Scienze a casa: didattica a distanza per imparare con EMBL Inspire article

Esplorare le risorse per l’educazione create da uno dei più importanti laboratori di ricerca, da alcune lezioni agli esperimenti in cucina.

Il Laboratorio Europeo di Biologia Molecolare (EMBL))^w1è uno dei più importanti centri Europei di ricerca per le scienze della vita. Il dipartimento dedicato alla didattica dell’EMBL conosciuto come il Laboratorio Europeo per l’Insegnamento per le Scienze della Vita (ELLS), si dedica a mettere a disposizione gli eventi delle scoperte scientifiche che avvengono all’EMBL delle scuole in tutta Europa. All’ELLS, abbiamo creato delle attività sperimentali per insegnanti e studenti, ciascuna delle quali è stata sviluppata in collaborazione con gli scienziati dell’EMBL.

Attualmente la pandemia di corona virus ha imposto la sfida di continuare ad insegnare in maniera remota. In questo articolo, presentiamo una collezione di risorse didattiche create all’ELLS che si possono utilizzare nella didattica virtuale o a distanza, con l’obbiettivo di essere di supporto agli insegnanti in tutto il mondo.

Questa collezione introduce gli studenti di età 7-19 anni alla scienza molecolare della vita attraverso delle attività on line. Comprende due semplici esperimenti in cucina per gli studenti più giovani, più attività al computer per gli studenti più grandi che possono essere realizzate interamente on line senza l’installazione di software particolari. Tutte queste risorse sono indipendenti una dall’altra e possono essere utilizzate in contesti differenti e con differenti scopi educativi.

Esperimenti per studenti di età 7-14

Il genio in bottiglia: esperimento domestico

Raccomandato per età: 7+

Lingue: Inglese, Tedesco

Questo semplice esperimento che si può condurre in cucina ha lo scopo di rispondere a questa domanda, ‘Da dove provengono le piccole bolle presenti nel pane?’ Oltre a rendere visibili agli studenti le attività degli organismi unicellulari, l’esperimento e il materiale supplementare insegnano loro la funzione del lievito del fornaio come un organismo vivente e introducono i meccanismi di base del metabolismo energetico del lievito.

Isolamento del DNA delle banane: esperimento per casa

Età raccomandata: 9+

Lingue: Inglese. Tedesco, Russo

Il DNA è il vettore delle informazioni ereditabili in tutti gli organismi viventi. In questa guida passo – passo gli studenti mediante un semplice esperimento in cucina potranno isolare il DNA in una banana, seguendo gli stessi principi di isolamento del DNA adottate dai ricercatori nei laboratori. Il testo all’interno dell’attività ha il compito di spiegare il meccanismo scientifico alla base dell’esperimento.

Attività on-line per studenti di età 14-19

Profili di ricercatori in scienze della vita

Lingua: Inglese

Alcuni scienziati dell’EMBL diventano ‘ambasciatori scolastici’, andando in visita nelle scuole d’Europa e del mondo per condividere le loro esperienze di lavoro di ricerca e degli sviluppi più interessanti nelle scienze della vita. Queste brevi biografie scritte dai ricercatori stessi forniscono un intrigante punto di vista nei diversi campi delle loro ricerche scientifiche e delle loro motivazioni.

Attività on-line per studenti di età 16-19 anni

Obiettivo: cellule staminali

Lingua: Inglese

Questo breve modulo on-line contenente animazioni colorate e illustrazioni mostra una introduzione di facile comprensione sulle cellule staminali, con un particolare riferimento alle cellule staminali del sangue (ematopoietiche). Gli argomenti trattati includono una panoramica dei processi di ematopoiesi, specializzazione delle cellule, della omeostasi delle celle staminali e le segnalazioni che le controlla.

Cosa ci possono dire i conigli sull’evoluzione?

Lingua: Inglese

Questo breve modulo on-line di simulazione progettato per insegnare i principi fondamentali della frequenza degli alleli in un gruppo di geni. Gli argomenti trattati includono gli alleli recessivi e dominanti, eredità, i calcoli di frequenza degli alleli e loro cambiamenti sotto la selezione direzionale, nonché il motivo per cui può essere desiderabile la conservazione di alleli svantaggiosi.

GFP caccia al tesoro

Lingua: Inglese, Cecoslovacco, Francese, Greco, Italiano, Svedese

Questo modulo on line, introduce gli studenti a utilizzare le informazioni del database di bio informatica che si trovano nel web e degli strumenti utilizzati dai ricercatori e delle analisi utilizzate in scienza della vita in tutto il mondo. Il modulo pone l’attenzione su ‘la proteina della fluorescenza verde’ (GFP), e guida gli studenti passo passo nella identificazione e l’analisi del DNA e la sequenza delle proteine.

Esplorare l’evoluzione dellen proteine sensibili alla luce

Lingua: Inglese, Cecoslovacco, Franncese, Greco, Italiano.

Questa attività on line di bioinformatica riguarda l’evoluzione molecolare dei geni. Le istruzioni conducono piano piano gli studenti ad utilizzare il database di bio informatica e gli strumenti per identificare le proteine incognite e quindi giungere alle funzioni biologiche e l’evoluzione della famiglia di proteine. La costruzione di un albero filogenetico aiuta gli studenti a comprendere le relazioni tra omologhi, parologhi, e ortologhi. E in fine, gli studenti possono osservare la struttura 3D di un membro della famiglia della proteina.

EMBL Lezioni di approfondimento

Lingua: Inglese

Questa serie di Lezioni di Approfondimento illustra le tendenze attuali nella ricerca di scienze della vita e mostra come la ricerca influenza le nostre vite. Ogni anno, uno scienziato senior dell’EMBL presenta una lezione specifica da utilizzare nelle scuole secondarie che si possono collegare on line. Attualmente vi sono 10 lezioni disponibili, con argomenti che coprono dalla diversità degli oceani al tempo dello sviluppo dell’embrione.

La seguente Lezione di Approfondimento è di complemento nel curriculum scolastico introduce gli studenti ad alcuni dei più recenti esperimenti, che gli scienziati stanno utilizzando le più fondamentali domande della ricerca di scienza della vita.

Si puo’ accedere all’intera serie dell’ELLS nel sito web.

Invecchiamento e malattie: qual è il legame?

EMBL Lezione di Approfondimento 2019

Oratore: Professoressa Madama Janet Thornton (EMB-EBI)

Argomento: Bioinformatica

L’età è un comune fattore di rischio per le malattie. Capire le variazioni molecolari nei geni e nei percorsi metabolici coinvolti nel processo di invecchiamento può spiegare il perché vediamo crescere il rischio con l’età di contrarre alcune malattie. In questa memoria, la Professoressa Thornton presenta come lei e il suo gruppo di ricerca analizzano vari tipi di data nella speranza di identificare le medicine che possono promettere un invecchiamento umano più salutare. Materiale ulteriore lettura ulteriore è incluso nel meccanismo di invecchiamento e lo studio dell’orologio epigenetico.

Argomenti trattati in questa lezione:

• Che cosa è l’invecchiamento?
• Le caratteristiche dell’invecchiamento
• L’Epigenoma cambia durante il processo di invecchiamento
• Variazione della composizione proteica
• Invecchiamento cronologico e biologico
• Orologio epigenetico per misurare l’invecchiamento biologico
• Le basi biologiche dell’invecchiamento e previsione della durata della vita
• Metodi per ritardare l’invecchiamento
• Approccio al calcolo per ricavare le medicine per il processo di invecchiamento.

Divisione cellulare al centro dell’attenzione: l’imaging è un passo essenziale della vita

EMBL Lezione di approfondimento 2015

Oratore: Dr Jan Ellemberg (EMBL Heidelberg)

Argomento: Biologia cellulare

Jan Ellemberg e il suo gruppo di ricerca studiano la divisione cellulare e l’organizzazione del nucleo. Nella sua presentazione, il Dr Ellenberg spiega come i blocchi della costruzione molecolare individuale, e la microscopia a luce particolare e i calcoli tecniche di simulazione possono essere associati per aiutare a scoprire i meccanismi molecolari che sotto intendono alla divisione cellulare. Ulteriori lezioni su come le proteine possono essere riconosciute utilizzando un modello computerizzato 4D in tempo reale sono state incluse .

Argomenti trattati in questo aticolo:

• Architettura cellulare e blocchi costruttivi
• Divisione cellulare: le basi della vita
• Come analizzare i geni mitotici
• Alta produttività nel processo di imaging a ritardo di tempo
• Fenotipi calcolati a partire dal processo di imaging
• Individuare le proteine utilizzando le proteine fluorescenti verdi
• Suddivisione cellulare all’inizio del processo della vita dei mammiferi
• Microscopia a luce laminare
• Individuare le cellule nell’embrione, e nella ricostruzione del lignaggio
• Specifica del destino delle cellule staminali.

Perché facciamo quello che facciamo? Esploriamo le basi neurali delle emozioni

EMBL Lezione di approfondimento 2014

Oratore: Dr Cornelius Gross (EMBL Rome)

Aargomento: Epigenetica e neurobiologia

Cornelius Gross e il suo gruppo di ricerca studiano le basi molecolari e neurali del comportamento. In questa lezione, il Dr Gross mira a rispondere alla domanda, ‘Perché facciamo quello che facciamo?’ Inizia con una introduzione allo studio del cervello e il comportamento, e continua con il ruolo dei circuiti neurali nel controllo delle emozioni del tipo paura e ansia. Sono fornite anche ulteriori lezioni di approfondimento sui diversi percorsi tramite l’ausilio degli scienziati dell’EMBL che studiano la neurobiologia.

Argomenti trattati in questa lezione:

• Controllo del comportamento istintivo e volontario
• Sinapsi
• Come i circuiti neurali controllano le emozioni?
• Optogenetica: l’uso della luce per controllare il cervello
• Regioni del cervello che contrallano la risposta alla paura
• Misura della paura istintiva e della memoria di paura nei gatti.

Dal codice alla funzione: osservare la sintesi della proteina con il microscopio elettronico

EMBL Lezione di approfondimento 2013

Oratore: Dr Christiane Schaffitzel (EMBL Grenoble)

Argomento: Biologia strutturale

Christiane Schaffizel e il suo gruppo di ricerca studiano le funzioni e le strutture 3D del ribosoma. Nel suo discorso, Dr Schaffitzel presenta una panoramica della sintesi delle proteine e del ruolo giocato dal ribosoma in questo processo. Passa quindi a dimostrare come la microscopia crioelettronica è utilizzata nello studio della struttura dei ribosomi.

Argomenti trattati in questa lezione:

• Il dogma centrale della biologia molecolare
• Sintesi della proteina
• Struttura molecolare dei ribosomi
• RNA del ribosoma come enzima
• La funzione delle subunità del ribosoma
• Cosa determina se una proteina è esportata oppure no
• Preparazione dei campioni per microscopia crioelettronica e analisi delle immagini