1 Metodo Cientifico Lab1 CNB1142 2013

GUÍA TEÓRICO – PRÁCTICO BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR

CNB 1142

Profesora: Teresa Rueda L.

Segundo Semestre 2013

CIENCIA MÉTODO CIENTÍFICO

R u d e c i n d o O r t e g a 0 2 9 5 0 F 5 6 - 4 5 - 2 2 0 5 6 6 7 C a s i l l a 1 5 - D T e m u c o - C h i l e . h t t p : / / w w w . u c t e m u c o . c l

ESCUELA DE CIENCIAS AMBIENTALES – TERESA RUEDA

PRACTICO Nº 1

EL MÉTODO CIENTÍFICO El objetivo de toda ciencia radica en brindar explicaciones para los fenómenos observados, establecer relaciones entre los hechos y enunciar leyes que expliquen los fenómenos físicos del mundo y permitan obtener, con estos conocimientos, aplicaciones útiles al hombre. Estas explicaciones y generalización se logran por un tipo de sentido común organizado, al que se denomina método científico. Sus logros son acumulativos y han llevado a la Humanidad al momento cultural actual. La base radical del método científico es la observación cuidadosa, libre de variables que le puedan afectar, los testigos adecuados y lo mas cuantitativa posible. Los científicos son curiosos. Frente a un problema el científico parte con el deseo de encontrar que es lo que realmente sucede y porque; debe investigar la situación, reunir los “hechos relativos al caso”. Un hecho puede definirse como cualquier observación realizada por muchas personas. Todos los hechos relacionados con un problema determinado se llaman datos. La parte creadora del trabajo científico, comienza cuando se logra una solución tentativa del problema. Esta solución tentativa se llama hipótesis y debe predecir algunos acontecimientos que hayan ocurrido o deberían ocurrir. Por consiguiente, las dos principales funciones de la hipótesis son explicación y predicción. Sobre la base de la hipótesis el investigador busca otros indicios y observaciones. Para que una observación sea útil debe estar en contra o a favor de un punto de vista. Si las nuevas observaciones están de acuerdo con la hipótesis, esta quedara reforzada. Si por el contrario, los nuevos hechos la contradicen, esta deberá cambiarse o deshacerse y será necesario formular una nueva hipótesis. Los científicos pueden formular y probar una variedad de hipótesis antes de encontrar la solución a un problema. Una hipótesis consta, generalmente de un grupo de planteamientos o suposiciones interrelacionadas, las que ofrecen una posible solución al problema. Se llaman suposiciones porque el científico solo conjetura o supone que son verdaderas. Una hipótesis puede contener una suposición o puede ser un conjunto organizado de suposiciones. Si una hipótesis se comprueba repetidamente durante un largo periodo y explica una gran cantidad de hechos, puede llamarse teoría. El valor de la experimentación científica se manifiesta en la prueba de la hipótesis. Después de predecir nuevos hechos, estos deben ser por la experimentación. La



verdadera experimentación o investigación puede ser tan creadora como la formulación de una hipótesis. Una fase importante de la investigación de laboratorio, se refiere al experimento controlado. Un experimento controlado permite probar solo una parte del problema a la vez. El científico que esta realizando la prueba debe descubrir cual son los factores que son la causa de determinado efecto. La lista de pasos en el método científico es una manera útil de pensar en cómo progresa la ciencia, pero es una simplificación. Ausentes del método científico básico están las interacciones formales e informales entre científicos que son críticas para el progreso de la ciencia. A menudo son los descubrimientos publicados de otros científicos que despiertan el interés de un investigador y lo impulsan a generar una hipótesis. Los investigadores solicitan los consejos de sus colegas al diseñar experimentos y analizar resultados. Casi todos los investigadores también se valen de herramientas y procedimientos que han sido desarrollados por otras personas. Esto puede incluir un instrumento especializado o pudiera ser una técnica, como el procedimiento que hace posible mantener vivas a células en un plato de Petri para que puedan ser estudiadas. Alternativamente, pudiera ser el programa de computadora que hace posible usar los métodos estadísticos avanzados necesarios para analizar la información. Es común que científicos colaboren con colegas de otros ramos porque a menudo se necesita personas con diferentes especialidades (matemáticos, programadores de computadoras, ingenieros, biólogos, psicólogos, etc.) para diseñar y llevar a cabo un experimento. En el método científico básico también da la impresión de que las conclusiones derivadas de la información no son controversiales y que las conclusiones simplemente son logradas y la ciencia avanza. Sin embargo, de alguna manera la publicación de los resultados es más un principio que un final. Para poder ser publicado, el reporte sobre el experimento y los resultados debe ser revisado por otros científicos. Si piensan que algo está mal, el investigador debe aclarara sus dudas al proporcionar clarificaciones o inclusive llevar a cabo experimentos adicionales. Una vez que el reporte es publicado, otros científicos tratarán de replicar los resultados, especialmente si los resultados son muy importantes. Esto fue el caso cuando un investigador surcoreano publicó unos resultados muy emocionantes sobre las células madre embrionales. Aunque los experimentos y los resultados parecían muy aceptables a los que los revisaron, un escrutinio más profundo por la comunidad científica de las conclusiones publicadas después reveló que los investigadores habían cometido un fraude científico. Afortunadamente, los estándares éticos de los científicos y el hecho que todas las conclusiones son abiertas al escrutinio hacen que el fraude sea poco común. Aunque el fraude científico es poco común, aún hay una multitud de razones válidas para que los investigadores desafíen las conclusiones de investigaciones.



En la ciencia real, hay mucho más que tener en cuenta. Por ejemplo, en un experimento en el que los sujetos están recibiendo algún tipo de tratamiento (medicina, vitaminas, terapia física, acupuntura) el efecto de placebo es una consideración importante. El efecto de placebo significa que pacientes que creen que están recibiendo algún tratamiento en particular pueden demostrar una mejoría aún si no están recibiendo el tratamiento. Para eliminar este tipo de efecto psicológico, en pruebas para examinar una droga nueva un grupo de personas (el grupo de control) recibe píldoras falsas, mientras que otro grupo (el grupo de experimento) recibe la droga verdadera. Sin embargo, es más difícil controlar el efecto de placebo cuando está tratando de examinar algo que no sea una píldora El controlar el efecto de placebo es tan sólo un ejemplo de tratar de manipular una variable mientras las demás permanecen iguales. Por ejemplo, en una prueba de drogas también quieres que tus grupos de control y de experimento estén igual de saludables para empezar. De otra manera, cualquier diferencia en su salud al final no se debería sólo a los efectos de la droga. A veces es difícil asegurarte que los grupos que estás comparando son equivalentes para empezar, especialmente si estás comparando poblaciones que existen naturalmente de personas, plantas o animales, o inclusive (en otros ramos de la ciencia) estrellas, fallas geológicas, glaciares, cuerpos de agua, etc. Así que los resultados pudieran ser dudados si otros científicos piensan que diferencias en otras variables pudieran explicar los resultados.

El llegar a conclusiones a partir de información no es tan simple. Es normal que los científicos ofrezcan posibles explicaciones alternativas. El intercambiar ideas y tener discusiones entre científicos son esenciales para el progreso sano de la ciencia.

Todos los científicos usan modelos de un tipo u otro. Los modelos son útiles para hacer a conceptos más visibles y fáciles de entender. Algunos modelos, como el modelo mosaico de fluido de una membrana celular, son una simplificación de la realidad. Sin embargo, otros modelos tratan de apegarse mucho más estrechamente a la realidad porque los científicos quieren usarlos para hacer predicciones y ponerlas a prueba. Al hacer esto, un investigador puede determinar si todos los factores que contribuyen a un fenómeno son entendidos debidamente.

En las ciencias biológicas, los organismos modelos son especies usadas para estudiar procesos biológicos. A veces los organismos modelos son utilizados porque no sería ético llevar a cabo algún estudio en particular con humanos (por ejemplo, cómo analizar cómo la privación social afecta el desarrollo del cerebro). Más frecuentemente, los organismos modelos son usados porque ofrecen ciertas ventajas. Por ejemplo, es relativamente fácil hacer cambios a los genes de una mosca de fruta para estudiar el papel de esos genes en su desarrollo. La levadura y las bacterias son relativamente simples y se multiplican rápidamente, y por eso son ideales para estudiar cómo los organismos evolucionan con el tiempo. Los ratones y las ratas son mamíferos como nosotros y comparten una fisiología similar. Entonces, los estudios llevados a cabo en ellos pueden ayudar a investigadores a comprender



preguntas como cuáles efectos tiene una medicina en el cerebro. A menudo, varios tipos de organismos modelos son usados por diferentes laboratorios para estudiar la misma pregunta de investigación o alguna relacionada. Los hallazgos de cada laboratorio pueden ser complementarios o se pueden contradecir, pero de cualquier manera avanzan el entendimiento. Diferentes preguntas requieren de diferentes métodos y herramientas de investigación para solucionarlas, pero hay algunas cosas en común en las maneras en que los científicos buscan soluciones. El número exacto y la identidad de estos pasos varían en cómo son descritos pero básicamente son así:

1. Desarrolla una hipótesis. 2. Crea un experimento para poner a prueba la hipótesis. 3. Lleva a cabo el experimento. 4. Analiza los resultados. 5. Llega a conclusiones sobre si la hipótesis es correcta o incorrecta.

¿Cómo surgen los problemas científicos? La respuesta es simple, surgen de una característica humana básica, la curiosidad. Siempre se esta interesado en saber el por que o el como de cuanto se nos presenta ante nuestros sentidos. Figura 1.

Figura 1 : Secuencia lógica desde que nace la pregunta hasta que se resuelve, a través de la metodología científica



Los problemas se presentan en todas las magnitudes. No tiene que ser una persona excepcional para ser un científico, pus hay problemas para todas las capacidades. El primer paso es “ver” el problema y plantearlo en un lenguaje conciso y claro, la meta es la solución del mismo. OBJETIVOS

� Conocer, el método científico y su aplicación en el área biológica. ACTIVIDAD A. Un problema para ser analizado mediante la Obser vación Científica

¿Qué factores hacen que una sustancia difunda en otra con diferente rapidez?

Ponga volúmenes iguales de agua destilada en 5 tubos de ensayo numerados del 1 al 5. Caliente a baño maría, de modo que los respectivos tubos alcancen y mantengan temperaturas de 10°, 25°, 40°, 55° y 70°C. Una vez alcanzadas las temperaturas indicadas para cada tubo, agregue a los tubos 1, 2, 3, 4 y 5 gotas respectivamente de azul de metileno. Mida el intervalo transcurrido (tiempo de difusión) entre el tiempo cero (momento de colocar el colorante) y el tiempo final (momento en que la distribución del colorante en el tubo es uniforme). REGISTRE LOS RESULTADOS

TUBO Nº 1 Nº 2 Nº 3 Nº 4 Nº 5 Tiempo (min) Confeccione un gráfico en papel milimetrado con los resultados observados.

� ¿Cuáles son las variables en este experimento y cómo deben situarse en los ejes de las coordenadas?

� ¿Qué efecto tiene la concentración sobre la velocidad de difusión? � ¿Qué efecto tiene la temperatura sobre la velocidad de difusión?

Con estos datos elabore una hipótesis respecto a él o los factores que afectan la velocidad de difusión del colorante orgánico utilizado.



B. Una hipótesis para ser analizada mediante experi mentación,

¿confirmación o rechazo? Para verificar las posibles explicaciones, es indispensable ponerlas a prueba a fin de encontrar la verdadera. Por cuanto, es preciso que diseñe un experimento, el que a través de los resultados que proporcione, podrá confirmar o rechazar las inferencias hechas, esto le permitirá determinar cuál o cuáles de sus hipótesis es la correcta. MODELO EXPERIMENTAL (diseño) RESULTADOS : 1.-

Tubo Nº1 Nº 2 Nº 3 Nº 4 Nº 5 Tiempo (min)

2.- Tubo Nº 1 Nº2 Nº 3 Nº 4 Nº 5 Tiempo (min) REGISTRE LOS RESULTADOS EN GRAFICOS � ¿Cuáles son sus conclusiones? � Con los datos obtenidos del modelo experimental ¿es posible determinar la

hipótesis correcta respecto al o los factores que afectan la velocidad de difusión del azul de metileno? Si así es, formúlela.

� ¿Cree usted, que su hipótesis es válida para otro tipo de sustancias? � ¿Qué deberá hacer para generalizar su hipótesis?

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