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Lieviti che respirano
Con la collaborazione di: The Columbia River Exhibition of History, Science, & Technology (CREHST Museum)
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Experiment Category: 
Scienze Biologiche
matematica
chimica
Scienze sociali
Obiettivo: 
Dimostrare l'interazione dei microrganismi e del ciclo del carbonio con lievito, zucchero e acqua, e scoprire come gli organismi dipendono dall'acqua e dall'energia mediante un tipo di catena alimentare.
Materiale richiesto: 
  • Quattro sacchetti di plastica a chiusura ermetica
  • 4 cubetti di lievito
  • zucchero
  • 1 cucchiaino
  • 1 misurino
  • circa 6 tazze di acqua calda (più o meno alla temperatura di 46 °C)
  • una pentola
  • pennarello indelebile
  • termometro
  • un pezzo di cartone
  • righello
  • penna o matita
Procedimento e osservazioni: 

1. Sbriciola un cubetto di lievito in ciascun sacchetto.

2. Aggiungi 1 cucchiaino di zucchero a un sacchetto e etichettalo con il numero 1.

3. Aggiungi 3 cucchiaini di zucchero ad un altro sacchetto e etichettalo con il numero

4. Aggiungi 6 cucchiaini di zucchero al terzo sacchetto e etichettalo con il numero 6.

5. Segna 0 sull'ultimo sacchetto e non aggiungere zucchero.

6. Versa l'acqua calda nella pentola fino a riempirla per 2/3. Verifica la temperatura dell'acqua con il termometro. La temperatura deve essere di circa 46 °C. Aggiungi acqua fredda o calda per raggiungere questa temperatura.

7. Usa il misurino per aggiungere una quantità precisa di acqua calda a ciascun sacchetto. Strizza delicatamente i sacchetti per mescolare accuratamente il contenuto. Assicurati che il contenuto dei sacchetti sia omogeneo e distribuito in modo uniforme.

8. Spremi i sacchetti per far uscire il più possibile l'aria e chiudili. Metti i sacchetti in nel recipiente di acqua con l'acqua calda in modo che non si raffreddino troppo velocemente.

9. Aspetta per 30-40 minuti.

10. Tira fuori dall'acqua il sacchetto 0, asciugalo e appoggialo su un tavolo. Appoggia il cartone sul sacchetto. Usa il righello per misurare la distanza dalla superficie del tavolo al cartone.

11. Registra le tue misurazioni.

12. Ripeti il passo 10 con gli altri sacchetti.

13. Calcola il volume approssimativo di biossido di carbonio presente in ciascun sacchetto: misura la lunghezza del sacchetto (a); misura la larghezza del sacchetto (b); distanza dal tavolo al cartone (c). Moltiplicando a x b x c otterrai il volume di ciascun sacchetto.

Cosa accade: 

Molti scienziati si interessano agli effetti del riciclaggio naturale che avviene nella biosfera terrestre. Il riciclaggio di materiale biodegradabile spesso richiede la presenza di umidità per attivare i microrganismi (creature responsabili della distruzione biologica dei rifiuti).

Il lievito usato in questo esperimento è composto da organismi vivi che decompongono il substrato (zucchero e acqua) e producono biossido di carbonio. Anche se è impossibile vedere dei microrganismi senza un microscopio, è possibile vedere la prova (il biossido di carbonio) che stanno "mangiando", cioè attaccano le fonti di cibo (in questo caso lo zucchero) che forniscono energia ai loro sistemi e, nel frattempo, riciclano i materiali. I sacchetti contengono diverse quantità di biossido di carbonio poiché la maggior decomposizione avviene nei sacchetti con maggiori quantità di zucchero; il lievito nel sacchetto 0 non ha zucchero da "mangiare", quindi non produce biossido di carbonio.

Gli scienziati si interessano anche ai microrganismi presenti nello spazio: esiste la vita al di fuori della Terra? Un esempio viene dalla ricerca della vita su Marte. Le forme di vita non sono facilmente visibili sulla superficie del pianeta, ma gli scienziati cercano altre prove della presenza di microrganismi. Quali tipi di esperimenti potrebbero essere tentati per individuare la vita? Potrebbe servire questo esperimento (o parte di esso)?

Consigli per genitori e insegnanti: 

Fare attenzione con l'acqua calda e il termometro. L'acqua troppo calda potrebbe danneggiare il lievito!

Chiedi ai ragazzi come il lievito usato in questo esperimento può essere collegato ai cicli della vita, dell'acqua e del carbonio nella biosfera terrestre. Incoraggiali a fare una piccola ricerca!