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Scopo

Studiare gli effetti dell’osmosi e della tonicità nelle cellule vegetali e animali.

Campo

Biologia

Difficoltà

Procedura: Medio

Concetto: Medio

Sfondo

Avrai bisogno di leggere su osmosi e tonicità.

Nelle letture si concentrano su ciò che accade alle cellule quando vengono messe in soluzioni isotoniche (le concentrazioni di soluto in soluzione sono uguali a quelle della cellula), ipotoniche (le concentrazioni di soluto in soluzione sono inferiori a quelle della cellula), ipertoniche (le concentrazioni di soluto in soluzioni sono maggiori di quelle della cellula). Non preoccuparti troppo di tutti i dettagli.

http://en.wikipedia.org/wiki/Plant_cell Base di componenti cellulari di cellule vegetali e cellule animali, in particolare la membrana plasmatica http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e22/22c.htm Diffusione, Osmosi e idrostatica meccanismo di omeostasi della cellula http://www.college-cram.com/study/biology/presentations/422 Seguire il tutorial per “Osmosi in una Cellula Animale” per consolidare i vostri concetti

Questa figura riassume il concetto di base, l’effetto di osmosi (acqua exchange) sulle cellule a causa della loro tonicità. Immagini corrispondenti di globuli rossi sono mostrati per illustrare ciò che accade nella vita reale. Assicurati di capire cosa sta succedendo nelle immagini.

Le tre possibili tonicità di una cellula animale
Source: http://biology.unm.edu/ccouncil/Biology_124/Summaries/Membranes.html

Dal momento che si utilizzerà un microscopio, è meglio se ci si abitua ad usarlo. Avrete solo bisogno di fare ingrandimento di base e messa a punto. Un semplice microscopio ottico farà per questo progetto.

Ipotesi

Cosa ti aspetti che accada alle cellule vegetali e animali in una soluzione ipotonica, isotonica e ipertonica?

Materiali

• cipolla Rossa
• Tre cilindri graduati
• 15 ml di acqua distillata
• NaCl (cloruro di sodio) o sale da tavola
• Microscopio con alcune diapositive vuote

Procedura

1. Aggiungere 5 ml di acqua distillata per ciascuno dei cilindri graduati. Mescolare abbastanza NaCl per ogni cilindro per rendere la soluzione 0%, 0,5%, 2% soluzione salina. Suggerimento: Per determinare la tonicità della cipolla, si suggerisce di indagare più concentrazioni saline con incrementi minori da 0% a 1%.
2. Sbucciare la pelle e tagliare tre fette sottili, piccole e di uguale dimensione della carne della cipolla, una per ogni cilindro. Senti la consistenza, la rigidità e altre caratteristiche delle fette di cipolla. Immergere la fetta e assicurarsi che rimanga immersa per alcune ore.
3. Senti di nuovo le fette e prendi nota di come si sentono rispetto a prima che fossero immerse nelle soluzioni.
4. Inoltre, con l’aiuto dell’insegnante di scienze o di un adulto, fare un vetrino al microscopio con le fette di cipolla di ciascuna delle soluzioni e una normale fetta di cipolla non posta in soluzione (controllo). Se le caratteristiche cellulari non sono chiare, chiedi al tuo insegnante di scienze se potrebbe macchiare le cellule di cipolla per una visione migliore. Osservare e prendere nota delle differenze nelle cellule. Prestare particolare attenzione alle dimensioni del vacuolo e ai confini cellulari.
5. Per ciascuna delle fette, anche prendere nota del numero di cellule intatte e le cellule non intatte. Confronta con il controllo (cellule di cipolla normali) che non erano soggetti alle soluzioni. Il numero può essere solo per quella vista del microscopio. Spostando il vetrino nel microscopio si modificano le cellule sotto vista. Conta di nuovo. Fai quante più ripetizioni di questo possibile contando ciascuna come tentativo. Sarebbe meglio se potessi ripetere questo per diverse sezioni e chiamarlo come tentativo.

Risultati

Qualitativo

• Un tavolo per la sensazione delle fette di cipolla prima e dopo essere state immerse nelle soluzioni.
• Una tabella per le caratteristiche osservate delle cellule al microscopio per ciascuna delle fette in soluzioni diverse.

Quantitativa

• Tabella della percentuale di cellule intatte per ciascuna delle soluzioni per tentativi multipli.
• Grafico del numero medio di celle intatte per ciascuna delle soluzioni con barre di errore standard.
• Un t-test statistico deve essere eseguito per giudicare il significato delle differenze. Mostra i parametri e i risultati di quel test statistico.

Discussione

Spiegare tutti i risultati, sia qualitativi che quantitativi. Prestare particolare attenzione alla membrana cellulare (qual è la caratteristica speciale del confine cellulare nelle piante?), vacuolo centrale e osmosi o flusso d’acqua tra le cellule e l’ambiente circostante.

Le differenze nella percentuale di cellule intatte sono statisticamente significative tra le soluzioni? Spiega perché o perché no. Discutere anche i limiti di questo metodo nella quantificazione delle differenze. Discutere le possibili cause di eventuali osservazioni inaspettate o irragionevoli.

Conclusione

Cosa si può concludere sugli effetti delle diverse concentrazioni di soluto attorno a una cellula vegetale?

Estensione

Se sei interessato, puoi anche determinare come le cellule animali rispondono alle diverse concentrazioni di soluto.

Prima di tutto, leggi questo progetto e parla con il tuo insegnante di scienze prima di iniziare. Chiedi se il tuo insegnante ha il tempo e le risorse per aiutarti con questo progetto.

1. Chiedi al tuo insegnante di procurarti 3 ml di globuli rossi (sangue centrifugato).
2. Fare soluzioni saline con le concentrazioni simili alle cellule vegetali.

   Nota: Poiché aggiungerai 1 ml di sangue al totale di soluzioni da 5 ml, devi calcolare la quantità di sale che devi sciogliere nella soluzione da 4 ml che aggiungerai al sangue per rendere la concentrazione totale di sale uguale a 0%, 0,9% e 5%. Mescolare accuratamente il sangue delicatamente nella soluzione senza versare. Prendere nota di eventuali differenze nella luminosità del colore in ciascuna delle soluzioni rispetto alla soluzione di sangue rosso puro (controllo).

3. Con l’aiuto del tuo insegnante di scienze, prepara strisci di cellule del sangue animale su vetrini da microscopio. Utilizzare una goccia della soluzione per fare uno striscio molto sottile.
4. Preparare uno striscio con solo la soluzione di globuli rossi puri per servire come controllo.
5. Osservare le differenze tra i globuli rossi da ciascuno dei vetrini al microscopio. Contare anche il numero di globuli rossi intatti in ciascuna delle diapositive. Utilizzare guanti e occhiali anche quando si utilizza il microscopio per studiare i vetrini.
6. Ripetere questa operazione almeno tre volte utilizzando il resto delle soluzioni.

Come varia la percentuale di globuli rossi intatti in ogni vetrino? Questa differenza è statisticamente significativa? Spiegare. Quali sono alcune delle limitazioni di questo metodo?

Utilizzando questi risultati, spiegare la differenza tra gli effetti della tonicità nelle cellule animali in generale rispetto alle cellule vegetali.