INTRODUCCION - Marina2009's Blog | Just … · Web viewNormas generales de comportamiento en el laboratorio 3 Criterios de evaluación IB para los TP 4 Errores e incertidumbres 9

BIOLOGÍAGuía Teórica-Práctica

paraEl Bachillerato Internacional

2009 -2010

Colegio St Matthew´s- Biología IBGuía Teórica-Práctica

Docente: Dra. Marina Vega

ÍNDICE Normas generales de comportamiento en el laboratorio

3 Criterios de evaluación IB para los TP 4 Errores e incertidumbres 9 Normas básicas para la presentación de informes 12 Materiales de uso corriente en el laboratorio 14 Búsqueda y documentación bibliográfica 19 Actividades 24 Sugerencias para la realización de tablas y gráficos 26 Actividades 28 Historia de la microscopía 35 Cuidado, uso y mantenimiento del instrumental óptico 43 Actividades 47 Actividades 49 Preparado de material de observación al microscopio 50 Ventajas y limitaciones en el uso del microscopio 52 Actividades 53 Lupa binocular o estéreo microscopio 54 Actividades 55 Cálculo de aumentos 56 Actividades 57 Reconocimiento de biomoléculas 60 Actividades 67 Teoría Celular : Historia 68 Eventos en biología Celular 74 Actividades 75 Tejidos animales 78 Tejidos Vegetales 88

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Colegio St Matthew´s- Biología IBGuía de Actividades Teórica- Práctica

Actividades 91 Transporte 95 Actividades 99 Enzimas 104 Actividades Parte I 116 Actividades Parte II 118 Fotosíntesis 124 Actividades 125 Respiración 130 Actividades 131 Ácidos Nucleicos 134 Actividades 135 Mitosis y Meiosis 141 Actividades 149 Fisiología humana 150 Actividades 150 Nervios y Hormonas 153 Actividades 162 Nutrición 164

EN GENERAL…

1. Lleve a cabo cada experimento con cuidado y respeto.2. Nunca lleve a cabo un experimento a menos que haya sido indicado por el

docente.3. Siga las instrucciones y precauciones que le indica la guía de trabajos prácticos.4. Mantenga las condiciones sanitarias del laboratorio, lavando el material y

limpiando las superficies de trabajo. No coma ni beba dentro del laboratorio. Los alimentos pueden contaminarse.

5. Utilice delantales o guardapolvos durante los trabajos prácticos.6. Maneje con precaución las sustancias inflamables o tóxicas. No deguste ni

huela ninguna sustancia en el laboratorio. Mantenga el material combustible alejado del fuego.

7. Asegúrese que las tomas de gas, agua y electricidad estén desconectadas al finalizar el trabajo práctico.

8. Use luz artificial o indirecta para las observaciones microscópicas.9. Utilice bisturís o elementos cortantes con un solo borde filoso.10. Informe todos los accidentes en el laboratorio, aún los más insignificantes, al .......docente a cargo del laboratorio.

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CRITERIOS DE EVALUACIÓN IB PARA LOS TRABAJOS DE LABORATORIO

Los trabajos de laboratorio se evalúan con los siguientes criterios:

Diseño (D)

Obtención, procesamiento y presentación de datos (OPD)

Conclusión y evaluación (CE)

Técnicas de manipulación (TM)

Aptitudes personales (AP)

Los dos mejores trabajos realizados por cada alumno serán utilizados para asignar la nota correspondiente a los criterios Diseño (D), Obtención, procesamiento y presentación de datos (OPD) y Conclusión y evaluación (CE).La evaluación interna constituye el 24% de la nota de Biología del diploma del Bachillerato Internacional. El restante 76 % corresponde a los exámenes designados: Prueba 1, Prueba 2 y Prueba 3.

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Los trabajos utilizados para obtener la nota correspondiente a cada alumno deben ser el resultado del esfuerzo individual e independiente de cada estudiante.

DISEÑOAspecto 1 Definición del problema y selección de variables

Se debe identificar el problema o la pregunta de investigación concretos, e indicar la variable o variables elegidas para la investigación.

Se debe indicar claramente qué variables son: independientes (manipuladas): la variable independiente es la

que el investigador ha resuelto modificar a lo largo de la experiencia.

dependientes (medidas): la variable dependiente es la que se modifica como consecuencia de haber cambiado la variable independiente

controladas (constantes): son aquellas que deben mantenerse constante para no influir en los efectos de la variable independiente sobre la variable dependiente. Se pueden diferenciar:

Factores que permanecen constantesFactores que afectan los resultados pero no se pueden controlar

Aspecto 2 Control de variables

La expresión "control de variables" se refiere a la manipulación de la variable independiente y al intento de mantener las variables controladas en un valor constante. El método debe mencionar de forma explícita cómo se logra el control de las variables.

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Las variables son factores que pueden medirse y controlarse


Se debe explicar detalladamente cómo se va a controlar cada una de las variables.

Generalmente un esquema correctamente rotulado ayuda a describir el método empleado.

Aspecto 3 Desarrollo de un método para la obtención de datos

La definición de "datos pertinentes y suficientes" depende del contexto. El trabajo práctico planificado debe prever la obtención de datos suficientes para abordar adecuadamente el objetivo o la pregunta de investigación y para poder evaluar la fiabilidad de los datos.

Si hay que llevar a cabo un análisis de errores que requiera calcular la desviación estándar, será necesaria una muestra con al menos cinco datos.

Se debe indicar claramente:

o ¿Qué se va medir? ¿Cómo se va a medir? ¿Con qué instrumento se mide? ¿Con qué frecuencia se mide? ¿Cuántos datos se van a obtener? ¿En qué unidades se indicarán los valores?

Obtención y procesamiento de datos (OPD)

Aspecto 1

Registro de datos brutos

Lo ideal es trabajar en la obtención de datos por su cuenta.

Cuando la obtención de datos se realiza en grupos, el registro y procesamiento de los mismos debe hacerse de forma independiente si va a evaluarse este criterio.

Para la evaluación del aspecto 1, los alumnos deben indicar claramente cuáles son sus datos.

Los datos brutos son los datos obtenidos directamente por medición. Pueden incluir datos cualitativos asociados. Se permite la conversión de datos brutos escritos a mano a formato electrónico.

El término "datos cuantitativos" se refiere a las mediciones numéricas de las variables asociadas a la investigación.

Se consideran datos cualitativos asociados aquellas observaciones que pueden mejorar la interpretación de los resultados.

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Se deben anotar datos cualitativos y cuantitativos.

Los valores cuantitativos deben:

o Registrarse en Tablas con título descriptivo

o Poseer unidades de medida: gramos, litros, concentración, metros etc.

o Errores e incertidumbres en las medidas, ejemplo 5,12 g ± 0,01 g

o Tener siempre la misma cantidad de cifras decimales

o En las tablas de datos cuantitativos, debe anotarse claramente en cada columna un encabezado, las unidades y una indicación de la incertidumbre de la medición.

o La incertidumbre de los datos y el número de cifras significativas utilizadas en los mismos deben ser coherentes. El número de cifras significativas debe reflejar la precisión de la medición.

o No deben existir variaciones en la precisión de los datos brutos. Por ejemplo, debe utilizarse siempre el mismo número de decimales.

o El grado de precisión de los datos derivados del procesamiento de datos brutos (por ejemplo, las medias) debe ser el mismo que el de los datos brutos.

Aspecto 2 Procesamiento de datos brutos

El procesamiento de datos se refiere a la combinación y manipulación de los datos brutos (como su suma, resta, potenciación, división) para determinar el valor de una magnitud física, así como tomar la media de varias mediciones y transformar los datos en una forma adecuada para su representación gráfica.

La representación gráfica de datos brutos (sin obtención de una línea de ajuste) no constituye procesamiento de los datos.

Aspecto 3 Presentación de los datos procesados

Se espera que los alumnos elijan por sí mismos un formato de presentación adecuado (por ejemplo, una hoja de cálculo, una tabla, una gráfica, un diagrama, un diagrama de flujo, etc.).

Los cálculos, tablas o gráficas deben llevar rótulos claros.

Las gráficas deben tener escalas apropiadas, sus ejes deben estar rotulados con indicación de las unidades y los puntos deben estar representados de forma exacta con una línea o curva de ajuste óptimo adecuada (no un diagrama de dispersión con líneas que conecten los puntos entre sí).

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Los alumnos deben presentar los datos de tal forma que sea posible seguir todas las etapas hasta llegar al resultado final.

Las cantidades finales calculadas deben expresarse en unidades del sistema métrico o SI y deben expresarse con el número correcto de cifras significativas. También deben tenerse en cuenta las incertidumbres asociadas a los datos brutos.

Para el tratamiento de las incertidumbres en el análisis gráfico es preciso determinar las líneas de ajuste óptimo apropiadas.

Conclusión y evaluación (CE)

Aspecto 1 Formulación de conclusiones

El análisis podría incluir la comparación entre diferentes gráficas o la descripción de las tendencias que muestran las gráficas. La explicación debe incluir observaciones, tendencias o pautas reveladas por los datos. Si se mide un valor ya conocido y aceptado de una magnitud física,

se debe extraer una conclusión sobre su confianza en el resultado experimental que han obtenido, comparándolo con el valor reflejado en el libro de texto o en otras publicaciones. Deben proporcionarse las referencias completas de la bibliografía consultada.

Aspecto 2 Evaluación de los procedimientos

Se debe evaluar:

o El diseño experimental y el método empleado enumerando los puntos débiles y apreciando su importancia. En la evaluación del método utilizado, se deben analizar específicamente los procedimientos, el uso de equipos y la organización del tiempo.

o La calidad de los datos

o La precisión y la exactitud de las mediciones.

Conviene identificar los hechos que conducen a perder confianza en las conclusiones que se obtienen a partir de los datos experimentales.

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Aspecto 3 Mejora de la investigaciónLas sugerencias de mejoras deben basarse en los puntos débiles y las limitaciones señaladas en el aspecto 2. Aquí pueden plantearse modificaciones de las técnicas experimentales y de la gama de datos obtenidos. Las modificaciones propuestas deben ser realistas y deben especificarse claramente. No es suficiente afirmar, en términos generales, que deben utilizarse instrumentos más precisos.

Errores e incertidumbres en la evaluación interna de Biología

Bachillerato Internacional – Material de ayuda al profesorhttp://production-app2.ibo.org/publication/37/part/1/chapter/3 consulta 5 de junio de 2008.

Los sistemas biológicos son complejos y difíciles de controlar. No obstante, las investigaciones biológicas requieren hacer mediciones y los alumnos de Biología deben ser conscientes de las fuentes de error de sus datos tanto cualitativos como cuantitativos. El tratamiento de los errores y las incertidumbres se evalúa directamente con: el criterio “Obtención y procesamiento de datos”, aspectos 1 y 3 (registro de

datos brutos y presentación de los datos procesados) el criterio “Conclusión y evaluación”, aspectos 1 y 2 (formulación de

conclusiones y evaluación de los procedimientos).

Expectativas en el Nivel Medio y en el Nivel Superior

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http://production-app2.ibo.org/publication/37/part/1/chapter/3


En todas las etapas de un informe sobre un trabajo práctico debe haber constancia de la apreciación de los errores: En la etapa de diseño, en la que hay que evaluar las limitaciones de tiempo

y de material, y controlar las posibles fuentes de errores. Es necesario tener en cuenta la magnitud e importancia de la variación normal en los sistemas biológicos.

En la etapa de obtención y procesamiento de datos, en la que hay que indicar el grado de precisión de los dispositivos de medición, así como otras fuentes de error observadas.

En la etapa de conclusión y evaluación, en la que hay que discutir las fuentes de errores, así como posibles formas de evitarlas.

Si bien los alumnos deben analizar las posibles fuentes de error en sus investigaciones, no por ello deben llegar a la conclusión de que tales fuentes de error e imprecisión invalidan los resultados experimentales. Los resultados experimentales solo son estimaciones.Términos y conceptos relativos al análisis de errores

a) Variación aleatoria o variación normalEn las investigaciones biológicas, los errores pueden ser causados por cambios en el material empleado o por cambios en las condiciones bajo las que se realiza el experimento. Los materiales biológicos son considerablemente variables. Por ejemplo, el potencial hídrico de tejidos de patata puede calcularse sumergiendo trozos de tejido en varias soluciones de sacarosa con distinta concentración. Sin embargo, los trozos de tejido tendrán potenciales hídricos diferentes, especialmente si han sido tomados de distintas patatas. Los trozos de tejido extraídos de la misma patata también presentarán variaciones en su potencial hídrico, aunque probablemente la variación normal será menor que la de los trozos tomados de diferentes patatas. Por consiguiente, los errores aleatorios pueden minimizarse mediante una cuidadosa selección del material y un control atento de las variables. Por ejemplo, puede usarse una cubeta de agua para reducir las fluctuaciones aleatorias en la temperatura ambiente.Los errores humanos pueden producirse aleatoriamente cuando se realiza un gran número de mediciones tediosas, lo que puede causar variaciones en la capacidad de concentración. La medición automatizada mediante un sistema de registro de datos puede ayudar a reducir la probabilidad de este tipo de error. Como alternativa, el experimentador puede realizar pausas de vez en cuando.b) Errores humanosLos errores humanos se pueden producir por una lectura o uso incorrectos de herramientas, instrumentos o protocolos. Por ejemplo, para medir la temperatura de un líquido con un termómetro, se debe agitar primero el líquido y hacer la lectura con el termómetro inmerso en el líquido. Los termómetros (y otros instrumentos) deben leerse con la vista a la altura del líquido del termómetro (índice o raya de lectura) para evitar errores de paralaje. Los errores humanos pueden ser sistemáticos, porque el experimentador no sabe utilizar el aparato correctamente, o aleatorios, porque disminuye la capacidad de concentración del experimentador.c) La mediciónCuando se realiza una medición, esto puede afectar al medio en que se realiza el experimento. Por ejemplo, si se introduce un termómetro frío en un tubo de ensayo con una pequeña cantidad de agua caliente, el agua se enfría a causa del termómetro o, cuando se registra el comportamiento de animales, la presencia del experimentador puede influir sobre el comportamiento de éstos.

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d) Errores sistemáticosLos errores sistemáticos pueden reducirse comprobando o calibrando regularmente el equipo para garantizar que funciona correctamente. Por ejemplo, un termómetro puede colocarse en una cubeta de agua con control electrónico para comprobar que el termostato de la cubeta está correctamente ajustado. Para calibrar un colorímetro debe usarse un blanco, para compensar la desviación del instrumento.e) Grados de precisión e incertidumbre en los datosLos alumnos deben elegir un instrumento adecuado para medir magnitudes tales como longitudes, volúmenes, valores de pH e intensidades lumínicas. Ello no significa que haya que justificar el uso de cada instrumento y, por otra parte, cabe observar que el laboratorio de ciencias del colegio tal vez no cuente con el instrumento más adecuado.En lo que respecta a los grados de precisión, la regla más sencilla es que el grado de precisión es más/menos (±) la división más pequeña del instrumento (la menor apreciación). Esto se aplica a las reglas y los instrumentos con visores digitales.El límite de error del instrumento, por lo general, no es mayor que la menor apreciación, siendo normalmente una fracción de ésta. Por ejemplo, una bureta o un termómetro de mercurio se lee normalmente hasta la mitad de la división más pequeña apreciable. Ello significa que un valor de bureta de 34,1 cm3 se consideraría 34,10 cm3 (± 0,05 cm3). Nótese que el valor volumétrico se cita ahora con un decimal más para que sea coherente con la incertidumbre.La incertidumbre estimada toma en consideración los conceptos de menor apreciación y de límite de error del instrumento, pero también, cuando es pertinente, mayores niveles de incertidumbre cuando éstos son indicados por el fabricante del instrumento, o consideraciones de tipo cualitativo tales como problemas de paralaje en la lectura de un termómetro, el tiempo de reacción en el inicio y parada de un cronómetro, o la fluctuación aleatoria en la lectura de una balanza electrónica. Los alumnos deben hacer todo lo posible para cuantificar estas observaciones dentro de la incertidumbre estimada. Hay otros protocolos igualmente adecuados para el registro de incertidumbres. En la evaluación interna de Biología no hay preferencia por ningún protocolo en concreto, y los moderadores estarán de acuerdo con el profesor siempre que esté claro que éste ha pedido a los alumnos que registren las incertidumbres y que dichas incertidumbres sean de una magnitud razonable y coherente.f) Propagación de erroresNo se espera que se propaguen errores durante el procesamiento de los datos, pero esto se considerará aceptable si se da una explicación del error experimental.g) Repeticiones y muestrasLos sistemas biológicos, por su complejidad y variabilidad normal, requieren observaciones repetidas y múltiples muestras del material. Por regla general, el número mínimo de mediciones o muestras es cinco. Las muestras muy pequeñas constan de 5 a 20 especímenes, las pequeñas entre 20 y 30, y las grandes más de 30. Obviamente, esto variará en función del tiempo disponible para un trabajo práctico. Para reforzar este aspecto, se podrían incluir en el plan de trabajos prácticos algunas investigaciones simples que permitan una muestra grande o un número grande de mediciones repetidas. También es posible usar datos de toda la clase para generar un número suficiente de repeticiones que permita un procesamiento adecuado de los datos. En cualquier caso, cada alumno debe haber estado involucrado personalmente en el proceso de obtención de datos, debiendo haber presentado e identificado claramente sus propios datos.Cuando se haya realizado un número suficiente de repeticiones, se espera que se calcule la desviación estándar de la media. También puede calcularse otro estadístico −el error estándar de la media− para estimar los límites de confianza.

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Aunque no se requiere el error estándar, éste sería una alternativa aceptable a la desviación estándar.Para establecer la diferencia significativa entre dos muestras, se puede realizar un test t de Student. Sin embargo, este test no debe realizarse sistemáticamente pues solo es adecuado cuando se dan ciertas condiciones (datos en intervalos, tamaños muestrales mayores de 5 y distribución normal de la población).Cuando dichos estadísticos se calculen a partir de un menú de una calculadora o un computador, no se requerirá un ejemplo detallado, aunque sí se deberán presentar los datos de forma que puedan seguirse claramente los pasos dados en el procesamiento de los mismos.Los alumnos deben ser conscientes de que si una lectura es particularmente diferente de las demás, puede excluirse del procesamiento y análisis de datos. Eso sí, los alumnos deben justificar siempre el porqué de dicha decisión.

NORMAS BÁSICAS PARA LA PRESENTACIÓN DE UN INFORME DE LABORATORIO

Escribir un informe de laboratorio resulta ser muy diferente de la realización de observaciones y registro de datos en su trabajo práctico. En la elaboración de un informe de laboratorio, el docente puede brindarle un marco de referencia o bien Ud. puede desarrollarlo por sí mismo. En general, este informe debería incluir:

1) Título. Este debe ser específico. "El crecimiento de las plantas" o "Nutrición de los vegetales" son títulos demasiado vagos. Un buen título sería "El efecto de la deficiencia de minerales sobre el crecimiento de Solanum sp.".

2) Objetivo. Esta sección debería presentar el problema que se investiga. El enunciado debe ser simple. Por ejemplo "Determinar cómo la falta de ciertos minerales en el suelo afectan el crecimiento de Solanum sp.”

3) Pregunta: Se formulará una pregunta relacionada con una observación en particular sobre el sistema que es objetivo de estudio o investigación. Ejemplo: “¿Afecta al crecimiento de Solanum sp la ausencia de nitratos? “

4) Formulación de una Hipótesis: Debe ofrecer una explicación a una observación (es la respuesta a la pregunta). Será planteada como un enjunciado, nunca como pregunta. Se debe referir sólo a una variable independiente. Debe ser testeable por medio de la experimentación. Ejemplo: “El nitrato es una fuente de nitrógeno que es utilizado en la fabricación de proteínas por la planta por lo tanto su ausencia afectará al crecimiento de Solanum sp.”

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5) Predicción: Se formulará una o varias predicciones relacionadas con la hipótesis. Ejemplo: “La ausencia de nitratos causará un crecimiento significativamente menor frente a las plantas de Solanum sp con nitratos en el suelo. El bajo crecimiento acompañará a un color amarillento en las hojas debido ala escasez de proteínas en las plantas.”

6) Materiales y Métodos. En esta sección se debe indicar exactamente qué se hizo para probar o rechazar la hipótesis. Debe mencionar todos los elementos utilizados indicando en cada caso el error de los aparatos de medición y su fabricante y modelo cuando sea necesario. Incluya cuando sea apropiado un esquema de su diseño experimental. No olvide mencionar las medidas de seguridad que hubiese tomado.

Asegúrese de tener un control en su experimentación. Ejemplo: “la planta utilizada como control debería ser idéntica y sometida a las mismas condiciones, excepto en la variable a testear. En este caso el contenido de nitratos en el suelo en que vive la planta".

7) Resultados. Esta sección forma la base de sus análisis y conclusiones. Estos son puramente objetivos. No incluya sus interpretaciones como parte de esta sección. Debe asegurarse que sus observaciones y mediciones estén volcadas en esta sección. No pase por alto ningún resultado. Registre todos los datos obtenidos en su experimentación. Dé una completa descripción de lo acontecido. Ilustraciones, gráficos, tablas y esquemas deben ser incluidos como para sustentar la información.

8) Análisis y Conclusiones. Estos son subjetivos por naturaleza. En esta sección Ud. debe interpretar los resultados obtenidos, expresando cómo los resultados prueban o no la hipótesis planteada. Escriba cada conclusión por separado y en sentido positivo. Ud. no puede dejar dudas en los lectores acerca de las conclusiones extraídas sobre la base de la evidencia colectada. Asegúrese de incluir los problemas encontrados durante el desarrollo de los experimentos que constituyan una fuente de error en los mismos, incluya además los cambios o modificaciones que realizaría para disminuir esta fuente de error.

9) En todos los casos se deberán respetar las normas que rigen la nomenclatura biológica. Los nombres de los géneros y/o especies, deberán escribirse con un tipo de letra que los distinga del resto del texto. Por ejemplo en itálica Larus dominicanus, subrayado Anas georgica, o en negrita Apis mellifera. El nombre genérico se inicia con mayúscula y el nombre específico con minúscula. También deberá respetarse el uso de unidades adoptadas por el Sistema Internacional (ver Cuadernillo de datos Química - Primeros exámenes 2009)

NOTA: En algunos casos no es necesaria la formulación de una hipótesis dado que el objetivo principal del trabajo práctico ha sido sólo la observación de determinado material de estudio.

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MATERIALES DE USO CORRIENTE EN EL LABORATORIO

Estos son los materiales que Ud. normalmente utilizará durante el desarrollo de muchas de las actividades en los trabajos prácticos Mediante los esquemas, podrá familiarizarse con ellos antes de utilizarlos.

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Material de laboratorio para medida de volúmenesEste tipo de material volumétrico está calibrado y no debe ser calentado ya que puede afectar su calibración

b) Otro material de vidrio.

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c) Otro material de laboratorio.Además del vidrio, en el laboratorio se emplean utensilios fabricados con materiales tales como porcelana, madera, hierro y plástico.

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BÚSQUEDA, OBTENCIÓN Y DOCUMENTACIÓNBIBLIOGRÁFICA

OBJETIVOS:

Reconocer la importancia de la bibliografía en la construcción del marco teórico.

Reconocer las diferentes técnicas de búsqueda y acceso a las fuentes bibliográficas.

Reconocer los constituyentes de una cita bibliográfica. Reconocer la importancia del ordenamiento sistemático de la información. Adquirir destreza en la confección de fichas de documentación y en los

registros de citas bibliográficas. Conocer el funcionamiento de la Biblioteca

ACCESO A FUENTES DE INFORMACIÓN

INTRODUCCIÓN

Con el objetivo de ampliar el conocimiento relacionado con un determinado problema a estudiar, es necesario recabar bibliografía relevante que provenga de fuentes adecuadas. Esta búsqueda permitir tener una idea del estado del conocimiento en el tema de referencia, y esto es lo que constituye el MARCO TEÓRICO. Sabino (1986) indica que "el cometido que cumple el marco teórico es, pues, el de situar a nuestro problema dentro de un conjunto de conocimientos - lo más sólidos posibles, de tal modo que permitan orientar nuestra búsqueda y nos ofrezcan una conceptualización adecuada de los términos que utilizamos. Por esta razón, el punto de partida para construir un marco de referencia lo constituye nuestro conocimiento previo de los fenómenos que abordamos, así como las enseñanzas que extraigamos de todo el trabajo de revisión bibliográfica."

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El "estado" del conocimiento no se conocerá completamente con sólo buscar bibliografía; sí puede dar una idea de lo que se sabe del tema. El conocimiento no es un "producto terminado".

Por tal razón, es necesario tomar conocimiento acerca de las diferentes técnicas de búsqueda, selección o revisión bibliográfica.

Este proceso consiste en acceder a los trabajos de investigación que tengan relación en su contenido con el problema que se desea investigar. Sin duda, la información constituye un valioso recurso social e intelectual y por este motivo es necesario seguir pautas concretas de organización y administración del caudal informativo que todo estudiante de Ciencias debe manejar.

Entre la información y su usuario existen las operaciones del servicio de información, como la difusión, que es iniciada por el sistema de información (por ejemplo, biblioteca), y las búsquedas, que pueden ser iniciadas por el usuario. Estas operaciones aparecen resumidas en la figura 1.

Figura 1: Relaciones existentes entre el usuario y la información disponible en la Biblioteca.

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USUARIO

BÚSQUEDA

BIBLIOTECAO SERVICIO DE INFORMACIÓN

CATÁLOGOS

HEMEROTECA

REPERTORIOSBibliografías ÍndicesResúmenes

PUBLICACIONESRevistasPatentesNormasInformesMonografíasTesis

SALA DE LECTURA DIFUSIÓN

COMPENDIOSTratadosTablas de datosEnciclopediasEjemplares únicos

CIRCULACIÓNEstanteríasAbiertas deAcceso libre

INFORMACION


FORMAS DE ACCESO A LAS FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

Las formas de acceder a la fuente bibliográfica son múltiples y estas son utilizadas de acuerdo al criterio del sujeto investigador.

1) Para introducirse en un tema, es decir para tener una primera visión general, es recomendable recurrir primeramente a los LIBROS de texto que sirven como fuente, siempre hay que tratar de consultar la última edición que posee la biblioteca, pero para ciertos temas puntuales o de reciente investigación es necesario recurrir a publicaciones científicas de contenido innovador. Enumeraremos aquí algunos ejemplos de libros de biología que se encuentran disponibles en la Biblioteca

- Starr, C. & R. Taggart. 2008. Biología. La unidad y la diversidad de la vida. 11ª Edición. México, Ed. Thomson, 916 pp.

- Mackean, D. G. I.G.C.S.E. Biology. 2005. London, Ed. H. Murray. 174 pp-

- Curtis, H. & S. Barnes. 2004. Biología. 6ª Edición. México, Editorial Médica Panamericana S.A., 1491 pp.

(Observe que la bibliografía se cita de una manera determinada, con un ordenamiento sistemático de la información, cuyas reglas deberá leer nuevamente e incorporar a su utilización diaria)

2) Para profundizar en una temática particular, se puede acceder a PUBLICACIONES DE CARÁCTER PERIÓDICO que contienen información actualizada y relacionada con un área temática puntual de las Ciencias. La frecuencia de estas publicaciones varía desde la semanal hasta la anual. A modo de ejemplo citaremos:

Limnology and Oceanography Continental Shelf ResearchMarine Ecology AcarologiaJournal of Natural History MastozoologyApidologie Ecología AustralCanadian Journal of Zoology OecologiaPlant Cell Gene

En la actualidad existen infinidad de "Journal" o revistas de publicación periódica que tratan una temática particular de las Ciencias Biológicas.

4) Por último, la forma más rápida y directa de acceder a las fuentes

bibliográficas es a través de los mecanismos automatizados.

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Se pueden consultar el contenido de bases de datos mediante programas regionales y redes mundiales de obtención de información bibliográfica. Un ejemplo es la red internacional de información INTERNET que está disponible en el salón de Informática, en el laboratorio y en la biblioteca.

CITA BIBLIOGRÁFICA

1) ¿QUÉ ES UNA CITA BIBLIOGRÁFICA?

Una cita bibliográfica es un conjunto de información que permite acceder al material bibliográfico. Una cita bibliográfica esencialmente está constituida por:

Nombre del/los autor/esAño de publicación del trabajoTítulo completo del trabajoNombre de la publicación, volumen, tomo y páginas

2) ¿CÓMO ENCONTRAR, ACCEDER O SOLICITAR UNA CITA BIBLIOGRÁFICA?

Una vez obtenida la referencia o cita bibliográfica de interés, ésta puede estar disponible en alguna biblioteca cercana, a la cual tengamos acceso, se puede pedir a otra Biblioteca mediante correo electrónico, o adquirir en las empresas que se dedican a proveer información mediante el pago de la misma, también es factible solicitar sin cargo una copia del artículo científico de nuestro interés, a la dirección postal del autor.

3) ¿CÓMO ORDENAR NUESTRA BIBLIOGRAFÍA?

Una vez obtenida nuestra cita bibliográfica, una de las mejores alternativas, o tal vez la única, consiste en la confección de un FICHERO O BASE DE DATOS, que contenga la cita bibliográfica con todos los datos necesarios para la posterior confección de una bibliografía.

Ejemplo de confección de una ficha de documentación:

Young, J.Z. 1977

La vida de los vertebrados.

Segunda edición. Barcelona, Editorial Omega, 660 pp.

Las fichas de documentación pueden llevar en el reverso un pequeño resumen del

contenido de la obra.

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Hoy en día, las bases de datos son las herramientas más utilizadas para el control sistematizado del material bibliográfico. En estos "ficheros" automatizados, se vuelca toda la información correspondiente a cada registro o cita bibliográfica. La ventaja del empleo de estos sistemas consiste en el rápido acceso al material buscado, mediante distintas vías (autor, palabras claves, nombre y año de la publicación, y sus combinaciones).

Existen numerosos programas de computación que permiten ordenar de manera sistemática nuestra bibliografía. A modo de ejemplo, podemos mencionar a ISIS, MICROISIS, WINISIS, etc.

¿QUÉ SE DEBE REGISTRAR EN UNA FICHA DE DOCUMENTACIÓN, O EN UNA REFERENCIA O CITA BIBLIOGRÁFICA?

a) Si se registra un LIBRO:

Apellido, nombre. Año. Título: subtítulo (si existe). Traductor*, ilustrador*, etc. Número de edición. Lugar de publicación, editor. Número de páginas.

Nota:*opcional en una ficha que no es bibliotecológica.Ejemplo de una cita o referencia bibliográfica:

Autores Año Título y subtítulo Nº edición

Sinnot, E.W. & K.S. Wilson. 1975. Botánica: Principios y problemas. 6ta. Edición.

México, Compañía Editorial Continental, S.A., 584 pp.

Lugar de Editorial Indica páginas (en libro)Edición

b) Si se registra un ARTÍCULO DE PUBLICACIÓN PERIÓDICA

Apellido, nombre. Año. Título del artículo. Nombre de la publicación, Volumen, (Nº de la publicación): página inicial - página final.

Ejemplo:

Sullivan, C.W., K.R. Arrigo, C.R. Mcclain, J.C. Comiso & J. Firestone. 1993. Distribution of phytoplankton blooms in the Southern Ocean. Science, 262 (5141): 1832-1837.

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Observe que el volumen de la publicación va subrayado, el número de la publicación va entre paréntesis, y que, luego de dos puntos, sólo un guión separa la página inicial de la final del artículo.

c) Si se registra un CAPÍTULO DE UN LIBRO (El capítulo puede ser del mismo autor del libro, o cada capítulo de un libro puede estar escrito por distintos autores. Presentamos los dos tipos de ejemplos).

capítulo de un libro que pertenece a un mismo autor:

Apellido, nombre. Año. Título del capítulo. En: Nombre del libro. Lugar de edición, editorial, número de páginas.

Ejemplo:

Novikoff, M.M. 1963. Los protozoos. En: Fundamentos de la morfología comparada de los invertebrados. Buenos Aires, Eudeba, pp. 43-87.

Observe que la cita es similar a la del registro de un libro, sólo que pp. Va antes de las páginas indicando entre qué páginas se halla el capítulo.

* capítulo de un libro de un autor distinto al del editor:

Apellido, nombre del autor del capítulo. Año. Título del capítulo. En: Nombre del editor (ed.) Nombre del libro. Lugar de edición, editorial, número de páginas del capítulo.

Ejemplo:

Zamponi, M.O. & F.C. Ramírez. 1981. Hydromedusae. En: D. Boltovskoy (ed.). Atlas del Zooplancton del Atlántico Sudoccidental. Mar del Plata, Publicación especial del INIDEP, pp.443-469.

Observe que (ed.) indica el editor. Aquí también, pp. indica entre qué páginas se halla el capítulo.

ACTIVIDADES:

1. Visite la Biblioteca del colegio

2. Confección de fichas de documentación del material entregado. Registro de citas bibliográficas de distintos tipos.

3. Búsqueda de citas bibliográficas de forma automatizada25


BIBLIOGRAFÍA

Arkin, H. & R.R. Colton. 1975. Métodos estadísticos. Serie Compendios Científicos. CECSA, 341 pp.

Sabino C.A. 1986. El Proceso de investigación. Buenos Aires, ed. Humanitas. 193 pp.

Guía de Trabajos Prácticos de la Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de cs. Ex. y Naturales.

Tomado de la Guía d trabajos Prácticos de la Universidad Nac. De Mar del Plata. Introducción a la Biología

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SUGERENCIAS PARA LA CONFECCIÓN DE UNA TABLA

La tabla debe ser lo más simple posible; serán preferibles 2 o 3 tablas pequeñas a una única tabla grande que contenga muchos detalles o variables.

La tabla debe explicarse por sí misma. Para tal fin:

Si se usan claves, abreviaturas o símbolos, deben explicarse detalladamente en el epígrafe de la tabla.

Cada fila y cada columna deben ser tituladas concisa y claramente (Ej. observador nº, animal nº).

Deben ser incluidas las unidades específicas de medida que corresponden a los datos (ej. mm).

El título de la tabla debe ser claro, conciso y exacto. Un buen título responderá a las preguntas: ¿Qué? ¿Cuándo? y ¿Dónde?

Comúnmente, el título está separado del cuerpo de la tabla por espacios. Si la tabla es pequeña pueden no ser necesarias las líneas verticales que separan las columnas.

Si los datos no son originales, debe mencionarse la fuente de los mismos en una nota al pie de página.

A continuación presentamos dos ejemplos de tablas con cada una de sus partes componentes:

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TÍTULO Tabla 1. Peso y longitud promedio de niños al nacer en Mar del Plata, 1984-1990*

TÍTULO DE Año Peso promedio Longitud promedio COLUMNAS

CABECERA (en Kg.) (en cm) UNIDADES 1984 3.264 49.3 1985 3.348 53.8 1986 2.930 48.2

MATRIZ 1987 2.857 47.5 1988 3.546 52.9 1989 2.897 50.1 1990 3.025 51.6

Fuente: Hospital Interzonal Especializado Materno Infantil.

Tabla 2: Longitud y crecimiento del tercer internodo en plantas de porotos sometidas a tres tratamientos hormonales (dato ± desvío Standard)

Variable Independiente en la columna izquierda

Título y subtítulo identificando cada grupo de datos y mostrando unidades de medición

Tratamiento Tamaño de la muestra

Tasa de crecimiento promedio del internodo (mm.día-1)

Longitud promedio del internodo (mm)

Masa pormedio de tejido agregada (g.d-1)

28


Control 50 0.60 ± 0.02 32.3 ± 2.3 0.36 ± 0.02

Hormona 1 46 1.52 ± 0.03 41.6 ± 3.4 0.51 ± 0.03Hormona 2 98 0.82 ± 0.01 38.4 ± 0.9 0.56 ± 0.03Hormona 3 85 2.06 ± 0.02 50.2 ± 1.4 0.65 ± 0.02

La variable de control cuando esté presente debe ser colocada al inicio de la tabla

ACTIVIDAD

Diseñar una tabla para recolectar los datos de los siguientes casos de estudio:

1) Un estudiante deseaba investigar el efecto de diferentes niveles del pH en el suelo en el crecimiento de una especie de planta. Los rangos de pH fueron de: 3, 5, 7 y 9. El experimento se realizó durante 10 días tomando mediciones de la longitud de las plantas cada dos días- Por cada pH realizó tres réplicas.

2) Se monitoreó en una cámara especial la concentración de dióxido de carbono producida por la respiración de cinco hojas verde de una especie de planta determinada. El estudio entero se realizó bajo condiciones de luz constantes e involucró tres grupos de mediciones idénticas. La concentración de dióxido de carbono fue medida cada minuto durante un período de diez minutos utilizando un sensor de dióxido de carbono. Se calculó la concentración promedio del gas para cada grupo de mediciones. El estudio se realizó un par de veces más en días diferentes.

REPRESENTACIONES GRÁFICAS

Una representación gráfica, o simplemente gráfico es un diagrama que ayuda a visualizar el significado global de un conjunto de datos. Es decir, es un instrumento que permite presentar datos en forma visual. Existen muchas variedades de gráficos. La utilización de un tipo particular depende de los datos y del propósito por el que se confecciona el gráfico. Para graficar, generalmente se utilizan dos ejes perpendiculares entre sí. El horizontal se denomina eje de las abscisas y en él se ubica la variable independiente. El vertical se llama eje de ordenadas y en él se colocan los valores de la 29


variable dependiente.

RECOMENDACIONES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LOS GRÁFICOS

Asigne correctamente los ejes.

Anote los nombres de las variables o la frecuencia en cada eje. Recuerde que el gráfico debe comunicar los resultados por sí solo; por lo tanto, si faltan las denominaciones de los ejes no podrá interpretarse.

Además del nombre de la variable, no olvidar mencionar las unidades correspondientes; por ejemplo temperatura en ºC, longitud en metros, etc.

Elija las escalas apropiadas para cada eje. Con el objeto de que el gráfico quede proporcionado, es conveniente que ambos ejes tengan aproximadamente la misma longitud. Además, elija una escala fácil de subdividir en valores intermedios.

Recuerde que en los ejes se deben anotar los valores generales de la escala y no los datos particulares de su problema.

Las escalas se inician en la intersección de los ejes y aumentan alejándose de ella (en algunos casos se pueden “cortar los ejes” señalándolo mediante dos barras paralelas).

TIPOS DE GRÁFICOS Y SUS CARACTERÍSTICAS

1) GRÁFICOS DE LÍNEA O CURVA

En ellos se presentan variaciones en los datos que se indican por medio de líneas o curvas. La variable graficada puede:

30

0

100

200

300

400

500

600

700

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Tiempo (hs)

Den

sida

d de

esp

oros

(N/m

l)


a) tomar todos los valores posibles dentro de cualquier intervalo (es decir, ser una variable cuantitativa continua) o,

b) tomar solo valores enteros (es decir, ser una variable cuantitativa discreta). En este caso, no tiene sentido unir con una línea dos puntos sucesivos. Sin embargo, se acostumbra representar estos gráficos mediante una línea, ya que ésta demuestra la tendencia de la relación entre las variables.

Estos gráficos pueden estar construidos en escalas aritméticas, semilogarítmica (presentan una escala aritmética en el eje horizontal) o logarítmica (presentan escalas logarítmicas en ambos ejes).

2) DIAGRAMAS COMPARATIVOS

Este tipo de representación pone énfasis en la comparación de los valores que adopta la variable.

a) Gráficos circulares:

Se construyen sobre la base de un círculo que es dividido en sectores proporcionales a los distintos porcentajes con que contribuyen las partes componentes al todo.

31


b) Pictogramas:

Se aplican en casos en que se quieren mostrar cómo cambian los valores de una variable cuando se consideran diferentes lugares, tiempos o circunstancias. Para construir este diagrama se utiliza un símbolo, que generalmente es una silueta muy simple, siempre del mismo tamaño, al cual se le asigna un valor arbitrario. La magnitud de la variable en cada caso se expresa repitiendo el símbolo elegido.

La ventaja del pictograma es que resulta una atrayente comunicación de datos, de fácil interpretación.Tomado de la Guía d trabajos Prácticos de la Universidad Nac. De Mar del Plata introducción a la Biología

32


3) DIAGRAMAS DE FRECUENCIA

Permiten mostrar de qué manera se distribuyen los distintos valores de una variable en una población de datos. Contrastan cantidades mediante la comparación de barras de longitud variable pero de ancho uniforme.

a) Diagrama o gráfico de barras

Permite observar la distribución de los distintos valores de una variable cuantitativa discreta (ya que los valores intermedios no tienen sentido real) o de una variable cualitativa.

Subdividido

Porcentual

33

subdividido

simple

simple

Absoluto

Diagrama o gráfico de barras


a) Histograma

Permite observar la distribución de los distintos valores de una variable cuantitativa continua agrupados en clases o intervalos de clase. Los intervalos de clase abarcan varios valores y, generalmente, deben tener la misma amplitud.

34

B

0

1

2

3

4

5

6

7

1920 1925 1930

Mill

ones

Manufacturados Alimenticios Mat.Primas

A

0

1

2

3

4

5

6

7

1920 1925 1930

Mill

ones

C

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1920 1925 1930

Porc

enta

je

D

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1920 1925 1930

Porc

enta

je

Manufacturados Alimenticios Mat.PrimasFigura 8: Exportaciones de los estados Unidos, 1920, 1925 y 1930. Expuestas en varias formas de gráficos de barras. El gráfico C corresponde a las exportaciones de productos manufacturados como porcentaje del total.

0

100

200

300

400

500

600

700

2-5

6-10

11-1

4

15-1

9

20-2

3

24-2

7

28-3

1

32-3

5

36-3

9

40-4

3

44-4

7

48-5

1

52-5

5

56-5

9

60-6

3

Longitud del cuerpo en mm

Frec

uenc

ia


Cada barra tiene como base la amplitud del intervalo y su altura equivale a la frecuencia determinada para ese intervalo. Gráficos con ajuste a una regresión lineal

Muchas veces se disponen de suficientes datos como para realiza un ajuste con una línea de tendencia o bien aplicar un modelo de regresión lineal. En estos casos es conveniente utilizar los valores promedio para cada medición e incluir las barras de error correspondiente a la desviación típica de cada medición.

Fig. 1: Volumen de oxígeno liberado durante la fotosíntesis de Elodea sp (eje y) en función del tiempo (eje x). Punto promedio de cinco mediciones (*) y desvío Standard ( ׀ ). Se muestra la regresión lineal ajustada por el método de mínimos cuadrados y = -0.06 + 0.46 X, coeficiente de correlación = r = 0.97

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Tiempo (minutos)

Volu

men

de

Oxí

geno

libe

rado

(ml)

IMPORTANTE: LA EXISTENCIA DE UNA CORRELACIÓN NO SUPONE QUE HAYA UNA RELACIÓN CAUSAL ENTRE DOS VARIABLES

Métodos Estadísticos

Fórmulas de Trabajo

Varianza de una población (para muestras grandes N >50)

35


La varianza de una población de N mediciones es el promedio los cuadrados de las desviaciones de las mediciones respecto a su media μ. La varianza de la población se denota mediante σ 2 (sigma cuadrado) y se determina mediante la siguiente fórmula: σ 2 = Σ( x i – μ) 2 N

Desviación Standard de la población

σ = √ σ 2

Siendo xi cada una de las observaciones y μ la media poblacional.

Varianza de una muestra (N< 50)

La varianza de una muestra de n mediciones es la suma de las desviaciones elevada al cuadrado de las mediciones respecto a su media dividida entre n-1 observaciones

S2 = Σ( xi – Xm) 2 n-1

Siendo Xm la media muestral

Desviación Standard de la muestra

S = √ s 2

BIBLIOGRAFÍA

Mendenhall, W. R. Beaver & B. Beaver. Introducción a la probabilidad y estadística. 12 a Edición- México- Ed. Thomson. 743 pp.

Sabino C.A. 1986. El Proceso de investigación. Buenos Aires, ed. Humanitas. 193 pp.

Guía de Trabajos Prácticos Universidad nacional de Mar del Plata. Fac. de Cs. Ex. y Naturales.

36


HISTORIA DE LA MICROSCOPIA

Ya en la antigüedad se sabía que los espejos curvos y las esferas de cristal llenas

de agua aumentaban el tamaño de las imágenes. En las primeras décadas del siglo XVII

se iniciaron experiencias con lentes (así llamadas por tener forma de lentejas) a fin de

lograr el mayor aumento posible. Para ello se basaron en otro instrumento con lentes

que obtuvo gran éxito, el telescopio, usado por primera vez con fines astronómicos por

Galileo, en 1609. Antes de esta fecha, los seres vivientes más pequeños conocidos eran

insectos diminutos. Naturalmente, se daba por sentado que no existía organismo alguno

más pequeño.

Los instrumentos para aumentar la visión de los objetos, o microscopios (la

palabra griega significa “para ver lo pequeño”) comenzaron a usarse progresivamente.

Por primera vez la biología se ampliaba y extendía gracias a un mecanismo que llevaba

el sentido de la vista humana más allá de sus límites naturales. Así, los naturalistas

podían describir en detalle los pequeños organismos, cosa de otro modo imposible, y los

anatomistas podían descubrir estructuras hasta entonces invisibles. Existían dos tipos de

microscopios: el sencillo y el compuesto; el sencillo no era más que una lente montada,

el compuesto estaba formado por una combinación de lentes y fue inventado por

Zacharias Jansen en Holanda. Los detalles sobre el primer microscopio no son claros,

pero la Fig. 1 muestra el microscopio hallado en Middleburg, Holanda correspondiente

a Jansen que contenía dos lentes.

37


Fig. 1. Primer microscopio atribuido a Jansen Luego de la invención de Jansen, en pocos años hubo un gran número de diseñadores de

microscopios en Europa. El primer avance técnico del microscopio luego de Jansen fue

el paso de un sistema de 2 lentes a uno de 3, este sistema es la configuración estándar

que se mantiene en los microscopios de hoy. Lo siguiente intenta resumir los

acontecimientos más sobresalientes en la historia de la microscopía:

El naturalista holandés Jan Swammerdam observó insectos con el microscopio haciendo hincapié en su conformación, descubrió también que la sangre no es un líquido uniforme rojo sino que existen corpúsculos que le dan ese color.

El botánico inglés Nehemiah Grew estudió los órganos de reproducción de las plantas y descubrió los granos de polen.

El anatomista holandés Reigner de Graaf realizó estudios similares en animales describiendo ciertos elementos del ovario que desde entonces se conocen con el nombre de folículos de Graaf.

Marcello Malpighi fue uno de los microscopistas más grandes de la historia de acuerdo a su espectacular descubrimiento. Sus primeros estudios los realizó con pulmones de rana, pudiendo observar en ellos una compleja red de vasos sanguíneos, demasiado pequeños para ser vistos por separado y muy anastomosados. Cuando siguió el recorrido de los vasos hasta que se unían con otros mayores, comprobó que estos últimos eran venas en una dirección y arterias en dirección opuesta. Por consiguiente, las arterias y las venas se hallaban unidos mediante una red de vasos llamados capilares.

Fig. 2. Modelos de microscopios Italianos del siglo XVII como los que utilizó Marcello Malpighi.

Los microscopios que se observan en la Fig. 2 son del tipo que se diseñaba en Italia en

los tiempos de los trabajos de Malpighi.38


Otro descubrimiento importante en la época fue el del científico inglés Robert Hooke. El microscopio lo fascinaba y realizó uno de los mejores trabajos en esta rama, nueva para ese entonces. En 1665 publicó un libro llamado Micrografía en el cual pueden encontrarse algunos de los mejores dibujos que se hallan hecho de observaciones microscópicas.

Fig. 3. Tapa del libro Micrografía de Robert Hooke publicado en 1665

La observación simple más importante fue la de un delgado trozo de corcho sobre el

cual no se sabía porque flotaba en agua y era tan liviano y firme. Hooke observó que

estaba constituido por una fina trama de pequeñas celdillas rectangulares en las cuales

se encontraba aire, que él llamó “células”, un término habitual para designar pequeñas

habitaciones en los monasterios. El microscopio utilizado por Hooke se ilustra en la

siguiente figura y no había sido construido por él.

Fig. 4. Microscopio utilizado por Hooke

39

lámpara esfera con

soporte del especimen

objetivotornillo de enfoque

cilindro

ocular


Los primeros en usar el microscopio, incluso Malpighi, usaron sistemas de lentes

que producían aumentos mucho mayores que los obtenidos con una sola lente. Sin

embargo, empleaban lentes imperfectos, de superficies irregulares y con fallas internas.

Si se intentaba lograr un aumento apreciable, la visión de los detalles se hacía confusa.

Un comerciante holandés, Anton van Leeuwenhoek usaba lentes simples, que por su reducido tamaño podían obtenerse de pequeños trozos de cristal perfecto. Puliendo cuidadosamente dichos fragmentos, logró aumentar un objeto hasta 270 veces sin perjuicio de la nitidez. Tenía 419 lentes alguna de las cuales eran de cristal de roca y hasta de diamante, en algunos casos no eran mayores que el tamaño de un alfiler, por lo que sus microscopios tenían un tamaño diminuto comparados con otros de la misma época.

Fig. 5 Microscopio diseñado

por Leeuwenhoek

Fig. 6 Como se utiliza un microscopio de Leeuwenhoek

Con esas lentes observaba todo lo que podía y logró describir los glóbulos rojos

de la sangre y los capilares con mayor detalle que los verdaderos descubridores:

Swammerdam y Malpighi. Pero lo más sensacional de todo ello fue su descubrimiento 40


de pequeños organismos invisibles a simple vista, al estudiar aguas estancadas con su

microscopio, con todos los atributos de la vida. Las descripciones de van Leeuwenhoek

eran, desde luego, imprecisas, pero no cabe duda que fue el primero en ver lo que más

tarde se llamarían bacterias y “animalículos”, como los denominó entonces, conocidos

hoy como protozoarios que en griego significa pequeños animales.

El microscopista danés Otto Muller consiguió en 1773 distinguir lo suficientemente bien a aquellos pequeños seres para clasificarlos en dos tipos: bacilos (que significa “pequeños vástagos”) y espirilos (por su forma espiral).

El microscopio fue perfeccionándose con gran lentitud, uno de los defectos de los

microscopios primitivos era que sus lentes descomponían la luz blanca en los colores

que la constituyen. Los objetos pequeños se veían rodeados de anillos de color

(aberración cromática) que impedían observar con claridad los detalles. Pero alrededor

de 1820 se perfeccionaron cuando Joseph Jackson Lister, un óptico inglés, diseñó un

microscopio acromático capaz de eliminar los anillos de color que limitaban la claridad

de la imagen. Lister descubrió que los glóbulos rojos eran en realidad, discos

bicóncavos. El microscopio acromático constituyó un gran avance, iniciando una serie

de perfeccionamientos que dieron como resultado el moderno microscopio óptico.

Fig. 7 Microscopio acromático diseñado y utilizado por Lister

41


Desde 1660 hasta la actualidad el microscopio óptico ha sido el pilar

fundamental en el conocimiento de lo invisible. Aunque su poder de resolución aumentó

a través del tiempo (con la mejora en la calidad de las lentes) al igual que el poder de

magnificación, su factor limitante fue la longitud de onda de la luz. En 1930 el mundo

submicroscópico se amplió con la aparición del microscopio electrónico cuya ventaja

principal con respecto al microscopio óptico es un aumento de 1000 veces en la

magnificación del material observado acompañado de una mayor capacidad de

resolución generando una mejor definición y una ampliación del mundo microscópico.

ADN, virus y pequeñas organelas fueron observadas por primera vez con este

microscopio.

La mayoría de los pioneros en la microscopía electrónica en biología siguen vivos y los

más importantes son: Albert Claude, Don Fawcett, Earnest Fullam, Charles Leblond,

John Luft, George Palade, Daniel Pease y Keith Porter. Claude y Palade recibieron el

Premio Nobel de Medicina en 1974 por sus logros en biología celular utilizando el

microscopio electrónico.

Existen dos tipos básicos de microscopios electrónicos los cuales fueron inventados al

mismo tiempo pero tienen diferentes usos. El microscopio electrónico de transmisión

(MET) o (TEM) Transmission electron microscope proyecta electrones a través de una

fina capa de tejido o material a observar produciendo una imagen en dos dimensiones

sobre una pantalla fosforescente. El brillo en un área particular de la imagen es

proporcional al número de electrones que son transmitidos a través del material. El

microscopio electrónico de barrido (MEB) o scanning electron microscope (SEM)

produce una imagen que da la impresión de ser en tres dimensiones. Este microscopio

utiliza dos o tres puntos de la muestra donde llegan los electrones que escanean la

superficie del espécimen a observar y salen del espécimen como electrones secundarios

siendo detectados por un sensor. La imagen se produce como el espécimen entero, a

diferencia del MET donde la imagen corresponde sólo a los electrones transmitidos.Fig. 8 Diferencias básicas entre el MET y el MEB

42


La siguiente figura muestra los distintos tipos de células y componentes que pueden ser

vistas sólo con el microscopio electrónico y no con el microscopio óptico (como las

moléculas pequeñas y los virus), como así también otras estructuras que pueden ser

vistas con los dos tipos de microscopios (célula animal, célula vegetal y bacterias).

ACTIVIDADES1- Complete el siguiente cuadro comparativo

Características Microscopio óptico (MO)

MET MEB

Fuente de radiación

luz electrones

Longitud e Onda 0.005 nmTipo de lente electromagnéticaespécimen Vivo o no vivo

montado entre cubre y portaobjetos

No vivo montando sobre una pequeña grilla de cobre al vacío

Resolución máxima

200 nm 10 nm

Aumento 1500 X 250000 X 1000000 X43


máximotinción Impregnada con

metales pesadosEmbebido en carbono u oro

Tipo de imagen coloreada

2- Explique porqué los microscopios electrónicos son capaces de resolver una imagen con mayor detalle que un microscopio óptico-

3- Describa dos aplicaciones típicas para el MET, MEB y el MO4- Investiga los usos de un microscopio de contraste de fases y uno de luz polarizada.

5- ¿Qué instrumento de observación utilizaría para ver:a- células del músculo cardíacob- tejidos vascularesc- mitocondrias.d- cabeza de un mosquito.e- ribosomas.f- cromosomasg. moléculas

BIBLIOGRAFIA

Asimov, I. 1997. Historia de la Ciencia II. Ed. Salvat. 731 Pág.

Lozano, V. y Morales, A. 1996. Introducción a la microscopía electrónica. CoNICET. 246 pp.

Radl, E.M. 1988. Historia de las teorías biológicas. Tomo II. Hasta el Siglo XIX. Alianza Universidad. 334 pág.

En Internet: http://www.utmem.edu/personal/thjones/hist/c3.h

CUIDADO, USO Y MANTENIMIENTO DEL INSTRUMENTAL ÓPTICO

OBJETIVOS

Analizar las características del instrumental óptico.44


Reconocer sus partes y sus funciones.

Aprender las normas básicas para su cuidado y manejo.

MANEJO Y USO DEL MICROSCOPIO ÓPTICO COMPUESTO

PARTES DE UN MICROSCOPIO ÓPTICO COMPUESTO

Sistema óptico

OCULAR: Lente situada cerca del ojo del observador. Amplía la imagen del objetivo.

OBJETIVO: Lente situada cerca de la preparación. Amplía la imagen de ésta.

CONDENSADOR: Lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación.

45

Partes de un microscopio óptico


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

FOCO: Dirige los rayos luminosos hacia el condensador.

Sistema mecánico

SOPORTE: Mantiene la parte óptica. Tiene dos partes: el pie o base y el brazo.

PLATINA: Lugar donde se deposita la preparación.

CABEZAL: Contiene los sistemas de lentes oculares. Puede ser monocular, binocular.

REVÓLVER: Contiene los sistemas de lentes objetivos. Permite, al girar, cambiar los objetivos.

TORNILLOS DE ENFOQUE: Macrométrico que aproxima el enfoque y micrométrico que consigue el enfoque correcto.

MANEJO DEL MICROSCOPIO ÓPTICO COMPUESTO

1. Colocar el objetivo de menor aumento en posición de empleo y bajar la platina completamente. Si el microscopio se recogió correctamente en el uso anterior, ya debería estar en esas condiciones.

2. Colocar la preparación sobre la platina sujetándola con las pinzas metálicas.

3. Comenzar la observación con el objetivo de 4x (ya está en posición) o colocar el de 10 aumentos (10x) si la preparación es de bacterias.

4. Para realizar el enfoque: a. Acercar al máximo la lente del objetivo a la preparación, empleando

el tornillo macrométrico. Esto debe hacerse mirando directamente y no a través del ocular, ya que se corre el riesgo de incrustar el objetivo en la preparación pudiéndose dañar alguno de ellos o ambos.

b. Mirando, ahora sí, a través de los oculares, ir separando lentamente el objetivo de la preparación con el macrométrico y, cuando se observe algo nítido la muestra, girar el micrométrico hasta obtener un enfoque fino.

5. Pasar al siguiente objetivo. La imagen debería estar ya casi enfocada y suele ser suficiente con mover un poco el micrométrico para lograr el

46


enfoque fino. Si al cambiar de objetivo se perdió por completo la imagen, es preferible volver a enfocar con el objetivo anterior y repetir la operación desde el paso 3. El objetivo de 40x enfoca a muy poca distancia de la preparación y por ello es fácil que ocurran dos tipos de percances: incrustarlo en la preparación si se descuidan las precauciones anteriores y mancharlo con aceite de inmersión si se observa una preparación que ya se enfocó con el objetivo de inmersión.

6. Empleo del objetivo de inmersión: a. Bajar totalmente la platina.b. Subir totalmente el condensador para ver claramente el círculo de luz

que nos indica la zona que se va a visualizar y donde habrá que echar el aceite.

c. Girar el revólver hacia el objetivo de inmersión dejándolo a medio camino entre éste y el de x40.

d. Colocar una gota mínima de aceite de inmersión sobre el círculo de luz.

e. Terminar de girar suavemente el revólver hasta la posición del objetivo de inmersión.

f. Mirando directamente al objetivo, subir la platina lentamente hasta que la lente toca la gota de aceite. En ese momento se nota como si la gota ascendiera y se adosara a la lente.

g. Enfocar cuidadosamente con el micrométrico. La distancia de trabajo entre el objetivo de inmersión y la preparación es mínima, aun menor que con el de 40x por lo que el riesgo de accidente es muy grande.

h. Una vez se haya puesto aceite de inmersión sobre la preparación, ya no se puede volver a usar el objetivo 40x sobre esa zona, pues se mancharía de aceite. Por tanto, si desea enfocar otro campo, hay que bajar la platina y repetir la operación desde el paso 3.

i. Una vez finalizada la observación de la preparación se baja la platina y se coloca el objetivo de menor aumento girando el revólver. En este momento ya se puede retirar la preparación de la platina. Nunca se debe retirar con el objetivo de inmersión en posición de observación.

47


j. Limpiar el objetivo de inmersión con cuidado empleando un papel especial para óptica. Comprobar también que el objetivo 40x está perfectamente limpio.

MANTENIMIENTO Y PRECAUCIONES

1. Al finalizar el trabajo, hay que dejar puesto el objetivo de menor aumento en

posición de observación, asegurarse de que la parte mecánica de la platina no sobresale del

borde de la misma y dejarlo cubierto con su funda.

2. Cuando no se está utilizando el microscopio, hay que mantenerlo cubierto con

su funda para evitar que se ensucien y dañen las lentes. Si no se va a usar de forma prolongada,

se debe guardar en su caja dentro de un armario para protegerlo del polvo.

3. Nunca hay que tocar las lentes con las manos. Si se ensucian, limpiarlas muy

suavemente con un papel de filtro o, mejor, con un papel de óptica.

4. No dejar el portaobjetos puesto sobre la platina si no se está utilizando el

microscopio.

5. Después de utilizar el objetivo de inmersión, hay que limpiar el aceite que

queda en el objetivo con pañuelos especiales para óptica o con papel de filtro (menos

recomendable). En cualquier caso se pasará el papel por la lente en un solo sentido y con

suavidad. Si el aceite ha llegado a secarse y pegarse en el objetivo, hay que limpiarlo con una

mezcla de alcohol-acetona (7:3) o xilol. No hay que abusar de este tipo de limpieza, porque si se

aplican estos disolventes en exceso se pueden dañar las lentes y su sujeción.

6. No forzar nunca los tornillos giratorios del microscopio (macrométrico,

micrométrico, platina, revólver y condensador).

7. El cambio de objetivo se hace girando el revólver y dirigiendo siempre la

mirada a la preparación para prevenir el roce de la lente con la muestra. No cambiar nunca de

objetivo agarrándolo por el tubo del mismo ni hacerlo mientras se está observando a través del

ocular.

8. Mantener seca y limpia la platina del microscopio. Si se derrama sobre ella

algún líquido, secarlo con un paño. Si se mancha de aceite, limpiarla con un paño humedecido

en xilol.

9. Es conveniente limpiar y revisar siempre los microscopios al finalizar la sesión

práctica y, al acabar el curso, encargar a un técnico un ajuste y revisión general de los mismos.

10. Para transportar el microscopio se recomienda utilizar siempre las dos manos, sujetándolo por el brazo con una mano y sosteniéndolo del pie con la palma de

48


la otra mano. Se debe desplazar en posición vertical para evitar la caída del ocular y/o del espejo o fuente de luz.

11. En la mayoría de los microscopios el brazo debe quedar hacia el observador. Debe apoyarse correctamente el aparato hacia el centro de la mesada

ACTIVIDADES

1. Identifique y rotule las partes componentes del microscopio en la figura 1 presentada a continuación a partir de la observación del microscopio del que dispone.

ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES EN MICROSCOPÍA

Aumento:

Es la proporción entre el tamaño de la imagen observada al microscopio y el tamaño real del objeto. El aumento total puede calcularse como el producto del aumento del ocular por el del objetivo.

Distancia frontal:

Es la distancia ente el objeto observado y la lente del objetivo cuando el preparado se encuentra enfocado correctamente. Es inversamente proporcional al

49


aumento, es decir, que a medida que se utilizan objetivos de mayor aumento disminuye la distancia frontal y por lo tanto aumenta el riesgo de romper el preparado.

Profundidad de campo o de foco o poder de penetración:

Es el espesor del preparado que se observa con nitidez, es decir, profundidad de planos que están en foco en un momento dado. Con aumentos medianos o grandes, al mover el tornillo micrométrico, podemos observar sólo pequeños espesores con nitidez, mientras que por encima y por debajo de esta zona la imagen se desvanece.La profundidad de foco guarda relación inversa con el aumento: es tanto menor cuanto mayor es el aumento de la lente. Con inmersión en aceite, la profundidad de campo es muy escasa (menor que 1 m).

Campo observado:

Es la porción del preparado incluida en la imagen. Se representa por el diámetro de la parte de la preparación que se está observando (área del campo). El tamaño del campo observado es inversamente proporcional al aumento total del microscopio, y por esta razón las lentes de pequeño aumento son útiles para rastrear la preparación. Si cambiamos de un objetivo a otro de mayor aumento, observaremos una imagen más aumentada pero que incluirá sólo una parte de lo que observábamos con el objetivo menor.

Poder de resolución:

Es la capacidad de las lentes de distinguir o resolver (mostrar separados) con nitidez dos puntos situados muy próximos entre sí. Se expresa como la distancia mínima que permite dar una imagen bien definida de dos puntos, en vez de verlos como uno solo.

Cuanto mayor es el poder de resolución (PR), menor es la distancia que separa dos puntos entre sí sin que estos se confundan. En consecuencia, cuanto mayor sea el poder resolutivo del objetivo, más finos serán los detalles de la preparación que puedan distinguirse.

Límite de resolución:

Es la distancia mínima que debe existir ente dos puntos del objeto para que puedan visualizarse separados. En los microscopios ópticos, el límite de resolución no es, en general, inferior a 0.2 m.

Apertura numérica:

Es una medida es una medida de la capacidad del microscopio de agrupar las

50


refracciones de la luz producidas por los finos detalles del objeto, debido a que determina el tamaño del haz de luz que es captado por el objetivo luego de haber pasado a través del objeto. Es una característica propia de cada objetivo, es por esto que forma parte de las inscripciones grabadas en los objetivos.

ACTIVIDADES

1. Observando los distintos elementos del microscopio ubique los que corresponden a la parte óptica.

2. ¿De qué partes del microscopio depende la correcta iluminación de la preparación?

3. ¿A qué partes del microscopio debe dirigirse la luz de la lámpara? ¿Por qué?4. ¿Qué función tienen el espejo, el filtro, el diafragma y el condensador en la

iluminación?5. ¿Cuáles son las características que tiene la imagen final del microscopio

compuesto? Al desplazar el portaobjetos, ¿en qué sentido se mueve la imagen?6. ¿Qué combinaciones de aumentos (del ocular, del objetivo y total) pueden

hacerse con el microscopio del que se dispone?7. ¿Por qué es conveniente centrar en el campo de observación el objeto que nos

interesa ver de la preparación si queremos observarlo a gran aumento?8. Analice las 4 imágenes que aparecen a continuación. Ellas responden a un

mismo objeto visualizado mediante cuatro instrumentos diferentes. Indique las características de las distintas imágenes. ¿Cuál le parece el instrumento más eficiente? Fundamente su respuesta.

¿CÓMO SE PREPARA EL MATERIAL PARA SU OBSERVACIÓN BAJO EL MICROSCOPIO?

Existen diversas técnicas de preparación del material para su observación bajo el instrumental óptico. Fundamentalmente, se requiere que los portas y cubreobjetos se encuentren perfectamente limpios, preferentemente enjuagados con alcohol fino y secos. La preparación del material se debe realizar sobre una superficie limpia y plana. En caso de realizar cortes, éstos deben ser sumamente delgados como para permitir el paso de la luz a través del material. Además del montaje húmedo existen dos técnicas especiales para realizar el montaje del material: SQUASH o aplastado y FROTIS o extendido.

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SQUASH: consiste en la disgregación de la muestra mediante el aplastamiento del material entre el porta y cubreobjetos. Para realizarlo se siguen los siguientes pasos:

Se disgrega el material con la ayuda de pinzas y alfileres o agujas. Si se requiere, se lo somete a coloración durante el tiempo necesario.

Se cubre el material con un cubreobjetos.

Se apoya el portaobjetos sobre una superficie dura y completamente plana.

Se coloca sobre el cubreobjetos un papel secante o un papel de filtro doblado y se aplasta con el dedo pulgar sin deslizar ni rotar el cubreobjetos.

Se debe operar con precaución pero con firmeza para evitar la rotura del material.

FROTIS: consiste en esparcir el material generalmente líquido o semilíquido de modo que quede distribuido uniformemente en una delgada capa. Para ello se utiliza otro portaobjetos de borde muy parejo que se desliza sobre el primero desde un extremo al opuesto. Se procede del siguiente modo:

Se coloca una gota de material sobre un extremo del portaobjetos limpio y seco .

Se apoya sobre la gota un borde del otro portaobjetos formando un ángulo agudo.

Cuando la gota se extienda por capilaridad a todo el ancho del portaobjetos, se desliza hacia el otro extremo con un movimiento suave,

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rápido y uniforme.

Realice un frotis y un squash con el material brindado en el trabajo práctico.

¿Cuáles son las ventajas y qué limitaciones presenta el microscopio óptico en la observación de estructuras biológicas?

CON EL MICROSCOPIO ÓPTICO SE PUEDEN OBSERVAR:

La forma general de la mayoría de las células procariontes53


La forma general de las células eucariontes

Algunas organelas eucariontes: núcleo, nucléolos, cromosomas,

mitocondrias, cloroplastos, flagelos, cilias, centríolos, vacuolas, pared

celular. Estas estructuras se identifican con claridad utilizando alguna

técnica accesoria con preparación de la muestra.

NO PUEDEN OBSERVARSE CON EL MICROSCOPIO ÓPTICO:

Las bacterias más pequeñas

La estructura interna de las células procariontes

La estructura de las organelas eucariontes

La membrana plasmática

Los conjuntos membranosos como los retículos endoplásmicos y el

aparato de Golgi, aunque su ubicación en la célula puede ser revelada

mediante ciertas técnicas

Los ribosomas

Actividades:Observe las siguientes figuras y discuta acerca de los objetivos utilizados en cada caso.Figura 2:

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ESTEREOMICROSCOPIO O LUPA BINOCULAR

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El estereomicroscopio consta realmente de dos microscopios completos, cada uno con su objetivo y ocular en los que, al no coincidir sus ejes ópticos, las imágenes formadas en los oculares son distintas (lo mismo que ocurre con la visión ocular), por lo que vemos una imagen de tres dimensiones.

No debe confundirse este aparato óptico con los microscopios binoculares, ya que en éstos la imagen formada en un único objetivo es desdoblada en dos imágenes idénticas por un prisma situado entre el objetivo y los dos oculares.

Puede apreciarse que la lupa posee un par de oculares, cada uno de los cuales se enfoca independientemente del otro, con el fin de proveer una imagen nítida para ambos ojos. Nótese que éste es un instrumento de baja magnificación.

NORMAS BÁSICAS PARA EL CUIDADO Y MANEJO DE LA LUPA BINOCULAR

La mayoría de las normas de cuidado, limpieza y transporte, recomendadas para el microscopio compuesto deben tenerse también en cuenta al utilizar la lupa binocular.

Además se tendrán presentes las siguientes normas:

Moviendo los tubos oculares se busca la distancia interpupilar adecuada para cada observador, de manera de obtener una imagen en tres dimensiones.

Enfoque primeramente con el ocular fijo y luego ajuste el foco de la imagen tridimensional con el ocular de foco ajustable.

Debe colocarse en la platina una placa de contraste, de un color tal que realce la observación.

El tornillo de sujeción debe estar suficientemente apretado para evitar la caída del brazo de la lupa

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CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONAMIENTO DE LA LUPA BINOCULAR

ACTIVIDADES

1. ¿Cómo es la distancia de trabajo en relación con la del microscopio óptico?2. ¿Por qué no existe tornillo micrométrico? ¿Cómo es la profundidad del

campo?3. ¿Al desplazar un objeto observado, en qué sentido se mueve la imagen final?4. ¿Cuáles son las características de la imagen final?5. ¿Qué finalidad tiene el ocular ajustable?6. Observe bajo lupa el material brindado. Esquematice lo

observado y coloque referencias e indique el aumento obtenido.

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CÁLCULO DE AUMENTOS

Las fotografías y los dibujos de estructuras observadas bajo el microscopio muestran las estructuras de un tamaño mucho mayor al real por eso se dice que están aumentadas. Es de muchísima utilidad conocer cuan aumentada o disminuida está la imagen respecto del espécimen u objeto real. Este factor es llamado AUMENTO.

¿Cómo se calcula el aumento de determinada imagen?

De acuerdo con la siguiente ecuación:

AUMENTO =TAMAÑO DE LA IMAGEN O DIBUJO / TAMAÑO REAL DEL OBJETO O ESPECIMEN EC. (1)

A = TI /TROEl tamaño de la imagen puede estar dado por el tamaño de un objeto en una fotografía o un dibujo realizado por nosotros mismos a partir de una copia del objeto real- Tal como se deduce a partir de (1) también se puede conocer el tamaño real del objeto si se tiene el aumento. De la misma manera se puede realizar y utilizar las barras de escala que suele acompañar las micrografías o fotografías Veamos un ejemplo-

En la figura 2a se desea conocer el diámetro real de la célula animal indicado por el segmento AB. Se sabe que la imagen se observó con un aumento de X400 –

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1. Mida el segmento AB2. Esta medida será equivalente a TI (puede expresarla en cm aunque es conveniente que pase la medida a μm)3. Reemplace en la formula y despeje TRO lo que será equivalente a:TRO = AB /400 (el aumento no tiene magnitud mientras que el segmento AB estará expresado en cm o más apropiadamente en μm)

Otro ejemplo:El segmento AB de la figura 2 de la página 52 en su tamaño real es de 50 μm, calcule el aumento de la figura.

1-Mida la distancia AB en la figura2. Pase a μm AB3- Calcule A = AB μm / 50 μmNuevamente el valor de A es un número adimensional

UNIDADES DE MEDICIÓN

De acuerdo con el Sistema Internacional (S.I.) las unidades que se utilizarán y sus equivalencias serán:

1 m = 1000 mm

1 mm = 1000 μm

1 μm = 1000 nm (nanómetro)

ACTIVIDADES

1. A continuación se presentan una serie de imágenes de organismos vivos para las que se utilizaron microscopios de transmisión electrónica, microscopio óptico y lente fotográfica. Se identifica en cada figura el nombre de la especie fotografiada.a) Investigue los tamaños reales de cada especie y construya una escala de para cada imagen.b) Indique el aumento de la imagen.c) En base a su escala indique el tamaño del organismo en μm y mm (utilice notación científica cuando corresponda).d) Indique que tipo de instrumento óptico se habrá utilizado en cada caso y por quée) Indique a que reino y Filum pertenece cada uno de los organismos fotografiados. ¿Alguno de estos no es considerado un organismo vivo, por qué?f) Realice una breve síntesis de la biología de cada uno (forma de vida, reproducción, movilidad, importancia sanitaria)

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a) Amoeba proteushttp://www.oberlin.k12.oh.us/talent/isp/reports2002/amoebaproteus/images/amoeba.jpg

b) Treponema pallidum ingresando al organismoFuente: Science

c) Streptococcus pneumoniae

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http://www.oberlin.k12.oh.us/talent/isp/reports2002/amoebaproteus/images/amoeba.jpg


d) Virus del Papiloma Humano (HPV)

e) Echinococcus granulosus

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f) Aedes aegyptis

Link de b a f: http://www.losmicrobios.com.ar/microbios/imagenes.cfm

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http://www.losmicrobios.com.ar/microbios/imagenes.cfm


ESTUDIO Y RECONOCIMIENTO DE LAS BIOMOLÉCULAS QUE FORMAN PARTE DE LOS ORGANISMOS VIVIENTES

"La elucidación de la estructura de las sustancias bioquímicas conducirá necesariamente a un entendimiento más profundo de la función y, finalmente, a la comprensión del mecanismo de la vida humana"

A. y B. Pullman, 1962

OBJETIVOS

Adquirir destreza en el manejo y cuidado del material de laboratorio

Determinar la presencia de compuestos carbono en materiales biológicos, que importancia tienen, donde están y que función vital cumplen las diferentes biomoléculas (macromoléculas)

Determinar algunas propiedades de las macromoléculas y las moléculas que las forman.

CONOCIMIENTOS TEORICOS

Biomoléculas (macromoléculas) de los seres vivos. Estructura y función de carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos.

BIBLIOGRAFÍA

Burns, R. A. 1996. Fundamentos de Química. Ed. Prince Hall Hispanoamericana S.A.

Curtis, H. 1995. Biología.Ed. Médica Panamericana S.A., México, 1159 pp.

De Robertis, E.D.P. & E.M.P. De Robertis. 1984. Biología celular y molecular. El Ateneo, Buenos Aires, 613 pp.

Horton, R. Horton, L. Moran, R. Rochs, D. Rawn, R. GravScrimgeour. Bioquímica. 1995. Prince Hall.

Lehninger, A. 1981. Bioquímica. Ed. Omega, 1117 pp.

Pasto, D., C. Johnson, M. Miller. 1992. Experiments and techniques in organic chemistry. Prince-Hall.

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MATERIALES NECESARIOS Guantes descartables. Tubos de ensayo. Gradillas. Pinza de madera. Mechero. Papel madera.Vaso de ppdo. Pipetas.Varillas de vidrio. Mortero.Erlenmeyer. Hidróxido de amonio.AzúcarÁcido nítricoVarilla fina

Colador Tudo de ensayo Iodo. Hidróxido de sodio. HCl . AgNO3. Almidón o fécula. Melaza o miel. Grasa o aceite. Clara de huevo cocida. Soluciones A y B de Fehling. Granos de trigo. Alcohol. Carne de pescado

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Agua destilada Sal de mesaBicarbonato de sodio Detergente

Batidora hamburguesa licuada

INTRODUCCIÓN

Los bioelementos, aquellos elementos que mayoritariamente están presentes en la materia viva son: carbono (C), oxígeno (O), hidrógeno (H), nitrógeno (N), y en menor medida, fósforo (P), azufre (S), magnesio (Mg), calcio (Ca), sodio, (Na), potasio (K), y cloro (Cl).

Los cuatro más abundante, C, H, O, y N constituyen un 95 % de las estructuras biológicas. Los restantes elementos forman el 4.9%, en tanto que el 0.1 % restante está compuesto por los denominados oligoelementos, como hierro (Fe), manganeso (Mn), cobre (Cu), zinc (Zn), flúor (F) e yodo (I). Todos se encuentran en los organismos en forma de moléculas más o menos complejas que, desde el punto de vista químico se clasifican en orgánicas e inorgánicas. Todos las biomoléculas contienen carbono.

Algunos tests simples de laboratorio permiten identificar la presencia de compuestos orgánicos específicos.

Antes de comenzar con los trabajos de experimentación, se deben tener en cuenta las siguientes pautas:

Es conveniente que cada experimento ponga a prueba uno solo de los factores explicativos.

De acuerdo con lo anterior, si los experimentos son varios, cada uno debe diferir en un solo aspecto, mientras que el resto de las condiciones permanece constante.

Los experimentos deben incluir por lo menos un testigo, que es el ensayo donde el factor explicativo que se pone a prueba no varía. De este modo, se puede realizar una comparación entre los resultados obtenidos en el ensayo experimental y en el testigo.

En algunos experimentos químicos, se incluyen testigos que permiten asegurarse que los reactivos y /o el procedimiento usados son los adecuados.

ACTIVIDADES:

1. Complete el siguiente esquema de las macromoléculas a las moléculas. Detalle función y localización en la célula.

Aminoácidos Proteínas

------------ Ácido desoxirribonucleico

------------ Ácido ribonucleico

Monosacáridos -------------------

Monosacáridos -------------------

Ácidos Grasos --------------------

CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos comprenden azúcares simples (monosacáridos), sus polímeros (oligo y polisacáridos) y otros derivados azúcares (RNA, DNA, etc.). Distribuidos ampliamente en la naturaleza, los carbohidratos representan, sobre la base de masa, la clase más abundante de biomoléculas orgánicas sobre la Tierra. La mayor parte de ellos se acumulan como resultado de la fotosíntesis. Desempeñan varios papeles cruciales en los organismos vivos. Cuando una organismo ingiere y metaboliza estos compuestos, los átomos se reacomodan formando compuestos sencillos que la persona puede aprovechar (le sugerimos investigar este tópico).

2. Test para la detección de azúcares simples reductores.

Una de las propiedades más destacadas de los monosacáridos en general (glucosa, fructosa, etc.) y de algunos disacáridos (lactosa, etc.) es el poder reductor que les confiere el grupo aldehído o cetona de sus moléculas. Esta propiedad de los azúcares se pone de manifiesto frente a sales de cobre II.

El reactivo de Fehling es utilizado para detectar la presencia de azúcares con capacidad reductora, tiene dos soluciones separadas (A y B), que se mezclan en partes iguales en el momento de utilizarlo. La mezcla de las soluciones A y B de Fehling es de color azul intenso. La formación de un precipitado rojo ladrillo de Cu2O con la solución de Fehling es el resultado positivo de la presencia de un azúcar reductor. La reacción que ocurre es de tipo oxido-reducción, en la cual el grupo funcional aldehído o cetona del azúcar reductor se oxida a ácido y el Cu II se reduce a Cu I Coloque unas gotas de miel o melaza en un tubo de ensayo y agregue un tercio o una mitad del tubo con solución de Fehling A y B. Caliente el tubo, cuidando alejar del rostro el extremo del tubo y no apuntar a sus compañeros. Describa lo sucedido e indique el resultado del test.

Repita la experiencia utilizando ahora azúcar de mesa (que esta presente en el azúcar de caña y remolacha). Indique el resultado del test.

Repita el ensayo utilizando manzana (cortar en pequeños trozos y aplastar con un mortero, llevar al tubo de ensayo y agregar una parte igual de agua).

3. Test para la detección de almidón.

El almidón es un polisacárido, fuente importante de energía en toda dieta bien balanceada. Los polisacáridos son las biomoléculas más abundantes de reserva en la tierra.

En las células vegetales el almidón se encuentra como una mezcla de amilopectina (80-90 %) y amilosa (10-20%). Esta última se colorea de azul violeta en presencia de una solución de yodo, debido a una reacción física (no química) de adsorción.

La molécula de I2, se introducen en la estructura helicoidal de la molécula de almidón dando como resultado el color violáceo. Coloque una pequeña porción de almidón en un tubo de ensayo y agregue un tercio de la capacidad del tubo con agua. Caliente el tubo de ensayo hasta que el agua hierva. Enfriar y agregar unas pocas gotas de solución de Lugol (I2 - I-). Indique los cambios producidos y el resultado del test.

Repita la experimentación utilizando papa, cortar en rebanada, y raspar su superficie. Llevar el raspado al tubo de ensayo y agregar una parte igual de agua.

LÍPIDOS

A diferencia de los carbohidratos y proteínas, los lípidos tienen diversas estructuras y funciones, pero sus características de solubilidad son semejantes. Se definen operacionalmente, como compuestos orgánicos insolubles en agua o ligeramente solubles, que se encuentran en los sistemas biológicos. Los lípidos son hidrofóbicos (no polares) o anfipáticos (que tienen sustituyentes polares y no polares).

4. Test para la detección y el reconocimiento de algunas propiedades de los lípidos.

Las moléculas que presentan polaridad eléctrica se denominan sustancias polares y tienden a disolverse en solventes polares, como el agua, mientras que las sustancias no polares lo hacen en solventes no polares, como n-hexano o éter de petróleo.

Establezca una hipótesis acerca de la polaridad de lípidos, mediante la siguiente experiencia:

Coloque en dos tubos de ensayo aceite. En uno agregue agua, y en el otro, n-hexano o éter de petróleo. Agite vigorosamente cada uno de los tubos. Observe y discuta los resultados.

El papel madera, por otra parte, es un test sencillo que permite detectar la presencia de grasas y aceites. El papel madera se torna translúcido cuando se frota sobre él grasa o aceite. Esto ocurre porque la parte hidrofílica de la molécula de lípido se une a la parte hidrofílica de la celulosa del papel. Distribuya una pequeña cantidad de aceite o grasa en papel madera. Coloque el papel al trasluz. Observe y describa los cambios. Realice el mismo test con homogenato de músculo de pescado, y con músculo de vaca procesado (puede probar con un trozo de hamburguesa). Discuta los resultados.

Las grasas se colorean selectivamente de rojo anaranjado en presencia del colorante Sudán III o Sudán IV. El colorante es soluble en aceite y difundirá en gotas de aceite, tornándolas rosadas - anaranjadas.

Coloque un trozo del homogenato de músculo que utilizó anteriormente en un tubo de ensayo seco, en otro tubo aceite de mesa y agregue a ambos unas gotas de Sudán. Espere 30 minutos. Observe y concluya acerca de los resultados obtenidos.

PROTEÍNAS

Las proteínas constituyen el componente principal de todo sistema biológico. Ninguna parte viva de cualquier organismo (y por ende de cualquier célula) carece de proteínas. Son polímeros de aminoácidos, y cumplen funciones, sin las cuales no habría vida en la forma conocida. Las funciones son: estructurales, enzimáticas, de transporte y hormonales.

5. Test para la detección de proteínas.

Una de las reacciones más utilizadas para la identificación de proteínas es la de Biuret, característica de proteínas y péptidos, pero no de los aminoácidos libres, ya que indica específicamente la presencia de enlaces peptídicos. Todas las proteínas reaccionan en medio alcalino cuando se agrega CuSO4 dando colores que varían del violeta al rosado. El color depende del grado de hidrólisis alcanzado. Los péptidos más pequeños y los aminoácidos libres no dan color. Por lo tanto, este ensayo se utiliza para seguir la hidrólisis de una proteína.

En un tubo de ensayo añadir 2 ml de una solución de albúmina al 30 % (testigo positivo). Agregar 2 ml de OHNa al 10%. Añadir 3 gotas de CuSO4 al 2 % (Fehling A) y agitar. Realice el mismo ensayo con leche. Discuta los resultados.

El ácido nítrico también es utilizado para determinar la presencia de proteínas. Un color amarillo indica la presencia de proteína. El fundamento de la reacción es el siguiente: el ácido nítrico desnaturaliza la

proteína, exponiendo sus aminoácidos, y reacciona con los anillos de tipo bencénico presentes en aminoácidos como la fenilalanina o la histidina, dando un color amarillo.Coloque una porción de clara de huevo cocida en un tubo de ensayo y cúbrala con ácido nítrico (PRECAUCIÓN: utilizar guantes descartables durante el manipuleo del ácido, aunque para su seguridad debe emplearlos durante todos los T.P. Entibie el ácido (Cuidado con los vapores que se generan, utilice la campana de gases si es posible) durante uno o dos minutos en baño María, pero NO HERVIR. Vuelque cuidadosamente el ácido y enjuague la clara con agua. Describa los cambios sucedidos.

ÁCIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos son biopolímeros compuestos por unidades repetitivas, llamadas nucleótidos. Se encuentran en toda célula, y la secuencia de estas unidades codifica la estructura de la enorme variedad de moléculas de proteínas que se encuentran en los organismos. Existe una compleja relación entre la secuencia de bases nitrogenadas del ADN, de los distintos ARNs y de la secuencia de aminoácidos de las proteínas. De alguna manera, los ácidos nucleicos, constituyen los centros de información y control de la toda célula. La información genética, que se trasmite de generación en generación en el proceso de división celular, reside en el material genético o genoma de un organismo. El genoma está compuesto de ácido desoxirribonucleico (DNA) en los organismos vivos, sin embargo algunos genomas virales están compuestos de ácido ribonucleico (RNA).

7. Determinación de macromoléculas y las moléculas que las forman en distintos materiales biológicos.

Complete la tabla con los resultados que obtuvo en los ensayos utilizados para identificar la composición de los distintos materiales biológicos.

Indique con (+) o con (-), si el resultado es positivo o negativo, respectivamente.

Material analizado

Compuesto orgánico ( macromoléculas y moléculas que las forman) Mono o disacárido Polisacárido Lípido Proteína


Actividades Compuestos orgánicos: completar

Lípidos es un nombre para……………….y ………….Ellos están compuestos por………..y……………

Muchos …………….son líquidos a temperatura ambiente, mientra que ………..son sólidos a temperatura ambiente. Tanto………..como…………..son insolubles en agua.

Una molécula de----------………………..unida a tres moléculas de………..

Los lípidos son importantes como:1)

2)

3)

4)

La ingestión de grasas saturada incrementa el riesgo de………

Cuál de los siguientes ítems son grasas y cuáles aceites:Margarina, manteca, aceite de cocina, grasa o manteca de cerdo.

¿Qué características o adaptaciones presentan las focas para mantener el cuerpo caliente? ¿y los osos polares?

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