UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DELLA CALABRIA
Corso di laurea in Scienze della Formazione Primaria
ESERCITAZIONI DI BIOLOGIA
Dott.ssa M. Fiarè
A.A. 2007-2008
FOGLIE DI
SPINACIO
(SPINACIA
OLERACEA L.)
BARATTOLO DI
VETRO CON TAPPO
(n. 4)
DA 500 ml
(CAMERA
CROMATOGRAFICA)
UN MORTAIO
Etichette
matita
CARTA DA FILTRO
assorbente
di carta adesiva
Nastro adesivo
STUZZICADENTI
PER SPIEDINI
Alcool etilico
denaturato al 95%
Un cucchiaio
Una forbice
H2O
FASE
PRELIMINARE
OCCORRENTE
:
ETICHETTARE
IL
MATERIALE
FASE I : ESTRAZIONE DEI PIGMENTI
FASE II: PREPARARE LA CAMERA CROMATOGRAFICA E LA
FASE STAZIONARIA
FASSE III: FILTRARE IL MISCUGLIO
FASE IV: SEPARAZIONE DEI PIGMENTI
FASE VI: OSSERVARE I RISULTATI
n.1 foglie
+ alcool
n.2 camera
cromatografica
n.3 filtrato
n.4 foglie +
acqua
SPEZZETTARE LE FOGLIE DI SPINACIO
 METTERE LE FOGLIE SPEZZETTATE NEL MORTAIO E AGGIUNGERE UN
PO’ DI SOLVENTE (circa 40 ml di alcool etilico)
SCHIACCIARE IL MATERIALE CON IL PESTELLO FINO AD OTTENERE UN
OMOGENATO E CONTINUARE FINCHÉ QUEST’ ULTIMO ASSUME UNA
COLORAZIONE VERDE SCURO
L’ESTRAZIONE DEI PIGMENTI SI CONSIDERA COMPLETA QUANDO IL
RESIDUO NEL MORTAIO E’ COMPLETAMENTE BIANCO. L’ ACETONE O
L’ALCOOL ETILICO ESTRAE I PIGMENTI DALLE FOGLIE DEGLI SPINACI
INSERIRE L’ OMOGENATO NEL BARATTOLO n.1 E COPRIRE CON ALCOOL
ETILICO
MESCOLARE E PREMERE SULLE FOGLIE CON UN CUCCHIAIO
CHIUDERE IL BARATTOLO CON IL TAPPO
ATTENDERE CIRCA 15-30 m.
Suggerimenti: Per un’estrazione dei pigmenti completa, eseguire le fasi descritte
in precedenza un giorno, oppure immergere il barattolo, contenente le foglie di
Spinacio con il solvente, in una pentola con acqua che precedentemente è stata
bollita a 100° C
C55H72O5N4Mg
La clorofilla rappresentata è la clorofilla a,
il principale pigmento fotosintetico di tutti
gli organismi fotosintetizzanti. Essa è
costituita da un anello tetrapirrolico polare
con al centro un atomo di magnesio, che si
scioglie nell’alcol, a cui è legata una catena
idrocarburica apolare di fitolo.
SPEZZARE UNO STUZZICADENTI ED INCASTRARLO
AI BORDI INTERNAMENTE AL BARATTOLO DI VETRO n.
3 (CAMERA CROMATOGRAFICA)
TAGLIARE UNA STRISCIA DI CARTA DA FILTRO
FILTRARE L’OMOGENATO, CON L’AUSILIO DI UNA GARZA O DI
UN COLINO, IN UNBARATTOLO N. 4;
UN ULTERIORE SEPARAZIONE PUO’ ESSERE ESEGUITA
TRASFERENDO IL FILTRATO n.1 IN UN IMBUTO DI CARTA DA
FILTRO ASSORBENTE, ADAGIATO IN UN IMBUTO DI PLASTICA O
DI VETRO SU DI UN UN BARATTOLO DI VETRO (n.5)
CIO’ CHE SI OTTIENE E’ IL FILTRATO n. 2
LA FILTRAZIONE
LA FILTRAZIONE È LA TECNICA CHE SI UTILIZZA PER
SEPARARE I COMPONENTI SOLIDI DA MISCUGLI
LIQUIDI O GASSOSI
SI UTILIZZANO PARTICOLARI FILTRI DI CARTA
ASSORBENTE, OPPORTUNAMENTE PIEGATI A FORMA DI
CONO, CHE, INSERITI IN UN APPOSITO IMBUTO,
PERMETTONO IL PASSAGGIO DELLA PARTE LIQUIDA, IL
FILTRATO,
MENTRE
TRATTENGONO
IL
RESIDUO
SOLIDO.
IL SOLUTO VIENE TRATTENUTO DAL FILTRO IN
QUANTO LE PARTICELLE CON DIMENSIONI MAGGIORI
DEI
PORI
DELLA
CARTA
NON
RIESCONO
AD
ATTRAVERSARLA.
 INSERIRE UN PO’ (circa 20- 30 ml)
BARATTOLO n. 3
DI FILTRATO NEL
 POSIZIONARE LA CARTA DA FILTRO VERTICALMENTE
ALL’ INTERNO DEL BARATTOLO CONTENENTE IL FILTRATO,
IN MODO CHE PESCHI NELLA SOLUZIONE STESSA
AVVOLGERE LA CARTA DA FILTRO ALLO STUZZICADENTI,
FISSANDOLA CON NASTRO ADESIVO
CHIUDERE IL BARATTOLO
OSSERVARE
 ESTRARRE LA STRISCIA DI CARTA PRIMA CHE IL
SOLVENTE RAGGIUNGA IL BORDO SUPERIORE
CON QUESTA ESPERIENZA È STATO POSSIBILE
DIMOSTRARE CHE NELLE FOGLIE VERDI SONO
PRESENTI IN REALTÀ PIÙ SOSTANZE COLORATE,
ANCHE SE A PRIMA VISTA SEMBRA CHE NE SIA
PRESENTE UNA SOLA DI COLORE VERDE: LA
CLOROFILLA
L’Esperienza descritta è stata effettuata con una metodica
semplice, ma consona ed esaustiva per allievi di Scuola
Primaria
Di seguito, per completezza di informazione, è riportata la
metodica classica
per la separazione dei pigmenti
fotosintetici, ma inadeguata per allievi di Scuola Primaria,
visto l’utilizzo di sostanze tossiche.
ESTRAZIONE DEI PIGMENTI FOTOSINTETICI
Preparare una miscela di benzina, etere di petrolio e acetone nel rapporto 10: 2,5:2 e
versarla sul fondo della vaschetta di vetro così da riempirla per circa 1-2 cm.
Coprire ermeticamente e attendere che l’aria all’interno si saturi di vapore.
Durante l’attesa, tagliuzzare con le forbici alcune foglie verdi, pestarle in un mortaio
insieme a 30 ml di acetone fin quando si forma una soluzione intensamente colorata di
verde.
Filtrare la soluzione
Con la pipetta Pauster prelevare una piccola quantità della soluzione e deporne una
goccia ad un’estremità della striscia di carta, a circa 2-3 cm dal bordo.
Asciugare con il phon (non troppo vicino) o attendere alcuni minuti, quindi deporre un’
altra goccia nello stesso punto.
Ripetere più volte questa operazione fin quando il miscuglio deposto non sia
intensamente colorato in verde
Far attenzione a che la carta sia ben asciutta tra una deposizione e la successiva, al fine
di non allargare troppo la zona di deposizione
Aprire la vaschetta e, nel minor tempo possibile, attaccare con il nastro adesivo
l’estremità della striscia, in cui non è stato deposto il campione, alla parete della
vaschetta, in modo tale che la striscia sia parzialmente immersa nella miscela presente sul
fondo. Fare attenzione a che la zona di deposito del campione non sia immersa nella
miscela presente sul fondo, ma disti da questa 0,5-1 cm.
Richiudere e attendere 30’. Trascorso questo tempo, aprire la camera, estrarre la
striscia ed osservarla
FRONTE DEL
SOLVENTE
BANDA GIALLO- ARANCIONE: caroteni
BANDA GIALLO- LIMONE: xantofille
BANDA VERDE- AZZURRO: clorofilla a
BANDA VERDE- GIALLO:clorofilla b
Zona di deposizione del campione
SULLA CARTA APPAIONO, GIÀ DOPO 5-10’ CHE È STATA
DEPOSTA NELLA VASCHETTA, ALCUNE BANDE COLORATE
DALL’ALTO AL BASSO (DALLA ZONA PIÙ LONTANA AL PUNTO
DI DEPOSIZIONE), :
BANDA GIALLO-ARANCIONE(PIÙ IDROFOBA)= CAROTENI
BANDA GIALLO-LIMONE= XANTOFILLE
BANDA VERDE-AZZURRO= CLOROFILLA A
BANDA VERDE-GIALLO= CLOROFILLA B
Il termine cromatografia è usato per indicare un gruppo di tecniche
separative che hanno alcune caratteristiche in comune.
La principale caratteristica è che in tutte si ha la possibilità di
separare da una miscuglio omogeneo i vari costituenti in base alla
migrazione differenziale dei componenti della miscela stessa.
La separazione è resa possibile dal fatto che i vari componenti si
distribuiscono in modo diverso tra una fase fissa (detta fase
stazionaria) ed una fase mobile (eluente) che, per capillarità, trascina i
componenti del miscuglio.
precisamente il composto idrofobo si moverà più velocemente, mentre
il composto idrofilo si muoverà più lentamente perché tenderà a legarsi
alle molecole di cellulosa che costituiscono la fase fissa.
Al termine di questo processo i composti risulteranno separati, con il
composto idrofobo molto più distante dal punto di deposizione iniziale
del miscuglio e il composto idrofilo più prossimo invece a tale punto
NELLA CROMATOGRAFIA SU CARTA LA FASE FISSA
IDROFILA È COSTITUITA DALLA CELLULOSA DELLE
FIBRE DELLA CARTA E LA FASE MOBILE IDROFOBA È
UN ELUENTE ORGANICO (UN SOLVENTE PURO OPPURE
UNA MISCELA DI SOLVENTI) IMMISCIBILE CON
L’ACQUA ESEMPIO ACETONE O ALCOOL ETILICO.
LA CAPILLARITA’
Un insieme di tubi di vetro posti verticalmente in un recipiente
contenente acqua.
Ci accorgiamo che se i tubi hanno un diametro interno abbastanza
grande l' acqua raggiunge in tutti la stessa altezza (uguale a quella
dell' acqua nel recipiente).
Se però alcuni di questi tubi sono molto sottili, cioè dei tubi capillari
(della dimensione di un capello), l'acqua raggiunge in essi un' altezza
maggiore. Il livello raggiunto dall' acqua è tanto più alto quanto più
il tubicino è sottile.
SI CHIAMA CAPILLARITÀ IL FENOMENO PER CUI IN UN TUBO
CAPILLARE L'ACQUA RAGGIUNGE UN' ALTEZZA MAGGIORE
QUANTO PIÙ PICCOLO È IL DIAMETRO DEL TUBO.
I PLASTIDI sono organuli citoplasmatici tipici della cellula
vegetale.
Essi sono abbastanza grandi che possono raggiungere un
diametro di 3÷ 6 micron.
Quando vengono osservati al microscopio ottico, essi appaiono
cospicui non soltanto per le loro dimensioni ma perchè
contengono spesso pigmenti.
Il microscopio elettronico mostra che i plastidi come i
mitocondri sono racchiusi da una doppia membrana.
Si ditinguono in:
CLOROPLASTI
CROMOPLASTI
AMILOPLASTI
i CLOROPLASTI contengono il pigmento verde clorofilla e
svolgono la fotosintesi
I CROMOPLASTI contengono i pigmenti gialli o arancioni o rossi detti
carotenoidi (pigmenti liposolubili) che sono affini alla vitamina a e in
realta’ ne sono la fonte
i cromoplasti si sviluppano dai cloroplasti invecchiati mal ridotti prima
della caduta della foglia o durante la maturazione dei frutti con un
processo di modificazione che implica una perdita di clorofilla e vasti
cambiamenti strutturali:. Sono presenti nei petali di moti fiori, nella
buccia di vari frutti, nelle foglie ingiallite o nelle radici di alcune piante
(carota)
GLI AMILOPLASTI sono detti anche leucoplasti, presenti nelle cellule
non-verdi, sono plastidi incolori che convertono lo zucchero in granuli di
amido, che vengono accumulati come riserva di energia per le future
necessità della pianta. La patata, per esempio, ne è molto ricca
I cloroplasti
Ultrastruttura del cloroplasto
Cloroplasto
all’interno
della cellula
vegetale
I PLASTIDI
Struttura dei cloroplasti
I cloroplasti, nelle piante superiori, sono piccoli e numerosi ed hanno
generalmente una forma ovoidale con un diametro massimo di 3-10 m.
La struttura interna di un cloroplasto mostra evidenti relazioni con quella che è la
sua funzione fotosintetica.
Se, infatti, si osserva un cloroplasto al microscopio elettronico, all'interno del
rivestimento esterno, costituito da una doppia membrana, si nota una serie di
membrane sovrapposte e collegate fra loro in modo da ottenere il massimo
sviluppo di area superficiale: sono le membrane fotosintetiche, quelle in cui si
trovano "ancorati" i pigmenti destinati a catturare la luce solare.
Ad un ingrandimento maggiore, queste membrane si mostrano ripiegate su se
stesse a formare tante vescicole, dette tilacoidi, tutti intercomunicanti e
continue tra di loro a costituire un sistema membranale chiuso.
I tilacoidi sono immersi in una matrice, detta stroma, caratterizzata da un alto
contenuto di proteine (specialmente enzimi, tra i quali quelli destinati a formare i
carboidrati). Il sistema tilacoidale, di conseguenza, delimita due ambienti
plastidiali: l’ambiente extratilacoidale o stromatico e l’ambiente intratilacoidale o
luminale.