CAPITULO 4 EXPERIMENTOS DE g i a b i o l oCon un paloar l go removemos la mezca dl e agua y estiércol dejando que escape cualquier burbuja d aire que haya quedado atrapada. Finalmente

EXPERIMENTOS

DE

CAPITULO 4

biologia

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas Página 124

BI O DI GE ST O R C A SE ROEl aparato que vamos a construir usa una botella grande de 18 litros como el biodigestor. Unamezcla de agua y desechos animales producirá el metano, el cual recogeremos en un globo degoma o de plástico. El frasco de 18 litros funciona como el estómago de un animal vivo y le daa las bacterias que producen el metano el ambiente cálido y húmedo que necesitan.

MATERIALES

- Botella de plástico de 18 litros.- Globo de goma extra grande o Pelota inflable.- Conector T de acuario- Manguera para acuarios- Válvula para acuarios (con llave)- Un corcho que quepa en la boca de la botella- Un mechero bunsen

CONSTRUCCION

Primero debemos preparar el sistema derecolección de biogas.

1. Cortamos unos 20 cm de la mangueritade plástico para acuario, luego insertamos unode los extremos en el lugar por donde se infla lapelota de goma y sellamos lo mejor posible. Enla foto se puede ver un globo plateado que tieneuna pequeña manguerita por la cual se soplapara inflarla.

2. Comprobamos si al sop lar por lamanguerita el globo se infla sin problema.Luego, tomamos el corcho y le hacemos unagujero en el centro para luego colocar en ésteel conector T para acuario. Lo aseguramos consilicona caliente.

3. Ahora conectamos otro trozo de 40 cmde manguera de plástico para acuario a unallave para acuario. Esta sirve para cerrar o abrirla provisión de aire del acuario y nos servirácomo llave de paso para el metano. En la fotousamos una llave de gas de cocina, la cual sinembargo es muy grande.


4. En el dibujo al lado se puede ver como sehacen las diferentes conecciones. Notaremos quehemos usado unos conectores que son tubos decobre, que son los recomendados, pero soncaros y di fíci les de conseguir. Todas lasconecciones se pueden hacer por medio demangueras de acuario que son bastante gruesasy resistentes. El globo o pelota de gomasimplemente sirve como recipiente del gas eimpide que el frasco se rompa con la presión deéste primero. Uno de los extremos de la válvulase conecta a una manguera sujeta a un mecherobunsen en el cual se quema el gas. También sepuede usar una pequeña cocina a gas.

PREPARACION DE LA MEZCLAPrimero debemos cortar una botella de gaseosadescartable para hacer un gran embudo,colocamos este en la boca del frasco biodigestory vertemos un poco de estiércol. Usamos un palitopara empujar el estiércol si este se bloquea en elembudo. Debemos hacer que llegue hasta lacuarta parte de la botella como máximo. Luegovertemos agua hasta que llegue casi al cuello dela botella, pero sin bloquear la boquilla delconector T que está en el corcho.

Con un palo largo removemos la mezcla de aguay estiércol dejando que escape cualquier burbujad aire que haya quedado atrapada. Finalmentetapamos la botella con el corcho y colocamos elbiodigestor en un lugar cálido como una ventanao al lado de un calentador. Si se coloca en unaventana, debemos tapar o pintar la botella denegro para evitar que crezcan algas en el inte-rior. Al cabo de unos días notaremos que el globoo la pelota se comienza a inflar, lo que denotaque se está produciendo gas metano. Debemostratar a este gas con mucho cuidado, pues seinflama fácilmente. En la foto se puede ver elaparato terminado en pleno funcionamiento.

Hacemos notar que se usó un globo de mylar(plateado) que se vende el d ía de losenamorados.

Tubo de goma

Tubos de goma Adaptador T

Tubo de Cobre

CorchoTapa

Globo

Válvula


Pagina 127

En casi todos los acuarios se puede encontraruna criatura especialmente maravillosallamada Pez Nariz de Elefante o máspropiamente: Gnathonemus petersii , unmiembro de la familia de los Mormiridos.

Aparte del interés por la “pinta” del animalito,hay un aspecto más facinante: emite pulsos deelectricidad en el agua con los cuales puedelocalizar comida, otros peces y a su pareja. Essimple escuchar estas señales eléctricas conequipo sencillo y barato como un audífonopiezoeléctrico o un pequeño amplificador. Unaudífono piezoeléctrico es un dispositivosimple, aunque en desuso hoy en día se lo usaen los receptores de radio a cristal. Se loinserta en el oído y es muy sensible a lasseñales eléctricas, por lo que es perfecto paradetectar las señales eléctricas que emite el PezNariz de Elefante para convertirlas en sonido.

MATERIALES

Acuario

Electrodos de bronce (para soldar)

Audìfono piezoeléctrico

Amplificador

Cables de conexion

COMO HACER PARA ESCUCHAR

A UN PEZ ELECTRICOA UN PEZ ELECTRICOA UN PEZ ELECTRICOA UN PEZ ELECTRICOA UN PEZ ELECTRICOEscuchando al pez nariz de ElefanteEscuchando al pez nariz de ElefanteEscuchando al pez nariz de ElefanteEscuchando al pez nariz de ElefanteEscuchando al pez nariz de Elefante

PROCEDIMIENTO

Se hace lo siguiente:

Toma los electrodos de bronce, córtalos ala medida adecuada, es deci r, quesobresalgan unos 10 cm del borde del acuario,luego suelda alos xtremos los cables delaudífono.

Para escuchar al pez simplementesumerge uno de los cables del audífono en unextremo del tanque de agua y el cable restanteen el otro extremo del tanque, luego coloca elaudífono en tu oreja. Si el pez está quieto lospulsos se escuchan de vez en cuando. Pero sise mueve se incrementa la frecuencia de lospulsos hasta que se oye casi un zumbido. Estoocurre porque al moverse el pez, necesita másinformación del ambiente para poder navegar.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 128

Usa los pulsos como un sonar para evitarobstáculos, encontrar comida, evitar a losdepredadores y para localizar otros miembrosde su especie. Para que la señal se escuchemás fuerte necesitarás un amplificador. Unestéreo tiene usualmente una entrada auxiliaro para el tocadiscos que puedes usar.Simplemente conecta unos cables y pon losdos cables dentro del tanque de agua de lamisma forma en que hiciste anteriormente. Lafoto muestra un pequeño amplificador a pilas.

Un cable va a la entrada del amplificador y unosconectores del tipo quijada de caimán seaseguran a dos trozos de electrodos de bronceque se introducen al agua a la izquierda yderecha del tanque. El pez se ha colocadotemporalmente en un acuario pequeño paraque la fotografía sea más fácil de tomar. Conel ampli ficador, varias personas puedenescuchar a este pez.

De Donde Vienen las SeñalesDe Donde Vienen las SeñalesDe Donde Vienen las SeñalesDe Donde Vienen las SeñalesDe Donde Vienen las SeñalesCon ayuda de un osciloscopio o tarjeta desonido de una computadora podemos capturarla señal y observar el gráfico que produce, talcomo te mostramos abajo.


Pagina 129

Abajo se puede ver uno solo de los pulsos.

Coloca un micrófono en el amplificador paracaptar los sonidos a una tarjeta de sonido deuna computadora y examina los gráficos endetalle.

El Organo EléctricoEl Organo EléctricoEl Organo EléctricoEl Organo EléctricoEl Organo Eléctrico

El órgano eléctrico del Pez Nariz de Elefantees claramente visible en esta foto, es el par debandas blancas que va entre las aletas en elmedio del cuerpo.

En la foto de al lado se ve el órgano que emitelas senales, es un músculo modificado. Lospeces son muy sensib les a pequeñascantidades de contaminantes en sumedioambiente; en Alemania se usa el PezNariz de Elefante para detectar cantidadesmuy pequeñas de plomo y tricloroetileno en elagua de abastecimiento de las ciudades.Como las descargas eléctricas son tan fácilesde detectar y monitorear con una computadora,es un método más barato que las pruebasquímicas y se puede hacer en forma continua.El número de descargas por minuto decaeconsiderablemente cuando el nivel de lasimpurezas se e leva, incluso a n ivelesconsiderados muy por debajo de lo peligroso.

Otros Peces Eléctricos

Los más conocidos son la Anguila Eléctrica deSud América Electrophorus electricus, y el pezGato africano Malopterurus electricus. Otrofamoso pez eléctrico es la Manta Raya delMediterráneo Torpedo torpedo. Hay un pez

gato eléctrico de China, el Parasilurus asota.Son grandes peces con poderoso órganoseléctricos que usan para atontar a su presa ya lejar a los depredadores. Otros peceseléctricos son como el pez Nariz de Elefante,en los que las descargas eléctricas son muypequeñas y se usan para navegación ycomunicación. De la misma familia (llamadospeces mormyriformes) que el pez Nariz deElefante hay otras especies como Pollimyrusisidori, Gymnarchus niloticus, y Brienomyrusbrachyistius. Otra familia de descargas débilesson los sudamericanos gymnotoides talescomo Hypopomus artedi, Sternopygus, yEigenmannia. Mientras que elHypopomusproduce pulsos como el Pez Nariz de Elefantelos otros producen ondas sinusoidalescontinuas. Los peces gymnotoides de SudAmérica Eigenmannia vi rescens, yApteronotus albifrons son fáciles de conseguiren los acuarios de peces tropicales. Todosellos emiten ondas continuas, en vez depulsos..


Pagina 130

INTRODUCCIONEl microscopio es un instrumento que tepermite visitar las cosas muy pequeñas,aquellas que incluso no puedes ver a simplevista y cuya existencia se ignoraba hasta lainvención de este. Te invitamos a construir unsencillo microscopio que te permitirá investigaren el mundo del microcosmos.

Nuestro microscopio se basa en uno muyantiguo inventado por un científico aficionadodel siglo XVII llamado Anton van Leeuwenhoek.Como su antecesor, nuestro microscopio está

basado en un sólo pero poderoso lente.

EL MICROSCOPIO DEEL MICROSCOPIO DEEL MICROSCOPIO DEEL MICROSCOPIO DEEL MICROSCOPIO DELEEUWENHOEKLEEUWENHOEKLEEUWENHOEKLEEUWENHOEKLEEUWENHOEK

Una gran parte de los descubrimientoscientíficos en el siglo pasado ( y aún hoy endía) fueron hechos por aficionados.

Leeuwenhoek era un simple vendedor detelas. Utilizaba para su trabajo pequeñas“perlas de cristal” para examinar las telas endetal le . N inguno de los co legas deLeeuwenhoek tuvo la idea de observar otrosobjetos porque tal vez pensaron que no valíala pena hacerlo. Si embargo Leeuwenhoek,tenía una natural e insaciable curiosidad ycomenzó a observar todo a su alrededor.Examinó saliva, sangre, agua estancada,vinagre, cerveza y muchas otras cosas. Todasel las eran in teresantes, pero e l aguaestancada (cuanto más sucia mejor) fue elmejor objeto de estudio. Descubrió y examinómuchos microorganismos. Mandó reportes ala Academia de Ciencias de Inglesa, la RealSociedad de Londres, quienes distribuyeronestos reportes y todo el mundo se enteró deestos descubrimientos.

M I C R O S C O P I OM I C R O S C O P I OM I C R O S C O P I OM I C R O S C O P I OM I C R O S C O P I OCON ESFERA DE VIDRIO


Pagina 131

Por tanto el fundador de la microbiología fueun simple aficionado a la ciencia, pero lacomunidad científica se dio cuenta de laimportancia de estos descubrimientos sólodespués de décadas. Para obtenerampliaciones más grandes, Leeuwenhoekhizo lentes cada vez más pequeños, llegandoa fabricar lentes de 1 a 2 mm de diámetro.Estos lentes son difíciles de sujetar y enfocar ypara evitar estos problemas Leeuwenhoek lossujetaba entre dos placas de bronce. Colocabalo que quería observar en la punta de un tor-nillo, de manera que podía regular en formaprecisa la distancia entre el objeto y el lente elobservador tenía que acercar e l ojo a linstrumento y mirar a través del lente.

Este instrumento estaba compuesto de un sololente. Por la gran curvatura de la lente, éste eramuy poderoso y permitía magnificaciones demás de 300X casi tanto como un microscopiomoderno. Este microscopio se l lama“microscopio simple”, porque está formado porun sólo lente. Al mismo tiempo queLeeuwenhoek, un físico inglés llamado RobertHooke, había construido un microscopiocompuesto, es decir, hecho de dos lentes: elobjetivo (que va abajo) y el ocular (por dondese mira). Sin embargo las técnicas defabricación de los lentes no era perfecta y portanto estos microscopios tenía serios defectosópticos, lo que los hacía menos efectivos quelos microscopios simples. Solo en la primeramitad del siglo XVIII se perfeccionaron losmicroscopios compuestos.

Leeuwenhoek construyó cientos demicroscopios y algunos de estos aún existen yse conservan en museos (fig. 1).Esencialmente, este instrumento no era fácilde usar y no tenía un sistema de iluminación.

NUESTRO MICROSCOPIO Y EL DELEEUWENHOEK En los años 50, en la Revista “Scientific Ameri-can” , D.L. Stong redescubrió el viejomicroscopio de Leeuwenhoek y le dio

importantes mejoras. Adaptó el uso de losportaobjetos y le puso un espejo movible parala iluminación. La más importante innovaciónde Stong es la construcción de los lentes.Mientras que Leeuwenhoek pulía los diminutoslentes biconvexos en forma manual, Stongusaba un procedimiento mucho más simpleque se basaba en la tensión superficial delvidrio fundido para obtener lentes esféricosmuy precisos. Trabajaba con varillas de vidrioy un mechero bunsen, con los cuales obteníamuy buenos lentes. Algunos de los gráficos queverás en esta nota son del citado autornorteamericano.

En la revista “Scienza & Vita” de diciembredel ’93, se puede ver un microscopio hechoen base al de Stong, pero con un mecanismodiferente y otro tipo de sistema de iluminación.

Este microscopio puede l legar amagnificaciones de hasta 200X. Lo que lohace muy útil en el campo, para su uso por losprofesores de biología.


Pagina 132Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

CONSTRUCCIÓN DELMICROSCOPIOEl microscopio que vamos a construir se puededivid ir en cuatro part es:-La parte óptica- El aparato de enfoque- La estructura de soporte o portaplatina- El sistema de iluminación

Para que tengas una mejor idea, puedes verlas figuras 1 y 2, si deseas puedes hacermodificaciones. Nosotros ya hicimos muchas,algunas de las cuales te contaremos luego.

La parte óptica está formada por la lente uobjetivo. En este caso una esfera de cristal conun diámetro de unos 1.2 mm a 2.5 mm quefunciona como una lupa. Es muy poderosa ydebe ser mantenida a una distancia de unospocos milímetros de los objetos que deseamosobservar.

Pagina 133

COMO HACER EL LENTEPara fabricar el lente necesitas (fig.4) unavarilla de vidrio con un diámetro de unos 3 mma5 mm, un mechero Bunsen y un par de pinzas.Para reducir la formación de burbujas de gasen las esferas de vidrio, debes lavar bien lavarilla de vidrio con agua y jabón. Evita tocarcon las manos la parte central de la varilla.Luego de ajustar la llama del mechero Bunsen,calienta la parte central de la varilla mientrasla haces girar entre los dedos. Cuando el vidrioesté lo suficientemente caliente y blando, quitade la llama y jala con firmeza con ambas manoshasta obtener una varilla de unos 0.3 m. Rompela varilla con las pinza por el medio, sin tocarcon los dedos. Luego acerca a la llama la varilladelgada y notarás que se produce una esferita,déjala en la llama hasta que tenga un tamañode 1.5 mm a 2 mm. Luego saca de la llama y


Pagina 134

deja que la esfera se enfríe. Ahora rompe lavarilla a unos 10 mm de la esfera. Usarás estacolita para pegar la esfera en su lugar. Lo quegarantiza la forma esférica de la bolita es latensión superficial del vidrio fundido.

Aunque la fuerza gravitacional tiende adeformar la esfera, para obtener lentes debuena ca lidad debes mantener lasdimensiones que te damos. Deberás prepararunas 10 esferitas, luego las examinas con unalupa para escoger la que tenga lasdimensiones adecuadas y que esté sinburbujas de aire y otras imperfecciones.Habrán rastros de hidrocarburos en la esferade vidrio que fabricaste, por lo que tendrás quelimpiarla con alcohol y un papel suave. El poderde ampliación de l objetivo es mayor cuantomenor es su tamaño.

Habrán rastros de hidrocarburos en la esferade vidrio que fabricaste, por lo que tendrás quelimpiarla con alcohol y un papel suave. El poderde ampliación de l objetivo es mayor cuantomenor es su tamaño.

Cómo puedes determinar su poder deampliación? Simplemente resuelve estaecuación: I=333/d, donde I es el poder deampliación y d es el diámetro de la esferaexpresado en milímetros. Por ejemplo para unaesfera de 1.66 mm de diámetro tendremos unaampliación de 200 X

MECANISMO DEENFOQUEComo necesitamos enfocar con muchocuidado, el lente está sujeto a una lámina demetal conectada a dos tornillos. El primero


sirve para el enfoque y el segundo para ela juste fino.El objetivo (lente) se coloca en una de lasláminas sobre un agujero. En la fig. 3 se venlas dimensiones. La forma en U le da a las dosláminas estabil idad.Como puedes ver en las figuras 2 y 3 la basedel objetivo está curvada para darle másestabilidad.LA PORTAPLATINA La portaplatina es simplemente una caja demadera con dos aberturas a los lados. Estásujeta con pegamento y clavos. La parte dearriba debería tener un material como Formica,pero no es muy necesario. Lo que sí debeshacer es un agujero de unos 10 mm dediámetro para que pase la luz del iluminador.También debes hacer dos agujeros para lostornillos.SISTEMA DE ILUMINACIÓN Esta es una parte crítica, porque una buenailuminación nos permitirá observar los objetoscon nitidez. La luz del sol no sirve, así que esmejor usar un pequeño foco de linterna.MONTANDO EL OBJETIVOEl objetivo debe ser pegado bajo la lámina deenfoque en e l asiento cónico (f ig3).Para pegar el lente coloca un poco de pinturapara uñas en la colita (fig. 5). Sin tocar el lentecon los dedos, debes presionarlo un pocohacia abajo para eliminar espacios, de hecho,si pasa algo de luz por los bordes, la nitidezde la imagen se reduce bastante.

USO DEL MICROSCOPIOEste instrumento sirve para observar objetostransparentes. Por esta razón es mejor escogerobjetos pequeños y transparentes. Debescolocar el objeto en una portaobjeto y taparlocon un cubreobjeto (fig. 6). Ten cuidado al bajarel lente, no debe mojarse ni ensuciarse.Enciende el iluminador, coloca al centro elobjeto y coloca tu ojo tan cerca como seaposible del lente. Ahora enfoca con los tornil-los hasta que se vea bien la imagen (fig. 7).

Pagina 135 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Esta es una guía que permite construir, paso a paso, un microscopio USB. No hace falta serun experto de la electrónica para conseguirlo, ni tampoco disponer de herramientas especiales.Solo hace falta una webcam USB de las más baratas, un LED blanco de alto brillo, un resistory ganas de trabajar un rato. Si te animas, en aproximadamente una hora puedes tener tumicroscopio conectado al computador.

En realidad, lo que vamos a hacer essubstituir el ojo humano por la cámara web.Para ello, necesitamos en primer lugardesarmar la webcam, descartando la “cas-cara” plástica que la protege. Solo nos haráfalta la placa electrónica y el dispositivoóptico que hay en su interior. Para desarmarla cámara solo necesitaras un destornilladory un par de minutos.

Una vez hayas desarmado la webcam, quizásquieras proteger los circu itos del ladoopuesto a la lente. Puedes utilizar alguna re-sina o pegamento plástico, siempre y cuandono sea conductor de la electricidad (la granmayoría de ellos no lo son).

El paso siguiente consiste en tomar el cableque une nuestra webcam con el ordenador ypracticarle un corte a la funda que protegelos conductores internos. Esta abertura, deunos 4 o 5 centímetros a lo largo del cablenos permitirá acceder a los cuatro cablecillosque hay en su interior. Veremos que uno deellos es de color rojo, y otro negro. Estos doscables corresponden a los +5V y GND delpuerto USB. Los utilizaremos para alimentarel LED blanco de alto brillo que iluminará lamuestra que queremos ver en el microscopio.

Este LED debe conectarse eléctricamente aestos cables mediante una resistencia enserie, ya que un LED típicamente funcionacon una tensión cercana a los 3V, y este con-ductor posee 5V. Una resistencia de 1/8 dewatt y 220 ohm se encargará de reducir latensión para que el LED no se dañe.

MICROSCOPIO ELECTRONICO(IMAGENES EN LA COMPUTADORA)


Fibras de algodón, aumento de 600x Granos de polen, directo a la pantalla de tu PC.

A la hora de realizar las conexiones hay que tener cuidado de que el terminal más largo del LEDsea el que se une al cable rojo. Caso contrario, no encenderá. Con esto terminamos lasmodificaciones de la webcam.

Solo nos resta fijar la cámara y el LED sobre el microscopio. Deberemos fijar la lente de lacámara (sin separarla de la electrónica de control) al extremo del microscopio. Esta cámarareemplazará a tu ojo, y enviara las imágenes al ordenador. El LED se coloca debajo del soporteque sostiene las muestras a analizar. Seguramente deberás usar más pegamento o algunacinta adhesiva para fijar todo. Tomate tu tiempo, de manera que todo quede firme y no demasiadodesprolijo.

Una vez que hemos hecho esto, conectaremos el cable de la cámara al puerto USB delordenador. Utilizando el mismo programa que empleabas para ver tu bonita cara en la pantalladel PC podrás ver lo que pongas en el portaobjetos del microscopio. Es posible que debashacer algunos ajustes con los controles del microscopio para que la imagen aparezca nítida, talcomo lo haces cuando usas tu ojo para mirar.


Pagina 138

PUNTO CIEGO DEL

OJO

La retina es el tejido nervioso que recubre laparte de atrás del ojo. Sobre ella se formanlas imágenes que nos dan la sensación devisión. Está formada por unas célulasespecialmente sensibles a la luz llmadas conosy bastoncillos. La retina está conectada alcerebro por medio del nervio óptico. El puntoen el que éste se une a la retina se denominapunto ciego por carecer de célulasfotosensibles (sensibles a la luz).Normalmente no percibimos el punto ciego yaque al ver un objeto con ambos ojos la partedel mismo que llega sobre el punto ciego deuno de ellos, incide sobre una zona sensibledel otro. Si cerramos un ojo tampoco seremosconscientes de la existencia del punto ciegodebido a que el cerebro normalmente nosengaña y completa la parte que falta de laimagen. Esta es la razón de que no fueseconocida la existencia del punto ciego hastael siglo XVII.

Un experimento para comprobar laexistencia del punto ciego

· En una cartulina dibuja una cruz y uncírculo como se ve en la siguiente figura:

· Coloca la cartulina a unos 20 centímetrosdel ojo derecho.

Cierra el izquierdo, mira la cruz con elojo derecho y acerca lentamente lacartulina.Llegará un momento en que el círculodesaparecerá del campo de visión. Eneste momento su imagen se formasobre el punto ciego.


FUNDFUNDFUNDFUNDFUNDAMENTAMENTAMENTAMENTAMENTO OOOO TEÓRICOTEÓRICOTEÓRICOTEÓRICOTEÓRICO

El ADN es una de las partes fundamentalesde los cromosomas, son estructurasconstituidas por dos pequeños filamentos obrazos, que pueden ser iguales o desiguales,están unidos por un punto común llamadoCentrómero; varían en forma y tamaño, puedenverse fácilmente al momento de la divisióncelular por medio de un microscopio.

Los cromosomas químicamente estánformados por proteínas y por el ÁcidoDesoxiribonucleico o ADN.

EstrEstrEstrEstrEstructuructuructuructuructura del a del a del a del a del ADNADNADNADNADN

El ADN está formado por unidades llamadasnucleótidos, cada una de las cuales tiene tressustancias: el ácido fosfórico, un azúcar decinco carbonos llamada pentosa y una basenitrogenada.

El ácido fosfórico forma el grupo fosfato; labase nitrogenada es de cuatro clases: adenina(A), guanina (G), citocina (C) y timina (T).

OBSERVANDO EL ADN

Según los descubridores del ADN, JamesWatson y Francis Crick, el ADN está formadopor una doble cadena de nucleótidos queforman una especie de doble hélice semejantea una escalera en espiral; a los lados sedisponen en forma alternada un fosfato y unazúcar y en los peldaños dos basesnitrogenadas.

Funciones y Propiedades del ADN

a) El ADN controla la actividad de la célula.

b) Es el que lleva la información genética de lacélula, ya que las unidades de ADN, llamadasgenes, son las responsables de lascaracterísticas estructurales y de la transmisiónde estas características de una célula a otraen la división celular. Los genes se localizana lo largo del cromosoma.

c) El ADN tiene la propiedad de duplicarsedurante la división celular para formar dosmoléculas idénticas, para lo cual necesita queen el núcleo existan nucleótidos, energía yenzimas.

Pagina 139 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

OBJETIVOBJETIVOBJETIVOBJETIVOBJETIVOOOOO

El objetivo principal de este experimento es elde poder observar sin ayuda de ningúninstrumento óptico (microscopio) el ADN,utilizando únicamente materiales caseros cuyocosto no sea alto.

QUE NECESITAS

Agua

Un chorro de líquido lavaplatos

1/2 cucharada pequeña de sal

1 cucharada pequeña de etanol helado o al-cohol desnaturalizado o alcohol de 90 grados(alcohol blanco común)

2 vasos

1 recipiente transparente con tapa

PROCEDIMIENTO

Disuelve media cucharada pequeña desal en medio vaso de agua. Añade un chorrode líquido lavaplatos. Este líquido se usarápara descomponer las células y liberar el ADN.

Ponte aproximadamente una cucharadagrande (20 - 25 ml) de agua clara en la boca.¡No te la tragues! Enjuágate la boca con fuerzamoviendo el agua de una mejilla a otra unos30 segundos. Así se desprenden algunascélulas de las mejillas. Escupe el agua en unvaso de agua limpio.

Añade aproximadamente 1 cucharadapequeña (5 ml) de este fluido a un recipientepequeño limpio con tapa (serviría un tubo deensayo de 20 ml o un bote con una capa deplástico transparente). Añade una mediacucharada pequeña (2,5 ml) de la soluciónde sal y líquido lavaplatos (salina/detergente).

Coloca la tapa en el recipiente y muéveloarriba y abajo con suavidad 3 o 4 veces paramezclarlo (sin sacudirlo para que no salga

demasiada espuma). Así se descompondránlos varios cientos de células de las mejillasexistentes y se soltará el ADN del núcleo.

Incorpora con cuidado una cucharadapequeña de etanol helado en el tubo. El etanolo alcohol de 90 grados (isopropanol) tambiénserviría; asegúrate de que está he ladocolocando la botella en el congelador algunashoras antes del experimento. Observa el puntoen que se juntan las dos capas.

Quizás veas cómo se forman hilos de ADN,como filamentos nubosos que se estiran haciala capa superior (etanol). El ADN no es solubleen etanol, por lo que cuando el etanol seencuentra con la solución de ADN empieza aprecipitar (a formar una sal de ADN).

Podrás atrapar los hilos de ADN con un ganchode vidrio (o uno que hayas hecho con uncierre de plástico) sumergiéndolo con cuidadoa través de las dos capas. Si no funciona,invierte suavemente el tubo varias veces hastaque se mezcle el alcohol. El ADN precipitadoparecerá una pequeña bola de hilo blanco.

Cada una de las células del cuerpo tiene elmismo ADN en su interior. Hemos utilizadocélulas de las mejillas porque son fáciles deobtener.

El ADN se encuentra en el núcleo de unacélula, que es el "centro de control" de la célula.Para extraer el ADN, hemos tenido quedescomponer la célula: el detergente rompela membrana de la célula (la capa exterior deuna célula) y hace que el ADN y otroscomponentes internos de la célula salganflotando.

Al añadir el etanol (o alcohol) se separan loshilos de ADN de los demás elementos dedentro de las célu las. En realidad, loscientíficos utilizan una técnica parecida en ellaboratorio para aislar el ADN para nuevosexperimentos, como el perfilamiento de ADN.

P Pagina 140Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Primero, necesitamos conseguir algo que contengaADN. Como el ADN es la parte fundamental de todolo vivo, cualquier cosa viva t iene ADN.

Para este experimento podemos usar arbejas. Peropodemos usar otras fuentes de ADN como:

· Espinacas· Hígado de pollo· Frutillas· Habas

QUE SE HACE

1. Colocar en la licuadora:· 1/2 taza de arbejas· 1/8 de cuchara de sal de mesa· 1 taza de agua

Licuar en velocidad a lta por 15 segundos

La licuadora separa las células de las arbejas unasde las otras. En realidad se obtiene una sopa dearbejas.

2. Se vacía la “sopa” de arbejas a travéz de uncolador en un recipiente alto(como una taza de medir).

Se añaden 2 cucharadas de detergente líquido (unos30ml) y se mezlcla con cuidado.

Se deja que la mezcla repose por unos 15 minutos.

Se vacía la mezcla en tubos de ensayo o recipientesangostos y largos hasta una tercera parte.


3.- Se añade media cucharilla de enzimas en el tubo de ensayo y se agita con cuidado. No hayque agitar demasiado fuete o se puede destruir el ADN.

La enzima que se usa es el suavizador de carne en polvo, el cua se lo puede encontrar encualquier supermercado o tienda. Si no se dispone de suavizador de carne se puede usar jugode piña, jugo de papaya o una solución para limpiar lentes de contacto.

4.- Ahora se toma el tubo de ensayo y se loinclina un poco y se vacía en el interio alcohol90 grados o alchohol blanco común (alcoholetílico) de manera que forme una capa sobrela mezcla de arbejas. Se vierte el alcohol hastaque se tiene la misma cantidad de alcoholcomo mezcla de arbejas.

El ADN se leventará en el interior del alcohol.Se puede usar una varilla de madera parasacar el ADN de la mezcla de arbejas hacia elalcohol.

El alcohol es menos denso que el agua,demanera que flota. Como se forman doscapas separadas toda la grasa y laproteina que hemos separado debemigrar hacia abajo, mientras que el ADNse dirige hacia el alcohol.

El ADN es una molécula larga fibrosa quese entremezcla en el alcohol, tal como seve en la fotografía al lado.


La Electroforesis es una de tantas técnicas de separación de sustancias diferentes. Se basaen la diferente mobilidad de los iones (moléculas con carga negativa o positiva) en un soporteque se somete a un campo eléctrico. Los ione se trasladan en el sustrato más o mensorápidamente dependiendo de su tamaño, carga, etc. De acuerdo a la técnica que se use, elaparato consiste de dos pequeños reipientes que contienen un electrólito, un soporte (que puedeser papel filtro, tiras de acetato de celulosa, gel o un tubo capilar), una fuente de poder decorriente continua (CC) y dos electrodos. La electroforesis se usa para separar sustanciastales como aminoácidos, proteinas, ADN, etc. Como en el caso de la cromatografía, la genteusa diferentes soportes y solventes de acuerdo a las sustancias que se separarán.

QUE SE HACE

1 - Como se ve en el dibujo explicativo, se colocan dos recipientes alejados unos 3 cm. Se vacíaen cada recipiente un electrólito hecho de una cucharada de sal de mesa y otro de una cucharadade bicarbonato de soda (bicarbonato de cocina) cada uno disuelto en 1 1/2 tazas de agua. Secoloca una placa de vidrio sobre ambos recipientes (haciendo un puente) y sobre esta se colocauna tira de papel filtro mojado en el electrólito. Esta tira de papel tiene ambos extremossumergidos en los recipientes conteniendo los eléctrólitos para cerra el circuito eléctrico. Setoma un lápiz y se dibuja una linea a travez del papel y se coloca una gota de sangre encima. Secubre el papel con una segunda placa de vidrio (se pueden usar portaobjetos para microscopios).

ELECTROFORESIS

45 voltios, se pueden usar pilas conectadas en serie

Usar dos placas de vidrio plano

Electrólito

Linea dibujada con lápiz Papel filtro


Se colocan los electrodos en el electrólito de cada recipiente y se apliocan unos 45 voltis decorriente contínua (de 4 a 8 Voltios por centimetro). Para los electrodos se pueden usar alambresde nicromo (obtenidos de la resitencia de un aparato eléctrico como una estufa, etc.). Para lafuente de alimentación se puede usar un transformador o pilas secas concetadas en série. Alpasar un momento, se podrán observar 5 pequeños puntos moviéndose hacia el electrodonegativo. Estos puntos están constituidos por los diferentes componentes proteicos del plasma:globulinas (alfa, beta, gamma), albuminas y fibrinogeno. En realidad para qu estas sustanciasse puedan observar mejor se debe usar un compuesto que tiña; se puede usar el jugo de unrepollo rojo.

2 - Se pueden tratar de separar algunas sustancias que se usaron en los eperimentos decromatografía y observar lo que ocurre. Hya que recordar que algunas de lassustancias puedenno ser ionicas y el experimento no funcionará.

CUIDADO!: No se deben usar altos voltajes para levar a cabo este eperimento. No se debetocar ninguno de los electrodos o la tira de papel. Es buena idea colocar un fusible a uno de loscables, el fusible actuará cuando haya una sobretensión o algo no salga bien. Es recomendableno usar más de 10 mA; cuando los puntos lleguen al final de su viaje es preferible desconectarlas baterías o pilas.


CENTRIFUGADORASENCILLA

La centrifugadora es un aparato mecánico que utiliza la fuerza centrípeta para separar sustanciasde diferentes densidades. Una centrifugadora común es un recipiente que gira a gran velocidad.El único límite para la fuerza centrípeta es la resistencia del metal con el que está fabricado elaparato. Las fuerzas centrípetas pueden ser miles de veces más intensas que la fuerza de lagravedad.

Las centrifugadoras pueden usarse para la separación rápida de sustancias que en condicionesnormales se separarían lentamente bajo la influencia de la gravedad. Por ejemplo, puedeacelerarse el secado de un sólido centrifugándolo. Este principio se aplica en el ciclo decentrifugado de las lavadoras automáticas convencionales. La primera centrifugadora construidacon éxito, un separador de nata, fue inventada en 1883 por el ingeniero sueco Carl de Laval.Desde entonces se han hecho muchas otras aplicaciones del centrifugado. (Para la separaciónde isótopos, como los isótopos de uranio, para la separación de células de la sangre y para laseparación de azúcar del jarabe).

Cuanto más pequeño es el diámetro de una centrifugadora, mayores son las fuerzas y lasaceleraciones que se ejercen sobre el contenido, y más rápidamente puede girar sin romperse.Las centrifugadoras más potentes, conocidas como ultracentrifugadoras, son tubos largos yestrechos que giran a gran velocidad. La ultracentrifugadora fue desarrollada hacia 1920 por elquímico sueco Theodor Svedberg, y mejorada por el físico estadounidense Jesse Beams.

En la ultracentrifugadora de Beams el rotor, la parte que gira de una centrifugadora, se suspendemagnéticamente en el vacío y se mueve mediante un motor eléctrico. De este modo, la fricciónse reduce a una cantidad insignificante; por ejemplo, si un rotor de 2 mm da vueltas en un vacíode 1/400.000.000 de la presión atmosférica a 100.000 revoluciones por segundo y la fuerzamotriz se desactiva, sólo se perderán 100 revoluciones por segundo cada hora.

Centrifugadora médicaEsta centrifugadora se empleapara separar los componentes dela sangre antes de ser analizados.La sangre se introduce en un tubode ensayo que a su vez se colocaen el rotor de la centrifugadora. Elrotor se hace gi rar a granvelocidad, con lo que loscomponentes más pesados de lasangre van a l fondo del tubomientras los más l igeros sequedan en la superficie.

Centrifugadora médica


Las centrifugadoras pueden llegar a costar varios cientos de dólares, la que aquí describimoses una centrifugadroa muy práctica y que casi no cuesta nada. Se usa en su construcción unavieja licuadora de cocina, un trozo de tubo de plástico y un contenedor de comida. Nosotrosusamos una licuadora Osterizer, pero se pude usar casi cualquier tipo de licuadora.

En realidad esta es una “microcentrifugadora,” (debido a que usa tubos de plástico miniaturapara llevar las muestras) y consiste de tres partes: una base con motor, un cilindro interior giratoriocon los tubos de muestras y una barrera fija exterior, que proteje al usuario de las altas velocidadesdesarroladas en el aparato. Antes de construir este aparato se necesita comprar un juego detubos para centrifugadoras.

Tubo de microcentrifugadora

Contenedor paracomida, de plástico

Tapa de tuboPVC

Tapa del contenedorde comida

La mayor parte de las licuadoras tienen una pieza de plástico directamente sobre la base. SEdebe cortar esta pieza con una sierra y lijar cualquier parte saliente con lija. Luego se hace labarrera fija con una contenedor de comida (de plástico grueso) que debe ser al menos de 20cmde diámetro y tener 10 cm de profundidad. Se corta un gran agujero en el centro de la tapa delcontenedor de comida y se encola sobre el eje giratorio de la licuadora con un peghamentofuerte, de manera que el eje sobresalga del medio. Debemos asegurarnos que el pegamentono ha colda o el eje ni ninguna de las partes giratorias.

El rotor de la centrifugadora se hace de una tapa de tubo de PVC, que es basicamente uncilindro corto con un extremo cerrado. Se debe conseguir en la ferretería local una tapa de unos10 cm de diámetro y debe tener unos 0,3 cm de espesor. Con cuidado se taladra un agujero amitad de la altura del cilindro usando briocas cada véz más grandes hasta obtener un orificiodel tamaño de los tubos para las muestras. Se repite este procedimiento tres veces para crearun total de cuatro orificios espaciados uniformemente alrededor de la circunferencia del cilindrode plástico.

Cortar estaparte y lijarlos restos

Perforaragujeros enel cilindrogiratorio


El eje del motor debe estar alineado con precisióndirectamente al centro de masa del cilindrogiratorio y pude ser que este no sea el centro geométrico. Para encontrar el centro exacto paraperforar se suspende la tapa de un corto trozo de hilo y de manera que su superficie planaqueda en ángulo recto con el piso.

El centro de masa queda en algún lugar entre la linea que va directamente hacia abajo del puntode suspensión. Para encontrar exactamente donde perforar se coloca tiza en una plomada y selo alinea con el hilo del cual está suspendida la tapa. Con cuidado se baja la plomada, casi sintocar la tapa y se dan toquesitos para que tengamos un rastro de tiza que os indicará el centro.Esto se debe repetir al menos dos veces.

Ahora se debe peroforar con presición en el punto que se encontró, asegurandonos que elagujero sea completamente vertical, para esto se debe usar un taladro de mesa. Algunos ejesde las licuadoras son cuadrados. Lo que se hace en estos casos es perforar un agujero que sealo más exacto posible, usar pegamento para segurar la tapa al eje y rellenar con pegamento losespacios que queden entre la tapa y el eje. También se puede recurrir al pegamento de siliconacaliente para rellenar los espacios.

Ahora debemos verificar el balance del cilindro giratorio. Se colocan los cuatro tubos en losorificios y se hace funcionar la licuadora a la más baja velocidad. Si se nota algo de vibración sedeben hacer ajustes al cilindro. Esto se logra quitando un tubo de ensayo a la vez y encendiendola licuadora. Si al quitar un tubo se reduce la vibración, lo que hay que hacer es limar el borde delcilindro giratorio justo sobre el agujero donde se coloca el tubo de muestra. Esto se debe repetirhasta que el cilindro gire sin vibraciones notorias.

Se puede llevar el aparto a una reparadora donde por una pequeña suma el técnico encontrarála velocidad a la que gira nuestra licuadora. Con esta información se pude calcular la aceleraciónprecisa de las muestras con la fórmula que se da en las siguientes páginas.

Para probar la centrifugadora, se llena dos tubos de muestra, con un mililitro de leche. Se vierteen uno agua y en el otro vinagre (5 por ciento de ácido acético). Se colocan las tubos en agujerosopuestos. (Nunca se hace funcionar la centrifugadora con un solo tubo porque esto ladesbalanceará.)

Se coloca la cubierta protecora de plástico y se hace funcionar la licuadora por tres minutos asu más baja velocidad. Cuando el rotor a parado se quita la cubierta y se extraen los tubos y seve lo que hay en el interior. Notaremos que lo blanco de la leche se ha colocado en el fondo deltubo que contiene vinagre. sto es porque el ácido a bajado el pH causando que las moléculasde caseina, que dan a la leche su color, se precipiten. Al vaciar la solución que queda obtendremosuna solución de proteína pura, lo que nos habrá abierto las puertas al mundo de la bioquímica.


Midiendo Aceleracion

La aceleracion, a, a la que se somete a un objetomientras se mueve en una trayectoria circular de ra-dio r y una frecuencia f esta dada por:

La aceleración causada por la gravedad(aproximadamente 9.8 metros/segundo en lasupericie de la tierra) nos da una conveniente medidade la aceleración — 1 “g.” Como la velocidad de losmotores se mide en revoluciones por minuto, y el ra-dio (en el tubo que gira) se mide en centímetros, laexpresión se vuelve:

simplificando:

(donde f giros por minuto y r en centimetros). Usa estaformula para convertir las velocidades de rotacionpara los diferentes botones (velocidades) de lalicuadora en e l número de unidades g queexperimentan las muestras.

2


LOS HONGOSQQQQQUE SE NECESITUE SE NECESITUE SE NECESITUE SE NECESITUE SE NECESITAAAAA

1 botella de Soda (gaseosa)2 cuharillas de azúcar1 paquete de levadura en polvo1 globo grandeAgua tibia1 Embudo

COMO SE HACECOMO SE HACECOMO SE HACECOMO SE HACECOMO SE HACE

Vierte el paquete de levadura en polvo dentro de la botella de soda vacía.

Llena la botella hasta la mitad de agua tibia (no caliente).

Añade 2 cuhraillas de azúcar a la klevadura y al agua.

Coloca tu dedo sobre la boca de la botella y sacude bien el contenido.

Coloca el globo en la boca de la botella.

Observa periódicamente cada 3 horas.

QUE OCURRESe

comenza rá a fo rmar

burbujas degas y el globose

irá inflandogradualmente. La

levadura es un hongio que

digiere azucar y produce

energía, en este proceso se

formadióxido de carbono, el

cual se libera al aire. Este

gas (dióxido de carbono) se

va al globo y hace que este

se infle.


Documents

CAPITULO 4 EXPERIMENTOS DE g i a b i o l oCon un paloar l go removemos la mezca dl e agua y estiércol dejando que escape cualquier burbuja d aire que haya quedado atrapada. Finalmente