Costruiamo il modello di una cellula

Ogni studente delle scuole medie prima o poi deve imparare, durante le lezioni di scienze, la struttura e la morfologia delle cellule viventi. Forse è successo di recente anche a te e hai studiato i vari organelli delle cellule animali e vegetali. Se hai deciso di sfoggiare le tue recenti conoscenze creando un modellino tridimensionale della cellula e delle sue strutture, o se si tratta di un compito che il tuo insegnante ti ha assegnato, allora questo articolo può esserti d’aiuto.

Cosa fare prima:

Studia le cellule.

Forse può sembrarti banale, ma se vuoi costruire un modello accurato, devi capire come è fatta una cellula, le differenze tra una cellula vegetale e animale, la loro forma e la loro struttura, quali sono gli organelli principali e come si relazionano fra loro. I diversi organelli hanno ciascuno una forma caratteristica, mentre i colori con cui vengono rappresentati nelle immagini dei libri hanno solo uno scopo dimostrativo, e solitamente non coincidono con la realtà, quindi per questo aspetto potrai essere molto creativo.

Impara le differenze fra cellula vegetale e animale.

In genere una cellula vegetale ha dimensioni maggiori rispetto a quella animale e una forma rettangolare o cubica. La sua caratteristica principale è quella di avere una parete cellulare spessa e rigida, contrariamente a quella animale.

Diversamente da quella delle piante, la cellula animale non ha una parete, ma solo una membrana cellulare. Può avere diverse dimensioni e forme anche irregolari.

In entrambe i casi internet è una preziosa fonte di immagini dettagliate.

Sviluppa il progetto del tuo modello.

Sarà una rappresentazione in cui tutte le strutture sono sospese in un materiale trasparente? Oppure sarà una sezione, un modello in cui la cellula sembra tagliata a metà per mostrare gli organelli, senza però perdere l’aspetto tridimensionale? La prima opzione è un modello completo dove gli organelli della cellula appaiono sospesi, ad esempio, nella gelatina trasparente. La seconda soluzione prevede l’utilizzo di diversi materiali per costruire una sezione di cellula dove una parte è stata rimossa per permettere la visione degli organelli interni.

Pensa ai materiali che userai.

Chiaramente questi cambieranno in base al tipo di modello che desideri realizzare.

È più semplice usare degli oggetti che hanno già una forma simile ai vari elementi cellulari, ad esempio qualcosa di sferico per rappresentare il nucleo. Ovviamente, molti organelli hanno una forma stravagante ed è difficile reperire degli oggetti di uso comune che abbiano lo stesso aspetto. In tal caso dovrai affidarti a materiali modellabili.

Di seguito troverai alcuni esempi per realizzare il tuo modello. A questi link troverai maggiori informazioni e altre idee.

it.wikihow.com/costruire modelli di cellule

it.wikihow.com/Creare il Modello di una Cellula
www.scienceforpassion.com/come realizzare un modello di cellula
slideplayer.it/costruzione della cellula

Esempio 1: modello in gelatina

1.1 Riunisci tutti i materiali di cui hai bisogno.

Per creare un modello di gelatina hai bisogno di:

• Gelatina al limone o neutra e gli ingredienti necessari. Se hai scelto uno stile realistico la gelatina trasparente non aromatizzata è la soluzione perfetta per rappresentare il citoplasma.

• Un contenitore, preferibilmente monouso, per la gelatina o un sacchetto di plastica richiudibile di quelli che si usano per conservare i cibi in frigo. Per una resa realistica una possibilità è quella di utilizzare le sfere di plastica trasparente che si usano per le decorazioni natalizie;

• Un cucchiaio;

• Frutti e caramelle diverse per realizzare i vari organelli. Fai attenzione a evitare i marshmallow perché tendono a galleggiare nella gelatina. Puoi utilizzare diversi cibi e prodotti da cucina. Ciò che userai dipende solo da te, ma ecco alcuni suggerimenti:

• Per il nucleo, il nucleolo e la membrana nucleare: acquista un frutto con il nocciolo come una pesca o una prugna. Il nocciolo è il nucleolo, il frutto il nucleo e la buccia è la membrana. Se un tale livello di precisione non è richiesto dal compito, puoi utilizzare un qualunque alimento o oggetto dalla forma sferica.
• I centrosomi sono elementi spinosi, quindi prova a infilzare pezzetti di stuzzicadenti all'interno di una caramella gommosa o un altro alimento analogo.
• Per l’apparato del Golgi: prendi dei pezzetti di cartone e accatastali a fisarmonica.
• Per i lisosomi usa delle piccole caramelle sferiche o delle gocce di cioccolato.
• I mitocondri hanno una forma oblunga, quindi puoi usare dei fagioli.
• Ribosomi: va benissimo qualunque oggetto piccolo e sferico come i grani di pepe, degli zuccherini colorati.
• Il reticolo endoplasmatico rugoso assomiglia molto all’apparato del Golgi. Ha una struttura formata da sezioni piatte e ripiegate su se stesse ma, diversamente dall’apparato del Golgi, ha una superficie ruvida. Puoi usare lo stesso materiale che hai utilizzato per il Golgi, ma cerca una maniera per incollare qualcosa che gli conferisca un aspetto rugoso (magari delle codette di zucchero), così potrai distinguere i due organelli.
• Il reticolo endoplasmatico liscio ha l’aspetto di una serie di tubi irregolari, aggrovigliati e connessi fra loro. Per questo motivo hai bisogno di qualcosa di liscio e pieghevole. Prova con gli spaghetti cotti o i vermi gommosi (caramelle).
• Vacuoli: per la cellula animale puoi usare delle caramelle gommose sferiche non troppo grandi, meglio se di colore uniforme e traslucido (ricorda che i vacuoli sono sacche di acqua ed enzimi). Per la cellula vegetale, hai bisogno di materiale decisamente più grande come delle palline di plastica trasparente.
• I microtubuli possono essere modellati con pezzi di spaghetti crudi e, in base alla scala che hai usato per il progetto, anche con delle cannucce.
• Per i cloroplasti (presenti solo nelle cellule vegetali) puoi usare dei piselli, delle caramelle di gelatina verde o dei fagioli verdi tagliati a metà. Ricorda che devono essere verdi.

 1.2 prepara la gelatina

Segui le istruzioni riportate sulla confezione, ma ricordati di usare meno acqua di quanto indicato (usa ¾ della quantità di acqua consigliata) in questo modo la gelatina sarà più compatta e gli oggetti che andrai a inserirvi resteranno al loro posto. Porta l'acqua a bollore, sciogli la gelatina in polvere nell'acqua bollente e mescola con cura. Alla fine aggiungi una pari quantità di acqua fredda. Se hai deciso di usare della gelatina neutra, aggiungi del succo di frutta trasparente al posto dell'acqua fredda, in modo che assuma un colore chiaro e brillante.

La gelatina rappresenta il citoplasma della cellula.

 A questo punto puoi decidere se dare alla tua cellula un aspetto realistico, e allora prosegui con il punto 1.3, o meno, e allora salta al punto 1.4.

1.3 Modello con aspetto realistico.

Procurati uno stampo per gelatina.

Ovviamente ti serve uno stampo per creare la cellula, ma prima devi decidere che tipo di cellula vuoi rappresentare, dato che quelle animali e vegetali hanno forme differenti.

Se vuoi riprodurre una cellula vegetale, avrai bisogno di un contenitore monouso rettangolare. Il contenitore sarà sia la membrana che la parete cellulare.

Se hai deciso di creare una cellula animale, allora hai bisogno di una ciotola oppure di una sfera di plastica di quelle che si usano per le decorazioni natalizie. Anche in tal caso, il contenitore può rappresentare la membrana, oppure potrai estrarre la gelatina e avvolgerla nella pellicola trasparente che simulerà la membrana.

Trasferisci con cura la gelatina calda nel contenitore che avrai scelto e lascialo in frigo per almeno un’ora finché la gelatina non si sarà raffreddata e indurita. Non aspettare che si sia completamente solidificata: in modo da poter inserire le caramelle e gli altri oggetti che rappresenteranno gli organelli.

 Una volta che avrai posizionato gli organelli rimetti il modellino in frigorifero e aspetta che la gelatina si indurisca del tutto per almeno una o due ore.

A questo punto puoi passare al punto 1.5.

1.4. Modello senza aspetto realistico

Se la tua cellula non deve avere un aspetto realistico scegli un sacchetto richiudibile per alimenti e mettilo in un contenitore robusto, come una ciotola capiente o un tegame.

Versa ora lentamente la gelatina fredda al suo interno. Non riempire completamente il sacchetto in modo che ci sia abbastanza spazio per tutti gli organelli che inserirai in un secondo momento. Chiudi il sacchetto e metti il tutto in frigorifero aspettando che la gelatina si solidifichi, ci vorrà almeno un'ora, dopodiché togli il sacchetto dal frigorifero e aprilo.

Aggiungi le varie caramelle che rappresentano le strutture interne della cellula.Fai attenzione a usare quelle del colore giusto per ciascun organello e rispettane anche le vere forme. 

Ricorda che se stai realizzando un modello di cellula vegetale devi aggiungere la parete cellulare attorno alla gelatina. Puoi usare delle caramelle simili alle trecce di liquirizia o i bastoncini di zucchero. 

Sigilla nuovamente il sacchetto con il modello in gelatina e riponilo nel frigorifero. In questo modo consenti alla gelatina di stabilizzarsi completamente, ottenendo così un modello robusto.

Passa ora al punto 1.5.

1.5 Prepara una tabella o una legenda che descriva i vari elementi.

Dopo avere disposto tutte le strutture della cellula, fanne una lista per identificarle nel tuo modello. Ad esempio, puoi scrivere: "Gelatina = Citoplasma", "Liquirizia = Reticolo endoplasmatico rugoso". Probabilmente dovrai spiegare il tuo modello e descrivere i vari componenti in un secondo momento.

Esempio 2: modello in polistirolo

2.1 Procurati tutto il materiale di cui avrai bisogno.

Ecco qualche idea:

•Puoi utilizzare un pezzo di polistirolo come base per la cellula. I negozi di belle arti o di bricolage hanno sfere di questo materiale (se vuoi ricreare una cellula animale). Sono disponibili anche dei parallelepipedi rettangolari (se vuoi fare una cellula vegetale).

•Il cartoncino si rivela molto utile per creare molte strutture, come l’apparato del Golgi o il reticolo endoplasmatico rugoso.

•Delle cannucce o dei piccoli tubicini sono utili per le strutture tubolari. I microtubuli possono essere rappresentati con le cannucce dritte, mentre il reticolo endoplasmatico liscio può essere costruito con quelle pieghevoli, con dei tubicini o con dei cavi elettrici sottili.

•Per le altre strutture (come i mitocondri o i cloroplasti) puoi affidarti a perline di varie dimensioni e forme o alla pasta per modellare. Ricorda di mantenere le giuste proporzioni con il resto degli organelli.

•La pasta per modellare può essere usata anche per quelle strutture difficili da ricreare con materiali già esistenti.

•La vernice a tempera ti aiuterà a differenziare il citoplasma dalla parete cellulare esterna. Puoi dipingere anche le strutture che hai modellato.

2.2 Ritaglia una sezione della base in polistirolo.

Devi rimuovere ¼ di tutto il blocco di polistirolo, in modo da far veder l’”interno” della cellula. Misura la base e segna dei puntini a metà di ciascun lato. Traccia le linee di taglio e procedi con una taglierina di precisione o uno strumento analogo.

2.3 Colora la cellula. 

Dipingi l’interno della sezione ritagliata per rappresentare il citoplasma e mettere in evidenza le strutture. Puoi anche verniciare l’esterno con un colore di contrasto per differenziare il citoplasma.

2.4 Prepara gli elementi della cellula. 

Puoi crearli con i materiali elencati in precedenza.

Per le parti che realizzerai con la pasta per modellare cerca di rappresentarle nella maniera più semplice possibile, pur senza perdere di realismo. È meglio usare questo materiale solo per le strutture più semplici e affidarsi ad altri elementi già formati per gli altri organelli complessi, come i tubicini per il reticolo endoplasmatico liscio.

2.5 Aggiungi gli organelli alla cellula. 

Inseriscili nella base di polistirolo con la colla a caldo, la colla normale, con degli stuzzicadenti, delle graffette o anche con delle spille – usa il metodo che preferisci. In alcuni casi dovrai letteralmente scavare o ritagliare lo spazio nel polistirolo per alloggiare le strutture.

L’apparato del Golgi e il reticolo endoplasmatico rugoso possono essere modellati con del cartoncino. In questo caso, fai delle incisioni nel polistirolo e infila ogni pezzo di cartoncino al loro interno per creare un elemento “a fisarmonica”.

2.6 Prepara una tabella o una legenda che descriva i vari elementi. 

Dopo aver disposto tutte le strutture della cellula, fanne una lista per identificarle nel tuo modello. Probabilmente dovrai spiegare il tuo modello e descrivere i vari componenti in un secondo momento.

Esempio 3: modello in plastilina

3.1 Riunisci tutto il materiale. 

Per realizzare un modello di cellula con la plastilina hai bisogno di:

• Una palla di polistirolo di piccole o medie dimensioni;
• Una confezione di argilla o pasta per modellare;
• Stuzzicadenti;
• Etichette.

3.2 Taglia la palla di polistirolo a metà.

La dimensione della sfera dipende da quanto desideri che sia dettagliato il modello. Ricorda che le sfere di grandi dimensioni ti offrono più spazio e una maggiore flessibilità di lavoro.

3.3 Copri il lato piatto della semisfera con della plastilina.

Puoi rivestire anche tutto il pezzo di polistirolo, se desideri che anche la parte sferica sia colorata.

3.4 Modella gli organelli con la plastilina di vari colori.

In questo caso potrebbe essere utile avere stampato un'immagine della cellula, così da essere certo di non tralasciare nessuna struttura.

• Usa colori differenti di plastilina per ogni elemento in modo da differenziarli.
• Disponi gli organelli sul lato piatto della semisfera fissandoli con uno stuzzicadenti.
• Se stai realizzando un modello di cellula vegetale, ricordati di aggiungere anche la parete cellulare.

 3.5 Aggiungi le etichette ai vari organelli.

Puoi fissarle agli stuzzicadenti con del nastro adesivo oppure infilzarle con degli spilli e attaccarle nel polistirolo, vicino alla rispettiva struttura.