viernes, 18 de marzo de 2011

Práctica 3. Consumo de oxígeno durante la respiración de semillas de frijol y lombrices

Preguntas generadoras:
1.      ¿Las plantas respiran?
Si, aunque muchas veces es confundido con la fotosíntesis (que realizan ellas mismas).
2.      ¿La respiración en las plantas es similar a la que realizan los animales?
Si, diferenciándose sólo en la forma en que es capturado el oxígeno.
3.      ¿Qué partes de las plantas respiran?
Los estomas, ubicados en las hojas y  las lenticelas, ubicadas en las raíces y el tallo.
Planteamiento de las hipótesis:
Se podrá comprobar que la respiración es un proceso semejante entre plantas y animales (debido a que ambos necesitan consumir oxígeno para desdoblar sus moléculas orgánicas y liberar energía)
Introducción
La respiración aerobia es realizada a nivel celular, por aquéllos organismos que pueden utilizar el oxígeno atmosférico en la combustión de moléculas como la glucosa, para la obtención de la energía que requieren las células. La energía que se obtiene de la respiración es "administrada" por una molécula conocida como ATP.
La respiración celular tiene lugar en tres etapas (glucólisis, ciclo de Krebs y cadena respiratoria), y se lleva a cabo con la intervención de una estructura celular especializada:la mitocondria.
La captación de oxígeno del medio es un proceso imprescindible para la respiración, las moléculas de este elemento que entran al cuerpo de los organismos son movilizadas hasta las células donde participan en el desdoblamiento de moléculas orgánicas para liberar energía. Todos los seres vivos requieren de esta energía para realizar sus actividades, por tanto todos necesitan consumir oxígeno para obtenerla.
Objetivos:
§         Medir el consumo de oxígeno (velocidad de respiración) durante la respiración de semillas de fríjol y lombrices empleando para ello un dispositivo llamado respirómetro.
§         Reconocer que todos los seres vivos necesitan consumir oxígeno para liberar energía.
§         Reconocer que la respiración es similar entre en plantas y animales.
Material:
3 matraces Erlenmeyer de 250 ml
3 trozos de tubo de vidrio doblado en un ángulo de 90° (en forma de L)
3 tapones para matraz del No. 6 con una perforación del tamaño del tubo de vidrio
1 pipeta Pasteur
1 regla milimétrica de plástico
1 pinzas de disección
1 probeta de 50 ml
1 gasa
1 paquete de algodón chico
Cera de Campeche
1 hoja blanca
Diurex
Hilo
Material biológico:
Semillas germinadas de frijol
10 lombrices de tierra
Sustancias:
Solución de rojo congo al 1%
200 ml de NaOH 0.25 N
Procedimiento:
A) Para medir el consumo de oxígeno en la respiración de las semillas de fríjol:
Cinco días antes de la actividad experimental coloca 50 semillas de fríjol a remojar durante toda una noche, desecha el agua y colócalas sobre una toalla de papel húmedo. Mantenlas en un lugar fresco y con luz.
Pesa dos porciones de 30 gramos de semillas de fríjol germinadas. Coloca una de estas porciones en un vaso de precipitados de 400 ml. y ponla a hervir durante 5 minutos en una parrilla con agitador magnético. Después de este tiempo retira las semillas del agua y déjalas que se enfríen.  
Toma los tapones de hule perforados y con cuidado introduce en estas perforaciones los tubos de vidrio en forma de L. Utiliza jabón o aceite para que sea más fácil el desplazamiento de los tubos, sosteniendo el tubo lo más cerca al tapón.  
Toma dos matraces Erlenmeyer de 250 ml y coloca en el fondo de cada uno, una base de algodón que tendrás que humedecer con 20 ml de NaOH 0.25 N. Después coloca sobre esta capa humedecida otra capa algodón de aproximadamente 3 cm de espesor y agrega en cada matraz las porciones de semillas que pesaste anteriormente. Tapa rápidamente los matraces con los tapones de hule que tienen insertados los tubos de vidrio, para evitar que haya fugas coloca alrededor del tapón cera de Campeche. Al matraz que contenga la porción de semillas hervidas rotúlalo con la leyenda “control”.
NOTA: Evita que las semillas tengan contacto con la solución de NaOH, esta sustancia absorberá el CO2 que produzcan las semillas durante la respiración. Los cambios de presión que se den en el interior del matraz serán ocasionados por el oxígeno que se está consumiendo.
En un pedazo de hoja blanca marca una longitud de 15 cms, centímetro a centímetro. Recórtala y pégala sobre la parte libre del tubo de vidrio (deberás hacer esto para los dos matraces). Observa en el esquema como debe quedar montado el respirómetro.
Con la pipeta Pasteur coloca con cuidado una gota de rojo congo en el extremo de la parte libre del tubo de vidrio en forma de L. Espera dos minutos y observa el desplazamiento de la gota del colorante a través del tubo de vidrio, con la graduación que pegaste en él podrás medir este desplazamiento.
Durante los siguientes 20 minutos registra la distancia del desplazamiento del colorante en intervalos de 2 minutos. Si el movimiento del  colorante es muy rápido deberás iniciar nuevamente las lecturas en intervalos de tiempo más cortos.
Utiliza una tabla como la siguiente para registrar tus datos:
B) Para medir el consumo de oxígeno en la respiración de las lombrices.
Coloca las lombrices dentro de un matraz Erlenmeyer de 250 ml.
Humedece un pedazo de algodón con NaOH 0.25 N, envuélvelo en una gasa ajustándolo ligeramente con hilo dejando un pedazo de aproximadamente 10 cm.
Prepara el tapón para matraz con el tubo de vidrio en forma de L como se explicó anteriormente. Mete el algodón con NaOH y suspéndelo del pedazo de hilo, evita que el algodón tenga contacto con las lombrices. Sujeta el algodón con el hilo y coloca rápidamente el tapón. Sella con cera de Campeche para evitar posibles fugas (observa el esquema).
En un pedazo de hoja blanca marca una longitud de 15 cm, centímetro a centímetro. Recórtala y pégala sobre la parte libre del tubo de vidrio. En el extremo de esta parte coloca con la pipeta Pasteur 1 o 2 gotas de rojo congo, espera dos minutos y registra el avance del colorante a través del tubo de vidrio en intervalos de 5 min durante 1 hora. Anota tus datos en la siguiente tabla:
Tiempo (min)
Lombrices
Germen s/h
Germen c/h
2
0
.7
.9
4
0
.7
.7
6
0
.8
.7
8
0
.7
.7
10
0
.4
.5
12
0
.4
.5

Resultados:
Con los datos obtenidos elabora una gráfica del consumo de oxígeno tanto de las semillas de fríjol control como experimental en las lombrices. Anota en el eje de la “Y” el tiempo en minutos y en el de la “X” el desplazamiento de la gota de colorante en cm.
                                                                                              
Análisis de resultados:
Discute con tu equipo las siguientes preguntas y anota para cada una la conclusión a la que llegaron.
¿Para que se pusieron a germinar las semillas antes de la práctica?
Para lograr obtener un mayor consumo de oxígeno, debido a que se encontraría en crecimiento.
¿Por qué crees que deban estar muertas las semillas que colocaste en el respirómetro control?
Para lograr tener una mejor comparación entre plantas y animales (pues las células control ya no realizaban la respiración).
¿Hacia dónde se mueve la gota del colorante? ¿Por qué crees que lo haga en ese sentido? ¿Bajo que circunstancias podrá moverse en sentido contrario?
Se movía hacia donde se encontraba las lombrices y plantas; para moverse en sentido contrario, lo que se necesitaría seria un desecho de gases y no habiendo un consumo de oxígeno.
¿Por qué crees que transcurra más tiempo en desplazarse la gota de colorante en el respirómetro que contiene las lombrices?
Por que requerían de una menor demanda de oxígeno.
¿Cómo puedes saber que realmente el oxígeno consumido alteró la presión dentro del respirómetro?
Por la diferencia en la cantidad de oxígeno que requieren
¿Las plantas y los animales consumen el mismo gas durante la respiración?
Si, puesto que requieren abastecer de oxígeno a sus células.
¿La respiración de plantas y animales es semejante?
Si, pues entre otras cosas, realizan la respiración en presencia de oxígeno y claro, es llevada a cabo en las mitocondrias.
Caracteriza los siguientes conceptos:
Energía.-
Fuerza que se necesita para realizar un trabajo.
Oxígeno.-
Elemento químico gaseoso,esencial en la respiración,algo más pesado que el aire y parte integrante de este,del agua y de la mayoría de las sustancias orgánicas.
Degradación de glucosa.-
glucólisis: [Gr. glukus, dulce + lysis, disolución]: proceso por el cual una molécula de glucosa se convierte anaeróbicamente en dos moléculas de ácido pirúvico, liberando una pequeña cantidad de energía útil; catalizado por enzimas citoplasmáticas.
Hidróxido de sodio.
A temperatura ambiente, el hidróxido de sodio es un sólido blanco cristalino sin olor que absorbe humedad del aire. Es una sustancia manufacturada. Cuando se disuelve en agua o se neutraliza con un ácido libera una gran cantidad de calor que puede ser suficiente como para encender materiales combustibles. El hidróxido de sodio es muy corrosivo. Generalmente se usa en forma sólida o como una solución de 50%.
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
Las semillas germinadas sin hervir son las que llevan a cabo un mayor consumo de oxígeno, puesto que se encuentra en desarrollo y requiere de una reproducción de células mayor.
Conceptos clave: Respirómetro, respiración como función general de los seres vivos.
Relaciones. Con esta actividad los alumnos podrán comprobar que la respiración es un proceso semejante entre plantas y animales debido a que ambos tipos de seres necesitan consumir oxígeno para desdoblar moléculas orgánicas y liberar energía. Además se hace una primera aproximación de la respiración como un proceso que se realiza a nivel celular.

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