EXPERIMENTOS DE

BIOLOGIAExperimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

CAPITULO 3

Pagina 62

Pagina 63

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 ELÉCTRICOEscuchando al pez nariz de Elefante

PROCEDIMIENTO

Se hace lo siguiente:

Toma los electrodos de bronce, córtalos ala medida adecuada, es decir, 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 64

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 amplificador, varias personas puedenescuchar a este pez.

De 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.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 65

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 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 sensibles 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 eleva, incluso a nivelesconsiderados muy por debajo de lo peligroso.

Otros Peces Eléctricos

Los más conocidos son laAnguila Eléctrica deSudAmérica 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 yalejar 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 virescens, yApteronotus albifrons son fáciles de conseguiren los acuarios de peces tropicales. Todosellos emiten ondas continuas, en vez depulsos..

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 66

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 llamadoAnton van Leeuwenhoek.Como su antecesor, nuestro microscopio estábasado en un sólo pero poderoso lente.

EL MICROSCOPIO DE LEEUWENHOEK

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 endetalle. Ninguno de los colegas 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. Todasellas eran interesantes, pero el 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.

MICROSCOPIOCON ESFERA DE VIDRIO

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 67

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 el ojo alinstrumento 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 llama“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 DELEEUWENHOEKEn los años 50, en la Revista “ScientificAmeri-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 llegar amagnificaciones de hasta 200X. Lo que lohace muy útil en el campo, para su uso por losprofesores de biología.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 68Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

CONSTRUCCIÓN DELMICROSCOPIOEl microscopio que vamos a construir se puededividir en cuatro partes:-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 69

COMO HACER EL LENTEPara fabricar el lente necesitas (fig.4) unavarilla de vidrio con un diámetro de unos 3 mma 5 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

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 70

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 calidad 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 DE ENFOQUEComo necesitamos enfocar con muchocuidado, el lente está sujeto a una lámina demetal conectada a dos tornillos. El primero

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

sirve para el enfoque y el segundo para elajuste 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 estabilidad.Como puedes ver en las figuras 2 y 3 la basedel objetivo está curvada para darle másestabilidad.LA PORTAPLATINALa 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 ILUMINACIÓNEsta 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 el asiento cónico (fig3).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 71Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 72

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.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

FUNDAMENTO TEÓRICO

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.

Estructura del ADN

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 73Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

OBJETIVO

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 etanolhelado o alcohol desnaturalizado o

alcohol de 90 grados (isopropanol)

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 elADN.

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 heladocolocando 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). ElADN no es solubleen etanol, por lo que cuando el etanol seencuentra con la solución de ADN empieza aprecipitar (a formar una sal de ADN). Podrásatrapar los hilos de ADN con un gancho devidrio (o uno que hayas hecho con un cierrede plástico) sumergiéndolo con cuidado através 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 deuna célula, que es el "centro de control" de lacélula. Para extraer elADN, 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) seseparan los hilos de ADN de los demáselementos de dentro de las células. Enrealidad, los científicos utilizan una técnicaparecida en el laboratorio para aislar el ADNpara nuevos experimentos, como elperfilamiento de ADN.

Pagina 74Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

LOS HONGOSQUE SE NECESITA

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

COMO 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 comenzará a formar

burbujas de gas y el globo se

irá inflando gradualmente. La

levadura es un hongio que

digiere azucar y produce

energía, en este proceso se

forma dióxido de carbono, el

cual se libera al aire. Este

gas (dióxido de carbono) se

va al globo y hace que este

se infle.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas Pagina 53