Cliccando qui è disponibile il protocollo in inglese utilizzato durante le mie esercitazioni svolte in modalità CLIL

Cliccando qui è disponibile il protocollo in italiano utilizzabile per le esercitazioni 

Questo video in inglese serve a proporre agli studenti alcune ragioni per cui oggi è interessante studiare la permeabilità delle membrane biologiche.

La pagina messa a disposizione dall’Università di Birmingham può essere letta dall’insegnante ed è una ottima guida per preparare le lezioni che introducono il laboratorio,  ma soprattutto è un perfetto testo da leggere ed analizzare insieme ai ragazzi in un percorso didattico in modalità CLIL.

Riferimenti :

http://www.nuffieldfoundation.org/practical-biology/investigating-effect-temperature-plant-cell-membranes

https://www.birmingham.ac.uk/undergraduate/preparing-for-university/stem/Biology/stem-legacy-membranes.aspx

http://www.mystrica.com/Applications/membrane

Chi dobbiamo ringraziare per questa attività:

L’attività è tratta con alcune modifiche e adattamenti dall’esperienza preparata dall’Università di Birmingham sullo studio delle membrane. L’esperienza, di per se semplice, è importante soprattutto per l’attenzione ai controlli sperimentali che viene sottolineata nella pagina dell’attività nel paragrafo “What variables should we consider?” E’ anche molto importante che il lavoro sperimentale che viene proposto agli studenti venga collegato con il lavoro di ricerca tuttora molto attuale sulla permeabilità delle membrane condotto dai ricercatori e spiegato nel video “Why are researchers interested in celle membranes?”

Il protocollo che vi propongo è stato elaborato seguendo sia le indicazioni dell’Università di Birmingham che quelle della Nuffield Foundation che propone una analoga esperienza.

I giovani che hanno già sperimentato questa attività:

L’attività è stata proposta agli studenti dell’indirizzo “Liceo linguistico” dell‘Istituto Scalcerle di Padova e agli studenti del Liceo scientifico Fermi di Padova in classe seconda. Agli studenti che ho osservato, questo esperimento, proprio perché tecnicamente semplice, è stato proposto spiegando il protocollo in classe e poi lasciando che il lavoro fosse gestito in totale autonomia in laboratorio. Per quanto l’esperienza sia semplice la gestione autonoma dell’attività ha rappresentato una sfida per molti degli studenti. La totalità degli studenti dello scientifico e molti di quelli del linguistico sono riusciti in tutti i casi a realizzare completamente l’esperienza e a rispondere alle domande. Per tutti gli studenti l’individuazione dei controlli sperimentali, delle variabili da tenere sotto controllo, e delle variabili non controllate che potrebbero dare origine a dubbie interpretazione era chiara in questa esperienza. Questo costituisce un successo didattico notevole ed è la forza di questa esperienza.

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Attività Sperimentali · CLIL · Giovani · Ragazzi · Tutto

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