viernes, 4 de noviembre de 2011
Actividad experimental 5
Práctica 5. La alimentación y excreción en Paramecium
La alimentación y excreción en Paramecium
Preguntas generadoras:
1. ¿Qué semejanzas y diferencias encuentras entre la alimentación de un organismo unicelular heterótrofo y los heterótrofos multicelulares?
2. ¿A qué crees que se deban las diferencias?
3. ¿Cómo afecta la alimentación heterótrofa las características anatómicas de su organismo?
Planteamiento de las hipótesis:
Semejanzas:
-Ambos tienen que digerir los alimentos que ingieren
-Ambos requieren de nutrienetes esenciales
-Ambos buscan su alimento
Diferencias:
-Los organismos multicelulares tienen sistemas digestivos mas
complejos
-Los multicelulares requieren de una mayor variedad de nutrientes
Las diferencias se beben a que los multicelulares cuentan con
estructuras, mientras que los unicelulares no
Afecta permitiendo el desarrollo de sus estructuras
Introducción
Los paramecios son protozoos ciliados con forma ovalada que se suelen encontrar en aguas dulces estancadas que tengan mucha materia orgánica, como charcos y estanques.
La superficie del paramecio esta cubierta por miles de cilios. El paramecio al igual que otros protistas de agua dulce, absorbe agua del ambiente hipotónico por ósmosis de forma constante. En su cuerpo hay vacuolas contractiles similares a vejigas que acumulan el exceso de agua proveniente de los canales radiados y las expulsa periódicamente a través de la membrana plasmática.
El paramecio se alimenta sobre todo de bacterias. Las hileras de cilios a lo largo de un surco oral en forma de embudo desplazan los alimentos hacia el interior de la boca de la célula, donde son fagocitados por vacuolas alimenticias.
Las vacuolas alimenticias se combinan con lisosomas. A medida que digieren los alimentos, las vacuolas siguen una trayectoria curva a través de la célula. Los contenidos de las vacuolas alimenticias no digeridos se liberan cuando las vacuolas se fusionan con una región ezpecializada de la membrana que funciona como poro anal.
Objetivos:
· Observar como un organismo unicelular lleva a cabo la alimentación.
· Identificar como realiza el Paramecio la regulación del agua.
· Comprender como realiza la excreción un organismo unicelular.
Material:
Portaobjetos
Cubreobjetos
Goteros
Algodón
Material biológico:
Cultivos de paja, arroz y trigo para la obtención de Paramecium [1]
Sustancias:
Acetona
Polvo de carmín
Equipo:
Microscopio compuesto
Microscopio de disección
Procedimiento:
Examina los cultivos con un microscopio de disección y observa las áreas de mayor concentración de paramecios ¿Cuál es la actividad de estos organismos? ¿Cómo se comportan ante la luz?
El movimiento y el tamaño aumentan al observar a través del microscopio. La rapidez aparente de los paramecios hace difícil su observación en el campo del microscopio. Se pueden anestesiar si se coloca una gota de acetona en la preparación que contiene el cultivo. También se puede reducir la movilidad colocando en la preparación unas fibras de algodón. Antes de tapar la preparación con el cubreobjetos coloca un poco de polvo de carmín con una espátula, después coloca el cubreobjetos.
Observa el organismo en sus diferentes niveles variando el enfoque con el tornillo micrométrico ¿Cuál es el extremo anterior del organismo el achatado o el puntiagudo? Observa al paramecio y haz un dibujo anotando las estructuras que hayas podido identificar.
Describe el movimiento general del paramecio. Cambia a mayor aumento, si es necesario reduce la luz. Los cilios deben estar en movimiento y se observan mejor en los bordes visibles del organismo. ¿Son diferentes los cilios en los extremos opuestos de la célula? Observas algún ritmo en el movimiento de los cilios.
Localiza una concavidad lateral de la célula. Observa como las partículas son engullidas por este orificio. ¿Cómo logra el paramecio que las partículas de carmín entre por el orificio? ¿Existe alguna estructura que se proyecte al interior del citoplasma? ¿Qué forma tiene? Describe la trayectoria de las partículas de carmín en el interior del paramecio ¿Dónde se acumulan las partículas de carmín? Observa un rato al organismo y podrás ver que expulsa el carmín por un punto por debajo del orificio de entrada, elabora un dibujo de tus observaciones.
El agua se está difundiendo constantemente al interior del paramecio, si este no es capaz de eliminarla puede explotar. Observa la región próxima al extremo achatado, podrás ver una estructura en forma de estrella que se abre y aparentemente “desaparece” a intervalos regulares ¿cómo se llama esta estructura?
Cuando se observa la “estrella”, la vacuola se esta llenando de agua. La aparente “desaparición” es la contracción de la vacuola, cuando la vacuola se contrae, el agua es forzada a salir del paramecio. Muchas especies de paramecios tienen dos vacuolas contráctiles. Una se encuentra generalmente en el extremo achatado de la célula y la otra en el extremo puntiagudo del organismo.
Resultados:
Dibuja al Paramecium y las estructuras celulares que observaste.
Análisis de resultados:
Elabora la caracterización de los siguientes conceptos: Organismo unicelular, organelos, citostoma, citofaringe, ingestión celular, excreción celular
Concepto | Definicion |
Organismo unicelular | Ser vivo formado por una sola celula |
Organelos | Estructura subcelular que cumple determinada funcion |
Citostoma | En las celulas con membrana resistente abertura a modo de boca por donde entran las particulas alimenticias |
Citofaringe | invaginacion profunda, presente en ciertas algas unicelulares, relacionada con la ingestion de alimentos |
Ingestion celular | proceso en el que las membranas son selectivamente permeables |
Excrecion celular | proceso de eliminacion a nive celular donde el agua, el dioxido de carbono y otros productos de desecho del metabolismo de una celula son vaciados en los capilares |
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
Conceptos claves: Ingestión y excreción unicelular, organismo unicelular.
Relaciones. En este tema es fundamental que los alumnos relacionen a los organismos unicelulares con las células que constituyen a los organismos multicelulares y que se establezcan claramente las diferencias entre el nivel celular y el multicelular. Un aspecto importante es establecer la característica casi exclusiva de Paramecium de contener una boca u orificio permanente de ingestión de los alimentos.
[1] Los cultivos se pueden preparar hirviendo sendos recipientes con arroz, paja y trigo, después de enfriar se inoculan un gotero de agua estancada y se deja en la oscuridad. Es conveniente prepararlos entre 10 y 15 días de anticipación a la realización de la práctica.
Actividad experimental 4
Práctica 4. Digestión de las grasas.
Actividad experimental 4.
Digestión de las grasas
Preguntas generadoras:
1. ¿Cómo actúa la bilis sobre las grasas?
2. ¿En dónde se produce la bilis?
3. ¿Cuál es el papel que desempeñan las grasas del alimento, en los animales?
4. ¿Por qué es necesario que se emulsifiquen las proteínas del alimento?
5. ¿Qué es la emulsificación de una grasa?
Planteamiento de las hipótesis:
La bilis ayuda a la digestion facilitando la emulsificacion de las grasas. La bilis se produce en el higado, despues se almacena en la vesicula biliar y posteriormente se libera como respuesta a las sustancias alimenticias que llegan al duodeno. Las grasas son lipidos que sirven como material de almacenamiento en los animales superiores, estan constituidas principalmente por trigliceridos de acido carboxilico de cadena larga. Los acidos biliares actuan como agentes emulcionantes en el conducto digestivo dispersando las grasas ingeridas en pequeños globulos.
Introducción
En los animales existe un factor de gran importancia en el aprovechamiento de los lípidos. Dado que son sustancias insolubles en agua, se requiere reducirlas al menos al estado de emulsión, o emulsificarlas. La emulsificación de las grasas se logra por efecto de los movimientos intestinales en presencia de las sales biliares. Estos son poderosos detergentes producidos por el hígado a partir del colesterol, almacenados en la vesícula biliar, y expulsados al intestino a través del conducto colédoco.
El hecho importante es que las porciones de grasa que se ingieren, son reducidas a pequeñísimas gotas que pueden ser atacadas con mayor facilidad por las enzimas lipolíticas, o bien absorbidas como tales por el intestino.
Favorecida por la acción emulsificante de las sales biliares, la lipasa pancreática es la enzima más importante en la digestión de las grasas. Esta enzima rompe los enlaces éster del glicerol con los ácidos grasos, liberando estos últimos. La hidrólisis no se lleva a cabo completamente; la enzima separa uno a uno los ácidos grasos de una grasa neutra. Además de la lipasa existen, existen también en el jugo pancreático otras enzimas, una colesterol esterasa capaz de hidrolizar ésteres del colesterol y al menos un a fosfolipasa, capaz de actuar sobre los fosfolípidos.
Al digerirse las grasas, el resultado es una mezcla de ácidos grasos, tri, di y monoglicéridos y glicerol la cual forma una fina emulsión que atraviesa la pared intestinal.
Los lípidos absorbidos, son distribuidos por el torrente sanguíneo, principalmente el hígado y el tejido adiposo, así como a otros órganos, para su metabolismo. En las membranas celulares de los mismos, la lipasa de las lipoproteínas hidroliza nuevamente a las grasas para dar glicerol y ácidos grasos para su utilización posterior. En el tejido adiposo, se vuelven a sintetizar los lípidos para ser almacenados; en el hígado, se les cataboliza por el proceso de la beta-oxidación.
Objetivos:
· Identificar la acción de la bilis sobre las grasas
· Conocer en que consiste la emulsificación de una grasa
· Conocer algunas propiedades químicas de las grasas
· Identificar el inicio de la digestión química de las grasas
· Comprender que la digestión de los alimentos depende de su composición química.
Material:
3 vasos de precipitados de 250 ml
1 probeta de 100 ml
Material biológico:
Aceite de cocina
Sustancias:
Medicamento que contenga bilis (Onoton)
Agua destilada
Equipo:
Parrilla con agitador magnético
Balanza granataria electrónica
Procedimiento:
Vierte 100 ml de agua tibia en los dos vasos de precipitados. Vierte 5 ml de aceite de cocina en los dos vasos de precipitados. En otro de los vasos de precipitados prepara una solución al 1% de bilis (pesa 1 g de bilis y disuélvelo en 100 ml de agua). A uno de los vasos de precipitados que contiene aceite y agua agréguele 10 ml de la solución de bilis al 1%. Agita ambos vasos de precipitados y observa que sucede, deja de agitar y vuelve a observar que le sucede a las mezclas.
Resultados:
Contenido del tubo | Durante el agitado (tamaño de las gotas) | 1 min después de agitarlo (tamaño de las gotas) |
Agua + aceite | no se disuelve | sigue sin disolverse |
Agua + aceite + bilis | se disuelve | se disuelve mas |
Análisis de resultados:
Elabora la caracterización de los siguientes conceptos: grasa, emulsificación, hidrofílico, hidrofóbico.
Concepto | Definicion |
Grasa | Sustancia compuesta de lipidos o acidos grasos de distinta forma o consistencia |
Emulsificacion | Proceso por medio del cual un liquido es dispersado en otro en forma de pequeñas gotas |
Hidrofilico | Relativo a la propiedad de atraer moleculas de agua que poseen los radicales polares o iones |
Hidrofobico | Por sus propiedades o composicion no se favorece al contacto con el agua |
Conceptos clave: Emulsificación de las grasas, bilis, sitio de producción de bilis, sitio de degradación de las grasas en el aparato digestivo, digestión química.
Relaciones. Esta actividad de laboratorio apoya la comprensión del concepto de digestión química, por otro lado, permite introducir al estudiante en la identificación de la digestión como un proceso complejo cuya elaboración esta en función de la complejidad química del alimento y de la capacidad enzimática del animal en cuestión.
Actividad experimental 3
Práctica 3. Digestión de la albumina por “pepsina” industrial.
Actividad experimental 3. Digestión de la albúmina por “pepsina” industrial
Preguntas generadoras:
1. ¿Cómo actúa la pepsina sobre las proteínas?
2. ¿Cómo están formadas las proteínas?
3. ¿Qué es la pepsina?
4. ¿Cuál es el papel que desempeñan las proteínas del alimento, en los animales?
5. ¿Por qué es necesario que se digieran las proteínas del alimento?
6. ¿Qué es la hidrólisis de una proteína?
7. ¿Qué papel desempeña el ácido clorhídrico al actuar sobre la pepsina?
Planteamiento de las hipótesis:
La pepsina actúa sobre los enlaces peptídicos de las proteínas para separarlas y obtener los aminoácidos, para que puedan ser absorbidos. Están formadas por cadenas de aminácidos unidos por enlaces peptídicos. La pepsina es una enzima digestiva que actúa sobre las proteínas, para obtener aminoácidos. Esta compuesta de pepsinógeno y ácido clorhídrico. Las proteinas desempeñan el papel de estructura muscular, catalizadores, forman parte de la estructura del ADN (definen a cada ser vivo); si no son digeridas, las células del cuerpo no las pueden absorber ni utilizar. La dodrolisis es cuando se degradan las proteínas con ayuda del agua, ya que
esta rompe los enlaces peptídicos. El ácido clorhídrico un activador (una coenzima), ya que al juntarse con el
pepsinógeno, hacen la pepsina.
Introducción
La digestión de las proteínas se lleva a cabo en el estómago, mediante la acción de varias enzimas proteasas, que hidrolizan las uniones peptídicas. En general se úeden distinguir las endopeptidasas y las exopeptidasas. Las primeras se caracterizan por que hidrolizan uniones peptídicas del interior de la cadena polipeptídica, es decir, que no liberan los aminoácidos terminales. En cambio, las exopeptidasa son enzimas que hidrolizan específicamente las uniones peptídicas en que participan los aminoácidos terminales de las cadenas polipeptídicas.
Las endopeptidasas mas importantes son la pepsina, la tripsina y la quimotripsina. Las tres enzimas son sintetizadas en forma de precursores inactivos (zimógenos); el pepsinógeno se convierte en pepsina por acción del ácido clorhídrico y por un proceso autocatalítico en el que la propia molécula de pepsina cataliza la conversión del zimógeno en la enzima activa.
Estas conversiones de los zimógenos en las enzimas activas se llevan a cabo mediante la hidrólisis de una sola unión peptídica entre ciertos aminoácidos en cada uno de los zimógenos. Como resultado de esta hidrólisis cambia la conformación del peptído, y esta cambio permite el ajuste del sitio activo necesario para que la enzima sea activa.
La pepsina tiene especificidad por uniones en que participan ciertos aminoácidos aromáticos o del catabolismo de los aminoácidos y otros compuestos nitrogenados con alguna función celular.
Objetivos:
· Identificar la acción de la pepsina sobre las proteínas
· Identificar los productos de la acción de la pepsina sobre las proteínas
· Comprender la acción de los jugos gástricos en la digestión química del alimento
· Conocer cómo se puede activar una enzima
Material:
1 vaso de precipitados de 1000 ml
Papel filtro
1 embudo
1 probeta de 100 ml
1 gradilla
4 tubos de ensayo
4 probetas de 10 ml
Gasas
Material biológico:
Claras de huevo
Sustancias:
Ácido clorhídrico 0.1 N
Reactivo de Biuret
Pepsina
Equipo:
1 balanza granataria electrónica
1 parrilla con agitador magnético
Procedimiento:
Bate la clara de huevo cruda en un litro de agua fría, y llévala hasta la ebullición, sin dejar de batir. Fíltrala. El líquido que se obtiene es una fina suspensión, muy estable, de albúmina desnaturalizada.
Prepara, por otro lado, jugo gástrico artificial, diluyendo en 100 ml de agua, 1 g de jugo gástrico desecado, que se vende en las farmacias bajo la denominación de “pepsina”, nombre que proviene de la enzima principal que contiene.
Prepara en cuatro tubos de ensayo, las siguientes mezclas:
1. 6 ml de albúmina + 6 ml de agua.
2. 6 ml de albúmina + 1,5 ml de agua + 4,5 ml de HCl, 0.1 N.
3. 6 ml de albúmina + 1,5 ml de pepsina + 4,5 ml de agua
4. 6 ml de albúmina + 1,5 ml de pepsina + 4,5 ml de HC1, 0.1 N.
A continuación coloca los tubos a baño María, a 40° C. Algunos minutos más tarde, únicamente en el tubo 4 se producirá un aclarado, esto es consecuencia de la actividad de la pepsina que, en medio ácido, ha hidrolizado a la albúmina.
Resultados:
Contenido del tubo | Reacción Biuret |
Albúmina + agua | no hay reacción |
Albúmina + agua +ácido clorhídrico | no hay reacción |
Albúmina + pepsina + agua | no hay reacción |
Albúmina + pepsina +ácido clorhídrico | si hay reacción |
Análisis de resultados:
Elabora la caracterización de los siguientes conceptos: proteína, hidrólisis, enlace peptídico, polipéptido, aminoácido, digestión química, enzima activa, enzima inactiva.
Concepto | Definicion |
Proteina | Compuesto nitrogenado natural de caracter organico complejo, constituido por muchos aminoacidos. |
Hidrolisis | Transformacion quimica o destruccion d un compuesto mediante la accion del agua. |
Enlace peptidico | Enlace entre el grupo amino de un aminoacido y el grupo carboxilo de ortro aminoacido. |
Polipeptido | Cadena de aminoacidos unidos por puentes peptidicos |
Aminoacido | Compuesto quimico organico formado por uno o mas grupos amino basicos y uno mas grupos carboxilo acidos. |
Conceptos claves: Digestión de proteínas, pepsina, sitio de producción de pepsina en el aparato digestivo humano, sitio de hidrólisis total de las proteínas en el aparato digestivo humano.
Relaciones.
Esta actividad de laboratorio coadyuva a la construcción del concepto de digestión química, en este caso, asociada con la degradación de las proteínas. Es importante relacionar los órganos donde se inicia y termina esta hidrólisis.
Actividad experimental 2
Práctica 2. Acción de la amilasa sobre el almidón
Actividad experimental 2, Quinta etapa
Acción de la amilasa sobre el almidón
Preguntas generadoras:
1. ¿Cómo actúa la amilasa sobre el almidón?
2. ¿Cómo está formado el almidón químicamente?
3. ¿Qué es la amilasa desde el punto de vista químico?
4. ¿Cuál es papel que desempeña el almidón en los animales?
5. ¿Por qué es necesario para los animales que la amilasa actúe sobre el almidón?
Planteamiento de las hipótesis: La amilasa rompe los enlaces del almidón para así obtener moléculas de glucosa para ser absorbidas por las células. El almidón químicamente esta formado por amilose y amilopectina. La amilasa químicamente es un catalizador. En los animales el almidón es una fuente de energía. Si la amilasa no actuara sobre los almidones no habría forma de absorberlos y no se tendría la energía necesaria.
Introducción
El almidón es el principal polisacárido de reserva de la mayoría de los vegetales, y la principal fuente de calorías de la mayoría de la Humanidad. En general, los almidones contienen entre el 20% y el 30% de amilosa.
El almidón está formado por dos tipos de cadenas: amilosa (absorben iodo; compuestos de color azul intenso) y amilopectina (absorben iodo, dan color rojo púrpura). Ambos están formados por unidades de glucosa. El almidón se diferencia de todos los demás carbohidratos en que, en la naturaleza se presenta como complejas partículas discretas (gránulos). Los gránulos de almidón son relativamente densos, insolubles y se hidratan muy mal en agua fría.
La amilasa, es un enzima hidrolasa que tiene la función de digerir el glucógeno y el almidón para formar azúcares simples, se produce principalmente en las glándulas salivares y en el páncreas.
La amilasa rompe los enlaces entre los azucares que constituyen al almidón y finalmente después de su acción deja glucosa libre y maltosa.
Objetivos:
· Identificar la acción de la amilasa de la saliva sobre el almidón
· Identificar los productos de la acción de la amilasa sobre el almidón
· Caracterizar la digestión enzimática realizada por la secreción de las glándulas salivales.
Material:
Papel filtro
Embudo
5 tubos de ensayo
2 goteros
2 cápsulas de porcelana
Material biológico:
Muestra de saliva
Sustancias:
Agua destilada
Almidón
Reactivo de Benedict
Reactivo de Lugol para almidón
Equipo:
Balanza granataria electrónica
Parrilla con agitador magnético
Procedimiento:
A. Obtención de la enzima amilasa
Después de enjuagar la boca, mastica un trozo de papel filtro para estimular la salivación. Los líquidos segregados se van pasando a un embudo que tenga un papel filtro, el filtrado se coloca en un tubo de ensayo hasta obtener 1 ml.
La saliva así obtenida se diluye empleando 1ml de saliva y 10 ml de agua destilada, así se obtiene la preparación de enzima base.
Se prepara una solución al 2% de almidón, para lo cual se pesan 2 g de almidón y se disuelven en 100 ml de agua destilada
Se colocan 2 ml de agua destilada en un tubo de ensayo se le agregan 2 ml de la solución de almidón al 2% y 2 ml de la solución base de la enzima. En otro tubo se colocan 2 ml de agua destilada y se le agregan 2 ml de la solución de almidón al 2%.
Los tubos se colocan en baño maría a 37° C, durante 15 minutos dejando que la amilasa vaya hidrolizando al almidón
Una vez transcurridos los 15 minutos se sacarán los tubos del baño maría y se harán las pruebas del lugol y Benedict
B. Reacciones de lugol para almidón y Benedict
La prueba del yodo o el lugol permite identificar la presencia de almidón, con este reactivo se obtiene un color azul-violeta característico. Toma 1 ml de la disolución de cada uno de los tubos y añade unas gotas de lugol a cada una de ellas. Si no existe la hidrólisis del almidón la prueba será positiva.
La prueba de Benedict permite identificar a los azucares reductores. Toma 1 ml de cada uno de las disoluciones de los tubos y agrégales 1 ml del reactivo de Benedict, enseguida coloca ambos tubos en baño María, si existe hidrólisis del almidón se formará un precipitado rojo ladrillo que indica la presencia de azúcares como la glucosa y la maltosa
Resultados:
Contenido del Tubo | Reacción de Lugol | Reacción de Benedict |
Amilasa+ almidón +agua | negativo | positivo |
Almidón+agua | positivo | negativo |
Análisis de resultados:
Concepto | Definición |
Enzima | Proteína producida por las células vivas que cataliza las reacciones químicas en la materia orgánica. |
Digestión | Conversion de los alimentos en sustancias absorbibles en el conducto gastrointestinal. |
Digestión química | Degradacion quimica de los alimentos en moleculas mas sencillas mediante la secrecion de enzimas. |
Digestión mecánica | Fraccionamiento de los alimentos con ayuda de la masticacion. Ademas interviene el movimiento muscular del esófago que lleva el alimento al estomago |
Degradacion | Reducción de un compuesto químico a otro menos complejo. |
Saliva | Liquido claro y viscoso secretado por las glandulas salivales y mucosas de la boca. Contiene agua, mucina sales orgánicas y ptialina. |
Azucares simples | Azúcar formada por un monosacarido |
Azucares complejos | Azúcar formada por dos o mas monosacaridos |
Polímeros | Sustancias de mayor masa molecular entre dos de la misma composición química, resultante de un proceso de polimerización. |
Monómeros | Moléculas que se repiten a si mismas para formar polimeros. |
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
Nuestra hipótesis fue acertada, ya que gracias a la prueba que hicimos con el Benedict, identificamos como actuó la amilasa sobre el almidón; pues ésta sustancia detecta los azúcares simples y nos da precipitado con un color amarillo o rojo ladrillo al calentarla en baño maría; si no nos daba este precipitado, entonces no podíamos decir que la amilasa había degradado al almidón, ya que no nos hubiera dado los azúcares simples.
Conceptos clave: Enzima, digestión, digestión química, degradación, secreciones de glándulas del aparato digestivo, reacciones químicas en el interior del cuerpo, azúcares simples, azúcares complejos, polímeros y monómeros.
Relaciones. Este tema es importante porque permite observar en el laboratorio la acción de las secreciones de las glándulas salivales, las que llevan a cabo una digestión química de los polisacáridos, apoya a los estudiantes en la construcción del concepto de digestión química y permite comprender la función de algunas glándulas asociadas al aparato digestivo.
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