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Área: Ciencias Naturales Asignatura: Ciencias Naturales Título Del átomo a la vida Profesores: Bronstein - Martin – Rabinovich – Roca – Sztrum Curso: 2do. año Año: 2014 Pag.1/14 Unidad N°1: Niveles de Organización Actividad N°1: Te proponemos reescribir, en el orden que consideres más apropiado, los siguientes conceptos: Célula– planeta – átomo – población - biomolécula – ecosistema – tejido – individuo universo - órgano – molécula - comunidad Ahora, entrá en la unidad virtual Célula y metabolismo, una vez allí, en el artículo Niveles de organización. Utilizando la información contenida allí, volvé a ordenar los conceptos indicados más arriba. a) Qué criterio (o lógica) tomaste en cuenta para resolver la consigna antes de entrar en la unidad virtual? Qué criterio pensás que es el utilizado por el artículo de la unidad virtual? b) Si pensásemos en “ladrillo – pared – casa – barrio”, diríamos que hay un salto muy notable entre los conceptos de “pared” y “casa”, ya que ésta última es mucho más que un conjunto de paredes… Por ejemplo, a partir de “casa” uno podría considerarla apropiada para irse a vivir allí. Escribí el o los mayores salto/s que encontrás en la segunda secuencia de conceptos que escribiste. ¿Cómo explicarías con tus palabras a esos saltos? c) Buscá en la web y anotá 3 ejemplos de cada uno de los siguientes conceptos: a. Molécula (pequeña) b. Biomolécula c. Tejido d. Órgano Pag.2/14 Actividad N°2: Viendo la célula de cerca Como vimos, una de las características de los seres vivos es estar formados por células. Hay seres vivos formados solamente por una célula y otros, formados por muchas de ellas. No se pueden ver a simple vista, para observarlas se utiliza un microscopio. Vamos a conocer un poco de la historia de este maravilloso invento que inició una revolución en la historia de la ciencia: La microbiología. a. Actividad virtual: Entrá en el artículo “La vieja historia del hombre y la célula” de la Unidad Virtual “Célula y metabolismo” Mirá con atención el material audiovisual que allí se presenta y realizá la actividad que se encuentra a continuación del mismo. b. Actividad práctica: Vamos a conocer las partes y funciones del microscopio para sumergirnos en un mundo de miniatura… el mundo de las células. Ingresá al Campus virtual de la escuela así podrás encontrar más información sobre como hacer los preparados e imágenes de células. Pag.3/14 Parte A: observando células vegetales en la cebolla Materiales 1 cebolla Bisturí u hojita de afeitar Pinzas Agua Portaobjetos y cubreobjetos Procedimiento Tomar una cebolla y sacar las hojas exteriores secas (catáfilas de protección) (Figuras 1 a y b). Realizar con la hojita de afeitar un corte superficial en forma de V (Figura 2a), sobre la cara interna de la catáfila de reserva. Tomar con la pinza del vértice del corte (Figura 2a) y tirar suavemente para que la capa superficial de la catáfila (epidermis) se vaya despegando. Colocar una gota de agua sobre el portaobjetos y apoyar sobre ella la epidermis. Cubrir con un cubreobjetos (Figura 2 b). Llevar al microscopio, enfocar, observar y dibujar varias células. Identificar: pared celular, núcleo y citoplasma. Células de cebolla: Pag.4/14 Parte B: observando células vegetales en la Elodea Materiales Hoja de Elodea Bisturí Pinzas Agua Portaobjetos y cubreobjetos Procedimiento a) Tomar la hoja de Elodea. b) Quebrarla intentando dejar un vértice bien finito. c) Tomar con la pinza del vértice del corte y tirar suavemente para que la capa superficial de la epidermis se vaya despegando. d) Colocar una gota de agua sobre el portaobjetos y apoyar sobre ella la epidermis. Cubrir con un cubreobjetos. e) Llevar al microscopio, enfocar, observar y dibujar varias células. Identificar: pared celular, núcleo, cloroplastos y citoplasma. Células de Elodea: Pag.5/14 Parte C: observando células animales en la mucosa bucal Materiales Portaobjetos con borde esmerilado Azul de metileno diluido Procedimiento 1. Limpiar muy bien un portaobjetos y desinfectarlo con alcohol. 2. Enjuagar la boca con agua. 3. Abrir la boca y pasar suavemente el extremo del portaobjetos por la pared interna del carrillo, de manera que arrastre un poco de “saliva” adherida a esa pared. 4. Apoyar el extremo con saliva sobre otro portaobjetos y realizar un frotis. (Figura 1) 5. Colocar una gota de azul de metileno diluido sobre el preparado. Esperar 3 ó 4 minutos. 6. Observar recorriendo lentamente el preparado. 7. Dibujá varias células. Identificar: membrana plasmática, núcleo y citoplasma. Células de mucosa bucal: Pag.6/14 Actividad Nº3: La Célula a. Formados por células Vimos que cualquier ser vivo que tomemos como ejemplo, desde una bacteria hasta una planta o un mono, están formados por células. Una célula es la unidad más pequeña capaz de cumplir con las funciones propias de los seres vivos, es decir: respirar, alimentarse, eliminar desechos, responder a los cambios del ambiente, dejar descendencia. Las bacterias son organismos que están formados por una sola célula. Es decir, cada bacteria individual es una célula. A este tipo de organismos se los llama unicelulares. Los paramecios y las amebas también son unicelulares. En cambio, una planta y un mono, están formados por muchísimas células. A estos organismos se los denomina multicelulares. Un piojo, un mosquito o un champiñón, también son seres vivos multicelulares. Todas las células tienen una envoltura que las rodea y las protege, llamada membrana celular o plasmática. A través de ella incorporan o eliminan sustancias, desde y hacia el exterior. En el interior de las células hay un material de aspecto gelatinoso, denominado citoplasma. Las células eucariotas son aquellas que tienen compartimentos en el citoplasma, llamados organelas, en los cuales se realizan las distintas funciones que les permiten mantenerse vivas. Todos los organismos multicelulares, están compuestos por este tipo de células. Uno de esos compartimentos, el núcleo, está rodeado por una membrana y contiene los materiales que participan en la producción de células nuevas o “hijas”, a partir de la célula original. b. Actividades en el campus virtual 1. Ingresá en la unidad virtual “Célula y metabolismo” y allí en el artículo “Organelas Celulares”. Navegá por el interior de una célula y descubrí las características y funciones (para qué “le sirven” a las células) de cada uno de estos componentes o “compartimentos” celulares que llamamos organelas. 2. Teniendo en cuenta la información que adquiriste de la actividad anterior, ingresá ahora en el artículo titulado “La fábrica de la vida” y seguí las consignas que allí se precisan. Actividad Nº4: A profundizar Si bien todas las células comparten algunas de sus partes, a esta altura queda claro que no son todas iguales. Para realizar esta actividad buscá información en el libro de texto y en la unidad virtual de Célula y Metabolismo del Campus virtual de la escuela. A modo de autoevaluación intentá responder las siguientes preguntas: Pag.7/14 1) a) Hay cuatro componentes de las células que forman parte de todas ellas. ¿Cuáles son? b) Describí las funciones y características de cada una de esos componentes. 2) Hay otras partes de las células y características que no están presentes en todas por igual. Esto determina la diferenciación en dos tipos diferentes: células procariotas y células eucariotas. Consigna: Armen un cuadro comparando las células procariotas y eucariotas en las siguientes características: Núcleo organizado, presencia de organelas, pared celular, organismos a los que forman (unicelulares- pluricelulares con ejemplos), tamaño, antigüedad. 3) a) Dibujen en sus carpetas una célula vegetal y una animal. Colóquenles referencias e identifiquen las partes que tienen en común, con un color, y las que son distintas, con otro. b) Describan las funciones de las organelas, tanto de las que comparten como las que las diferencian. c) ¿Dentro de cuál de las columnas del cuadro que construiste en la actividad 2) ubicarías a este nuevo cuadro comparativo? 4) ¿Qué diferencias encuentran entre los modelos de las células del libro y las que observaron en el laboratorio? ¿Por qué creen que se presentan estas diferencias? Actividad N°5: Construya su propia célula Llegó la hora de poner manos a la obra. Formaremos 6 grupos para construir maquetas o modelos virtuales 3D, según la voluntad de cada grupo, de los siguientes tipos celulares: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Célula Célula Célula Célula Célula Célula Procariota Protista Fotosintética Vegetal Fúngica Animal de Absorción Animal Nerviosa Ingresá al Campus para ver ideas que te ayuden a decidir tu propia técnica de construcción: http://campus.belgrano.ort.edu.ar/articulo/521179/construya-su-propia-celula Pag.8/14 Actividad N°6: El metabolismo celular Hasta aquí conocieron las diferentes partes y organelas de las diferentes células, y su interior. Se mencionó algunos de los procesos que llevan adelante las organelas. Ahora vamos a profundizar en dos de ellos que son los procesos que tienen que ver con el intercambio o el uso de la energía, por lo cual son fundamentales para la vida en nuestro planeta. Previamente, deberán responder las siguientes consignas: a) ¿Podrías decir a qué procesos nos referimos? b) Si pudieras navegar por el citoplasma de una célula, ¿hacia cuáles de las organelas irías para ver de cerca estos procesos? c) Juan compró dos plantas. A una de ellas decidió dejarla al lado de la ventana y a la otra la guardó dentro de un placard. A las dos las regaba. Al pasar los días, Juan observó que la planta de la ventana estaba cada día más linda y la que estaba guardada se marchitó completamente. ¿Cómo pueden explicar este resultado? d) En el siglo XVIII, el científico inglés Joseph Priestley estudiaba la relación entre los gases del aire y los seres vivos. Él pensaba que la composición del aire cambiaba en presencia de los seres vivos. Para poner a prueba su idea realizó la siguiente experiencia: Priestley, entonces, probó encerrar un ratón en una campana con agua y comida suficiente (Fig. a1). El ratón solamente vivió algunos minutos (Fig. a2). Fig. a1 Fig. a2 Figura A 1) ¿Cuál fue el objetivo de Priestley al diseñar esta experiencia? 2) ¿Cuál era su hipótesis? 3) En la figura a2 ¿Cuáles podrían ser las causas de la muerte del ratón? Luego, Priestley colocó bajo la campana de vidrio una vela encendida con una planta de menta (Fig. b1). La vela se mantuvo encendida por un corto tiempo y luego se apagó (Fig. b2). Diez días después volvió a colocar una vela encendida junto a la planta y ésta se Pag.9/14 mantuvo sin apagar dentro del mismo recipiente (Fig. b3). Cuando en lugar de la vela colocó junto a la planta de menta el ratón, éste vivió (Fig. b4). Fig. b1 Fig. b2 Fig. b3 Fig. b4 Figura B 4) ¿Por qué la vela permanece encendida al colocarla prendida en la campana luego de 10 días? 5) ¿Por qué el ratón no muere al colocarlo con una planta? 6) A partir de lo anterior, resumí los principales resultados del experimento. 7) ¿A qué conclusiones crees que llegó Priestley? El experimento de Van Helmont: 1) Colocó en un macetero 100 kg. de tierra y plantó un sauce pequeño que pesaba 2,5 kg. 2) Durante 5 años sólo lo regó con agua, manteniendo tapada la boca del macetero (¿por qué lo tapó?). Al cabo de 5 años, 3) Pesó nuevamente la tierra del macetero y comprobó que pesaba 50 g. menos. 4) Pesó las raíces, tallos y hojas del árbol que se había desarrollado y pesaba 85 kg. Pag.10/14 a) ¿Cómo se explica que mientras la planta aumentó su masa en 82,5 kg la tierra sólo haya disminuido su peso en 5 gramos? b) ¿Qué hipótesis alternativas se te ocurren para explicar cómo se alimentan las plantas? ¿Este experimento, contradice tus hipótesis? ¿Por qué? Otros científicos que contribuyeron a entender cómo se alimentan las plantas fueron los siguientes: Jean Ingenhousz (1779, holandés) demostró que únicamente las partes verdes de las plantas eran las responsables de la alimentación y que este proceso sólo ocurría en presencia de luz. Jean Senebier (1742, suizo) demostró que el dióxido de carbono era indispensable para la alimentación de la planta y que en este proceso se liberaba oxígeno. Nicolás Saussure (1804, suizo) demostró que para alimentarse, además del dióxido de carbono y la luz, era necesaria la presencia de agua. Julius Mayer (1845, alemán) reunió todos los datos obtenidos, hasta ese momento y explicó los pasos esenciales del proceso de alimentación vegetal, que recibe el nombre de fotosíntesis. Actividad N°7: Comprendiendo un poco más el metabolismo celular Pag.11/14 a) Buscá y subrayá en el libro de texto los conceptos que te parezcan importantes para comprender cada uno de los procesos vistos en clase. b) Armá un cuadro comparativo de los dos procesos considerando: seres vivos en los que se producen, importancia del proceso, parte/s de la célula que intervienen, sustancias necesarias, sustancias que se producen, transformación de energía, comentarios. c) ¿Se podría afirmar que estos procesos son opuestos entre sí? ¿Por qué? d) Trabajo en grupos: Qué acciones del hombre sobre los ecosistemas afectan a estos procesos y de qué forma lo hacen? e) Buscá en Internet algún video para justificar la respuesta. Actividad N°8: Protocolo experimental “Fotosíntesis” Veamos la fotosíntesis de cerca. Todos sabemos ya que en este proceso, que permite a los organismos autótrofos transformar el dióxido de carbono en azúcares, se eliminan moléculas de oxígeno (O2). Dicho compuesto es un gas que en las plantas aeroterrestres es liberado a la atmósfera (aire). Por su parte, si nos ponemos a pensar, en las plantas que viven sumergidas en el agua, este gas es liberado en un medio líquido; un “poquito” de moléculas de O2 se disolverán en el agua, pero este líquido no tiene capacidad para disolver muchas, por lo que el exceso de moléculas de O2 se unirán formando una burbuja de gas en el agua. Para esta experiencia, cada grupo (preferentemente de 4 alumnos), designará un integrante para asistir al experimento de las Ecozonas (parte II), mientras que los restantes llevarán a cabo la experiencia de las burbujas (parte I). PARTE I – Burbujas 1) Cada grupo deberá cortar 3 ramitas de Elodea de exactamente 15 cm de longitud. Dichas ramitas deben ser lo más iguales posible en cuanto a cantidad y tamaños de hoja. 2) Se prepararán 3 vasos de precipitado de 100 ml con 80 ml de agua cada uno. A uno de ellos se le escribirá la letra “B” en el vidrio y se le agregará 0,5 g de bicarbonato de sodio. 3) Se prepararán 3 tubos de ensayo iguales en una gradilla y se numerarán dichos tubos con un marcador permanente: a. Tubo 1: Cubrir con celofán verde y llenar hasta arriba del todo con agua b. Tubo 2 y 3: Llenar hasta arriba del todo con agua. 4) Introducir, una ramita de Elodia en cada tubo, de modo tal que quede la parte cortada del tallo hacia arriba (el líquido desbordará) 5) Tapar con el dedo índice la boca del tubo 3 e invertir para colocarlo en el vaso de precipitado marcado con la letra “B”. No separar el dedo de la boca hasta que la misma se encuentre sumergida en el agua. 6) Repetir el procedimiento con los tubos 2 y 1, para colocarlos en los dos vasos de precipitado que contienen agua sola. 7) Llevar con mucho cuidado los tres vasos a donde se encuentra el iluminador y colocarlos bajo la luz. Cada integrante se hará cargo de contar, durante 5 minutos, Pag.12/14 la cantidad de burbujas desprendidas por las plantas de los distintos tubos. Para ello se hará en una hoja, una rayita por burbuja, para no perder la cuenta. PARTE II - Ecozonas Las Ecozonas son sistemas de 3 compartimentos herméticos en los cuales colocaremos seres vivos (es este caso, plantas) a fin de poder determinar su estado metabólico en distintas condiciones ambientales. Las plantas se encuentran en oscuridad, y sólo deberán ser introducidas en las ecozonas cuando las mismas estén dispuestas para ello: Numerar las ecozonas de 1 a 3 y colocar en cada una la misma biomasa (cantidad de material vegetal): Pag.13/14 1 y 2 compartimientos descubiertos y 3 compartimiento cubierto Cubrir el compartimiento 3 con una bolsa de nylon de residuos. Recortar el sobrante y dejar libre sólo un orificio. Interconectar los compartimentos 1 con 3 y dejar el número 2 aislado Utilizar para ello la junta de goma perforada Irradiar todo el sistema Encender el iluminador y ubicar las ecozonas de modo tal que reciban la misma intensidad lumínica. Evaluar Comenzar las mediciones y registrar los datos durante al menos 10 minutos. Pag.14/14