PRÁCTICAS DE BIOLOGÍA

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INTRODUCCIÓN

Uno de los equipos más íntimamente relacionadoscon la biología es el microscopio óptico, el cualpermite aumentar el tamaño de un objeto unnúmero determinado de veces; la Biología no sehubiese desarrollado como ciencia moderna sin elmicroscopio, ya que no fuera posible realizarinvestigaciones a nivel celular, dado que las células,en general, son tan pequeñas que son invisibles alojo humano. El microscopio óptico fue elinstrumento que llevó al descubrimiento de la célula,que es la base de los organismos vivos, y cuyaactividad origina todos los procesos que observamosen el organismo completo.

Existen una serie de reglas que debes seguir para eluso correcto del microscopio óptico. En términosgenerales, debes asegurarte que el microscopio estéen condiciones óptimas antes de empezar a trabajarcon él; luego debes lograr el enfoque de la muestra adiferentes aumentos, y finalmente debes dejar elmicroscopio en un estado de almacenamientoadecuado para fututos usos. Nunca debes tocar laslentes con las manos; si se ensucian, debes limpiarlasmuy suavemente con papel de óptica, o un papelmuy suave, que no raye ni deje pelusas.

INDICADORES DE LOGRO• Identifica y explica con claridad cada una de las

partes del microscopio.• Identifica y describe correctamente a la célula

como la unidad funcional y estructural de todoslos seres vivos.

• Representa y describe adecuadamente lasfunciones vitales que realiza la célula.

• Identifica y describe con interés las semejanzas ydiferencias entre una célula animal y una vegetal.

OBJETIVOS• Identificar las partes principales del microscopio

óptico, sus nombres y sus funciones.• Aprender a manipular correctamente las partes

principales del microscopio óptico al observar através de él.

• Identificar las estructuras y funciones de lasdiferentes partes de las células eucariotasvegetales y animales.

7° Grado Unidades 6 y 7 Tiempo estimado: Tres horas clase

A TRAVÉS DELMICROSCOPIO: ELMUNDO INVISIBLE

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Equipo Materiales• Estereoscopio• Microscopio

Óptico

• Papel bond• Papel filtro• Hojas de plantas• Pétalos de flores• Alas de insectos• Granos de arena,

sal o azúcar• Cubre objetos• Portaobjetos• Portaobjetos

excavados

• Preparaciones fijas

• Cajas Petri• Aceite de

inmersión• Azul de metileno• Agua destilada• Papel toalla• Un palillo• Una cebolla• Un tomate

Los microscopios ópticos más comunes son elestereoscopio, que te permite observar muestrasrelativamente grandes (de 0.05 a 20 mm) en tresdimensiones, y el microscopio óptico compuesto, osimplemente microscopio óptico, que te permiteobservar muestras muy pequeñas (de 0.2 a 100 µm).

Antes de observar una preparación a través delmicroscopio óptico, es importante que identifiques yconozcas la función de sus principales componentes(Fig. 1), los cuales se agrupan en dos sistemas:

I. Sistema Óptico: Que integra las partes:− Ocular: Lente situada cerca del ojo del

observador; amplía la imagen del objetivo.− Objetivo: Lente situada cerca de la

preparación, la cual amplía la imagen de ésta.Sus aumentos son por lo general de 4x, 10x,40x y 100x.

− Condensador: Lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación.

− Diafragma: Regula la cantidad de luz que entra en el condensador.

− Foco o fuente de luz: Dirige los rayos luminosos hacia el condensador.

II. Sistema Mecánico: El cual consta de:− Soporte: Mantiene la parte óptica. Tiene dos

partes: el pie o base y el brazo.− Platina: Lugar donde se coloca la preparación.

− Tornillos para movimiento de platina (x e y):Permiten el desplazamiento preciso de lapreparación, de manera que quede centradaen el eje óptico del microscopio.

− Cabezal: Contiene los sistemas de lentesoculares. Puede ser monocular o binocular.

− Revólver: Contiene los sistemas de lentesobjetivos. Al girarlo permite cambiar losobjetivos.

− Tornillos de enfoque: Son dos: el TornilloMacrométrico que aproxima el enfoque, y elTornillo Micrométrico que consigue el enfoquecorrecto.

− Control de intensidad de luz: Permitemodificar la intensidad de los rayos luminosos.

Los principales componentes del estereoscopio se muestran en la Figura 2.

A continuación se detalla el procedimiento a seguirpara que aprendas a observar a través delestereoscopio y del microscopio óptico.

PROCEDIMIENTO

A. Uso del estereoscopio1. Enchufa el estereoscopio en el suministro

eléctrico adecuado (pide orientación a tudocente), y activa el interruptor de encendido.

Figura 1. Principales componentes del microscopio óptico. Figura 2. Principales componentes del estereoscopio.

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2. Coloca un pedazo de papel bond o papel filtroen la platina de observación.

3. Enciende la lámpara de la base para iluminar lamuestra desde abajo, y observa a través de losoculares la estructura de la celulosa del papel.

4. Apaga la lámpara de la base, y luego enciende lalámpara superior para iluminar la muestradesde arriba. ¿Con cuál iluminación observasmejor la estructura de la celulosa?

5. Repite este procedimiento utilizando muestrasde hojas, pétalos de flores, alas de insectos, eincluso puedes observar redes cristalinas engranos de sal, azúcar y arena. Es aconsejableutilizar una caja Petri para colocar la muestracuando se considera que ésta puede dañar(rayar) la base de la platina.

6. Esquematiza las estructuras que observaste entu Cuaderno de Laboratorio, especificando encada caso el tipo de iluminación que te brindóuna mejor imagen.

B. Uso del microscopio óptico1. Enchufa el microscopio en el suministro

eléctrico adecuado (pide orientación a tudocente); activa el interruptor del iluminador yajusta la intensidad de luz a un nivel cómodo.

2. Coloca el objetivo de menor aumento (4x) enposición de empleo, y baja la platina completamente.

3. Si el laboratorio de tu centro escolar ya cuentacon preparaciones fijas, solicita una a tudocente, y colócala sobre la platina sujetándolacon las pinzas metálicas (Fig. 3), para quepuedas aprender a observar a través delmicroscopio. Si no se cuenta con preparaciones,o si prefieres hacer las tuyas propias, ve alprocedimiento c que se describe más adelante.

Figura 3. Colocación de la preparación entre las pinzas de la platina.

4. Comenzar la observación con el objetivo de 4x(ya en posición), para lo cual debes aproximartus ojos a los oculares, adoptando una posturaadecuada (Fig. 4).

Figura 4. Postura adecuada al observar en el microscopio.

5. Para enfocar correctamente debes acercar almáximo la lente del objetivo a la preparación,girando el tornillo macrométrico en sentidohorario (hacia afuera, Fig. 5); esto debe hacersecon cuidado, sin forzar el tornillo macrométrico,y mirando directamente y no a través delocular, ya que se corre el riesgo de incrustar elobjetivo en la preparación pudiéndose dañaralguno de ellos o ambos.

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Figura 5. Giro del tornillo macrométrico para acercar la preparación al objetivo.

6. Ahora sí puedes mirar a través de los oculares, ytienes que ir separando lentamente el objetivode la preparación girando el tornillomacrométrico en sentido anti-horario (hacia ti),hasta que la muestra se haga visible, y gira eltornillo micrométrico (Fig. 6) hasta obtener unenfoque fino de la imagen.

10. Para emplear el objetivo de inmersión (100x),debes bajar totalmente la platina, y abrirtotalmente el condensador para ver claramenteel círculo de luz que nos indica la zona que se vaa visualizar (Fig. 8), que es donde habrá queechar el aceite.

Figura 6. Giro del tornillo micrométrico para obtener enfoque fino.

7. Una vez hecho esto, puedes girar los tornillos xe y para mover la muestra y colocar lo quedeseas observar en el centro del campo visual.

8. Ahora puedes pasar al siguiente objetivo, paraello debes girar el revólver (Fig. 7) hasta colocarel objetivo 10x en la dirección del rayo de luz; laimagen debería estar ya casi enfocada y sueleser suficiente con mover un poco el tornillomicrométrico para lograr el enfoque fino;aunque en ocasiones puede que necesitesmodificar la iluminación abriendo un poco el irisdel condensador. Si al cambiar de objetivo seperdió por completo la imagen, es preferiblevolver a enfocar con el objetivo anterior yrepetir la operación desde el paso 6.

Figura 7. Revólver conteniendo los objetivos.

9. El siguiente paso es ver la muestra con elobjetivo de 40x; una vez más tienes que girar elrevólver y enfocar, siguiendo el procedimientodel paso anterior (lo más probable es que sólonecesites usar el tornillo micrométrico); debestener cuidado, ya que este objetivo enfoca amuy poca distancia de la preparación, y se correel riesgo de incrustarlo en la preparación.

Figura 8. Apertura del condensador.

11. Gira el revólver hacia el objetivo de inmersión(100x), dejándolo entre éste y el de 40x. Colocauna pequeña gota de aceite de inmersión sobreel círculo de luz que incide en la preparación(Fig. 9), y termina de girar suavemente elrevólver hasta la posición del objetivo deinmersión.

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Figura 9. Colocación del aceite de inmersión.

12. Mirando directamente al objetivo, sube laplatina lentamente, tal como lo hiciste en elpaso 5, hasta que la lente toque la gota deaceite; luego enfoca cuidadosamente con eltornillo micrométrico. La distancia de trabajoentre el objetivo de inmersión y la preparaciónes mínima, aún menor que con el de 40x, por loque el riesgo que ocurra un percance es mayor.

13. Una vez se haya puesto aceite de inmersiónsobre la preparación, ya no se puede volver ausar el objetivo 40x sobre esa zona, pues semancharía de aceite. Por lo tanto, si deseasenfocar otro campo de la misma preparación,tienes que bajar la platina y repetir la operacióndesde el paso 5.

14. Una vez finalizada la observación de lapreparación, se baja la platina y se coloca elobjetivo de menor aumento (4x), girando elrevólver siempre en el sentido de las agujas delreloj, ya que al hacerlo de modo inverso sepuede dañar. En este momento, ya puedesretirar la preparación de la platina; nunca sedebe retirar con el objetivo de inmersión enposición de observación.

15. Limpia el objetivo de inmersión con cuidadoantes de que se seque el aceite de inmersión,empleando para ello un papel especial paraóptica.

16. Si ya no vas a utilizar el microscopio, antes deapagarlo, debes asegurarte de dejar el objetivode menor aumento en su lugar, luego debes

cerrar el iris del condensador, y después debesbajar toda la potencia de la fuente de luz;finalmente, presiona el interruptor de apagadoy desenchufa el microscopio del suministroeléctrico.

C. Elaboración de preparacionesa. Preparaciones bacterianas1. Puedes utilizar una muestra de agua de

algún lago, río, pozo artesanal o cisternapara observar organismos acuáticosmicroscópicos, para lo cual deberás poneruna gota de dicha agua sobre el portaobjeto(Fig. 10 a), y colocar sobre él el cubreobjetodeslizándolo con cuidado para que noaparezcan burbujas de aire (Fig. 10 b).

Figura 10. a) Colocación de una gota de muestra deagua sobre el portaobjeto. b) Colocación delcubreobjeto.

2. Si cuentas con portaobjetos excavados (Fig.11), sólo debes echar una gota de la muestrade agua en la excavación, y colocar el cubreobjeto, así podrás observar el movimientolibre de los microorganismos en el mediolíquido.

Figura 11. Portaobjetos excavado.

3. Una vez echas tus preparaciones, obsérvalasen el microscopio, siguiendo elprocedimiento que ya aprendiste, yesquematiza en tu Cuaderno de Laboratoriolo que observas al utilizar los objetivos 40x y100x.

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4. Para realizar la tinción deberás echar unapequeña gota de azul de metileno en elborde del cubreobjetos, y luego colocar unpedazo de papel toalla en el borde opuestopara que se difunda el colorante porcapilaridad (Fig. 12). Cuando se halladifundido, retira el pedazo de papel toalla.

Figura 14. Obtención de la muestra de células epiteliales de la mucosa bucal.

2. Diluye el tejido obtenido en una gota deagua que previamente has colocado en elcentro de un portaobjetos (Fig. 15), y colocasobre ella el cubreobjetos.

Figura 12. Difusión del colorante por capilaridad.

5. Para eliminar el exceso de colorante puedessostener la preparación de forma inclinadasobre otro recipiente, para verter sobre él unpoco de agua (Fig. 13); luego absorbe lahumedad con un trozo de papel toalla.

Figura 15. Colocación de la muestra en el portaobjetos.

3. Realiza el procedimiento de tinción con azulde metileno que ya aprendiste en lapreparación anterior.

Figura 13. Eliminación del exceso de colorante.

6. Finalmente observa en el microscopio estastinciones, y compáralas con laspreparaciones sin el colorante.

b. Preparaciones de células animales1. Procedamos ahora a hacer preparaciones de

células epiteliales de la mucosa bucal; paraobtener dichas células frota las paredesinternas de tus mejillas utilizando un palillo ouna paleta de madera (Fig. 14).

4. Observa tu preparación en el microscopioutilizando el objetivo 40x, y esquematízalaen tu Cuaderno de Laboratorio.

c. Preparaciones de células vegetales1. Para realizar esta preparación debes

disponer de una cebolla, a la cual debesretirarle la “cáscara seca” que la cubreexternamente, y luego desprende concuidado un trozo pequeño de la epidermis;con la ayuda de una pinza colócala extendidasobre un portaobjetos, al cual previamentele debes de agregar una gota de agua (Fig.16), y coloca sobre ella el cubreobjetos.

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Figura 16. Colocación de la muestra de epidermis de cebolla en el portaobjetos.

2. Efectúa el procedimiento de tinción con azul de metileno.

3. Observa tu preparación en el microscopioutilizando el objetivo 40x, y esquematízalaen tu Cuaderno de Laboratorio, con todos loselementos que se observan.

4. Como una alternativa, puedes realizar estemismo procedimiento para hacer unapreparación con una pequeña muestra depulpa de tomate (Fig. 17).

Figura 17. Colocación de la muestra de pulpa de tomate en el portaobjetos.

D. Observación de preparaciones permanentes1. Este procedimiento consiste en la observación

al microscopio de células y tejidos muertos, quese encuentran en preparaciones permanentes(Fig. 18). Siempre y cuando cuenten con estetipo de preparaciones en tu centro escolar, tudocente se encargará de proveértelas.

Figura 18. Preparaciones permanentes para observar en el microscopio óptico.

2. Lo importante es que debes observardetenidamente la estructura de una célulaprocariota, una célula vegetal y una animal,para que las puedas dibujar en tu Cuaderno deLaboratorio, identificando los organelos quelograste observar, y estableciendo lassimilitudes y diferencias existentes entre cadatipo de célula.

Responde en tu Cuaderno de Laboratorio:a) ¿Por qué se perciben imágenes

tridimensionales a través del estereoscopio?b) ¿Cómo se calcula el aumento de la imagen

observada en el microscopio óptico?c) ¿Para qué se utilizan los portaobjetos

excavados?d) ¿Cuáles son las principales diferencias

morfológicas entre una célula procariota y una célula eucariota?

e) ¿Cuáles son las principales diferenciasmorfológicas entre una célula animal y unacélula vegetal?

f) ¿Qué función cumplen las vacuolas en unacélula? ¿Por “arrugadas” preparaciones vegetales?

qué razón se observan las vacuolas en las permanentes de células

g) ¿Por qué razón el núcleo en la mayoría de lascélulas vegetales no se observa en el centro,sino hacia un lado? ¿Por qué no sucede estomismo en las células animales?

h) ¿Para qué se usan las tinciones?

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FUNDAMENTO TEÓRICO

Estereoscopio

El estereoscopio o esteromicroscopio es un tipo demicroscopio óptico cuyas lentes permitensuperponer dos imágenes, brindando una aparienciatridimensional virtual, amplificada; esto se logramediante una señal que se recibe proveniente deuna preparación tridimensional, en la cual hay zonasmás claras, y otras más oscuras colocadas en planosdiferentes. La mayoría de estereoscopios cuentancon doble iluminación, por lo que es posible iluminaral espécimen desde abajo o desde arriba.

Otra ventaja que presenta el estereoscopio es quepermite realizar disecciones en organismospequeños, ya que en él puede manipularse lamuestra mientras se observa.

Microscopio óptico

En el microscopio óptico, la luz atraviesa de abajohacia arriba el objeto a observar; su funcionamientose basa en una serie de lentes de vidrioconvergentes, los cuales permiten que los rayos deluz converjan en un punto, al cual se le llama foco;dicho sistema óptico posee un lente condensador, elcual concentra la luz proveniente de la fuente, unaserie de lentes objetivos con diferentes poderes deaumentos, que recogen los rayos difractados por lamuestra, y uno o dos lentes oculares, donde secolocan los ojos (Fig. 18). Al lograr que una cantidadde rayos de luz, que normalmente veríamosseparados, enfoquen en nuestra retina, podemosinterpretar esa imagen, que en realidad es unaimagen virtual, como una ampliación de la imagenreal.

Para que sea posible ver un objeto con elmicroscopio óptico, éste debe ser lo más fino posiblepara que lo atraviesen los rayos de luz; de locontrario, se verá sólo un grumo deforme y opaco. Elmicroscopio óptico tiene un límite de resolución decerca de 200 nm (0.2 μm); esta es la distanciamínima a la que se pueden ver dos objetosseparados.

Figura 18. Principio de funcionamiento del microscopio óptico y elementos involucrados.

Las células observadas bajo el microscopio ópticopueden estar vivas o fijadas y teñidas. Las muestrasson depositadas en una lámina de vidriodenominada portaobjeto, que mide unos 5 cm delargo por 2 cm de ancho; sobre el lugar delportaobjetos donde se puso la muestra se colocauna laminilla muy fina de vidrio llamada cubreobjeto.

El aumento proporcionado por el microscopio seexpresa en términos de x; generalmente, losoculares proporcionan un aumento de 10x, lo quesignifica que proporcionan un aumento de 10 vecesel tamaño original. Los objetivos, que generalmenteson cuatro, suelen tener aumentos de 4x, 10x, 40x y100x. El aumento total del microscopio es elproducto de los aumentos del lente ocular y el lenteobjetivo; las ampliaciones resultantes al multiplicardichos aumentos serán de 40, 100, 400 y 1000aumentos de la imagen original. Por ejemplo, alutilizar un ocular 10x con el objetivo 4x, el resultadoserá: 10 aumentos x 4 aumentos = 40 aumentos, laampliación total será de 40 veces el tamaño original;en otras palabras, el ocular aumenta 10 veces laimagen ya aumentada 4 veces por el objetivo.

Lo objetivos 4x, 10x y 40x se denominan objetivossecos, debido a que entre la lente y la preparación aobservar, la luz atraviesa el aire proporcionando unaimagen nítida. El objetivo 100x, se denomina

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objetivo de inmersión, ya que, para proveerimágenes nítidas, la lente debe estar inmersa en unlíquido, denominado aceite de inmersión, el cualdebe tener un índice de refracción igual al vidrio, loque permite evitar la dispersión de los rayosluminosos. Siempre que se utilice el objetivo 100x, secolocar una gota de aceite de inmersión sobre lapreparación a observar.

Preparaciones

La preparación de una muestra para observarla en elmicroscopio óptico es diferente según sean laspropiedades que deseamos observar, ya que existenalgunas que sólo se manifiestan in vivo (en estadovivo), y en otras ocasiones, podemos observarmorfología y estructuras, que no se modifican con lamuerte celular.

Es importante que tus estudiantes aprendan a haceralgunas preparaciones sencillas, para que luegopuedan observarlas detenidamente en elmicroscopio óptico, y descubran qué componentesson los involucrados en el funcionamientoestructural y fisiológico de la célula, y que esto sirvapara despertarles el interés científico de investigarcómo estamos estructurados los seres vivos.

Un método alternativo que permite poner en relieveciertos detalles estructurales sin matar losmicroorganismos es la coloración o tinción, en la quese emplean colorantes como azul de metileno y rojocongo, entre otros, que en realidad no tiñen, sinoque se acumulan en determinadas zonas de la célula.

POSIBLES OBSERVACIONES

• Una de las causas principales de una imagenborrosa y poco definida en el microscopio óptico,es la presencia de suciedad en los lentes,especialmente polvo, huellas digitales y depósitosgrasosos dejados por el roce de las pestañas conlos lentes oculares. Por lo que antes de usar elmicroscopio óptico se verifica que los oculares ylos objetivos estén limpios. Nunca toques los

lentes con los dedos; si tienes que limpiar unlente, usa papel especial para óptica, si esnecesario, humedece el lente con tu aliento yfrótalo muy suavemente con el papel. Laslaminillas de las preparaciones pueden limpiarsefrotándolas cuidadosamente con papel paraóptica o un papel suave libre de pelusas.

• Asegúrate de que cada estudiante reconozca laspartes del microscopio óptico, y se familiarice conel uso del mismo. Presta atención para que elestudiantado no dañe las lentes usando el papelincorrecto para limpiarlos y que tenga cuidado almanipular los microscopios. No permitas que setrabaje con más de una laminilla a la vez, ya quepueden romperse inadvertidamente.

• Después de utilizar el objetivo de inmersión, hayque limpiar el aceite que queda en el objetivo conpañuelos especiales para óptica o papel muysuave, que no deje pelusas. En cualquier caso sepasará el papel por la lente en un sólo sentido ycon suavidad, antes que este se seque. Si el aceiteha llegado a secarse y pegarse en el objetivo, hayque limpiarlo con una mezcla de alcohol-acetona(7:3) o con xilol. No hay que abusar de este tipode limpieza, porque si se aplican estos solventesen exceso se pueden dañar las lentes y susujeción.

• Una de las desventajas que presentan losportaobjetos excavados es que actúan como unalente divergente, que puede modificar la imagende lo que se está observando. Por tal razón,debes tener cuidado con la interpretación y lasconclusiones de lo que se ha observado.

• Cuando no se estén utilizando los microscopiosópticos, se recomienda mantenerlos cubiertoscon su funda plástica para evitar que se ensucieny dañen las lentes. Si no se van a usar por unperíodo prolongado se deben guardar en su caja,y colocarlos dentro de un armario paraprotegerlos del polvo.

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

• Las imágenes que podrás observar en elmicroscopio óptico de las preparaciones hechaspor tus estudiantes, podrán tener variacionessignificativas, aun y cuando se trate de la mismamuestra. Si esto sucede, ten en cuenta queseguramente la mayoría de tus estudiantes (si noes que todos), es la primera vez que hacenpreparaciones y tinciones. Si se ha hecho un buentrabajo, se podrán observar, para el caso de lascélulas epiteliales de mucosa bucal y de cebolla,imágenes similares a las que se presentan en laFigura 18.

• Para el caso de las preparaciones bacterianas, losresultados serán variados de acuerdo a lasmuestras de agua que se utilicen, ya que se podráobservar un gran número de microorganismos detaxones muy diversos. Podrás observar, porejemplo, microorganismos en forma de cocos,como estafilococos y estreptococos; bacilos, comoel E. coli; espirilos, con forma helicoidal;protozoos, como los rotíferos, que tienen formade copa; paramecios,amoebas, las cualesinteresante comparar

con forma ovalada; yson amorfas. Resultamuestras tomadas en

diferentes cuerpos de agua que se presume queestán contaminados, con muestras de aguapotable.

• Al usar el microscopio óptico, no solamente es importante saber enfocar bien la imagen, sino

también interpretar correctamente lo que seobserva. La profundidad de foco (la porción delobjeto perfectamente enfocada) es muypequeña, especialmente con los lentes objetivosde mayor aumento, y por tal razón se observauna imagen plana. Para apreciar la estructuratridimensional de los objetos se puede enfocarhacia arriba y hacia abajo a través del ejemplar (siéste es grueso), o estudiar una serie depreparados que contengan cortes sucesivos.

• Toma en cuenta que la mayoría de preparacionesque se estudia no tiene colores naturales, porqueéstos se pierden al preparar la muestra, ademásde que se han empleado tintes para resaltartejidos o estructuras específicas. Por tanto, no leprestes mucha atención a los colores, ya quepreparaciones del mismo organismo puedenmostrar colores distintos dependiendo de lostintes empleados.

• Si tu centro escolar cuenta con preparacionespermanentes te será posible identificar con tusestudiantes las diferencias y similitudes entrediferentes tipos de células; además, podránidentificar los organelos característicos de cadatipo de célula. Un punto importante de recalcares que podrás asociar la morfología de cadaorganelo y su ubicación dentro de la célula, con lafunción que cumple. De esta forma, a tusestudiantes les resultará más fácil recordar todaesta información, logrando así un aprendizajesignificativo.

a)Figura 18. a) Células epiteliales de la mucosa bucal.

b)b) Células epiteliales de cebolla.

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Para enriquecer más tu conocimiento puedes consultar:

Material de Autoformación e Innovación Docente:Biología. Lección 1: ESTUDIANDO LA VIDA: LACÉLULA. Pág. 1 – 18. Viceministerio de Ciencia yTecnología, Ministerio de Educación.

Gama Fuentes, M. (2012). Biología (2ª Edición). México: Pearson Educación.

Campbell, N. y J. Reece, J. (2007). Biología (7ª Edición). Madrid: Médica Panamericana.

Wikipedia la enciclopedia libre (diciembre 2013).Microscopio óptico. Recuperado en enero de 2014,de http://goo.gl/ui38

Academic.uprm.edu. El microscopio y las células.Recuperado en enero de 2014, dehttp://goo.gl/jy9B6Q

OTROS EXPERIMENTOS RELACIONADOS

El crecimiento poblacional.

INTRODUCCIÓN

Uno de los procesos metabólicos más importantespara la vida en el planeta Tierra es el que realizan losvegetales, conocido como fotosíntesis, y es elproceso mediante el cual las plantas utilizan laenergía lumínica proveniente del sol para producirsus alimentos a partir de dióxido de carbono y agua;este proceso también produce oxígeno, que es muyimportante para la vida de la fauna y de la especiehumana.

El complemento de la fotosíntesis es la respiración,pues los productos de uno se emplean en el otro, yviceversa, formando un ciclo de vital importancia.Todos los seres vivos respiran; sin embargo, no todoslo hacen de la misma manera. Existen organismos,principalmente bacterias, que no requieren eloxígeno para poder respirar (incluso en su presenciapueden morir); ellos reciben el nombre deanaerobios. Existen otros organismos que necesitanoxígeno para respirar, por lo que reciben el nombrede aerobios. Existe un mecanismo diferente a larespiración aerobia que se conoce comofermentación, realizada principalmente porlevaduras; ésta ocurre cuando la cantidad de oxígenodisponible es limitada o nula, por lo que la rutametabólica de degradación de las moléculas deglucosa se desvía y produce diversos metabolitos,generalmente alcohol.

INDICADORES DE LOGRO• Identifica y describe correctamente a la célula

como la unidad funcional y estructural de todoslos seres vivos.

• Representa y describe adecuadamente lasfunciones vitales que realiza la célula.

• Analiza críticamente el desarrollo de la actividadfotosintética y la respiración celular.

OBJETIVOS• Evidenciar la liberación de gases que comprueban

la actividad fotosintética y la respiración celular.• Describir las características y el funcionamiento

de los organelos que conforman las célulasanimales y vegetales.

7° Grado Unidad 6 Tiempo estimado: Dos horas clase

ACTIVIDAD FOTOSINTÉTICAY RESPIRACIÓN CELULAR

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Materiales Reactivos

• Un beaker de 600 mL• Un embudo de vidrio• Dos tubos de ensayo• Un matraz Erlenmeyer

de 250 mL• Un tapón mono

horadado• Varilla de vidrio hueca• Un mechero Bunsen o

de alcohol• Un trípode• Una malla de asbesto• Dos ramitas de elodea

(Hydrilla verticillata)

• Bicarbonato de sodio• Azúcar de mesa• 10 g de levadura de pan

(Saccharomyces serevisiae)• Solución saturada de

hidróxido de calcio• Agua destilada

PROCEDIMIENTO

A. Actividad fotosintética1. Vierte 500 mL de agua potable en un beaker

de 600 mL.

2. Añade una cucharada de bicarbonato de sodio, y mezcla bien.

3. Coloca una ramita de planta de Elodea (Hydrilla verticillata) en el fondo del beaker.

4. Sumerge un embudo al revés dentro delbeaker, de modo que rodee en su interior laramita de Elodea (Fig. 1).

Figura 1. Ramita de elodea colocada dentro del embudo.

5. Toma un tubo de ensayo y llénalo por completo con agua potable.

6. Sumerge el tubo de ensayo con agua dentrodel beaker, de manera que el tallo del embudoquede en el interior del tubo de ensayo,procurando que permanezca lleno de agua, yque no le entre aire (Fig. 2).

Figura 2. Dispositivo para medir actividad fotosintética.

7. Coloca este dispositivo a unos 50 cm dedistancia de una fuente de luz (por ejemplo,un bombillo de 100 watts), o bien bajo laincidencia directa de luz solar.

8. Arma otro dispositivo de la misma manera, ycolócalo en un lugar oscuro.

9. Espera de 3 a 4 horas, y compara ambosdispositivos.

Contesta en tu Cuaderno de Laboratorio:

a) ¿Para qué se agrega bicarbonato de sodio al agua contenida en el beaker?

b) ¿Qué gas se forma durante el proceso de fotosíntesis?

c) ¿En cuál de los dispositivos se produce más gas:en el que está en presencia de luz o en el quequeda en la oscuridad? Explica tu respuesta.

d) ¿Qué función cumple la luz en el proceso de fotosíntesis?

e) Escribe la ecuación química que describe el proceso general de la fotosíntesis.

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B. Fermentación de levadura1. Dentro de un matraz Erlenmeyer de 250 mL

coloca aproximadamente 10 g de levadura depan (Saccharomyces serevisiae) y dos cucharadas de azúcar.

2. Agrega 100 mL de agua tibia, y agita para que se disuelvan los componentes.

3. Tapa la boca del matraz con un tapón de hulemonohoradado, en el cual estará conectadauna varilla de vidrio hueca, cuyo otro extremose colocará dentro de un tubo de ensayo quecontenga 5 mL de solución saturada de óxidode calcio (Fig. 3).

Figura 3. Dispositivo para fermentación de levadura.

4. Puedes calentar ligeramente la base delmatraz, colocándolo en un trípode con mallade asbesto, y flameándolo con la llama de unmechero, o bien utilizando una placacalefactora. Ten cuidado de no exceder los 37°C, ya que puedes eliminar las levaduras.

5. Espera alrededor de 30 a 40 minutos, y luegoobserva lo que ocurre tanto en el matrazcomo dentro del tubo de ensayo.

6. Repite el mismo procedimiento (desde el paso1); pero ahora, en lugar de la soluciónsaturada de óxido de calcio, coloca 5 mL deagua destilada dentro del tubo de ensayo.

7. Agrega 3 gotas de solución indicadora de anaranjado de metilo.

8. Observa lo que ocurre dentro del tubo deensayo luego de transcurrido un tiempo dealrededor de 30 a 40 minutos.

Contesta en tu Cuaderno de Laboratorio:

a) ¿Por qué es necesario agregar azúcar además dela levadura dentro del matraz?

b) ¿Qué gas se está produciendo dentro del matrazdurante el proceso de fermentación de lalevadura?

c) ¿Qué reacción está ocurriendo dentro del tubo deensayo con solución saturada de hidróxido decalcio, y cuál es la evidencia de reacción?

d) ¿Qué reacción está ocurriendo dentro del tubo deensayo con solución indicadora de anaranjado demetilo, y cuál es la evidencia de reacción?

e) ¿Ayuda al proceso de fermentación el hecho decalentar ligeramente el matraz que contiene lalevadura? ¿Por qué?

f) ¿Qué sucedería si se calentara demasiado el matraz con la levadura?

g) ¿La fermentación es un tipo de respiración aerobia o anaerobia? Explica tu respuesta.

h) Escribe la ecuación química que describe el proceso general de la respiración celular.

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PREPARACIÓN PREVIA DE REACTIVOS

a. Solución saturada de óxido de calcio (CaO)Pesa de 0.5 a 1 g de óxido de calcio (Cao) o calviva, y disuélvelo en 100 mL de agua destilada;agita bien utilizando una varilla agitadora, ydéjalo reposar por unos 10 minutos. Utilizando unembudo con papel filtro, filtra el líquidosobrenadante y traslada el filtrado a un recipiente(puede ser de vidrio o de plástico) para su usoposterior.

b. Indicador de anaranjado de metiloPesa 0.1 g de anaranjado de metilo sólido en unbeaker de 100 mL, y disuélvelo con unos 75 mL deagua destilada caliente. Vierte esa solución en unbalón volumétrico de 100 mL y afora hasta lamarca. Mezcla bien. Finalmente vierte la soluciónindicadora en un frasco de color oscuro (puedeser de vidrio o plástico), y rotúlalo como“Solución indicadora de anaranjado de metilo”.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Hace millones de años la composición de laatmósfera terrestre era muy diferente a la actual. Laatmósfera en la que evolucionaron las primerascélulas no tenía oxígeno libre. Con el advenimientode la fotosíntesis, los organismos lograron modificarel ambiente al liberar grandes cantidades de oxígenogaseoso, de tal forma que en nuestros días la vidaterrestre es posible gracias a este proceso. Durantela fotosíntesis, las plantas captan la energía lumínicay la emplean para formar carbohidratos y oxígenolibre a partir de CO2 y H2O. Los carbohidratos losutilizan como materia prima y la energía químicapara su crecimiento; el exceso lo almacenan comoreserva, en forma de almidón, entre otros.

El proceso fotosintético, en su forma más sencilla yconcreta, consiste en impulsar con ayuda de laenergía solar una corriente de electrones desde elagua hacia un aceptor cuyo potencial lo capacitepara cederlo a una molécula de CO2, que de estamanera se reduce. Para que éste proceso se lleve a

cabo se necesita además de la clorofila, el pigmento que poseen todos los vegetales verdes.

La fotosíntesis comprende dos etapas: la etapalumínica, que ocurre en los tilacoides y se utiliza laenergía luminosa; en esta etapa se sintetizanproductos que van a ser utilizados en la etapasiguiente como el Trifosfato de Adenosina (ATP) y elNicotinamida Adenina Dinucleótido Fosfato(NADPH), además se genera oxígeno que se libera ala atmósfera (O2) y agua; y la etapa oscura, queocurre en el estroma del cloroplasto y esindependiente de la presencia o ausencia de luz. Enesta etapa se produce la fijación y reducción deldióxido de carbono, mediante una serie detransformaciones metabólicas, resultandofinalmente un compuesto orgánico que va a serutilizado en otros procesos metabólicos con el fin deobtener energía biológicamente útil para la célula.

La fotosíntesis puede expresarse mediante la siguiente ecuación química:

La respiración celular ocurre en la mayoría de lascélulas de plantas y animales. Tiene lugar en lamitocondria, donde la energía de los nutrientesconvierte Difosfato de Adenosina (ADP) a ATP, quees utilizado para todas las actividades celulares querequieren energía. La respiración celular puedeexpresarse mediante la siguiente ecuación química:

C6H12O6 (glucosa) + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + ATP

POSIBLES OBSERVACIONES

• La elodea (Hydrilla verticillata), conocidacomúnmente como lama, es una planta acuáticarobusta que se desarrolla en largos cordonesseparados por verticilos foliares dispuestos a lolargo de los tallos, con hojas dispuestas en rosetamuy apretadamente concentradas, de colorverde intenso (Fig. 4). La elodea vive enteramentebajo el agua, salvo sus pequeñas flores que flotanencima del agua, unidas a la planta por delicados

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tallos. Su capacidad de producir grandescantidades de oxígeno la hacen especialmenteindicada para su mantenimiento en estanques ypeceras, aunque debe ser controlada para que noacabe por invadir por completo los márgenes,impidiendo la natación a los animales. Para esteexperimento bastará con unas pocas ramitas deelodea, las cuales puede conseguir en cualquierlago o laguna, si le es factible por su cercanía; delo contrario, podrá adquirirla en un acuario.

Figura 4. Ramitas de elodea (Hydrilla verticillata).

• Las levaduras unicelulares descomposición

son capaces

hongosde realizar

microscópicosla

mediante fermentación dediversos compuestos orgánicos, principalmentecarbohidratos, produciendo distintas sustancias.Para la segunda parte del experimento se puedeutilizar cualquier tipo de levadura, siendo la máscomún la levadura de cerveza (Saccharomycesserevisiae), que se utiliza, entre otras cosas, en laproducción de pan; no debe confundirse con elpolvo de hornear, conocido también comolevadura química, ya que éste último no es en síuna levadura, sino una mezcla de compuestosquímicos que provocan un efecto similar en laproducción de pan, pero no sería útil para esteexperimento.

• Si no cuentas con óxido de calcio calidad reactivo,puedes utilizar cal viva para preparar la soluciónsaturada, la cual puedes adquirir en ferreterías, eincluso en un local de venta de granos básicos(debido a que ésta se utiliza en el proceso de

nixtamalización del maíz). Si cuentas conhidróxido de calcio calidad reactivo, tambiénpuedes utilizarlo. Cualquiera que sea el reactivoutilizado, no olvides que deberás disolver entre0.5 a 1 g del reactivo en 100 mL de agua, mezclarbien, esperar que sedimente el exceso, y filtrar.

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

A. Actividad fotosintéticaEste experimento consiste en demostrar laactividad fotosintética utilizando ramitas deelodea. Como uno de los reactivos en la reacciónde fotosíntesis es el dióxido de carbono, sesugiere agregar bicarbonato de sodio al agua enla cual se introducirá la elodea, con el fin deproducir más dióxido de carbono, acelerando asíel proceso de fotosíntesis. Tal como se plantea enla reacción de fotosíntesis, los productosobtenidos son: unidades de glucosa, C6H12O6, quelas utiliza la planta para su alimentación ycrecimiento; y oxígeno gaseoso, O2, que lo liberaal medio; en este caso, el oxígeno se conducirápor el tallo del embudo hasta el tubo de ensayocolocado de forma invertida, donde desplazará alagua que éste contenía.Para que se pueda efectuar la fotosíntesis serequiere la adición de energía en forma de luz,por lo que se podrá apreciar que en el dispositivoque se coloca bajo la incidencia de la luz, se haproducido una cantidad apreciable de oxígeno alcabo de 3 a 4 horas, mientras que en eldispositivo que quedó en la oscuridad no seproduce oxígeno, o se produce una mínimacantidad.

B. Fermentación de levaduraLa levadura es un hongo unicelular, por ende unser vivo que necesita alimentarse, es por ello quese necesita adicionar azúcar, además de aguapara su actividad. Se recomienda que el agua enque se disuelva esté tibia (alrededor de los 37 °C),para favorecer la fermentación, pero sin excederlos 50 °C, ya que esto sería mortal para lalevadura. De igual forma, se recomienda calentar

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el matraz flameándolo hasta alcanzar latemperatura aproximada de 37 °C, para acelerarel proceso de fermentación. No olvides quetendrás que esperar de 30 a 40 minutos para quela reacción ocurra de forma apreciable.Como se mencionó anteriormente, lafermentación es un proceso de respiraciónaerobia, pero en poca presencia de oxígeno. Noobstante, en dicha reacción se consume oxígeno,además de glucosa, para producir energía, agua ydióxido de carbono gaseoso, CO2, el cual se liberaen el matraz y es conducido a través de la varillade vidrio hueca hasta el tubo de ensayo, dondereacciona según lo que éste contenga.El óxido de calcio, CaO, al disolverse en agua daoriginen a hidróxido de calcio, Ca(OH)2, deacuerdo con la reacción:

CaO (s) + H2O (l) → Ca(OH)2 (ac)

En el tubo que contiene dicha solución, elhidróxido de calcio, Ca(OH)2, reacciona con eldióxido de carbono, CO2, para producir carbonatode calcio, CaCO3, un compuesto insoluble enagua:

Ca(OH)2 (ac) + CO2 (g) → CaCO3 (s) + H2O (l)

La evidencia de reacción es la formación de unprecipitado blanco de carbonato de calcio, CaCO3.En el tubo que contiene agua destila con gotasdel indicador anaranjado de metilo, la reaccióndel CO2 es directamente con el agua:

CO2 (g) + H2O (l) → H2CO3 (ac)

Como el producto obtenido es ácido carbónico,H2CO3, el medio se torna ácido, y el indicadorhace que la solución tome un color rojo.

Para enriquecer más tu conocimiento puedes consultar:

Material de Autoformación e Innovación Docente: Biología. Lección 4: METABOLISMO CELULAR. Pág. 48– 61. Viceministerio de Ciencia y Tecnología, Ministerio de Educación.

Gama Fuentes, M. (2012). Biología (2ª Edición). México: Pearson Educación.

Audesirk, T. y Audesirk, G. (2008). Biología, La Vida en la Tierra (8ª Edición). México: Pearson Educación.

Botanical–online SL. La Fotosíntesis. Recuperado en enero de 2014, de http://goo.gl/aR7kd

Recursostic.educacion.es. Recuperado en enerohttp://goo.gl/lcIjYk

La Fotosíntesis.de 2014, de

academic.uprm.edu. Respiración Recuperado en enero dehttp://goo.gl/mJ5O8u

Celular.2014, de

OTROS EXPERIMENTOS RELACIONADOS

Extraigamos pigmentos fotosintéticos.

INTRODUCCIÓN

La fotosíntesis es el primer paso por el cual el flujode energía proveniente del sol ingresa a la redalimentaria biológica, disipándose finalmente en elmedio. Es un proceso esencial para la conservaciónde la vida en la Tierra.

El proceso de fotosíntesis se lleva a cabo gracias a lapresencia de pigmentos en las hojas y en los tallosjóvenes capaces de captar energía lumínica,permitiendo a los vegetales la síntesis de sustanciasorgánicas a partir de inorgánicas, mediante laconversión de energía lumínica en energía química.

Existen varios tipos de pigmentos, entre los que seencuentran la clorofila, los carotenos y las xantófilas.Uno de los métodos más comunes que se utiliza parasepararlos es la cromatografía, que es una técnicaque permite la separación de los componentes deuna mezcla que tienen una afinidad diferente por elsolvente empleado, de tal manera que al introduciruna tira de papel filtro en esa mezcla, el solventearrastra con distinta velocidad a los pigmentos segúnla solubilidad que tengan, y los separa permitiendoidentificarlos perfectamente según su color.

INDICADORES DE LOGRO• Extrae e identifica experimentalmente los

pigmentos fotosintéticos.• Comprende y analiza adecuadamente la función

de los pigmentos fotosintéticos.• Describe y valora la importancia y beneficios de

las plantas en la vida de los animales y los sereshumanos.

OBJETIVOS• Obtener pigmentos vegetales fotosintéticos por

medio de métodos de separación simples.• Comprender el proceso de fotosíntesis como

método de obtención de alimentos en las plantas,destacando la importancia que tiene para la vidaen el planeta Tierra.

8° Grado Unidad 7 Tiempo estimado: Dos horas clase

EXTRAIGAMOS PIGMENTOSFOTOSINTÉTICOS

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Materiales Reactivos

• Diez hojas frescas de espinaca (Spinacia oleracea) o de cualquier planta

• Un mortero con pistilo• Un embudo• Una gradilla para tubos de

ensayo• Tres tubos de ensayo de

16x150 mm• Una caja de Petri• Un beaker de 150 mL• Un embudo• Papel filtro• Una pipeta graduada de 5 mL• Una pipeta graduada de 10 mL• Una propipeta

• 30 mL de alcohol etílico• 8 mL de éter etílico• 2 mL de solución de

NaOH al 20% m/v• 3 mL de n–hexano• 5 mL de agua destilada

PROCEDIMIENTO

A. Extracción de los pigmentos1. Lava bien diez hojas de espinaca (Spinacia

oleracea), luego córtalas en trozos pequeños,eliminando la nervadura, y colócalos en unmortero.

2. Agrega dentro del mortero 30 mL de etanol, ymacera las hojas, pero sin golpearlas, hastaque el líquido adquiera un color verde (Fig. 1).Ten cuidado de no derramar el alcohol fueradel mortero.

2. Intenta ahora colocando el beaker, la luz y tuvista de manera que no formen una línearecta, inclinando levemente el beaker oiluminando fuertemente la solución. Observaque la solución adquiere tonalidades de colorpúrpura (Fig. 4). Este fenómeno se denominafluorescencia, y se debe a la emisión de la luzabsorbida previamente por las clorofilas.

Figura 1. Maceración de las hojas de clavel utilizando un mortero con pistilo.

3. Filtra la solución obtenida usando un papelfiltro dispuesto sobre un embudo,recolectando el filtrado en un beaker de 150mL (Fig. 2). El filtrado obtenido es clorofilabruta disuelta en alcohol.

Figura 2. Colección del filtrado en un beaker de 150 mL.

B. Observación del fenómeno de fluorescencia1. Colocando el beaker frente a la luz podrás

comprobar que la solución con los pigmentosextraídos presenta color verde (Fig. 3).

Figura 3. Pigmentos extraídos de las hojas de clavel.

Figura 4. Observación del fenómeno de fluorescencia con los pigmentos extraídos.

C. Solubilidad diferencial de los pigmentos1. Utilizando viñetas rotula dos tubos de ensayo

de 16x150 mm, como “a” y “b”,respectivamente.

2. Vierte 8 mL de la solución de pigmentoscontenida en el beaker a cada uno de los dostubos de ensayo (a y b).

3. Agrega a ambos tubos 4 mL de éter etílico, y agítalos suavemente durante 30 segundos.

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4. Luego añade al tubo “a” 4 mL de aguadestilada, y vuelve a agitar con suavidad.Coloca el tubo en una gradilla y déjalo reposardurante 10 min. Observa lo que ha ocurridodentro del tubo y anótalo en tu Cuaderno deLaboratorio.

5. En el tubo “b” añade 2 mL de solución deNaOH al 20% m/v, y agítalo suavemente.Déjalo reposar en la gradilla durante 10 min.Observa lo que ha ocurrido dentro del tubo yanótalo en tu Cuaderno de Laboratorio.

D. Separación de los pigmentos por cromatografía1. Dentro de una caja de Petri vierte un poco de

solución de pigmentos contenida en el beaker,agregando una cantidad suficiente hastaalcanzar unos 2 mm de altura (Fig. 5).

Figura 5. Solución de pigmentos en una caja de Petri.

2. Coloca verticalmente una tira de papel filtrodoblada en “V” dentro de la caja de Petri, deforma que se mantenga perpendicular a lacaja, pero teniendo el cuidado de que el papelno toque las paredes de la caja (Fig. 6).

Figura 6. Papel filtro colocado dentro de la solución de pigmentos para su separación cromatográfica.

3. Espera por unos 10 minutos para que serealice la separación cromatográfica de lospigmentos. Anota las observaciones en tuCuaderno de Laboratorio, y dibuja laseparación de colores obtenida; si lo prefieres,puedes esperar a que seque bien el papelfiltro para que lo pegues junto a lasobservaciones.

E. Separación de clorofila y carotenoides1. Coloca en un tubo de ensayo 5 mL de la

solución de pigmentos contenida en el beaker.

2. Añade 3 mL de n-hexano (o un solvente nopolar), y agita el tubo para que se mezclen loscomponentes.

3. Deja el tubo en reposo sobre una gradilla porunos 5 minutos. Anota y dibuja lo ocurrido entu Cuaderno de Laboratorio.

Responde en tu Cuaderno de Laboratorio:

a) ¿Qué tipos de mezclas se han obtenido en esta práctica?

b) ¿Qué métodos de separación de mezclas haz utilizado en esta práctica?

c) ¿Cuál es la estructura vegetal en la que se realizala fotosíntesis, y en qué partes de la planta seencuentran?

d) ¿Son solubles los pigmentos en el agua destiladao en el éter etílico?

e) ¿La separación de colores por cromatografía queobtuviste será igual en cualquier especie vegetal?Explica tu respuesta.

f) En el procedimiento E, ¿qué tipo de pigmentosquedaron en el alcohol, y cuáles se solubilizaronen el n-hexano?

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PREPARACIÓN PREVIA DE REACTIVOS

a. Solución de NaOH al 20% m/v

En un beaker de 100 mL, pesa 20 g de hidróxido desodio, NaOH, y agrega unos 50 mL de agua destilada;para disolverlo agítalo con una varilla. Luego vierte lasolución en un balón volumétrico de 100 mL, aforahasta la marca con agua destilada y agita bien paraque se homogenice la solución.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Entre las características externas de los vegetales, lamás notable es probablemente el color. Los coloresque presentan los vegetales son debidos a unoscompuestos químicos llamados pigmentos. El colorque presenta un determinado órgano vegetaldepende generalmente del predominio de uno uotro pigmento o la combinación de ellos. Además,algunos de los pigmentos que condicionan el colorestán estrechamente ligados a las actividadesfisiológicas del vegetal.

Si bien es posible encontrar en el reino vegetal todoslos matices y combinaciones de colores del espectro,existe un predominio general de los coloresprimarios: verde, amarillo, rojo, azul. Se debe tenerclaro que cuando un vegetal presenta un colorblanco, es debido a la falta de tales pigmentos. La luzsolar, que incide sobre ellas, no es absorbidaselectivamente como ocurre en las partescoloreadas, sino que es transmitida o reflejadaprácticamente sin sufrir modificación.

La clorofila es el pigmento que les proporciona elcolor verde a las plantas, y que absorbe la luznecesaria para realizar la fotosíntesis. Puedeformarse en las raíces, tallos, hojas y frutos, con lacondición de que estos órganos estén situados porencima del suelo y queden expuestos a la luz. Laclorofila absorbe principalmente luz violeta, roja yazul, y refleja luz verde (Fig. 7).

Figura 7. Luz blanca incidiendo sobre una hoja. Todos los colores se absorben, excepto el verde.

La abundancia de clorofila en las hojas y su ocasionalpresencia en otros tejidos vegetales, es la causa deque esas partes de las plantas aparezcan en colorverde; sin embargo, en algunas hojas la clorofila esenmascarada por otros pigmentos. Aunqueaparentemente falte en algunas hojas de color rojo oamarillo, cuando se extraen las otras sustanciascolorantes de éstas, puede comprobarse incluso allíla presencia de clorofila, que estaba enmascaradapor los demás pigmentos (Fig. 8). La extracción deestos pigmentos es interesante para el estudio yreconocimiento de sus propiedades.

Figura 8. Fotografías de plantas con hojas de diversos colores: a)Croto (Codiaeum variegatum); b) Manto o Capa de Rey (Coleusblumei); c) Pascua (Euphorbia pulcherrima).

Los pigmentos vegetales que se encuentran en loscloroplastos son moléculas químicas que reflejan otransmiten la luz visible, o hacen ambas cosas a lavez. El color de un pigmento depende de laabsorción selectiva de ciertas longitudes de onda dela luz, y de la reflexión de otras longitudes de onda.

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Los pigmentos constituyen el sustrato fisioquímicodonde se asienta el proceso fotosintético. Haydiversas clases de pigmentos. Los principales son:

o Clorofilas (a, b, c, d y bacterioclorofilas), de coloración verde.

o Carotenoides (carotenos coloración amarilla y roja.

o Ficobilinas, de coloración presentes en las algas

y xantófilas), de

azul y roja; están verdeazules, que

comprenden el filo de los Cianofitos.

En ocasiones, la presencia de clorofila no es tanevidente, debido a que al descomponerse ocupan sulugar otros pigmentos de origen isoprénico tambiénpresentes en los plastos, como son los carotenos(alfa, beta y gamma) y las xantófilas. Las algasverdeazules contienen la misma clase de clorofilaque las plantas superiores, pero la ausencia decloroplastos hace que se distribuya por toda lacélula.

Con frecuencia, otros pigmentos como las ficobilinas(presente también en los rodófitos), enmascaran laclorofila y confieren a las células un color azulado orojizo. Su función es captar la luz y transferirla a laclorofila. La Figura 9 muestra una tabla con loscolores de algunos pigmentos vegetales máscomunes.

Figura 9. Colores que presentan los pigmentos vegetales más comunes.

Las clorofilas presentan una estructura molecular degran tamaño con un sistema de anillos de porfirina(anillo tetrapirrólico) (Fig. 10), formada en su mayorparte por carbono e hidrógeno, ocupado en el centropor un único átomo de magnesio, rodeado por ungrupo de átomos que contienen nitrógeno (Fig. 11).Del anillo parte una larga cadena de 20 átomos decarbono, denominada fitol que constituye el punto

de anclaje de la molécula de clorofila a la membranainterna del cloroplasto, el organelo celular dondetiene lugar la fotosíntesis.

Figura 10. Sistema de anillos de porfirina.

Figura 11. Molécula de clorofila a; nótese la presencia de un único átomo de magnesio en el centro de la molécula.

Cuando la molécula de clorofila absorbe un fotón,sus electrones se excitan elevándose a un nivel deenergía superior. Esto es el punto de partida en elcloroplasto de una secuencia compleja de reaccionesquímicas que dan lugar al almacenamiento deenergía en forma de enlaces químicos. Los diversostipos de clorofilas existentes se diferencian enpequeños detalles de su estructura molecular, y enque absorben longitudes de onda luminosasligeramente diferentes.

Por cromatografía se pueden separar cuatro tipos de clorofilas distintas:

o La clorofila A constituye de manera aproximada el75% de toda la clorofila de las plantas verdes,estando presente también en las algasverdeazules, y en células fotosintéticas más

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complejas. Absorbe luz en el rango de longitud de onda de 440 a 680 nm.

o La clorofila B es un pigmento presente envegetales y otras células fotosintéticas complejas;absorbe luz de una longitud de onda entre 460 a650 nm, y transfiere la energía a la clorofila A,que se encarga de transformarla en energíaquímica.

o Las clorofilas C y D son propias de algas ybacterias.

Las clorofilas actúan como catalizadores, es decir,como sustancias que aceleran o facilitan lasreacciones químicas, pero que no se agotan durantelas mismas. Entre los carotenoides hay tambiénmuchos catalizadores que intervienen comopigmentos accesorios en la fotosíntesis, transfiriendoa la clorofila la energía de la luz que absorben parasu conversión en energía química.

Los pigmentos clorofílicos son insolubles en agua,pero sí son solubles en solventes orgánicos, comoalcohol etílico, acetona, entre otros. A los solventesque extraen simultáneamente todos los pigmentosde la hoja se suelen llamar extractantes. Existenotros solventes que presentan afinidad por algunospigmentos y se les llama separadores, por ejemplo:el tetracloruro de carbono y el éter de petróleo.Estos dos solventesseparador) respondenpigmentos clorofílicos,

orgánicosen formaasí como

(extractante ydiferente a lostambién a sus

diferencias físicas que hacen que sean dos líquidos no miscibles, con diferente peso específico.

POSIBLES OBSERVACIONES

• Para extraer los pigmentos fotosintéticos de laclorofila se pueden utilizar hojas de cualquier tipode plantas, siempre y cuando estén frescas. Enesta práctica se ha recomendado utilizar hojas deespinaca por su alto contenido de pigmentosfotosintéticos, considerando la facilidad para suobtención. Sin embargo, puedes utilizar hojas deotra especie, tales como moras, acelga, clavel ode cualquier planta. Incluso, resulta interesanterealizar la práctica con hojas que no sean verdes,

tales como las del repollo morado, croto, manto ocapa de rey, pascuas, árboles frutales, entreotros, con la salvedad de que se obtendrá unamenor cantidad de clorofila.

• Otra opción interesante es conformar diferentesgrupos de trabajo, que pueden realizarcromatografías de diversos vegetales, para luegoelaborar un mural o álbum con las mismas ycontrastarlas con los colores de las hojas.También se puede comparar la variación depigmentos existentes en las hojas de un vegetal(sobre todo de árboles), en diferentes épocas delaño.

• En el procedimiento de separación de pigmentospor cromatografía sobre papel, se harecomendado utilizar un trozo de papel filtro enforma de “V”, y colocarlo verticalmente sobreuna caja de Petri, lo cual resulta factible cuandose cuenta con papel filtro en pliegos, puesto quese cortan los trozos del tamaño adecuado. Si nocuentas con este recurso, puedes utilizar tiras depapel filtro de cafetera, y colocar la mezcla depigmentos dentro de un beaker pequeño, oincluso en un vaso de plástico trasparente, yauxiliarte de un palito o una varilla para sujetar latira de papel (Fig. 12).

Figura 12. Cromatografía sobre papel utilizando un vaso de plástico trasparente y un palito para sujetar la tira de papel.

• Para el procedimiento de separación de clorofila y carotenoides se ha recomendado utilizar n-

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hexano como solvente. Sin embargo, es posiblesustituirlo por cualquier otro solvente no polar,como gasolina, benceno, tetracloruro de carbono,solvente mineral, entre otros. Se debe considerarla densidad del solvente utilizado frente a ladensidad del alcohol.

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

Gracias a esta práctica lograrás observar cómocambian las tonalidades de los pigmentosfotosintéticos presentes en los cloroplastos, que seubican en mayor cantidad en las hojas de las plantas,las cuales obtienen su color al reflejar o transmitir laluz visible, además de constituir el sustratofisicoquímico de la fotosíntesis.

En principio, la técnica de separación de pigmentosfotosintéticos se basa en las diferencias desolubilidad de los pigmentos en alcohol. En primerlugar, al romper las células en el mortero, lospigmentos que se hallaban encerrados en loscloroplastos pasan a mezclarse con el alcohol. En lamayoría de los casos, uno de los pigmentos es másabundante y enmascara a los demás, impidiendo quese puedan observar.

La separación final se produce por cromatografíasobre papel filtro colocada sobre la caja Petri, graciasa las diferentes velocidades con que se desplazan losdiferentes pigmentos en un medio poroso, ya que elpigmento más soluble en el alcohol será el que formeuna banda coloreada en la parte superior del papel, yel menos soluble en alcohol será el último enascender a través del papel. En la solución extraídadel vegetal tendremos tantos pigmentos comobandas coloreadas aparezcan en la cromatografía.Aparecerán unas bandas, de arriba hacia abajo:solvente libre de pigmentos, carotenos, xantófilas,clorofila a (verde azulada), clorofila b (verdeamarillenta), y en la parte inferior, restos de bandasanteriores no separadas. La Figura 13 muestra unaseparación por cromatografía; los distintospigmentos se logran apreciar, aunque de formadifuminada.

Figura 13. Cromatografía sobre papel mostrando los diferentes pigmentos que han sido separados.

En el procedimiento de solubilidad diferencial de lospigmentos, el agua destilada se mezcla con el alcoholy los pigmentos disueltos en él, pero sin reaccionarcon ellos; mientras que el hidróxido de sodio (NaOH)reacciona con el grupo fitol de las clorofilas,saponificándolo y provocando la precipitación deestos pigmentos (Fig. 14).

Figura 14. El tubo de la izquierda muestra la dilución con el aguadestilada, mientras que en el tubo de la derecha ha ocurrido lareacción de saponificación con NaOH.

En el último procedimiento de separación declorofila y carotenoides, la zona de color verdecontendrá las clorofilas a y b, disueltas en el n–hexano, y la zona amarilla estará constituida por elalcohol que contiene disueltos los carotenoides(xantófila y caroteno). Dependerá de la densidad delsolvente utilizado cuál de las zonas quedará sobre laotra (Fig. 15).

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Figura 15. Separación de la clorofila y los carotenoides.

Para enriquecer más tu conocimiento puedes consultar:

Material de Autoformación e Innovación Docente:Biología. Lección 5: PRINCIPIOS DE ANATOMÍA YFISIOLOGÍA VEGETAL. Pág. 62 – 79. Viceministerio deCiencia y Tecnología, Ministerio de Educación.

Gama Fuentes, M. (2012). Biología (2ª Edición). México: Pearson Educación.

Audesirk, T. y Audesirk, G. (2008). Biología, La Vidaen la Tierra (8ª Edición). México: Pearson Educación.

Es.scribd.com (junio 2009). Extracción y Separaciónde Pigmentos Vegetales. Recuperado en enero de2014, de http://goo.gl/42RMVQ

Ies.mariasarmiento.climantica.org. Separación depigmentos vegetales por cromatografía sobre papel.Recuperado en enero de 2014, dehttp://goo.gl/vdy7xX

www.youtube.com (febrero 2012). ¿Por qué sonverdes las plantas? Recuperado en enero de 2014,de http://goo.gl/xY8l7L

OTROS EXPERIMENTOS RELACIONADOS

Actividad fotosintética y respiración celular.

Métodos de separación de mezclas.

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INTRODUCCIÓN

El Ácido Desoxirribonucleico (ADN), constituye elmaterial hereditario de un individuo. En él seencuentran las instrucciones que deben seguir lascélulas para construir un organismo nuevo ymantenerlo vivo. Todas las células que forman unindividuo contienen una copia idéntica de ADN; sinembargo, cada una de ellas realiza una parte de lasinstrucciones contenidas en el ADN, de ahí que hayacélulas con diferentes formas y funciones.

Las células eucariotas contienen el ADN en el interiordel núcleo celular. Por ello, para extraerlo debemosromper la membrana celular y también la membrananuclear. Las células vegetales cuentan además conuna pared celular, la cual está constituida de celulosaque le confiere rigidez a dicha pared, que también setiene que romper para liberar el ADN.

La extracción de ADN se basa en la atracción de suscargas negativas hacia los iones salinos, lo quepermite su disolución y posterior extracción, que eslo que nos proponemos realizar en esta práctica.

INDICADORES DE LOGRO• Identifica experimentalmente el ADN extraído de

vegetales.• Comprende y describe la ubicación del ADN en el

núcleo celular.• Describe adecuadamente la manera en que se

transmite toda la información genética en losseres vivos.

OBJETIVOS• Demostrar la existencia del ADN en los seres vivos

extrayendo material genético de vegetales.• Comprender el proceso de extracción y

purificación de ADN.

9° Grado Unidad 9 Tiempo estimado: Dos horas clase

EL MUNDO DELOS GENES

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Materiales Reactivos

• Un plátano o cualquier fruta blanda

• Un plato o vidrio de reloj

• Un tenedor• Una cuchara pequeña• Un tubo de ensayo• Un beaker de 150 mL• Una pipeta de 25 mL• Un colador• Un palillo o agitador

• 10 mL de alcohol etílico• 50 mL de agua destilada• 5 mL de jabón líquido o

champú

PROCEDIMIENTO

1. Parte un plátano por la mitad y elimínale lacáscara. Colócalo sobre un plato o un vidrio dereloj (Fig. 1). Si lo deseas puedes hacerlo conotra fruta de consistencia blanda, por ejemplofresas.

Figura 1. Plátano sin cáscara dispuesto sobre un plato.

2. Macera el plátano con la ayuda de un tenedor(Fig. 2); puedes agregar una pequeña cantidadde agua destilada para facilitar la maceración.

Figura 2. Maceración del plátano.

3. Vierte 50 mL de agua destilada en un beaker de150 mL, agrega dos cucharaditas de jabónlíquido o champú, y media cucharadita de salcomún (cloruro de sodio). Mezcla bien, evitandoformar espuma (Fig. 3).

Figura 5. Filtrado de la mezcla.

6. Coloca 5 mL de la solución filtrada en un tubode ensayo; luego inclina ligeramente el tubo yadiciona muy lentamente 10 mL de alcoholetílico, deslizándolo por las paredes del tubo deensayo (Fig. 6).

Figura 3. Mezcla de agua destilada, jabón líquido y sal.

4. Agrega a la solución contenida en el beaker unacucharadita del plátano macerado. Mezcla biendurante 5 minutos, pero evitando formarespuma (Fig. 4).

Figura 4. Adición del plátano macerado a la solución contenida en el beaker.

5. Filtra la mezcla resultante utilizando un colador,hasta obtener aproximadamente 5 mL defiltrado. Si el proceso de filtrado es lento,puedes ejercer un poco de presión sobre lamezcla con una cuchara pequeña (Fig. 5).

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Figura 6. Adición de alcohol etílico al tubo manteniéndolo ligeramente inclinado.

7. Observa que una sustancia blanquecinacomienza a aparecer dentro del tubo: se tratadel ADN (Fig. 7).

Figura 7. ADN formado luego de adicionar el alcohol etílico.

8. Deja reposar la mezcla por unos 5 minutos, yobserva que el ADN comienza a ascender hastala superficie del líquido.

9. Con la ayuda de una pinza delgada, de unavarilla agitadora o de un palillo puedes extraerel ADN de la mezcla (Fig. 8).

Figura 8. Extracción del ADN con la ayuda de un palillo.

Responde en tu Cuaderno de Laboratorio:

a) ¿Cuál es la función del jabón líquido o champúen la extracción del ADN?

b) ¿Cuál es la función de la sal común en laextracción del ADN?

c) ¿Cuál es la función del alcohol etílico en la partefinal de la extracción del ADN?

d) ¿Qué habría pasado si se hubiese agregado elalcohol bruscamente en la etapa final de laextracción?

e) Además de ADN, ¿contiene otros componentes el precipitado blanco obtenido?

f) Investiga cuáles son los componentes del ADN.

g) Investiga cuál la estructura del ADN.

h) Investiga la importancia que tiene la extracción de ADN a partir de sangre y tejidos humanos.

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FUNDAMENTO TEÓRICO

El Ácido Desoxirribonucleico (ADN) permite a lascélulas eucariotas de un organismo transmitirinformación con precisión de una generación a otra,ya que está presente en el núcleo de las célulasvegetales y animales. El ADN es una de las partesfundamentales de los cromosomas, los cuales sonestructuras constituidas por dos pequeñosfilamentos o brazos, que pueden ser iguales odiferentes, que están unidos por un punto comúnllamado centrómero. Además de ADN, loscromosomas están formados por proteínas.

El ADN está compuesto por cuatro nucleótidos; cadanucleótido está formado por tres partes: ladesoxirribosa (un azúcar), un grupo fosfato y una delas cuatro bases nitrogenadas, que son: citosina,adenina, guanina y timina.

El ADN es una molécula muy grande que tiende aagruparse, de allí su facilidad para extraerse. Aunquese necesitan instrumentos complejos para extraer ypurificar el ADN, el procedimiento que se plantea enesta práctica y que se realiza con frutas blandas,permite conocer el proceso general por el que seextrae y purifica. Las frutas contienen célulasvegetales, las cuales están protegidas por una paredcelular. Esta pared se puede destruir físicamentepara exponer los contenidos de la célula. Macerar lafruta permite que el contenido de las células seaexpuesto a los agentes para su extracción yseparación. Dichos agentes ayudan a extraer el ADNdel núcleo y a separarlo visiblemente de los otroscomponentes.

El principio de extracción de ADN se basa en que losiones en solución provenientes de la sal son atraídoshacia las cargas negativas del ADN, permitiendo sudisolución y posterior extracción de la célula. Seempieza por lisar (romper) las células mediante laacción mecánica de maceración o trituración,vaciándose su contenido molecular en una mezcla deagua y sal. En ese momento, la solución contiene alADN y todo un surtido de restos moleculares: ARN,carbohidratos, proteínas y otras sustancias en menorproporción. La acción de un jabón o detergente

permite que las proteínas asociadas al ADN, que sonde gran longitud, se fraccionen en cadenas máspequeñas y se separen de la mezcla. Sólo resta, portanto, extraer el ADN de esa mezcla, para lo que seutiliza alcohol etílico, el cual permite que se precipiteformando cristales blancos.

El ADN fue identificado en 1868 por FriedrichMiescher, biólogo suizo, en los núcleos de las célulasde pus obtenidas de los vendajes quirúrgicosdesechados y en el esperma del salmón, aunque nofue reconocido su descubrimiento sino hasta 1943,gracias al experimento realizado por Oswald Averycon la bacteria neumococo, demostrando que elADN es el material del que están formados los genesy los cromosomas.

La primera imagen del ADN fue obtenida porRosalind Franklin mediante difracción de rayos X, lacual sirvió de base para el descubrimiento de laestructura de doble hélice del ADN, en 1953, porJames Watson y Francis Crick. La estructura del ADNes una pareja de largas cadenas de nucleótidos; unalarga hebra de ácido nucleico está enrolladaalrededor de otra hebra formando un parentrelazado. Dicha hélice está formada, en cadavuelta, por 10.4 pares de nucleótidos enfrentadosentre sí por sus bases nitrogenadas.

POSIBLES OBSERVACIONES• Para este experimento se recomienda elegir una

fruta blanda para que pueda ser maceradafácilmente, tal como plátano o guineo, fresas,papaya, zarzamora, ciruelas, entre otras. Permiteque tus estudiantes trabajen en pequeñosgrupos, para que cada uno pueda realizar lapráctica con una fruta diferente. La cantidad y lacalidad del ADN extraído dependerá del buentrabajo que se realice en el laboratorio; elloayudará al estudiantado a desarrollar sus propiashabilidades.

• Una variante de este experimento es extraer elADN de células animales. Sin embargo, para estonecesitarás emplear técnicas diferentes, debido aque será necesario realizar la maceración en una

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licuadora, además de utilizar enzimas para que serompan las membranas celulares y sea posibleextraer el ADN. Si deseas hacerlo, puedes buscarel procedimiento en la bibliografía.

• Esta práctica de laboratorio para extraer el ADNde células vegetales puede inspirar a tusestudiantes a interesarse en la biotecnología y lagenética, gracias a que reforzará las clasesteóricas que hayan tenido sobre las células, elADN y la biología molecular. Se puede extendereste experimento a subsecuentes sesiones en ellaboratorio para observar en el microscopio,volviéndose esta actividad aún más intrigante.

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOSEl ADN que se encuentra en los genes es uncomponente de todas las células. Una vez rotas lascélulas, todo el material celular queda libre, y enpresencia de un jabón o detergente se separan loscomponentes con base a su solubilidad. El ADN seprecipita con alcohol y se separa del resto de loscomponentes.

La extracción de ADN requiere una serie de etapasbásicas. En primer lugar, tienen que romperse lapared celular y la membrana plasmática, para poderacceder al núcleo de la célula. A continuación, deberomperse también la membrana nuclear para dejarlibre el ADN, lo que se logra gracias a la maceración ya la acción del jabón líquido, detergente o champú.La sal disuelta en agua sirve como una mezclaisotónica, que permite que sus iones en soluciónatraigan las cargas negativas de la molécula del ADN.Por último, el alcohol se utiliza para precipitar elADN, que es soluble en agua, pero cuando seencuentra en alcohol se desenrolla y precipita en lainterface entre el alcohol y el agua.

Si se agrega bruscamente el alcohol en la etapa finalde la extracción, se mezcla rápidamente con lasolución y el ADN no se precipita, sino que sefragmenta manteniéndose disperso en la solución

Básicamente, el precipitado blanco que se aísla al final sólo debería contener ADN, ya que el alcohol

permite separar los demás componentes. Sinembargo, no es exactamente ADN puro, ya queentremezclado con él pueden haber fragmentos deARN (Ácido Ribonucleico). Para obtener ADN puro senecesita de una técnica más precisa que incluya laadición de enzimas que fragmenten las moléculas deARN, impidiendo que se unan al ADN.

Con la realización de este experimento lograráscomprobar la presencia de ADN en las célulasvegetales, utilizando técnicas sencillas que permitanla obtención de buenos resultados. Además, tepermitirá discutir con tus estudiantes sobre loscomponentes de las células eucariotas, y sobre laestructura, composición, estabilidad y funciones quecumple el ADN.

Para enriquecer más tu conocimiento puedesconsultar:Material de Autoformación e Innovación Docente:Biología. Lección 7: INTRODUCCIÓN A LA GENÉTICA.Pág. 104 – 125. Viceministerio de Ciencia yTecnología, Ministerio de Educación.

Audesirk, T. y Audesirk, G. (2008). Biología, La Vida en la Tierra (8ª Edición). México: Pearson Educación.

Pinatetiello, J., Siggens, R., Di Chiappari, F. yMadama, J. (1998). Essentials of Biology (1ª Edición).Orlando, Florida: Holt, Rinehart and Winston.

adnestructurayfunciones.wordpress.com (agosto2008). El ADN – Estructura y Funciones. Recuperadoen enero de 2014, de http://goo.gl/OCF3OL

platea.pntic.mec.es. Extracción de ADN. Recuperado en enero de 2014, de http://goo.gl/Hlzbyh

www.stevespanglerscience.com. Strawberry DNA –Food Science. Recuperado en enero de 2014, dehttp://goo.gl/LAzUMB

OTROS EXPERIMENTOS RELACIONADOS

El crecimiento poblacional.

Las moléculas de la vida.

INTRODUCCIÓN

Vivimos rodeados de microorganismos, a pesar deque no los veamos; casi todos son inofensivos, sinembargo, algunos si son capaces de provocarenfermedades.

Existen varias clases de microorganismos: mohos,levaduras, bacterias, actinomicetos, protozoos,algas, virus, entre otros. Estos microorganismos sehallan capacitados para acometer una extensa gamade reacciones metabólicas y adaptarse a muchosambientes diferentes.ambiente determinanmultiplicarse.

Las características del cuáles especies pueden

Los ambientes capaces de albergar vida microbianareflejan el amplio espectro evolutivo de estosorganismos. Se han encontrado especies que viven atemperaturas comprendidas entre el punto decongelación y el punto de ebullición del agua, enagua dulce y en agua salada, en presencia y enausencia de aire. Algunos, incluso, han desarrolladociclos de vida que incluyen una fase de latencia enrespuesta a la falta de nutrientes.

En esta práctica haremos algunos cultivos debacterias, con el fin de observar el crecimientobacteriano y su posterior declive.

INDICADORES DE LOGRO• Describe y explica correctamente la dinámica

poblacional de las bacterias y hongos.• Comprende que todos los organismos vivos

poseen ciclos vitales de reproducción ydesarrollo.

• Valora y analiza críticamente la importancia delos cultivos de bacterias en la medicina, industriaalimentaria y producción agrícola.

OBJETIVOS• Realizar cultivos bacterianos, incluyendo la

preparación de los medios de cultivo, lainoculación, el conteo de bacterias, y elseguimiento de ellas hasta su declive.

• Conocer el comportamiento poblacional dediferentes tipos de bacterias y hongos,relacionándolo con la importancia que tiene en lanaturaleza y en la industria.

Materiales• Diez cajas Petri con tapadera• Una olla mediana o beaker de 1000 mL• Una pinza para crisol• Un mechero Bunsen o de alcohol• Un trípode• Un malla de asbesto• Un beaker de 600 mL• Una varilla agitadora de vidrio• Un sobre de gelatina sin sabor• Un cubito o sabrosador de pollo• Un refresco de cola• Un vaso de plástico desechable• Plástico trasparente para envolver• Viñetas o cinta adhesiva

9° Grado Unidad 8 Tiempo estimado: Dos horas clase

EL CRECIMIENTOPOBLACIONAL

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PROCEDIMIENTO

A. Preparación del medio de cultivo1. Lo primero que debes hacer es esterilizar las

cajas de Petri que vas a utilizar; para ellocolócalas dentro de un recipiente con aguahirviendo (puede ser una olla o un beaker de1000 mL), y déjalas hervir por unos 7minutos.

2. Luego, con precaución y utilizando unapinza, sácalas del agua, colócalas cerca de unmechero encendido, y permite que sesequen bien (Fig. 1).

Figura 1. Secado de las cajas de Petri en las cercanías de un mechero encendido.

3. Mientras tanto, en una olla mediana o unbeaker de 600 mL, pon a calentar 500 mL deagua y disuelve en ella un cubito o un sobrede sabrosador (hechos a base de caldo depollo). Mantenla hirviendo durante 5minutos.

4. Retírale la llama y disuelve la gelatina sinsabor, cuando el agua aún se encuentrecaliente (puedes agitarla utilizando unavarilla agitadora).

5. Antes que se enfríe totalmente la mezcla,vierte aproximadamente medio centímetrosobre las cajas de Petri que vas a utilizar.

6. Colócale la tapadera hasta la mitad (Fig. 2), ypermite que se enfríen hasta alcanzar latemperatura ambiente, siempre en lascercanías de un mechero encendido (Fig. 1).

Figura 2. Caja de Petri con medio de cultivo.

B. Cultivo de bacterias1. Procede a realizar la siembra de bacterias

(inoculación); para ello pasa suavemente lasyemas de tus dedos por la superficie delcaldo de cultivo (Fig. 3). Hazlo primero conlas manos tal como las tienes en esemomento (sin lavar). Deberás hacerlo en doscajas Petri.

Figura 3. Siembra de bacterias presentes en la mano.

2. Con una viñeta o un trozo de cinta adhesiva,rotula las cajas Petri en las que acabas dehacer la siembra, como “Manos sin lavar”.Hazlo en la base, por la parte exterior (Fig.4). Luego procede a colocarle las tapaderas alas cajas Petri.

Figura 4. Rotulación de las cajas Petri.

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3. Lava bien tus manos únicamente con agua;sécalas bien, y procede a aplicarte en lasmanos gel desinfectante a base de alcohol;espera a que seque bien.

4. Ahora toca con tus manos dinero, ya sea enmonedas o billetes, y realiza el mismoproceso de sembrado con la yema de tusdedos en otras dos cajas Petri con caldo decultivo, y rotúlalas debidamente.

5. Aplica de nuevo gel desinfectante a base dealcohol en tus manos; espera a que sequenbien, y luego toca cualquier objeto de usocotidiano, como un pasamanos, la perilla deuna puerta, el teclado de una computadora ode un teléfono, entre otros; realiza elprocedimiento de sembrado y etiquetado;cada vez que hagas una siembra de un lugardiferente, debes desinfectar tus manos.

6. Finalmente, lava bien tus manos con agua yjabón antibacterial; sécalas bien, y procede arealizar el mismo procedimiento de siembracon tus manos limpias en dos cajas Petri;rotúlalas debidamente.

7. Asegúrate de tapar bien las cajas Petri, yprocede a sellar el contorno de cada una deellas con un envoltorio plástico (Fig. 5).

Figura 5. Sellado del contorno de las cajas Petri con envoltorio plástico.

8. Deberás tener dos cajas Petri de cada una delas siembras que has realizado; sepáralas demanera que te quede una de cada una deellas repartidas en dos set; deberásalmacenarlos por dos días; un set colócalo en

un lugar cálido, pero sin que les dé la luz delsol directamente, y el otro set colócalo en unlugar fresco y totalmente oscuro (porejemplo, colocándole una caja invertida paraevitar que penetre la luz).

9. Coloca una tortilla o una rebanada de pandentro de dos bolsas de plástico, y ciérralasbien (Fig. 6). Almacénalas junto con las cajasPetri: una en un lugar cálido, y la otra en unlugar fresco y oscuro.

Figura 6. Rebanada de pan almacenada en bolsa plástica.

10. En dos vasos de plástico pequeños vierteunos 100 mLejemplo Cocacolócales un

de refresco de cola (porcola o Pepsi cola), yenvoltorio plástico en la

abertura (Fig. 7). Almacénalos junto con lascajas Petri: uno en un lugar cálido, y el otroen un lugar fresco y oscuro.

Figura 7. Refresco de cola contenido en un vaso con envoltura de plástico.

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11. Pasado dos días, observa lo que ha ocurridoen cada caja Petri, comparando elcrecimiento de bacterias en las diferentessiembras que realizaste, y entre las siembrasalmacenadas en un lugar cálido y lasalmacenadas en un lugar fresco y oscuro,pero sin abrir las cajas Petri. Observatambién lo acontecido sobre la tortilla orebanada de pan y en el vaso con refresco decola, pero sin abrirlos. Anota todas lasobservaciones en tu Cuaderno deLaboratorio.

12. Vuelve a colocar las cajas Petri, la tortilla orebanada de pan y el vaso con refresco decola en el mismo lugar para almacenarlos.Regresa al día siguiente para observarlosdetenidamente, comparando con lasobservaciones del día anterior; luego vuelvea almacenarlos.

13. Regresa a observarlos de nuevo por dos díasmás, registrando todas tus observaciones entu Cuaderno de Laboratorio, y comparandosiempre con lo observado el día anterior.

14. Finalmente, coloca agua a hervir en una ollamediana o un beaker de 1000 mL, retira elsello de plástico de las cajas Petri con loscultivos y deposítalas dentro del aguahirviendo; mantenlas hirviendo por unos 3minutos, y luego procede a lavarlas bien parasu uso posterior.

15. La bolsa que contiene la tortilla o rebanadade pan y el vaso con refresco de cola puedesdescartarlos directamente en la basuracomún.

Responde en tu Cuaderno de Laboratorio:

a) ¿Por qué se deben colocar las cajas Petri en agua hirviendo antes de ser utilizadas?

b) Al momento de esperar a que se sequen lascajas Petri, ¿por qué se deben colocar cerca dela llama encendida de un mechero?

c) ¿Por qué se agrega un cubito o sabrosador abase de caldo de pollo al medio de cultivo quepreparamos?

d) ¿En cuál de los diferentes cultivos que realizastese formaron menos colonias de bacterias? ¿Aqué se debe esto?

e) ¿En cuál de los diferentes cultivos que realizastese formaron más colonias de bacterias? ¿A quése debe esto?

f) ¿Por qué se debe evitar que les dé directamentela luz del sol a los cultivos que almacenaste enun lugar cálido?

g) ¿Qué ambiente es más propicio para elcrecimiento de las colonias de bacterias: unlugar cálido y con claridad, o un lugar oscuro yfresco? ¿Y para el crecimiento de los hongosqué ambiente es más propicio?

h) ¿Qué diferencias puedes apreciar entre lascolonias de bacterias contenidas en las cajasPetri y las colonias de hongos en la tortilla orebanada de pan y en el refresco de cola?

i) ¿Por qué al cabo de cierto tiempo las coloniasde bacterias dejan de crecer y comienza sudeclive? ¿Ocurre lo mismo con las colonias dehongos?

j) ¿En cuál de las siembras el declive de lascolonias de bacterias es más rápido y en cuál esmás lento? Explica tu respuesta.

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FUNDAMENTO TEÓRICO

Uno de las formas más utilizadas para laidentificación de microorganismos es observar sucrecimiento en sustancias alimenticias artificialespreparadas en el laboratorio, conocidos como mediode cultivo, mientras que el crecimiento de losmicroorganismos se denomina cultivo. En laactualidad existen más de 10,000 medios de cultivodiferentes.

Para que las bacterias crezcan adecuadamente en unmedio de cultivo artificial, se debe reunir una seriede condiciones, como temperatura, grado dehumedad y presión de oxígeno adecuada, así comoun grado correcto de acidez o alcalinidad. Un mediode cultivo debe contener los nutrientes y factores decrecimiento necesarios y debe estar exento de todomicroorganismo contaminante.

En los diferentes medios de cultivo se encuentrannumerosos materiales de enriquecimiento comocarbohidratos, suero, sangre completa, bilis, etc. Loscarbohidratos se adicionan por dos motivosfundamentales: para incrementar el valor nutritivodel medio y para detectar reacciones defermentación de los microorganismos que ayuden aidentificarlos. El suero y la sangre completa seañaden para promover el crecimiento de losmicroorganismos menos resistentes.

El modo en que las bacterias son cultivadas, y elpropósito de los medios de cultivo varíaampliamente. Los medios líquidos son utilizados parael crecimiento de lotes de cultivos puros, mientrasque los medios sólidos son ampliamente utilizadospara el aislamiento de cultivos puros, para laestimación de poblaciones de bacterias viables, yuna variedad de otros propósitos. El agar, agentegélido más utilizado para medios sólidos osemisólidos, es un hidrocoloide derivado de las algasrojas. El agar es utilizado por sus propiedades físicasúnicas (se funde a 100 °C y permanece líquido hastaenfriarse a 40 °C, temperatura a la que se vuelvegel), y porque no puede ser metabolizado por lamayoría de las bacterias. Por lo tanto, como uncomponente del medio es relativamente inerte,

simplemente mantiene los nutrientes que se encuentran en la solución acuosa.

La gelatina es una mezcla de proteínas fabricadascon colágeno proveniente del tejido conectivoanimal. Cuando se mezcla con agua caliente formaun gel viscoso que sirve como un buen medio decrecimiento para las bacterias. Aislar un tipoparticular de bacterias de esta forma es difícil, enparte porque las bacterias están en todos lados ydiferentes especies pueden contaminar fácilmente elcultivo. Hervir los contenedores y añadir únicamenteciertos nutrientes ayudará a disminuir el grado decontaminación del medio de cultivo.

El crecimiento microbiano es el aumento del númerode microorganismos a lo largo del tiempo. Por tanto,no se refiere al crecimiento de un únicomicroorganismo (ciclo celular), sino al crecimientodemográfico de una población. El estudio delcrecimiento de bacterias puede servir también paraentender el crecimiento de levaduras y de otroshongos. El crecimiento de los virus se produce deforma diferente.

El crecimiento de una población resulta de la sumade los ciclos celulares de todos sus individuos. Estecrecimiento suele ser asincrónico, puesto que cadamicroorganismo se encuentra en un punto diferentedel ciclo celular. Por consiguiente, en un momentodeterminado en una población se encuentran célulasque acaban de dividirse, otras que están replicandosu ADN y elongándose, otras que están iniciando ladivisión celular, etc.

Si la bacteria crece en un medio líquido, las célulasque se producen en cada división continúan su vidaindependientemente, formando en la mayoría de loscasos una suspensión de células libres. Cuando unabacteria aislada comienza a crecer sobre un mediosólido, el resultado del crecimiento al cabo de ciertotiempo es una colonia. Se denomina unidadformadora de colonia (UFC) a una célula viva aisladaque se encuentra en un sustrato en condicionesambientales adecuadas para producir una colonia enun breve período de tiempo. Una UFC tambiénpuede corresponder a más de una célula cuando

éstas forman parte de grupos unidos fuertemente(estreptococos o diplococos, por ejemplo), ya quecada grupo formará una sola colonia.

La multiplicación celular es una consecuencia directadel crecimiento, y da lugar, en el caso de lasbacterias, a colonias, mediante un sistema dereproducción asexual denominado división binaria.La velocidad de crecimiento es el cambio en elnúmero de bacterias por unidad de tiempo, y seexpresa como tiempo de generación, que es eltiempo necesario para que se duplique una bacteriao una población de ellas. En un sistema cerrado ocultivo en medio no renovado, se obtiene una curvade crecimiento típica que se divide en cuatro fases(Fig. 8):

• Fase de latencia o de adaptación: durante la cuallos microorganismos adaptan su metabolismo alas nuevas condiciones ambientales (deabundancia de nutrientes) para poder iniciar elcrecimiento exponencial.

• Fase exponencial o logarítmica: en ella lavelocidad de crecimiento es máxima y el tiempode generación es mínimo. Durante esta fase lasbacterias consumen los nutrientes del medio avelocidad máxima. Esta fase corresponde a la deinfección y multiplicación dentro del organismodel agente infeccioso.

• Fase estacionaria: en ella no se incrementa elnúmero de bacterias. En esta fase, las célulasdesarrollan un metabolismo diferente al de lafase exponencial, produciendo una acumulación yliberación de metabolitos secundarios quepueden tener importancia en el curso de lasinfecciones o intoxicaciones producidas porbacterias. Los microorganismos entran en faseestacionaria bien porque se agota algún nutrienteesencial del medio, porque los productos dedesecho que han liberado durante la fase decrecimiento exponencial hacen que el medio seainhóspito para el crecimiento microbiano, o por lapresencia de competidores u otras células quelimiten su crecimiento. La fase estacionaria tienegran importancia porque probablementerepresente con mayor fidelidad el estado

metabólico real de los microorganismos en muchos ambientes naturales.

• Fase de muerte: se produce una reducción delnúmero de bacterias viables del cultivo. Desde elpunto de vista microbiológico, unmicroorganismo muere cuando pierde de formairreversible la capacidad de dividirse, por lo queno podrá formar una colonia sobre un medio decultivo. Sin embargo, un microorganismo puedeestar muerto desde elmicrobiológico y continuaractividad metabólica que

punto de vistadesarrollando unase traduzca, por

ejemplo, en liberación de toxinas. Por otra parte,hay que considerar que la capacidad demultiplicación (crecimiento) de unmicroorganismo puede verse temporalmenteafectada por lesiones o por las condiciones físicaso químicas del entorno; en estos casos,podríamos considerar como muertosmicroorganismos que pueden reanudar sucrecimiento si las condiciones son de nuevofavorables.

Figura 8. Fases de crecimiento en cultivos bacteriológicos.

POSIBLES OBSERVACIONES

• Si se utilizan cajas Petri de plástico no se debensumergir en agua hirviendo para esterilizarlas, yaque se derretirán. Las cajas Petri de plásticopueden ser parcialmente esterilizadasremojándolas con agua caliente y jabón, y luegosumergirlas por 30 minutos en una mezcla deagua y lejía.

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• Para la elaboración de los medios de cultivo serecomienda utilizar gelatina sin sabor, debido aque ésta no contiene azúcar, con lo que sefavorece más el crecimiento de bacterias; unmedio de cultivo que contenga azúcar favorece elcrecimiento de hongos, los que a su vez dificultanel crecimiento de bacterias, al competir con ellospor los nutrientes y por espacio para el desarrollode sus colonias. Se podrá utilizar gelatina desabores como medios de cultivo, con elsobreentendido de que el azúcar que éstacontenga causará los efectos ya descritos.

• Debido a que la inoculación de los medios decultivo se realizará directamente con las yemasde los dedos, se recomienda desinfectar lasmanos cada vez que se realice una siembradiferente, con el fin de inocular bacteriaspresentes en el objeto seleccionado, y evitarcontaminación con bacterias del objeto anterior.Para la desinfección se recomienda utilizar geldesinfectante a base de alcohol; si no cuentas conello, puedes pedir a tus estudiantes que laven susmanos con jabón normal (que no seaantibacterial, por ejemplo, jabón para lavar ropa)y abundante. No se recomienda utilizar jabonesantibacteriales, debido a que éstos crean unabarrera protectora temporal, lo cual impide quelas bacterias se adhieran a la piel, y por tanto noserá factible la inoculación. Sin embargo, el usoexcesivo de jabones antibacteriales puedefavorecer el crecimiento de hongos.

• Para sellar el contorno de las cajas Petri con loscultivos, se recomienda hacerlo con un envoltoriode plástico trasparente (conocido en inglés como“plastic wrap”), los cuales vienen en rollos que seutilizan para cubrir alimentos (Fig. 9). Se puedencortar tiras delgadas (aproximadamente de 2.5cm de ancho), las cuales se colocarán de formatensa envolviendo de dos a tres vueltas elcontorno de la caja Petri.

Figura 9. Rollo de plástico trasparente para envolver.

• Cuando realices las observaciones de los cultivoscon tus estudiantes, procura no manipulardemasiado los cultivos. De preferencia,obsérvalos en el lugar donde están almacenados;los que se encuentran en un lugar oscuroacércalos a una fuente luminosa sólo para realizarlas observaciones, y luego almacénalosnuevamente, sin moverlos más de lo necesario.

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

Cada masa formada en el medio de cultivo seráuna colonia de bacterias; puede que incluso sehayan incubado distintos tipos de bacterias uhongos, que se pueden diferenciar por su textura,olor, color y forma de la colonia. Deberás tenercuidado al examinar los cultivos, pues no se sabe concerteza qué bacterias se han estado cultivando, porlo que se recomienda que no intenten tocarlos nirespirar cerca del recipiente.

En la siembra realizada con las manos recién lavadas,se podrá observar que crecerán pocas o ningunacolonia de bacterias. Mientras que en aquellassiembras de objetos de uso público, la proliferaciónde colonias de bacterias será apreciablementemayor.

Deberás orientar a tus estudiantes a realizarobservaciones: la aparición de puntos en los mediosde cultivo, la formación de colonias, el número deéstas y los colores que presentan; además, cuálescolonias se parecen y cuáles son apreciablementedistintas.

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El cubito o sabrosador a base de caldo de polloprovee de nutrientes necesarios para el crecimientobacteriano; sin embargo, a medida que el número debacterias crece, los nutrientes se van agotando,hasta el punto que las bacterias, al no tener mediospara alimentarse, comienzan a experimentar la fasede muerte.En el caso de la tortilla o rebanada de pan y el vasocon refresco de cola, lo que se busca es el cultivo dehongos, debido a que un medio rico en azúcaresfavorece el crecimiento de hongos, mientras que unmedio rico en proteínas favorece el crecimiento debacterias. No obstante, el crecimiento de hongos esmás lento, por lo que se podrá comenzar a apreciarnotablemente su aparición a partir de los cuatro días(Fig. 10). Los hongos negros se conocen comomohos; si las colonias tienen color azul o verde, loshongos son del género Penicillium, y si son de colorcrema, pertenecen al género Aspergillus.

Figura 10. Rebanada de pan con colonias de hongos.

La luz y las temperaturas cálidas favorecen elcrecimiento de bacterias, por lo que se podráapreciar un mayor número de colonias en loscultivos que se hayan almacenado bajo estascondiciones; mientras que la oscuridad ytemperaturas frescas favorecen el crecimiento dehongos, por lo que será apreciable una mayorcantidad de hongos en la tortilla o rebanada de pan yen el refresco de cola almacenados bajo estascondiciones.

En lo que respecta a la acidez de los medios, se haestablecido que un medio con pH neutro favorece elcrecimiento de bacterias, mientras que un medioácido favorece el crecimiento de hongos. Para elcaso particular del refresco de cola, si consideramosque tiene un alto contenido de azúcares, aunado aque presenta un pH ácido, veremos que es un mediopropicio para el cultivo de hongos.

Si los medios de cultivo se llenan de filamentosblanquecinos formando una maraña (como unatelaraña), se trata de micelios inertes (Fig. 11), loscuales noesparcirseespacio y

se reproducen, pero si crecen hastapor todo el medio, compitiendo poralimento con las bacterias y hongos,

impidiendo por tanto la proliferación de éstos.

Figura 11. Medio de cultivo conteniendo micelios.

Para enriquecer más tu conocimiento puedes consultar:

Material de Autoformación e Innovación Docente:Biología. Lección 8: DESARROLLO DE LOS SERESVIVOS. Pág. 126 – 143. Viceministerio de Ciencia yTecnología, Ministerio de Educación.

Audesirk, T. y Audesirk, G. (2008). Biología, La Vida en la Tierra (8ª Edición). México: Pearson Educación.

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Pinatetiello, J., Siggens, R., Di Chiappari, F. yMadama, J. (1998). Essentials of Biology (1ª Edición).Orlando, Florida: Holt, Rinehart and Winston.

www.unavarra.es. Cultivo de microorganismos.Recuperado en enero de 2014, dehttp://goo.gl/HMkxN

www.murciencia.com. Preparación y análisis decultivo de microorganismos con las limitaciones deun laboratorio de secundaria. Recuperado en enerode 2014, de http://goo.gl/ys8zas

OTROS EXPERIMENTOS RELACIONADOS

El mundo de los genes.

INTRODUCCIÓN

La adquisición de competencias científicas ytecnológicas comprende el desarrollo de actividadessistemáticas estrechamente vinculadas con laaplicación y producción de los conocimientoscientíficos y tecnológicos.

En tal sentido, es de trascendental importancia queconozcamos y apliquemos el método científico,desde cómo hacer preguntas hasta realizarinvestigaciones para encontrar respuestas a dichaspreguntas. Seguir cuidadosamente cada paso delmétodo científico aumenta la probabilidad de quetengamos éxito en nuestro proyecto.

Desarrollar un proyecto de ciencias nos ayuda atener una mejor comprensión de un fenómenodeterminado. Para ello, se hace necesaria unaexcelente planificación del proyecto que nos permitadesarrollar una investigación de forma precisa yobjetiva.

En todo momento podrás contar con la asistencia yorientación de tu profesor, a fin de que logresdesarrollar tu proyecto científico de la mejormanera.

INDICADORES DE LOGRO• Identifica y describe correctamente las distintas

etapas de la metodología de investigacióncientífica.

• Aplica y explica con seguridad los pasos delmétodo científico experimental y su relación conlas etapas de la investigación.

• Aplica con responsabilidad las etapas de lainvestigación científica al realizar experimentosde Física, Química y Biología, mostrando un ordenlógico.

• Elabora un reporte científico respetando loscriterios establecidos.

OBJETIVOS• Identificar los pasos del método científico

experimental y las etapas de una investigacióncientífica.

• Realizar un proyecto de investigación científicasobre un fenómeno en particular, utilizando lametodología de investigación adecuada para daruna explicación científica de la ocurrencia dedicho fenómeno.

• Desarrollar una práctica de laboratorio quereproduzca la ocurrencia del fenómenoinvestigado, y que incluya los componentesestablecidos para un trabajo experimental.

7°, 8° y 9° Grado Unidad 1 Tiempo estimado: Cuatro meses

DESARROLLO MI PROPIA PRÁCTICA DE LABORATORIO

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PROCEDIMIENTO

El propósito de la ciencia es investigar para darrespuesta a preguntas como las siguientes: cómo unobjeto o elemento hace algo, por qué un reactivoquímico reacciona de cierta manera, o qué sucedecuando un organismo hace algo inesperado. Elaprendizaje sobre el mundo que nos rodea se lograpor los proyectos de investigación. Un proyecto deinvestigación es en sí un proyecto científico en elcual todas las personas participantes deben sumarsus esfuerzos para investigar la hipótesis que se haplanteado.

El método científico consiste en una serie de etapaspor las cuales se guía el desarrollo de un proyectocientífico. A continuación se detalla los pasos quedebes seguir para desarrollar tu proyecto científico:

1. Escoge un temaUno de los pasos más importantes de unproyecto de ciencias es escoger un buen tema deinvestigación. Ten en cuenta que vas a tener quetrabajar con este tema a lo largo de todo elproyecto, así que escoge un fenómeno oproblemática que encuentres interesante y quesea de importancia conocer la explicacióncientífica de su ocurrencia. Esto garantizará queno te arrepientas de haber escogido dicho tema.Entre más atracción sientas respecto a tu tema,es más probable que hagas un excelente trabajoen tu proyecto de investigación.

2. Título del proyectoUna vez que identifiques el fenómeno que deseasinvestigar, debes pensar en un título atractivo.Éste deberá precisar el tema principal de tuinvestigación. Además, debes indicar laespecificidad que responde a la ocurrencia delfenómeno, la ubicación en el espacio, es decir,dónde se realizará la investigación, y la ubicaciónen el tiempo cuándo se realizará la investigación.

3. Planteamiento del problemaLos proyectos de investigación científica se basan en el desarrollo de una pregunta de investigación

o planteamiento del problema, el cual sedesarrolla y responde a través de un experimentocontrolado. Es importante escribir unplanteamiento del problema que identifique unavariable independiente que será cambiada omanipulada a través de diversas variablesdependientes durante el experimento.

Una vez identificado el tema que vas a investigar,debes desarrollar el planteamiento del problema.Para ello escribe el enunciado del problema entérminos de una pregunta. Un ejemplo de unplanteamiento del problema podría ser: "¿Cómoafecta la cantidad de luz solar a la altura de lasnuevas plantas?". En este ejemplo, la altura de lasplantas sería la variable dependiente y la cantidadde luz solar sería la variable independiente.Debes asegurarte que la variable dependientetenga un impacto medible en la variableindependiente antes de realizar el experimento.

La variable independiente es el único factor queserá manipulado durante el experimento a travésde la aplicación de cambios controlados en lasvariables dependientes.

Mantén el planteamiento del problema tansimple como sea posible. No es necesario tenermás de una variable independiente en tuexperimento. Si encuentras que hay más de unavariable independiente, tendrás que volver ahacer el planteamiento del tema con el fin dedesarrollar el proyecto en el ámbito de una solavariable independiente.

4. ObjetivosLos objetivos de la investigación son enunciadosdonde se expone de manera clara y precisa ellogro que se desea obtener, es decir, quépretende la investigación; representan lo que sequiere hacer, lograr o analizar. Hayinvestigaciones que buscan, ante todo, resolverun problema en especial y otras que tienen comoobjetivo principal probar una teoría o aportarevidencia empírica a ésta.

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Los objetivos deben expresarse con claridad ydeben ser susceptibles de alcanzar. Por otraparte, vienen dados en función del título y elplanteamiento del problema y son declaracionesrelativas a qué, cómo y para qué se tomó esasituación o problema en particular paradesarrollar la investigación. Deben ser redactadosen tiempo infinitivo (por ejemplo: determinar,analizar, verificar, entre otros).

Los objetivos se estructuran en:

Objetivo General: lo constituye el enunciadoglobal sobre el resultado final que se pretendealcanzar (¿qué?, ¿dónde?, ¿para qué?). Precisa yorienta la finalidad de la investigación, en cuantoa sus expectativas más amplias. Debe expresar unlogro sumamente amplio y ser formulado comopropósito general de la investigación. Suredacción guarda mucha similitud con el título dela investigación.

Objetivos Específicos: representan los pasos quese han de realizar para alcanzar el objetivogeneral, facilitando el cumplimiento de éstemediante la determinación de etapas o laprecisión y cumplimiento de los aspectosnecesarios del proceso investigativo. Señalanpropósitos o requerimientos en orden a lanaturaleza de la investigación. Se derivan delgeneral e inciden directamente en los logros aobtener. Deben ser formulados en términosoperativos, incluyendo las variables que sedesean medir de acuerdo al planteamiento delproblema.

5. HipótesisUna hipótesis es una conjetura basada en el conocimiento previo. Considera la pregunta de investigación y afirma los resultados esperados. Lahipótesis nos indica lo que estamos buscando o intentando probar con nuestra investigación; pueden conservarse o descartarse a lo largo de la investigación, así como también pueden aparecer nuevas.

La hipótesis lleva al descubrimiento de nuevasaportaciones al desarrollo científico. El valor deuna hipótesis reside en su capacidad paraestablecer relaciones entre las variables deinvestigación, y de esa manera explicamos porqué se produce un fenómeno. La hipótesis comosupuesto debe ser sometida a demostración, y elresultado final puede ser que la acepte o rechace.

6. Cronograma de actividadesContiene las actividades mediante las cuales sepretende cumplir con los objetivos; debe estarestructurado en un período de tiempodeterminado, considerando aquellas actividadesque puedan realizarse de manera simultánea;para cada actividad debe indicarse elresponsable.

Un cronograma bien elaborado debe estarpermanentemente documentado; para ellopuedes utilizar tu Cuaderno de Laboratorio paradocumentar todas las actividades que vayasefectuando. El cronograma no debe trabajar contiempo restringido; esto es importante ya que enocasiones se pueden presentar inconvenientesque requieran prórroga; si este fuera el caso,deberá documentarse la justificación.

7. Proceso de investigaciónLlevar a cabo una investigación es lo que hace alos proyectos interesantes. Debes investigar parallegar a un descubrimiento respecto al temaseleccionado. Al realizar una investigación,siempre mantén la mente abierta para realizartodas las observaciones. Debes tomar en cuentaque, sólo porque tu experimento o proyecto noresulte cómo esperabas, no significa que hayasfracasado, ya que siempre habrás demostradoalgo.

En este paso, lo primero que debes hacer es unaexhaustiva investigación bibliográfica. Labiblioteca de tu centro escolar te puedeproporcionar libros y revistas de artículosrelacionados a tu tema de investigación. Unaalternativa viable es utilizar fuentes de Internet,

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siempre y cuando sean sitios web respaldadospor un equipo editorial. Expertos de buenareputación o científicos locales son tambiénfuentes creíbles. Debes resumir la informaciónrelevante, y tomar nota de las fuentesconsultadas, ya que te servirá para enlistarlas enla bibliografía.Revisa cada elemento de tu investigación,asegurándote de que todas las explicaciones queacompañen tu proyecto estén escritas aplicandocorrectamente las reglas ortográficas ygramaticales. Sería una pena que tu proyecto seamal visto por tener errores de escritura. Si estásusando encuestas o entrevistas, asegúrate deredactar las interrogantes de forma que tusparticipantes puedan entenderlas fácilmente, yque la información obtenida sea de tu interés.

8. Proceso experimental

Diseño del experimentoDeberás plantear un procedimiento paso a paso,el cual deberá proporcionar resultadosobservables que prueben o refuten la hipótesis. Elprocedimiento debe ser completo y losuficientemente claro para que otra personapueda seguirlo y hacer exactamente el mismoexperimento.

MaterialesUna lista completa de los materiales evitaretrasos y reinicios posteriores. Debes recogertodos los materiales necesarios para elprocedimiento de prueba antes de empezar.Deberá incluirse también el listado de reactivos,si se van a utilizar, además de la forma depreparación y las consideraciones especiales parasu manejo y disposición final.

Desarrollo del experimentoDeberás registrar cuidadosamente el procesoexperimental en tu Cuaderno de Laboratorio,incluyendo notas detalladas, fotos y dibujos, lasfechas, horas y condiciones experimentales (porejemplo: temperatura, humedad relativa,intensidad de luz, etc.). De ser posible, puedes

repetir tus experimentos varias veces paraasegurarte que los primeros resultados no fueronun accidente.

Recuerda que los cambios serán efectuados enlas variables dependientes para conocer su efectoen la variable independiente. Por ejemplo, en unexperimento para determinar cómo el alcoholafecta el crecimiento de las plantas, se utiliza elmismo tipo de plantas, plantadas al mismotiempo, en el mismo tipo de suelo, recibiendo lamisma cantidad de luz solar, pero teniendo encuenta diferentes cantidades de alcohol en lugarde agua. Observa el progreso del experimento,toma medidas y cuantifica el progreso a través denúmeros. Por ejemplo, durante el experimentocon el uso de plantas y alcohol, es posible queobserves y registres diferentes colores ocondiciones en las hojas de la planta y tambiéndebes medir el crecimiento de las plantas con unaregla o el peso con una balanza.

Al final del experimento analiza tus observacionesy utilízalas para determinar si tu hipótesis eracorrecta o no. Escribe una conclusión quedescriba lo que has encontrado: ¿te hansorprendido los resultados?, ¿te gustaría repetirla experiencia?, ¿qué harías diferente? Explica lasrazones de los resultados.

9. ResultadosEn la sección de resultados debes presentarclaramente las medidas (números) y los datosque recopilaste durante la fase experimental.Puedes elaborar y etiquetar un gráfico quemuestre las medidas exactas de las diferentesvariables, y cómo cambiaron con el tiempo.Incluye los resultados en tu informe delaboratorio y busca medios visuales atractivospara mostrar los resultados finales.

10.ConclusiónLa conclusión compara los resultados con tuhipótesis y subyacentes. relacionadas

explica los principiosEs posible plantearo sugerir mejoras

científicos preguntas

para una

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investigación futura. En todo caso, es posible quelos experimentos refuten las hipótesis y permitanformular una nueva, comenzando la totalidad delproceso nuevamente, o rediseñar el experimentopara poner a prueba otras variables.

Es importante también que describas tuinterpretación personal de los resultados: lo quehas aprendido, si los resultados son diferentes delo que pensabas en un principio y por qué,sugerencias para futuras investigaciones, y lo quelas demás personas pueden aprender de tuinvestigación.

11.Referencias bibliográficasCita las fuentes de la investigación bibliográfica que realizaste.

12.Presentación del ProyectoDespués de haber terminado la investigación,prepara un elementos previamente.

informe que incluya todos losplanteados y

Escribe oracionesdesarrollados

completas.Presenta el informe escrito con una cubierta deaspecto profesional. Incluye fotos tomadasdurante el experimento y crea gráficos de losresultados obtenidos.

Presentación escritaUn informe escrito puede ser presentado en unade las dos formas que se plantean a continuación,o en ambas:

ResumenEl resumen es una descripción corta del proyecto,compuesto aproximadamente de 250 palabras.Esta descripción debe incluir el propósito de lainvestigación, los procedimientos utilizados parael experimento, información y gráficos sobre losdatos obtenidos, y las conclusiones efectuadas. Elresumen brinda una lectura rápida para que lasdemás personas tengan una idea clara sobre quétrata el proyecto, y de cómo se realizó elexperimento.

Documento de InvestigaciónEl documento de investigación es el análisis descriptivo del proyecto de investigación y losprocesos del mismo. Contiene el detalle de todas las partes planteadas anteriormente (pasos 2 al11). Todos estos elementos brindan la información completa al lector, permitiéndolevincular y confrontar cada detalle de lainvestigación.

Presentación visualLa presentación de un proyecto científico es tanimportante como la investigación y losexperimentos adecuados. Las personas de cienciaque son profesionales publican sus informesfinales en una revista científica o presentan susresultados en un cartel durante un congresocientífico. Sin embargo, en nuestro caso podemoshacer lo que esté al alcance para dar a conocernuestra investigación; esto no necesita ser unatarea costosa o que consuma mucho tiempo.Puedes usar materiales baratos y fácilmenteaccesibles para presentar un proyecto deciencias.

Si tu docente y las autoridades de tu centroescolar lo estipulan, podrán montar una feriacientífica para exponer los resultados de todas lasinvestigaciones realizadas por tus compañeras ycompañeros. La feria científica normalmente secelebra en un salón de clases o en cualquier lugaramplio, donde se presentan los proyectos yexperimentos del estudiantado y suelen serjuzgados por un panel de docentes oespecialistas.

La presentación visual que se puede utilizar parala feria científica es un tablero tipo tríptico queincluye los datos y la información pertinente parasu fácil visualización. Hay muchas variantes deeste tablero, así que asegúrate de confirmar eldiseño preferido antes de crear el tríptico, ya quepueden designarse reglas específicas sobre quéobjetos están o no permitidos dentro del espaciodesignado para la presentación visual de unproyecto. La presentación visual debería ser

atractiva a la vista, pero profesional y biendiseñada. Su organización lógica permiteentender claramente el proyecto y evaluar loaprendido.

El tamaño estándar de un panel tipo tríptico es de36 pulgadas (91 cm) de alto por 48 pulgadas (1.22cm) de ancho. Debe ser distribuido en trespaneles. En el panel izquierdo se escribe unapresentación del proyecto, y se incluyen losnombres de quienes integran el grupo deinvestigación. En el panel central se escribe elplanteamiento del problema, los objetivos, lahipótesis y el proceso experimental. El título delproyecto se escribe con letras grandes, ya sea conuna impresora o en cartulina, y se pega en laparte superior del panel central; deberá destacarlo suficiente para que pueda ser leído desde unpar de metros de distancia. En el panel derecho,se consignan los resultados y las conclusionesobtenidas (Fig. 1). Sin embargo, acuerda con tudocente el tamaño y las partes a considerar en laelaboración del tríptico.

Se pueden utilizar diversos materiales para elaborar el tríptico, por ejemplo cartón, cartulina,pliegos de papel bond, madera, entre otros; deben considerar que sea de fácil

almacenamiento y que permanecerá erguidodurante una presentación. Se pueden utilizarcolores para resaltar el título del proyecto en laparte superior.

Si las reglas lo permiten, se muestran partes delexperimento. Por ejemplo, llevar las plantasmarcadas con la cantidad de alcohol querecibieron y colocarlas en la mesa delante deltríptico. Si el experimento es fácilmente repetible,puedes considerar hacer una demostraciónpráctica para que el público visitante lo observepor sí mismo.

Una parte importante de la experiencia de unaferia científica, es desarrollar una presentacióncreativa que ayuda a contar la historia de loaprendido mientras se realizaba el proyecto. Elloimplica hacer una presentación oral del proyectofrente a estudiantes y docentes, o un jurado deespecialistas que llegue a evaluarlo; si fuera elcaso, se elabora un discurso con los puntos másinteresantes de la investigación. Se debe tener eldocumento de investigación cerca, en caso detener que referirse a él durante una sesión depreguntas y respuestas.

Figura 1. Partes de un tríptico para una feria científica.

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FUNDAMENTO TEÓRICO

Los proyectos de investigación en ciencia ytecnología brindan a estudiantes la oportunidad depensar a profundidad acerca de los conceptos queaprenden en clase, aplicando la ciencia de un modopráctico, y vinculando los principios científicos conlas aplicaciones en el mundo real.

Los proyectos de investigación pueden modificarsepor nivel de dificultad, por nivel académico y porhabilidad. Debes orientar a tus estudiantes a elegirun tema de investigación que les resulte interesante,para que puedan completar el proyecto tanindependientemente como sea posible. Cadaproyecto de investigación debe ser algo único,especial e interesante, para la persona que lo lleve acabo.

Los proyectos de investigación proporcionan alestudiantado una experiencia práctica en el uso delmétodo científico, y ayudan a estimular su interéspor la investigación científica. Estos objetivos soncada vez más importante para la sociedad, que se hadado cuenta de los beneficios de la investigacióncientífica profesional. A menudo, el resultado de unproyecto científico de investigación profesionalimplica un descubrimiento que puede mejorar lacalidad de vida de las personas, o proteger el medioambiente.

En algunos proyectos de investigación se pide incluiruna sección de aplicaciones. Esto puede ser unasección confusa del proyecto, además de ser difícilde llevar a cabo. De manera simple, la aplicación deun proyecto implica la forma en que el resultado delexperimento puede beneficiar a otras personas oaplicarse a otras ciencias. Cualquier proyecto deciencias puede ser usado para beneficiar a lahumanidad en situaciones reales y cotidianas,incluso si sus aplicaciones no son inmediatamenteevidentes. Por ejemplo, un experimento sobre laflotabilidad de un huevo no dice mucho acerca decocinar huevos, pero se puede aprender acerca decómo los barcos flotan a partir del mismoexperimento. Para descubrir las aplicaciones,normalmente se necesita pensar de forma más

amplia y conceptual sobre el experimento mientras se busca similitudes con el mundo real.

Cuando un grupo de estudiantes ha creado su propioexperimento, tendrá que crear sus propiasaplicaciones para él. Éstas frecuentemente aparecendespués de que el experimento ha sido efectuado ysus conclusiones han sido alcanzadas. Para obtenerestas aplicaciones tendrán que descubrir cómo lasdiversas variables involucradas interaccionan entresí. El siguiente paso es tratar de determinar cómo elnuevo conocimiento afectará está aplicación.

La mayoría de investigaciones suele utilizar unexperimento similar al de otro investigador; en esecaso, las aplicaciones del experimento pueden yahaber sido exploradas. Esto puede significar que elestudiantado tiene que hacer más investigación paraencontrar sus propias aplicaciones, pero tendrámuchas aplicaciones sobre las cuales ya podráescribir. Por ejemplo, experimentos que involucranenergía solar o eólica ya tienen una variedad deaplicaciones en el mundo real, pero pueden sercapaces de encontrar algunas ideas nuevas por ellosmismos.

Algunos temas pueden ser avanzados para ciertosgrupos de estudiantes. Proporciónales ayuda segúnsea necesaria a lo largo del desarrollo de lainvestigación. Anímalos a utilizar el método científicosiempre que sea posible. Indícales que tienen queregistrar las observaciones a medida que sepresentan para mantener la precisión. Proporcionaasistencia sólo cuando sea necesario.

POSIBLES OBSERVACIONES

Para realizar los proyectos de investigación integra atus estudiantes en grupos de trabajo que contengan3 o 4 miembros. Si bien es cierto se facilita el trabajoal poderlo distribuir entre todos los integrantes,conlleva también una serie de dificultades, sobretodo para lograr un buen consenso en la toma dedecisiones. En ese sentido, deberás involucrarte enla búsqueda de alternativas cuando se genere unconflicto grupal de trascendencia.

acontecen en la comunidad, temáticas que haya levite con imanes o un acelerador lineal magnético.

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Las organizaciones forman equipos para completarproyectos específicos o fomentar la mejora continua.Cada gerente de proyecto o líder del equipo tiene latarea de administrar el grupo para obtener el mejorrendimiento de sus miembros. Anima a tusestudiantes que forman parte de los grupos deinvestigación a que contribuyan a un proyecto degrupo, procurando inculcarles un espíritu deliderazgo utilizando técnicas eficaces de motivación.

Un ambiente relajado que anima a los miembros delequipo a hablar libremente y compartir sus ideas esun ambiente motivador para el grupo. Un entornoproductivo para un equipo también incluye unadiscusión abierta de las ideas entre sus integrantes ylas decisiones basadas en el consenso de opiniones.Cada líder de grupo debe asegurar que las reunionesse realicen en un ambiente cordial, evitandocomentarios despectivos entre sus integrantes.

Anima a que cada integrante de grupo determine suspreferencias y habilidades antes de comenzar elproyecto. La comprensión de estas habilidadespuede ayudar a optimizar el funcionamiento delgrupo. Si bien no siempre es posible asignar tareasque cada miembro disfrute, tener las habilidades einclinaciones del grupo en consideración puedeayudar a crear un ambiente positivo en el equipo.

Las tareas asignadas deben estar claramentedefinidas para fomentar la participación de todas laspersonas. Los liderazgos grupales deben compartirlos elogios y el éxito del proyecto con susintegrantes. Además, deben aceptar las críticas ennombre del grupo y abstenerse de asignar culpas.

Otra dificultad que se podría presentar es sobre laselección de un proyecto de investigación. Esprobable que sea una tarea muy difícil,especialmente para quienes lo hagan por primeravez. No se trata que asignes directamente un temade investigación para cada grupo, si no de despertaren ellos el interés por investigar algo que a ellos lesparezca interesante. Sin embargo, puedes orientar atus estudiantes brindándoles pautas generales deposibles áreas de investigación de problemáticas que

leído en alguna bibliografía o visto en algúndocumental, tales como las que se plantean acontinuación:

Botánica y medio ambiente

La botánica y los proyectos ambientales confrecuencia utilizan las plantas en una variedad deambientes. Se puede estudiar el crecimiento de lasplantas usando diferentes fertilizantes orgánicos. Elestudiantado de mayor nivel académico puededeterminar si las plantas crecen más rápido en elsuelo o en un medio hidropónico, o investigar cómoel pH afecta la adecuación del suelo para elcrecimiento vegetal. Los estudios ambientalesincluyen el agua, el aire y experimentos decontaminación. Por ejemplo, identificar loscontaminantes en el aire, determinar qué factoresafectan la contaminación atmosférica en lasciudades, comparar el agua de medios rurales yurbanos para determinar cuál está máscontaminada.

Ciencias de la Tierra

Las ciencias de la Tierra incluyen la geología, lameteorología y la oceanografía. La explosión devolcanes es el experimento más común en estacategoría. Aunque también puede incluir otrosexperimentos como presentar un tsunami con unmodelo, explicar cómo se forma un sumidero,construir un modelo para mostrar cómo se producenlos terremotos, entre otros.

Electricidad y magnetismo

Los proyectos de electricidad pueden necesitarsupervisión profesional para evitar accidentes. Sinembargo, se podrán realizar algunos sencillos, comocrear un portador de carga y hacer que se generenchispas, hacer una batería con frutas o vegetales,construir un generador de turbina de viento. Elmagnetismo puede utilizarse para crear interesantesexperimentos visuales, como construir un tren que

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Microbiología

Algunas categorías pueden requerir el uso de unmicroscopio u otro equipo científico. Se puedenhacer experimentos para descubrir el efecto de la luzultravioleta sobre las bacterias, ilustrar cómoaumenta el contenido de éstas en una botella deagua que no se limpia correctamente entre los usos,crear una ilustración que muestre cómo el cuerpocombate los virus, simular la propagación de unaenfermedad infecciosa, entre otros.

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

El desarrollo de investigaciones científicas puedeevaluarse de varias formas. Una de las másllamativas e interesantes es la implementación deuna feria científica, que permita a estudiantesmostrar al público en general todos los logrosobtenidos durante la investigación. Por ello se animaa que, en la medida de las posibilidades del centroescolar, se busque la manera de montar una feriacientífica, la cual sirve además como una forma deanimar al estudiantado a realizar una buenainvestigación.

Las ferias científicas van mucho más allá que unaclase de ciencias. Por esto deben planearse desdeuna perspectiva interdisciplinaria. Uno de lospropósitos de estas ferias es enseñar al estudiantadocómo reunir información, para luego analizarla einterpretarla. Deben aprender también acerca deexpresión oral, redacción, ayudas visuales, etc. Cadadocente debe enseñar cómo organizar los datos encategorías; por ejemplo, hacer comparacionescuantitativas y cualitativas, y a partir de allí llegar aconclusiones, es decir, construir conocimiento.

Al mismo tiempo, es importante que guíes a tusestudiantes en la tarea de crear un informecoherente que permita dar cuenta de los avances yde la investigación en general. Dentro de esteinforme, debe ser exigente con la gramática y laortografía, pues todos son componentesimportantes para la socialización del conocimiento.Saber trasmitir el proyecto es tan importante como

haber seguido una metodología exhaustiva. Cadaestudiante debe saber la importancia de resumir,extraer palabras clave y acompañar la información,en la medida de lo posible, de gráficos e imágenesque ilustren el contenido y hagan su presentaciónmás dinámica.

Los proyectos científicos exitosos muestran alestudiantado que es posible aprender por sí mismo,lo que de otra forma no hubiera encontrado en suslibros de texto. Esta es la gran meta de la educación:enseñar a las personas a enseñarse a sí mismas(aprender a aprender).

Uno de los problemas de las ferias científicas escómo regular y gestionar la ayuda de madres ypadres. Por un lado, hay quienes hacen demasiado yterminan acaparando el proyecto con la idea de quesus hijas o hijos sobresalgan y reciban buenascalificaciones; por otro lado, están las madres ypadres distantes, que no dan soporte a sus hijas ehijos y los dejan a la deriva frente a sus proyectos.Ambos casos son desastrosos para el logro deobjetivos y especialmente para el aprendizaje delestudiantado.

Puesto que cada docente no puede entrar a la casade cada familia y enseñar a las madres y padres lamejor forma de asesorar a sus hijas o hijos y guiarlosdurante todo el proceso, la forma más efectiva deenviar un mensaje a las familias es a través de lacalificación de un jurado y la evaluación que se hacede los proyectos. Si los proyectos en los que se notademasiado involucramiento de las madres y padresresultan ganadores, el mensaje que se envía es que"las madres y padres deben, en última instancia,hacer los proyectos". Si por otro lado resultaganador un proyecto al que se le nota laimprovisación y la falta de interés, el mensaje seráque “no vale la pena involucrarse”. Por esto esimportante que desde el inicio se dejen claros losparámetros en cuanto a la ayuda de madres y padrespermitida, pero a la vez se les motive para quemonitoreen el avance de los proyectos de sus hijas ohijos, al igual que lo hará cada docente.

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Si deseas enriquecer más tu conocimiento puedes consultar:

Hernández, R., Fernández, C. y Baptista, M. (2010).Metodología de la investigación (5ª Edición). México:McGraw–Hill / Interamericana editores S.A. de C.V.

www.scienceinschool.org. Química a microescala:experimentos para el colegio. Recuperado enenero de 2018, de http://goo.gl/JVBOVS

primariaexperimentos.blogspot.com. Experimentosen educación primaria e infantil. Recuperadoen enero de 2018, de http://goo.gl/JYj6vG

es.scribd.com (octubre 2010). 100 Experimentossencillos de física y química. Recuperado en enero de2018, de http://goo.gl/0EIxh

Viceministerio de Ciencia y TecnologíaGerencia de Educación en Ciencia Tecnología e Innovación

Este material de Autoformación e Innovación Docente es un esfuerzo delGobierno de El Salvador (Gestión 2009-2019) para desarrollar ypotenciar la creatividad de todos los salvadoreños y salvadoreñas, desdeuna visión que contempla la Ciencia y la Tecnología de una manera “viva”en el currículo nacional, la visión CTI (Ciencia, Tecnología e Innovación).