APPUNTI PER UN CORSO di MICROSCOPIA PER INSEGNANTI.

APPUNTI PER UN CORSO di MICROSCOPIA PER INSEGNANTI.
A cura di Toniello Vladimiro (Ccentro Ricerche Corbanese) e Vaccari Giorgio ( Museo di
Storia Naturale e Archeologia di Montebelluna).
PREMESSA:
In tutte le osservazioni è importante cominciare con l’ingrandimento minore e poi passare ai
successivi ingrandimenti; far disegnare ai ragazzi quello che vedono ai diversi ingrandimenti ed
evidenziare le differenze ai diversi ingrandimenti. Al fine di evitare danni alle lenti degli obiettivi o
rotture dei vetrini a causa di un movimento sbagliato della vite macrometrica, alla fine
dell’osservazione si consiglia di ruotare il portaobiettivi nel senso opposto fino ad arrivare
all’obiettivo minore.
Nella maggior parte delle preparazioni è importante bagnare con una goccia d’acqua (meglio se
distillata o acqua da osmosi inversa (acqua distillata)) e montare il vetrino coprioggetti (si evita di
sporcare gli obiettivi a maggiore ingrandimento).
I portaoggetti-acquario
Servono per osservare a lungo soprattutto i protozoi, cambiando l’acqua o colorandoli.
La tecnica è semplicissima: si prende un filo di cotone, lo si avvolge con parecchi giri al pollice e
poi si prende questa” matassina” e la si pone su un vetrino da orologiaio o su un vetrino
portaoggetti, avendo cura che rimanga all’interno dello stesso. Dopo aver posto il materiale da
osservare, si può cambiare l’acqua o dare l’acqua con qualche goccia dall’esterno, così gli esseri
viventi rimangono sempre all’interno dell’acquarietto e non vengono trascinati via. Con la stessa
tecnica è possibile colorare gli esseri viventi con i coloranti usati in pasticcerie.
1. Morfologia cellule fogliari, pagina superiore ed inferiore nelle monocotiledoni e nelle
dicotiledoni.
Fogliolina di Limnophila (sessiflora o aquatica)
• Dove procurare il materiale: negozi di acquari.
• Preparazione: staccare un pezzettino di foglia della faccia superiore e un pezzettino della
faccia inferiore con pinzetta e forbicina, avendo cura di non rovinare troppo i tessuti; porre
sul vetrino portaoggetti, mettere una goccia d’acqua, coprire con il coprioggetto e montare.
• Cosa osservare: le due facce, superiore e inferiore, hanno una colorazione diversa: verde più
intenso la superiore, più tenue l’inferiore; ambedue presentano una epidermide composta da
cellule che sembrano “pezzi di puzzle”, con pareti cellulari più spesse, che conferisce
protezione alla foglia; la faccia inferiore evidenzia stomi (tipico delle dicotiledoni); più in
profondità si nota il parenchima a palizzata con cloroplasti ben visibili; a ingrandimenti
maggiori si possono vedere i granuli di amido primario dentro ai cloroplasti; sul bordo della
foglia, l’epidermide è maggiormente evidente e sembra una spessa pellicola.
• Ulteriori osservazioni: se si colora con soluzione di Lugol o tintura di iodio per due-tre
minuti si possono evidenziare maggiormente i granuli di amido che risultano come puntini
più scuri dentro ai cloroplasti.
• Note: può succedere che attaccati alla fogliolina ci siano piccole corone batteriche o alghe
verdi-azzurre tipo Oscillatoria; questo è utile poiché in uno stesso vetrino si può far notare
la differenze di dimensioni tra eucarioti e procarioti.
Cloroplasti di Spyrogyra
• Dove procurare il materiale: laghetti, pozza o fossati dove vi sia un po’ di ristagno di acqua.
• Preparazione: prelevare con una pipetta e montare con coprioggetto.
• Cosa osservare: i cloroplasti disposti su un’elica che ricorda molto il DNA. Osservare come
le eliche possono avere passi diversi, numero di giri e distribuzione dei cloroplasti diverse a
secondo delle specie.
• Note: evidenziare la differenza con i cloroplasti delle cellule eucariote.
Foglia di Iris
• Dove procurare il materiale: fioreria o giardino.
• Preparazione: tagliare un quadratino di foglia, tagliare con lametta affilata in senso sagittale
(dall’alto verso il basso) e disporre le due facce originali (quelle rivolte all’aria) sullo stesso
vetrino, bagnare con una goccia d’acqua, porre vetrino coprioggetto e montare.
• Cosa osservare: ambedue le facce presentano cellule fortemente regolari e di forma
rettangolare intervallate da stomi e le nervature sono parallele tra loro (queste due
caratteristiche son tipiche delle monocotiledoni).
2. Correnti citoplasmatiche.
Fogliolina di Vallisneria spiralis o Elodea canadensis o Egeria densa
• Dove procurare il materiale: negozi di acquari.
• Preparazione: nel caso di Elodea o Egeria: staccare un pezzettino di foglia con la pinzetta,
adagiare sul portaoggetto, una goccia d’acqua e montare con coprioggetto. Nel caso di
Vallisneria tagliare con lametta affilata in senso sagittale (dall’alto verso il basso) un
pezzettino di foglia e adagiare sul portaoggetto con la faccia appena sezionata verso di noi;
una goccia d’acqua, coprire con il coprioggetto e montare.
• Cosa osservare: la corrente citoplasmatica. Essa è più evidente nelle cellule che hanno pochi
cloroplasti spesso più vicine ai bordi della foglia. Da notare il senso della corrente.
3. Tessuti di conduzione. Colorazione nelle cellule vegetali.
Petalo di tulipano
• Dove procurare il materiale: fioreria o giardino.
• Preparazione: staccare il petalo dalla corolla e incidere con lametta affilata sulla parte dura
dell’innesto del petalo sulla corolla; una volta separati i due lembi, spellare il petalo per
ottenerne due metà e montare sul vetrino una delle facce che risultano dalla sezione rivolta
verso di noi; porre una goccia d’acqua il coprioggetto e montare.
• Cosa osservare: tra le cellule allungate e colorate dagli antociani vi sono dei lunghi vasi
spiralati (trachee) che servono per trasportare linfa e dare struttura al petalo. Il loro aspetto
ricorda le molle (o i tubi corrugati che conducono l’acqua delle docce). Questi vasi si
riscontrano tra le piante più evolute: sono leggeri ma allo stesso tempo resistenti ed efficaci
nella funzione di trasporto di liquidi.
Polpa del pomodoro
• Dove procurare il materiale: negozi di frutta e verdura (o la dispensa di casa).
• Preparazione: raschiare con l’ago a lancetta subito sotto la buccia un po’ di polpa e montare
sul vetrino, bagnando con una goccia d’acqua; porre il coprioggetto e montare.
• Cosa osservare: si notano grosse cellule con all’interno piccoli cromoplasti (spesso dai
contorni poco netti) di colore giallo oro o rossiccio. La colorazione è data da una sostanza
imparentata con il carotene, la licopina.
4. Tessuti di riserva nelle cellule vegetali.
Polpa della patata
• Dove procurare il materiale: negozi di frutta e verdura (o la dispensa di casa).
• Preparazione: prendere un po’ di polpa (bastano alcune “bricioline”, meno materiale si
raccoglie meglio è) sia raschiando con l’ago montato sia direttamente con la pinzetta; porre
sul portaoggetti, bagnando con una goccia d’acqua, mettere il copriggetti e montare.
• Cosa osservare: a minore ingrandimento si vedono grandi cellule con una sottile parete,
molto spesso rotte, piene di granuli bianchi (spesso non si distinguono neanche le cellule ma
solo le masse di leucoplasti). A maggiori ingrandimenti, chiudendo il diaframma e
aumentando il contrasto i singoli leucoplasti evidenziano un punto centrale (l’ilo) e i cerchi
concentrici di accumulo dell’amido. Il leucoplasto può essere considerato come la fase finale
di vita del plastidio.
• Ulteriori osservazioni: colorare con soluzione di Lugol o tintura di iodio per due-tre minuti
per evidenziare maggiormente l’amido.
Polpa della banana (variante della patata)
• Dove procurare il materiale: negozi di frutta e verdura (o la dispensa di casa).
• Preparazione: prendere un po’ di polpa dalla parte centrale del frutto (bastano alcune
“bricioline”, meno materiale si raccoglie meglio è) sia raschiando con l’ago montato sia
direttamente con la pinzetta; porre sul portaoggetti, bagnando con una goccia d’acqua,
mettere il coprioggetti e montare.
• Cosa osservare: a minore ingrandimento si vedono grandi cellule allungate (ricordano come
forma la banana stessa) con una sottile parete, molto spesso rotte, ripiene di leucoplasti molto
più piccoli degli amiloplasti di patata.
• Ulteriori osservazioni: si possono osservare e comparare le diverse forme e strutture degli
amilopasti in vari alimenti: farina di riso, farina di mais, anche fagioli.
5. Morfologia dei peli urticanti.
Pelo urticante di ortica
• Dove procurare il materiale: rive di fossi, sottobosco, incolti ruderali.
• Preparazione: con l’ago a lancetta possiamo asportare alla base delle nervature delle foglie un
po’ di epidermide e osservarla con l’acquarietto a spago (vedere appunti prime pagine),
oppure semplicemente a secco, a bassi ingrandimenti.
• Cosa osservare: stretto ago che termina con una capocchia sferica; all’interno del pelo si nota
una cavità ripiena di liquido trasparente (liquido urticante). Quando la capocchia salta via,
lascia una linea di frattura obliqua e non diritta, garantendo al pelo una punta aguzza, che può
penetrare nella pelle come un ago. La parte cellulare non presenta lo stesso spessore lungo
tutta l’asta: nel punto di rottura subito sotto la capocchia è sottile e assicura una facile rottura.
Nella parete cellulare ci sono depositi di silice per dare rigidità al pelo.
• Quando ci si urtica e ci si gratta a causa delle punture appena prese, si schiaccia il pelo e
quindi ci si inietta ulteriormente il liquido urticante: ecco perchè, appena urticati, è meglio
evitare di grattarsi.
6. Peli ghiandolari e oli essenziali.
Foglie di rosmarino, salvia, olivo, lavanda, ecc.
• Dove procurare il materiale: negozi di frutta e verdura, giardino di casa, vivai.
• Preparazione: raschiare con una lametta la pagina inferiore delle specie elencate in modo da
raccogliere i peli sul portaoggetto; l’osservazione può anche essere fatta a secco, oppure
bagnare con una goccia d’acqua e montare il coprioggetto. È interessante anche fare una
sezione sottile con microtomo: avvolgere alcune foglie di rosmarino in polistirolo (o altro
materiale inerte) e montare sul microtomo; tagliare una sezione trasversale il più sottile
possibile e montare sul portaoggetti bagnando con una goccia d’acqua; mettere il
coprioggetto e montare.
• Cosa osservare: i tricomi o peli ghiandolari sono costituiti da una o più cellule, che derivano
dalla trasformazione di alcune cellule epidermiche (lo strato più esterno) delle foglie o delle
parti verdi della pianta. Le sostanze elaborate vengono riversate all'esterno della cellula
terminale del pelo, tra la parete cellulare e la cuticola che la riveste. Essendo la cuticola
molto fragile, al minimo tocco si rompe facendo uscire la sostanza prodotta dal pelo
ghiandolare. Questi peli si trovano abbondanti in tutte le piante cosi dette aromatiche (salvia,
rosmarino, timo, ulivo,magnolia, lavanda,ecc.). Alcuni di essi assumono forme rotonde dal
colore marrone-ambra che bene si evidenziano bene nella sezione trasversale della foglia di
rosmarino, inframmezzati alla “giungla” degli altri peli. Nei peli ghiandolari delle piante
carnivore, che secernono sostanze vischiose, per intrappolare le prede, ed enzimi, che
digeriscono proteine e acidi nucleici. In molte piante di ambienti salmastri i peli ghiandolari
salini espellono all'esterno l'eccesso di sale.
• Note: ogni specie ha il suo pelo tipico per cui è facile risalire alla pianta che l’ha prodotto;
uno spunto: raccogliere su vetrino i peli di varie specie, come si fa con i pollini. Si possono
anche fare dei semplici esercizi di determinazione.
7. Le muffe.
La muffa della frutta (agrumi)
• Dove procurare il materiale: negozi di frutta e verdura, composter di casa.
• Preparazione: strisciare leggermente la superficie di un agrume sul portaoggetto in modo da
raccogliere un velo di muffa; montare con mezza goccia d’acqua e coprire con il
coprioggetto; montare.
• Cosa osservare: le soffici colonie ovattate di colore bianco o grigio possono essere osservate
anche con la lente e si riconoscono piccole palline nere: sono le muffe dal capolino Mucor
oppure colonie piane simili al velluto che dopo un po’ al centro assumono una colorazione
verde azzurra o nera Aspergillus o muffe ad innaffatoio, infine patine azzurre-verdi sono
formate da muffe a pennello Penicillium. Nel vetrino si evidenziano a maggiori
ingrandimenti le spore dalla forma perfettamente arrotondata oppure a bacillo; più raramente
si riesce a evidenziare un capolino ripieno di spore. Da far notare le minuscole dimensioni.
8.
Le cellule animali.
Cellule della nostra mucosa orale
• Dove procurare il materiale: bocca di qualche alunno, farmacia per i tamponi orali ed i guanti
in lattice.
• Preparazione: il ragazzo a cui si preleva il campione deve massaggiare energicamente
l’interno della mucosa orale delle labbra e delle guance premendo contro le gengive per
qualche secondo; un compagno indossa i guanti e raschia l’interno delle guance, labbra e
anche le gengive con il tampone orale aperto sul momento; il materiale raccolto va distribuito
sul portaoggetti, facendo rotolare l’estremità del tampone da un lato all’altro del vetrino, in
modo da evitare il più possibile grumi di cellule e l’accumulo del cotone del tampone. In
alternativa (e in tempi e modi più sbrigativo) leccare energicamente il vetrino portaoggetti
con la parte più interna della lingua. Mettere mezza goccia d’acqua e coprire con il
coprioggetto.
• Cosa osservare: ad alti ingrandimenti si osservano cellule dai contorni poco netti, con nucleo
al centro poco evidente. A 400 ingrandimenti si evidenzia anche la flora batterica orale con
forme a bacillo e cocco. La colorazione con blu di metilene può essere fatta in diversi modi:
colorare subito il vetrino con blu e lasciarlo riposare per 3-5 minuti (o anche di più); poi
sciacquare delicatamente con acqua in modo da lasciare sul vetrino solo una patina azzurra;
mettere il coprioggetto; prima di sciacquare si può anche passare velocemente la fiamma di
una accendino per fissare maggiormente il colorante. La colorazione evidenzia le cellule
slabbrate con all’interno il nucleo in violetto e altri granuli intranucleari. Se si ha a
disposizione un microscopio a contrasto di fase, si distingue molto bene il nucleo e i batteri,
anche senza colorazione.
• Note: ai ragazzi piace la simulazione di un prelievo “proprio come fanno i medici” e risulta
coinvolgente e motivante lavorare a coppie: il “donatore” e colui che preleva e prepara il
campione”.
9. Presssione osmotica e plasmolisi.
Plasmolisi del vacuolo di cipolla rossa
• Dove procurare il materiale: negozi di frutta e verdura, dispensa di casa.
• Preparazione: spellare la cipolla della sua buccia esterna, tagliarla a spicchi e incidere con
l’ago montato la pellicola rossa nella parte convessa; prendere con la pinzetta dei lembi
sollevati e strappare una piccola parte, avendo cura di prelevare solo una sottile pellicina;
distendere accuratamente sul portaoggetti aiutandosi con un pennellino bagnato d’acqua,
mettere una goccia d’acqua distillata e coprire con il coprioggetti. Puntare con l’obiettivo
10X una zona della sezione in cui sia evidente un gruppo di cellule con una buona
colorazione rossa (antociani presenti nel vacuolo). Nel frattempo, preparare una soluzione
con cloruro di sodio (è meglio del glucosio, l’effetto è più veloce) e mettere con un
contagocce una goccia di soluzione ipertonica su un lato del coprioggetto mentre
contemporaneamente si richiama l’acqua distillata dal lato opposto del coprioggetto;
quest’ultima operazione è bene farla osservandone la riuscita direttamente al microscopio per
evitare di perdere il gruppo di cellule selezionato. È bene avere cura di dosare accuratamente
con il contagocce la soluzione ipertonica in modo da non sollevare troppo il coprioggetto e
far “navigare” la pellicina.
• Cosa osservare: dai 100 ai 400 ingrandimenti: parete, plasmalemma, lamella mediana e (si si
è fortunati a 400 ingrandimenti) anche alcune zone con plasmodesmi; nucleo e corpuscoli
nucleari; un leggero film di citoplasma addossato al plasmalemma; non si distingue bene il
tonoplasto. Durante la plasmolisi, la membrana del vacuolo risponde al cambio di pressione
osmotica del mezzo buttando fuori acqua dal vacuolo, il quale si chiude su se stesso
assumendo una forma rotondeggiante. Si può riportare il vacuolo alle dimensioni originali
ripetendo l’esperimento aggiungendo acqua distillata e rimuovendo la soluzione salina.
10. Forme di vita in acque stagnanti (o quasi), nei sottovasi dei fiori, nei tombini degli
scarichi delle acque piovane, ecc
Con un retino da plancton, o un semplice pezzo di tessuto artificiale, delle tele usate in
serigrafia, è possibile catturare “l’infinito microscopico” costituito da crostacei (dafnie),
acari, larve di zanzare, vorticelle, diatomee, nematodi, copepodi, rotiferi, parameci, ciliati
vari, alghe unicellulari e pluricellulari e molti altri esseri viventi.
Si può “rallentare” il moto dei protozoi, degli acari e dei crostacei o altro con una goccia di
formalina o glicerina per osservarlo meglio. Molto utili (sperimentare) i coloranti usati in
pasticceria che non uccidono gli esseri viventi.
Le osservazioni si possono fare sia con il microscopio entomologico , sia con quello
biologico, con il coprooggetti o senza, a seconda di quello che si vuole osservare e a quale
ingrandimento.
11.
Acquari per l’allevamento di invertebrati e protozoi.
Oltre a campionare per avere un materiali freschi, è possibile “allevare “gli esseri viventi
che ci interessano. I più comuni metodi di coltura sono:
o colture in acqua e terra. Prendere un pò di terra, farla bollire in acqua e poi lasciarla
raffreddare. Le sostanze nutritive si liberano mentre vengono uccise le alghe
indesiderate. Si immette l’alga da coltivare e si copre con il cellophan e si mette vicino
ad una finestra..
o infusi di fieno per l’osservazione dei protozoi. Mettere poco fieno!!.
o colture di latte: si nutrono con qualche goccia di latte dei campioni di acqua contenenti
i ciliati; quando l’acqua schiarisce è il segno che non c’è più latte fornito
precedentemente e si può reintegrare.
PERCORSI DIDATTICI
1. Ciclo vitale dei plastidi: si parte con la visione dei cloroplasti in varie piante verdi (elodea,
muschio, vallisneria, limnophyla ecc.) in cui i plastidi sono giovani e funzionanti con funzione
fotosintetica, il passo successivo è quello di cromoplasto nel pomodoro o petali di tulipano in
cui è più vecchio ha perso la clorofilla e contiene solo caroteni o licopine ecc. e si arriva alla
fase finale di amiloplasto o leucoplasto senza pigmento ma solo come contenitore di amido in
strutture secondarie (tuberi, frutti, cauli sotterranei ecc.)
2. L’amido: 1) classificazione degli alimenti in base ai nutrienti 2) ricerca dell’amido nei diversi
alimenti 3) osservazione degli organi e, al microscopio, degli organuli dove è contenuto l’amido
(patata e banana). 4) classificazione dei diversi cereali o vegetali osservando gli amiloplasti
IDEE PER LA COSTRUZIONE DI UNA SCHEDA DI LAVORO e DI VALUTAZIONE
Di seguito alcune “scalette” utili per costruire delle schede di valutazione da somministrare ai
ragazzi.
•
Il microscopio
o Perché si usa?
o Come si usa
o Oltre al microscopio quali altri strumenti di laboratorio o tecniche per integrare la ricerca?
Dagli strumenti di laboratorio come pinzette e lamette alla vetreria a semplici test di
biochimica (ad esempio: ricerca dell’amido con soluzioni iodurate)
⇒ Il potere di risoluzione: qual è la differenza tra l’osservazione ad occhio nudo e quella al
microscopio?
⇒ immagine di un microscopio diverso da quello del laboratorio dove indicare le varie parti e
le loro funzioni
⇒ devi preparare una postazione di lavoro per osservazioni al microscopio: che cosa ti serve?
⇒ A cosa serve il diaframma?
•
Dove reperire il materiale da studiare e osservare
o Negozi (fiorerie, macellerie)
o Il giardino ed il fossato vicino casa
o Il nostro corpo
o La spazzatura
o Il tombino o la canaletta di irrigazione.
⇒ Vuoi osservare le trachee delle Angiosperme; dove ti procuri il materiale?
⇒ Vuoi osservare contemporaneamente le dimensioni di una cellula eucariota e procariota in
un singolo vetrino; cosa suggerisci?
⇒ Prepara due vetrini in modo da evidenziare alcune differenze tra cellule animali e vegetali
•
La procedura sperimentale
o Sicurezza in laboratorio
o Preparati a fresco e preparati permanenti nel tempo
o La quantità di materiale sul vetrino: poco e non rovinato
o L’importanza del “fare bene le cose”: acquisire una corretta ed efficace manualità
o La differenza di trattamento e di metodica a seconda del materiale vegetale o animale
o I preparati freschi e l’osservazione in vivo
o Le colorazioni: perché si usano i diversi coloranti e le tecniche di preparazione
⇒ Quali accorgimenti devi usare per preparare sezioni sottili di vegetali?
⇒ Quali accorgimenti per trattare le ortiche senza pungerti?
⇒ Cerca di descrivere ad un compagno come preparare una sezione sottile usando un
microtomo
⇒ A cosa servono le colorazioni? Nell’osservazione delle cellule di epitelio boccale che
colorante abbiamo usato e cosa si è evidenziato maggiormente e perchè
L’osservazione al microscopio
o L’importanza del disegno
o Sapere che cosa osservare senza lasciarsi distrarre dalle “bolle d’aria”
o Centrare l’attenzione all’ingrandimento graduale dell’immagine
⇒ Questo è il disegno del tuo compagno: cosa vedi? È simile al tuo? Che differenze? Che
somiglianze?
⇒ A che ingrandimento è l’immagine rappresentata? (es. foglia di Vallisneria con evidenti
cloroplasti all’ingrandimento massimo)
⇒ Nell’immagine seguente ci sono degli “elementi estranei” quali? (es. le bolle d’aria)
..........allegare l’immagine..........
• Ecologia
o Riconoscimento dei componenti di un ecosistema dentro una goccia d’acqua
⇒ Nel vetrino che hai appena osservato indica i fattori biotici e abiotici; quanti regni di viventi
ci sono?
• Determinazione degli invertebrati attraverso le chiavi dicotomiche
o I diversi gruppi di invertebrati al microscopio
•