Download ACTIVIDAD N°1: ¿QUÉ ES LA BIOTECNOLOGÍA?

Área: Ciencias Naturales
Asignatura: Biotecnología
GUÍA TEÓRICO- PRÁCTICA DE
BIOTECNOLOGÍA
2do Año
1er cuatrimestre 2012
Profesores: Judith Saied, Mariana Aybar
Alumno:
División:
Grupo N°:
Integrantes del grupo:
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ACTIVIDAD N°1: ¿QUÉ ES LA BIOTECNOLOGÍA?
Actividad para pensar en grupo!!!!
¿Cuáles de los siguientes términos creés que se relacionan con la biotecnología?
ACTIVIDAD N°2: ¿Cómo funciona la biotecnología?
1- Utilizá la guía teórica para responder las siguientes preguntas.
a- ¿Qué organismos se utilizan en biotecnología?
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b- ¿Cuál es el tipo de organismo más utilizado en biotecnología?
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2- Los microorganismos poseen muchas ventajas para ser utilizados en biotecnología, por
ejemplo, las bacterias.
a- Observá el siguiente link y descubrí las características principales que poseen las
bacterias y anotalas.
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http://www.overstream.net/view.php?oid=spmmnve1tdur
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ACTIVIDAD N°3: Biotecnología de alimentos
La fermentación
El proceso común que interviene en la fabricación del pan, el vino y los quesos (por citar
sólo algunos alimentos), es la fermentación que realizan los microorganismos presentes en
la materia prima. Se estima que los alimentos fermentados contribuyen aproximadamente
con la tercera parte de la dieta mundial.
El término fermentación, en su acepción estricta, se refiere a la obtención de energía en
ausencia de oxígeno. Pasteur denominó a la fermentación "la vie sans l'air" o "la vida sin
aire".
Existen diferentes tipos de procesos de fermentación que se denominan según el nombre
del producto final que se obtiene. Entre ellos:
Fermentación láctica: Se produce en muchas bacterias (bacterias lácticas), también en
algunos protozoos y en el músculo esquelético humano. El producto de la reacción es el
ácido láctico responsable de la obtención de productos lácteos acidificados como yogurt,
quesos, cuajada, crema ácida, etc. El ácido láctico tiene excelentes propiedades
conservantes de los alimentos. En las células musculares humanas, la acumulación de ácido
láctico produce los dolorosos “calambres”.
Fermentación alcohólica: Esta fermentación la realizan, por ejemplo, las levaduras del
género Saccharomyces. Se obtiene como producto alcohol etílico o etanol, y dióxido de
carbono (CO2). Se trata de un proceso de gran importancia industrial que, según el tipo de
levadura empleada, da lugar a una variedad de bebidas alcohólicas: cerveza, vino, sidra,
etc. También en la fabricación del pan se añade a la masa una cierta cantidad de levadura
que, al realizar la fermentación a partir del almidón de la harina, hará que el pan sea más
esponjoso por las burbujas de CO2 que se desprenden e inflan la masa. En este último caso
el alcohol producido desaparece durante la cocción.
La reacción de la fermentación láctica sería:
Glucosa ---------> Ácido Láctico + energía + H2O
La reacción de la fermentación alcohólica sería:
Glucosa -------> Etanol + energía + CO2
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ACTIVIDAD N°4: Elaboración de productos biotecnológicos
En grupos vamos a fabricar nuestro propio proyecto biotecnológico.
a) Elaboración de yogur
Ingredientes:
 1 litro de leche entera pasteurizada
 1 pote (200 o 250 cm3) de yogurt Natural
 1 envase de yogurt vacío y limpio (uno por cada integrante del grupo)
Preparación:
1) Colocar la leche en un recipiente y calentar hasta 45 ºC.
2) Agregar el yogurt natural batiendo bien hasta formar una mezcla homogénea.
3) Dividir la mezcla en los potes y llevar a estufa de laboratorio a 27 ºC.
4) Dejar incubar unas 6 a 7 horas, luego retirar y llevar a heladera.
Los resultados pueden observarse luego de dos días.
RESPONDE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS
a) ¿Por qué se requiere de la pasteurización de la leche?
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b) ¿Por qué se agrega el yogur a la leche?
c) ¿Por qué el yogur se debe colocar en leche tibia (ni muy fría ni muy caliente)?
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d) ¿Cuál es la acción de las bacterias lácticas?
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e) ¿Por qué el producto resultante tiene sabor ácido?
f) ¿Cuál fue el principal cambio que observaste con respecto a la leche que usaste?
¿Sabés como se hacen los distintos tipos de yogur?
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b) Elaboración de pan
Materiales:
 levadura de panadería 50 grs.
 3 tazas de harina común
 2 ½ tazas de agua a 30°C
 2 cucharadas soperas de azúcar
 1 cucharada sopera de manteca
 2 ½ cucharaditas de sal
 un recipiente hondo
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Procedimiento:
 Agregar al agua tibia: azúcar, manteca, sal y levadura
 Volcar la harina en el recipiente hondo
 Cuando el líquido este espumoso añadirlo a la harina
 Amasarlo convenientemente
 Dejarlo levar durante 20 minutos cerca del mechero encendido
 Cocinar hasta dorar
- Mientras leva la masa, observá levaduras al microscopio.
RESPONDE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS
1. ¿Por qué se requiere en este proceso agua tibia y azúcar?
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2. ¿Por qué piensas que leva la masa del pan?
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3. ¿A qué se deben los agujeritos en la miga del pan?
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4. ¿Por qué se dice que la elaboración de pan es un proceso biotecnológico?
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5. ¿Estás comiendo microorganismos cuando comes el pan?
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ACTIVIDAD N°6: ¿“bio”, “probio” y “prebio”….?
Actualmente es habitual escuchar acerca de los productos bio, probio y prebio, que se
promocionan como beneficiosos para la salud. De hecho existen en el mercado productos
probióticos y prebióticos.
DOS MITOS POPULARES DERRIBADOS!!!!
-El primero dice que las bacterias son siempre enemigas. Pero el ser humano alberga
alrededor de 100 millones de estos microorganismos de 400 especies diferentes. El 95% de
ellos habita en el tracto digestivo, principalmente en el colon. La flora intestinal es un
ecosistema complejo que posee estos y otros microorganismos divididos en dos grupos: los
efectivamente patógeneos y los capaces de promover efectos benéficos, como la
fermentación de los residuos de la dieta, la generación de sustancias que permiten
recuperar energía, la estimulación del sistema de defensas y el efecto barrera contra los
colonización de los microorganismos dañinos.
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-El segundo mito afirma que fermentado es sinónimo de putrefacto. Sin embargo, las
ventajas de la fermentación se conocen desde hace siglos. Los turcos fueron los primeros
en observarlas: inventaron el yogur, la más común de las leches fermentadas, cuyas
bondades más difundidas han sido su contribución a la modulación de la flora intestinal,
así como al tratamiento de diarreas y de personas con intolerancia a la lactosa de la
leche, un trastorno ocasionado por deficiencias en la enzima intestinal lactasa que afecta
a más del 80% de los adultos y al 15% de la población infantil.
A comienzos de los 90, el premio Nobel Ilya Metchnikoff relacionó la longevidad de
ciertos pueblos caucásicos con el consumo de grandes cantidades de yogur. A partir de
1930 se describieron diversos microorganismos que ejercen funciones probióticas, como
los lactobacilos y las bifidobacterias.
Ahora, a la luz de la necesidad constante de nuevos tratamientos para viejas
enfermedades y de la resistencia bacteriana, los científicos comienzan a investigar los
alcances que podrían tener los alimentos funcionales en la prevención y el tratamiento de
problemas de salud.
ACTIVIDAD CAMPUS VIRTUAL
Busca información adicional en la guía teórica y responde las preguntas:
1. ¿Cuál es la diferencia entre un alimento prebiótico y uno probiótico?
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2. ¿A qué se denomina “alimentos funcionales”?
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3. ¿Cuáles son las creencias populares que se derriban a partir de los conocimientos en
este tema?
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4. ¿Cuáles son las funciones que cumplen los microorganismos que habitan
normalmente el organismo humano?
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5. ¿Qué es la “resistencia bacteriana” y en qué podrían contribuir los alimentos
funcionales?
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6. ¿Pueden los alimentos funcionales ser perjudiciales para la salud en algún caso? ¿Se
te ocurre algún ejemplo?
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Realiza la actividad sobre alimentos funcionales propuesta en el campus virtual
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ACTIVIDAD N°7: ¿Dónde se encuentran los microorganismos?
¿Dónde creés que podes encontrar otros microorganismos?
Hacé la prueba: tomá una muestra de ese lugar con un hisopo y colocalo en una caja de
petri con agar y en unos días obtendrás tus resultados...
Resultados
a- Esquematizá y describí los resultados de todos los grupos.
b- Fotografiá la placa de tu grupo y publicala en el campus.
Conclusiones
¿Cuáles son tus conclusiones de los resultados obtenidos?
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¿Y qué pasa en los alimentos?
Vamos a hacer una prueba:
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En distintos tubos coloca:
-1ml de leche recién sacada de la heladera y 1ml de agua destilada
-1ml de leche que estuvo fuera de la heladera y 1ml de agua destilada
-1 cucharadita de carne molida recién sacada de la heladera y 2ml de agua destilada
-1 cucharadita de carne molida que estuvo fuera de la heladera y 2ml de agua destilada
Luego, con ayuda de un anza, siembra en placas de petri con agar especifico para las
distintas bacterias y luego de incubar, observa que creció en las placas, saca una foto y
súbelas al campus.
Responde:
1. ¿Qué quisimos probar con esta experiencia?
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2. ¿Existen bacterias que viven en los alimentos que están dentro de la heladera?
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3. ¿Para qué sirve la heladera?
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4. ¿Qué pensás que puede pasar si sacamos alimentos de la heladera y luego los
volvemos a meter?
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ACTIVIDAD N°8: ¿Comemos genes cuando ingerimos alimentos?
Extracción de ADN
Materiales:
• 1 vaso de plástico (por grupo)
• Licuadora
• Una cuchara plástica para medir y mezclar
• 2 filtros de papel de café Nº 2 (conos)
• 20 ml de agua destilada
• Shampoo de color claro
• 1 banana
• Sal de mesa
• 1 gotero
• 1 tubo de ensayo sellado que contenga 95% de etanol
• 1 conservadora con hielo para enfriar los tubos con alcohol
• 1 varilla de vidrio o 1 pipeta Pasteur.
Procedimiento:
Vamos a preparar una solución de banana procesada con sal, agua destilada y shampoo
mediante los siguientes pasos:
1. En una licuadora, mezclar una banana por taza de agua destilada (250ml).
2. Licuar por 15-20 segundos, hasta que la solución se mezcle.
3. En otra taza, preparar una solución con una cucharadita de shampoo y dos pizcas de sal
y luego agregar 20 ml (aprox. 4 cucharaditas) de agua destilada. Revolvé lentamente
evitando formar espuma.
4. A esta solución preparada en el paso 3, agregale tres cucharaditas de la mezcla de
banana del paso 1.
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5.Mientras uno de ustedes mezclá la solución durante 5-10 minutos, otro pondrá el filtro Nº
2 de café dentro de un recipiente doblando sus bordes para evitar que el filtro toque el
fondo del mismo.
6. Verter la mezcla dentro del filtro y dejar que la solución drene por algunos minutos
hasta obtener lo suficiente para pipetear.
7. Tomar un tubo de ensayo y llenar 1/3 del mismo con alcohol frío.
8. Llenar la pipeta plástica con la solución de banana filtrada y agregarla al tubo con
alcohol. Dejar la solución reposar por 2 a 3 minutos sin mover. Es importante no batir el
tubo de ensayo.
NOTA: El ADN no es soluble en alcohol pero los otros componentes si por lo que
permanecen en la solución mientras el ADN precipita como sólido en la capa de alcohol. Se
puede observar el ADN como un mucus blanco y fibroso. Con la ayuda de una varilla de
vidrio podrá enrollarlo y extraerlo.
Preguntas para el análisis de la experiencia
1. ¿Por qué se puede suponer que la banana contiene ADN? ¿Dónde se encuentra ese ADN?
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2. ¿Qué otro tipo de sustancias es posible encontrar entre los componentes de la banana?
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3. ¿Cuál es la función del detergente en la experiencia?
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4. ¿Cuál es la función de la sal en la experiencia?
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5. ¿Cuál es la función del alcohol en la experiencia?
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6. Al finalizar la experiencia se obtiene un mucus blanco y fibroso que sería el ADN. ¿Es
posible que la molécula de ADN se visualice a simple vista? ¿Por qué?
7. ¿Cómo se podría proceder si se quisiera obtener, a partir del ADN extraído, los
nucleótidos que lo forman?
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8. Suponiendo que el ADN extraído tiene un gen de interés que aporta una característica
deseable para otros organismos, ¿cuáles serían los pasos a seguir para aislar ese gen y
transferirlo a la otra planta? Diseñen un esquema que resuma las etapas a seguir en el
laboratorio
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ACTIVIDAD N°7:Biotecnología y ……….MESSI ???
Respondé las siguientes preguntas investigando en la web:
a- ¿Qué relación hay entre Messi y la biotecnología?
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b- ¿Cuál es la función de la hormona de crecimiento?
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c- ¿Qué le ocurre a una persona si no produce la hormona de crecimiento?
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d- ¿Cómo se puede obtener hormona de crecimiento humana en el laboratorio?
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e- Investigá cómo se obtenía hormona de crecimiento antes de las técnicas actuales.
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f- ¿Creés que la biotecnología hizo algún aporte a los tratamientos para este tipo de
enfermedades?
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g- Investigá otros tratamientos que se realizan en medicina utilizando técnicas
biotecnológicas. (vacunas, antibióticos, fármacos)
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ACTIVIDAD N°8: ¿Qué son los antibióticos?
La mayoría de las personas conoce acerca de la existencia de antibióticos, y su empleo es
un hecho frecuente en el mundo entero desde hace varios años.
Los antibióticos pueden definirse como moléculas con actividad antimicrobiana y,
originalmente, son el producto del metabolismo de hongos y bacterias, capaces de inhibir
en pequeñas dosis los procesos vitales de ciertos microorganismos, destruyendo o
impidiendo su desarrollo y reproducción.
Qué nos cuenta la historia sobre la aparición de los antibióticos…
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Remontémonos a 1911 junto con Alexander Fleming: el científico trabajaba en su
laboratorio con un cultivo de bacterias, cuando accidentalmente se introdujo un hongo
microscópico en la caja de Petri. Fleming, obviamente no se dio cuenta de lo sucedido
hasta unos días más tarde, al observar que algunas de las bacterias cercanas al hongo (ya
desarrolladas y visibles) no habían formado colonias. El hongo que inhibía el crecimiento
bacteriano fue identificado como Penicilium notatum
y la sustancia fue llamada
penicilina. Interesado en este hallazgo, Fleming cultivó los hongos para poder aislar la
penicilina, pero la tarea le resultó muy difícil y abandonó el intento.
Diez años más tarde, en 1940 dos investigadores estadounidenses lograron purificar la
penicilina, que comenzó a industrializarse. La segunda guerra mundial fue un gran
incentivo para la producción masiva de penicilina, que logró evitar las infecciones de
heridas y salvó innumerables vidas. A partir de este experimento se investigó una gran
cantidad de hongos, de los cuales derivan otros antibióticos utilizados actualmente. Por
este descubrimiento, Fleming ganó el Premio Nobel en 1945.
Tanto hongos como bacterias liberan espontáneamente distintas sustancias que se utilizan
para producir antibióticos. De este modo, sustancias producidos por algunas bacterias y
hongos se emplean para destruir a otras bacterias.
En la actualidad, la penicilina se obtiene por técnicas de biotecnología, tal como se
muestra en el siguiente esquema:
Ahora respondé:
1. ¿Qué error de procedimiento cometió Fleming que lo llevó al descubrimiento
de la penicilina?
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2. ¿Por qué la producción de penicilina se considera un proceso biotecnológico?
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3. ¿Por qué hasta 1940 no se pudo producir la penicilina a escala industrial?
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4. Investiga otros ejemplos de antibióticos usados en medicina.
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5. Últimamente, existe evidencia de que las bacterias son capaces que adquirir una
resistencia a un antibiótico cuando es suministrado repetidamente. ¿Es bueno usar
antibióticos ante cualquier síntoma de enfermedad? ¿Qué soluciones se pueden dar
ante este problema?
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ACTIVIDAD N°9: Antibiograma
Las bacterias no pueden verse a simple vista. Sin embargo, es posible observar sus colonias,
que son agrupaciones de bacterias que se originan a partir de la multiplicación de una
bacteria original (son genéticamente iguales).
Para obtener colonias en el laboratorio se siembran bacterias en agar (medio de cultivo
sólido que contiene los nutrientes necesarios para el crecimiento bacteriano).
Para medir la efectividad de un antibiótico sobre un tipo de bacteria, se realiza un
antibiograma. Para ello se hacen crecer bacterias genéticamente iguales sobre una
superficie de agar contenida en una caja de Petri y se colocan sobre ella discos embebidos
en diferentes antibióticos (discos de antibiograma). Luego se la incuba a una temperatura
similar a la del cuerpo humano (37°C) durante 48 horas. Cuando el antibiótico difunde
fuera del disco, inhibe el crecimiento de las bacterias sensibles, dejando un espacio libre
en el agar (halo de inhibición). Cuanto mayor es el diámetro del halo de inhibición
alrededor del disco más efectivo es el antibiótico frente a ese tipo de bacterias.
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¡A trabajar! Te proponemos realizar un Test de sensibilidad a los antibióticos en un cultivo
de una bacteria y la posterior presentación del informe correspondiente.
Materiales necesarios:





Cajas de Petri
Discos de antibiograma
Varilla de vidrio triangular o rastrillo
Ansa rulo
Cultivo bacteriano
Procedimiento:
1) Sembrar las bacterias para un crecimiento en césped.
2) Colocar un disco de antibiograma sobre el medio ya sembrado.
3) Incubar en estufa a 37ºC por 48hs.
Una vez realizada la experiencia, respondé:
1. ¿Qué creés que sucederá una vez concluida la experiencia?
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Esquematizá claramente los resultados.
Una vez obtenidos los resultados, respondé:
2. Interpretá los resultados obtenidos.
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3. ¿De qué manera actúan los antibióticos?
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4. ¿En qué casos resulta conveniente realizar un antibiograma?
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5. ¿Por qué se prueban diferentes tipos de antibióticos?
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6. ¿Cómo se podría determinar cuál de los antibióticos examinados es el más efectivo?
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ACTIVIDAD Nº10: Medio ambiente
¿Tu agua está contaminada?
Todos los seres vivos necesitamos agua para vivir. Sin agua, ningún organismo podría vivir
en la Tierra. Por eso, la contaminación del agua es uno de los problemas ambientales
más serios que la humanidad está enfrentando en estos momentos. Esta vez, te
proponemos que estudies la toxicidad del agua, ¡preguntándoles a las cebollas!
"¿Cómo puede una cebolla indicarnos la toxicidad del agua?", dirás vos. Lo que sucede
es que, en las plantas (como la cebolla), el desarrollo de las raíces es muy sensible a la
presencia de contaminantes. En otras palabras, las raíces no pueden crecer (o crecen
mucho menos) en un ambiente contaminado.
Para esto necesitamos:





3 cebollas medianas por grupo
Vasos plásticos descartables (Uno para cada cebolla)
Agua mineral
Agua contaminada (agua + cloruro de sodio)
1l de agua de diferentes lugares
Ahora tenés que pelar todas las cebollas, sacándoles la piel con cuidado para no cortar
las raíces. A medida que vas pelando las cebollas, colocá los bulbos en un recipiente con
agua limpia (agua embotellada). Mantenelas allí hasta que vayas a usarlas. Colocamos
las distintas muestras de agua en cada uno de los vasos y apoyamos las cebollas de
modo que las raíces toquen el agua. Las colocamos en una mesada en la que reciba luz
y aire, y dejo que crezcan por 7 dias, reponiendo el agua para que siempre las raíces
estén en contacto.
En la siguiente clase, se retiran una a una las cebollas. Midan la longitud de las raíces
para cada una de las cebollas utilizando una regla y completen el cuadro:
Largos
individuales de
los
manojos de
raíces (mm)
Cebolla 1
Cebolla 2
Cebolla 3
Grupo Muestra
Grupo P
N
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
¿Se observaron cambios en las raíces de las cebollas que estaban en los distintos tipos de
agua? Realiza un gráfico en la que muestres estos cambios.
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ACTIVIDAD N°11: PRODUCTOS DE LA INGENIERÍA GENÉTICA
Leé los siguientes artículos, y respondé las preguntas del final.
Pampa Mansa, una vaca clonada
En agosto de 2002 la compañía Argentina de Biotecnología Bio Sidus anunció el nacimiento
de su primer ternero clonado en un campo de Buenos Aires, Argentina.
La vaca clonada pertenece a la raza Jersey y fue bautizada “Pampa”. Esta clonación es
parte de un proyecto que apunta a producir hormona de crecimiento humana mediante la
introducción del gen humano (que codifica para la hormona de crecimiento humano) en el
genoma de la ternera.
En octubre de 2003, Bio Sidus anunció que Pampa Mansa estaba produciendo leche con
buena cantidad de hormona de crecimiento humana.
Petunias transgénicas tolerantes a heladas
El grupo de investigadores de la Universidad de Toledo (Ohio, Estados Unidos) creó
petunias que sobreviven a temperaturas muy bajas. A través de la introducción de un gen
proveniente de la planta Arabidopsis thaliana, la cual es tolerante a condiciones extremas
como: bajas temperaturas, alta salinidad y sequías.
Lograron que las petunias
sobrevivieran a esas condiciones extremas. Las plantas tolerantes a heladas les permitirían
a los productores reducir la temperatura de los invernaderos considerablemente. "Suena
interesante", declaró Gene Klotz, propietario de Klotz Flower Farm. "Los costos de
calefacción hoy constituyen al menos el 35% de los costos totales de la producción". Las
petunias serán ensayadas por el Departamento de Agricultura, que además financió el
proyecto. Probarán a qué temperatura pueden cultivarse y cómo crecen y cuánto tiempo
las petunias transgénicas sobreviven a esa temperatura.
1. ¿Dónde se realizan estos desarrollos?
2. ¿Cuál es el organismo modificado en cada caso?
3. ¿Cuál es la modificación practicada?
4. ¿Cuál es el organismo de origen, del cual se obtiene el gen de interés?
5. ¿Cuáles son las ventajas que ofrecería el nuevo producto (al consumidor y/o al
productor)?
ACTIVIDAD N°12: LINEA DE TIEMPO
Investiga en qué fecha se produjeron estos avances y descubrimientos de la lista que la
profesora te dé, y luego armen una línea de tiempo.
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