Cromatografía de pigmentos fotosintéticos. Práctica virtual

Clorofila en cloroplastos

En esta práctica identificaremos los componentes de la clorofila en una separación cromatográfica en un papel. La cromatografía es un método físico de separación de mezclas complejas. En el papel, la separación se realiza por capilaridad, separándose los distintos pigmentos vegetales en una muestra de clorofila bruta extraída de las hojas.

1. Introducción

Los pigmentos vegetales, que se encuentran en los plastos, son la base física en la que se sustenta el proceso fotosintético, posibilitando la síntesis de sustancias orgánicas a partir de inorgánicas, mediante la conversión de energía luminosa en energía química.

Tenemos dos tipos de pigmentos vegetales:

- Principales: clorofilas.
- Secundarios: carotenoides y ficobilinas.

Existen distintos tipos de clorofila (a, b, c, d, y bacterioclorofila) que poseen una estructura molecular casi idéntica.

Las clorofilas a (verde azulada) y b (verde amarillenta) se encuentran en las plantas superiores y en las algas verdes; la c en las algas pardas, en las diatomeas y en los dinoflagelados; y la d en las algas rojas.

Los carotenoides son pigmentos de coloraciones amarillentas y rojas que se encuentran, principalmente, en raíces y frutos (zanahoria, tomate, etc.). Los carotenoides agrupan a dos tipos de pigmentos: los carotenos y las xantofilas.

Las ficobilinas están constituidas por pigmentos azules (ficocianinas) y rojos (ficoeritrinas). Se encuentran en las algas azules y rojas.

Los pigmentos accesorios no actúan directamente en la fotosíntesis, aunque transfieren a la clorofila la energía que absorben.

- Lectura: Wikipedia. Clorofila
- Lectura: Wikipedia. Xantófila
- Lectura: Wikipedia. Caroteno
- Lectura: Wikipedia. Ficobilina


2. Guión de la práctica

- Lectura: I.E.S. León Felipe. Práctica: Cromatografía de pigmentos fotosintéticos

Una variante (a partir del punto 5) es la siguiente:

1. Coger las hojas y partirlas

2. Machacar los trozos de hojas en un mortero

3. Añadir alcohol etílico al mortero y seguir machacando hasta que el alcohol tome un color verde oscuro

4. Filtrar con el embudo para conseguir una solución de color verde intenso, la clorofila bruta

5. Echar una pequeña cantidad de disolución de pigmento en una placa Petri o vidrio de reloj

6. Tomar una tira de unos 10 cm de papel cromatográfico. En su defecto se puede utilizar una tira de papel de filtro de 2 cm x 10 cm

7. Con un lápiz se hace una raya a 2 cm de la base de la tira

7. Se impregna con una gota de pigmento el centro de la raya. Se deja reposar durante 15 minutos hasta que se separen las bandas


3. Formas de realizar la práctica

1. En laboratorio.

2. En laboratorio casero. En principio la práctica no tiene peligrosidad, sin embargo a la hora de manipular el alcohol etílico se debe tener cuidado que no haya una llama cerca.

3. De manera virtual.

Para ello, se puede utilizar la siguiente imagen que muestra una tira de papel con el cromatograma de la clorofila bruta (haciendo click en la imagen, esta se puede ampliar):

4. Preguntas y actividades

1. ¿Cuántas bandas se pueden observar?

2.  ¿A que pigmentos corresponden estas bandas, teniendo en cuenta que la velocidad de difusión de cada uno es, de mayor a menos: caroteno, xantofila, clorofila a y clorofila b? ¿Qué pigmentos son más abundantes?

3. ¿Por qué se emplea alcohol para extraer la clorofila?


Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: Revista Ecosistemas. Los pigmentos fotosintéticos, algo más que la captación de luz para la fotosíntesis


Principios de Biología

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Historia de las ideas evolutivas

Charles Darwin

La evolución no es una teoría, es un hecho. Las pruebas de su existencia son tan numerosas que es imposible obviar su existencia.

Los fósiles indican un progresivo cambio en la biodiversidad y los estratos y rocas datados radiométricamente así lo indican. La tectónica de placas, otro hecho incuestionable, indica que la configuración de la tierra firme no ha sido la misma a lo largo de la historia de la Tierra, y los fósiles y la correlación estratigráfica de las capas terrestres indican claramente la separación entre ancestros biológicos.

La anatomía muestra órganos vestigiales atrofiados, órganos con la misma estructura, pero distintas funciones y también órganos con la misma función, pero distinta estructura. La embriología muestra que en todas las especies existen características ancestrales similares en el desarrollo embrionario, desapareciendo estas en el avance del proceso de crecimiento.

También la bioquímica y genética aportan pruebas. Las distintas especies presentan similitudes y diferencias químicas pudiéndose establecer una correlación de parentesco entre sí. Las técnicas modernas de biología molecular permiten comprobar el parentesco y relación genética entre organismos a nivel de ADN, conteniendo esta molécula el pasado evolutivo de una especie.

Existen evidentemente muchísimas lagunas en el mecanismo evolutivo, pero todo ello es normal debido a su extraordinaria complejidad y a medida que avanza el conocimiento científico estas, poco a poco, se van despejando.

El hombre no viene del mono, entendiendo el mono como algo similar al mono actual, y la teoría de la evolución tampoco lo dice. Lo que sí es claro y salta a la vista que los seres humanos tenemos más afinidad genética con los monos que con las cucarachas. Tenemos, por tanto, un origen común, del que los humanos nos separamos hace millones de años.

No cabe duda de que la especie humana es una especie singular con características que la diferencian del resto de los seres vivos. Un ateo dirá que es debido a su especial inteligencia y sociabilidad, y un creyente sostendrá que además de eso posee alma. Independientemente de una postura u otra, lo que es incuestionable es que a nivel biológico los seres humanos somos animales.

No obstante, la teoría de la evolución no está acogida de forma general, pues es negada por el Creacionismo. En este sentido, las posiciones de las distintas creencias religiosas tampoco son iguales. La Iglesia Católica admite la Teoría de la Evolución, no así una parte de la confesión evangélica y anglicana, aunque muchos evangelistas son abiertamente evolucionistas. El Islam y el Judaísmo también se hallan divididos ante la cuestión.

Es un falso conflicto, que muchas veces tiene que ver más con posiciones ideológicas, que con cuestiones científicas y religiosas. No tiene porque existir conflicto entre Ciencia y Fe. La teoría de la evolución se refiere a algo físico y la creencia en la existencia de Dios es algo metafísico, por tanto es absurdo este debate, ya que de la teoría de la evolución no se puede deducir ni la existencia, ni la no existencia de Dios.

Evolución y fe en Dios no son incompatibles. La National Academy of Sciences de Estados Unidos, prestigiosa institución científica y laica, afirma que evolución y fe en Dios no tienen nada de incompatible.

Todo se puede enfocar desde el respeto, como así lo indican frases famosas de científicos:


Entre Dios y la Ciencia no encontraremos jamás una contradicción. No se excluyen, se complementan y se condicionan mutuamente

(Max Planck, físico alemán, 1858-1947)

No puedo tener miedo a sufrir (un supuesto castigo de ultratumba) por estudiar la naturaleza y buscar la verdad

(Alfred Rusell Wallace, naturalista inglés, 1823-1913)

Para una parte de la opinión pública y del mundo intelectual la Ciencia se opone necesariamente a la fe en Dios y los científicos son todos necesariamente ateos. Pero hay quien lo ve de otra manera, asegurando que la Ciencia puede acercar al hombre a Dios pues le permite comprender mejor su obra, del mismo modo que quienes tienen educación musical aprecian mejor un cuarteto de Beethoven

(Antonio Fernández-Rañada, físico español, profesor de la UCM)

1. Las ideas evolutivas antes de Darwin

- Lectura: Wikipedia. Historia del pensamiento evolucionista (hasta El origen de las especies)
- Lectura: Wikipedia. Lamarkismo
- Vídeo: Biologia1y2. Evolución. Ideas preevolucionistas, de Anaximandro a Lamarck


2. Darwin y El origen de las especies

- Lectura: Wikipedia. El origen de las especies
- Vídeo: Santiago Ginnobili. Darwin y la teoría de la evolución


3. La síntesis neodarwinista

- Lectura: Wikipedia. Síntesis evolutiva moderna
- Vídeo: Evalahririah. Neodarwinismo


4. Evidencias de la evolución

- Lectura: Bios. Evidencias de la evolución
- Vídeo: Gustavolh72. Pruebas de la evolución


Para saber más y ampliar conocimientos

- Vídeo: New Atlantis Full Documentaries. Evolución: El juego de Dios
- Vídeo: Wegener Tesla. Darwin y la evolución biológica


Biología Evolutiva

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Organismos pluricelulares

Volvox, alga clorofícea que forma colonias

Los primeros seres pluricelulares surgieron hace 800 millones de años. Hace 1.500 millones de años surgieron los primeros seres con núcleo celular. Los sedimentos que contienen hierro revelan la presencia de compuestos reducidos hasta hace 1800 millones de años y de sedimentos oxidados hace 1500 millones de años. Como consecuencia, la atmósfera no era oxidante cuando apareció la vida y así siguió otros 2.000 millones de años. El oxígeno molecular empezó a acumularse en la atmósfera debido a la actividad fotosintética de las algas verdiazules, al comienzo de forma lenta y tal vez sólo a nivel local, hasta que fue aumentando progresivamente hasta llegar al valor actual del 21% hace 1.000-1.500 millones de años.

La vida surgió en la Tierra hace 3.700 millones de años y pasaron 2.000 millones de años en un estadio primitivo, procariota y anaerobio. Fue necesario el metabolismo aerobio, a partir del oxígeno para el surgimiento de la pluricelularidad.

Si en la fermentación se producen 2 moléculas de ATP, que es la moneda energética de los seres vivos, en la respiración se producen 36-38 moléculas de ATP, lo que significa que en el metabolismo aerobio se produce unas 18 veces más de energía que en el metabolismo anaerobio.

Un ser vivo pluricelular requiere oxígeno y que llegue en cantidad suficiente a todas las células. Pero no sólo eso, sino también equilibrio, homeostasis, coordinación, diferenciación celular. Si la célula en sí es un sistema muy complejo, la coordinación de ellas para formar tejidos añade un estadio todavía superior, esa complejidad se multiplica exponencialmente a todos los niveles.


1. Organismos pluricelulares

- Lectura: Wikipedia. Pluricelular


2. Genética del desarrollo

- Lectura: Wikipedia. Genética del desarrollo
- Vídeo: Redes, Divulgación y Cultura. Genética Del Desarrollo


3. Diferenciación celular

- Lectura: Wikipedia. Diferenciación celular
- Vídeo: Rumico Miyazaki. Diferenciación celular


4. Genes selectores y genes reguladores

- Lectura: Wikipedia. Genes selectores
- Lectura: La Ciencia y sus demonios. Los nuevos genes


Para saber más y ampliar conocimientos

- Vídeo: NS Mexico. ¿Qué es la Epi-Genética?


Principios de Biología

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Organismos unicelulares y acelulares

Treponema pallidum, espiroqueta causante de la sífilis

En el principio, la vida fue unicelular y acostumbrada a ambientes extremos. El metabolismo aerobio, al posibilitar reacciones bioquímicas más energéticas, hizo posible la evolución hacia formas de vida más complejas. La unión de células y la especialización de estas en determinadas funciones terminaron posibilitando la existencia de organismos pluricelulares.

Pero la pregunta surge con los virus, viroides o priones. ¿En realidad son vida? De los virus es muy discutible y si aceptamos que los priones son vida, esto nos obligaría a cambiar todo nuestro esquema mental. ¿Son vida degenerada o protovida? Una sugerente propuesta es considerarlos como la forma más compleja de materia no viva, que en su evolución conduciría inexorablemente a la vida, como un estado superior de materia. Pero las cosas son mucho más complejas y nos hallamos muy lejos de tener respuestas.

Todo esto nos conduce, de forma inevitable, al origen de la vida, el gran debate, junto con el origen del Universo.


1. Organismos unicelulares y acelulares

- Lectura: Wikipedia. Unicelular
- Lectura: Wikipedia. Acelular
- Lectura: Wikipedia. Acytota


2. Virus

- Lectura: Wikipedia. Virus
- Vídeos: Ciencias Osgam S.A. Todo sobre los virus


3. Viroides y priones

- Lectura: Wikipedia. Viroide
- Vídeo: Bux Online. Viroides
- Lectura: Wikipedia. Prion
- Vídeo: Rogelio Galvez. Priones


4. Procariotas. Su importancia en la historia de la vida

- Lectura: Wikipedia. Prokaryota
- Vídeos: Andrés U. Nacional. Microbiología y origen de la vida


5. Archaea

- Lectura: Wikipedia. Archaea
- Vídeo: Universidad de Navarra. La vida al filo de lo imposible: Extremófilos


6. Bacteria

- Lectura: Wikipedia. Bacteria
- Vídeos: Ciencias Osgam S.A. Todo sobre las bacterias


Para saber más y ampliar conocimientos

- Vídeo: Julio Ayala Villar. Extremófilos
- Vídeo: Cresauab. Las vacas locas y el enigma de los priones


Principios de Biología

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Identificación de proteínas. Práctica virtual

Las proteínas son moléculas formadas por cadenas de aminoácidos, al plegarse sobre sí mismas forman una estructura tridimensional. En los organismos vivos tienen funciones estructurales, formando parte del tejido vivo, funciones biorreguladoras, como las enzimas, y funciones de defensa, como los anticuerpos.

Los aminoácidos se unen en las proteínas mediante el enlace peptídico (- CO - NH -). El biuret es un compuesto químico de fórmula química NH₂ - CO - NH - CO - NH₂. Es un sólido blanco soluble en agua caliente. Fue estudiado por Gustav Heinrich Wiedemann en su tesis doctoral, en 1847. En presencia de iones Cu⁺², el biuret forma un complejo de coordinación de color violeta, siendo una reacción identificativa de las proteínas, pero no de los aminoácidos.


Introducción

- Lectura: Wikipedia. Proteína


Guión de la práctica


Preparación del reactivo biuret y de la solución de proteína

El reactivo biuret se puede prepara in situ o tenerlo aparte. Para prepararlo in situ sobre la solución muestra, se añaden 2 centímetros cúbicos de solución de hidróxido de sodio al 20% (también puede ser hidróxido potásico), añadiéndose a continuación 4 ó 5 gotas de solución de sulfato cúprico diluida al 1%.

Para hacer el reactivo de biuret se emplea hidróxido de sodio (NaOH) y sulfato de cobre (II) hidratado (SO₄Cu.H₂O)., junto con tartrato de sodio y potasio para estabilizar los iones cúpricos.

- Disolver 1,5 g de SO₄Cu.H₂O en 250 ml de agua recién destilada

- Añadir 4,5 g de tartrato de sodio y potasio y 2,5 g de ioduro de potasio. Disolver bien todos los sólidos

- Añadir 50 ml de 6,0 mol/l de NaOH y diluir a 0,5 l con agua destilada

También existe la opción de comprar el reactivo de biuret. Aquí se pueden consultar los proveedores.

Para preparar la solución de proteína se empleará albúmina de huevo, disolviendo clara de huevo en agua.


Procedimiento

Las proteínas reaccionan con el reactivo de biuret. La reacción, en presencia de proteína, produce un color de biuret de azul a violeta.

Color característico de una prueba positiva biuret

1. Se llenan un tubo de ensayo con 2 mililitros de agua.

2. Se añaden 2 ml de reactivo de reactivo Biuret al agua. Anotar el color de la solución.

3. Se llenan un tubo de ensayo con 2 mililitros de solución con proteína. .

4. En el tubo de ensayo anterior, se añaden 2 mililitros de reactivo de biuret. Anotar el color de la solución.

Formas de realizar la práctica

1. En laboratorio.

2. En laboratorio casero. Los materiales son de fácil adquisición, el sulfato cúprico se emplea para tratar hongos en vegetales y el hidróxido sódico es la sosa caústica que se puede encontrar en droguerías.

¡Cuidado al manejar el hidróxido sódico o sosa caústica! Puede reaccionar violentamente con el agua por lo que se debe diluir poco a poco. Es corrosivo, por lo que hay que evitar el contacto con la piel (puede provocar quemaduras) y con los ojos (puede causar daños permanentes en la córnea).

3. De manera virtual.

Para ello, se puede utilizar el siguiente sitio web que simula todo el experimento:

- Práctica Virtual: OCCC-Biology Labs. Tests for proteins (en inglés)


Preguntas y actividades

1. ¿Cuál de los dos tubos de ensayo es positivo para las proteínas y cual es negativo?

2. ¿Por qué el biuret colorea las proteínas? Consultar los enlaces de ampliación y dibujar las reacciones.

3. ¿Por qué la reacción de biuret no se puede utilizar para identificar aminoácidos?


Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: Departamento de Química - UNLP. Reacción de Biuret
- Lectura: Estrucplan on line. Seguridad en el uso de la soda caústica
- Lectura: U.N. Pedro Ruiz Gallo. Determinación de proteínas totales y albúmina (DOC)
- Lectura: Wikipedia. Biuret test (en inglés)


Principios de Biología

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Ciclo y división celular

Células cancerosas humanas, con un enorme potencial reproductivo,
la de la izquierda se halla en el proceso de mitosis 

Si hay algo que caracteriza a la vida, y es una de sus características fundamentales, es la reproducción o capacidad de generar copias de moléculas y organismos.

La reproducción es algo inherente a todo ser vivo y a través de la misma, esta encuentra su sentido perpetuándose a lo largo del tiempo las especies y los taxones. Si se quisiera que una materia se conservase a lo largo, por poner un ejemplo, de un millón de años (hay que pensar en la cifra, mil miles, la civilización egipcia duró 3 mil años), hasta el objeto más compacto, sólido o indeleble, tendría escasas posibilidades de conseguirlo. Si hablamos de materia viva, la vida sobre la Tierra tiene la friolera de 3.700 millones de años y si hablamos de especies gran número de ellas como tales superan el millón de años.

Sin embargo, el mecanismo de división celular es un proceso complejo y delicado y el milagro consiste en que se produzcan pocos errores y si estos se producen son inmediatamente reparados. Sin embargo, a veces estos se acumulan y las cosas no salen como deberían salir.

En muy pocas ocasiones, las mutaciones son beneficiosas y traen ventajas. Si estas se acumulan pueden lograr que se cree una especie nueva, participando en el proceso evolutivo y contribuyendo a la diversidad de formas de vida en la Tierra.

Pero la mayoría de las mutaciones no traen consecuencias o traen consecuencias perniciosas. Una de las más conocidas, por sus terribles consecuencias, es el cáncer. Las anormalidades en el material genético de las células, en una cadena de mutaciones producidas por multitud de causas, puede causar que un grupo de células se multipliquen sin control y de manera autónoma, invadiendo localmente órganos y tejidos y multiplicándose a distancia a través de los fluidos internos del cuerpo.


1. Ciclo celular y división celular

- Lectura: Wikipedia. Ciclo celular
- Lectura: Wikipedia. División celular
- Vídeo: Biología 1 y 2. El ciclo celular


2. Mitosis y citocinesis

- Lectura: Wikipedia. Mitosis
- Lectura: Wikipedia. Citocinesis
- Vídeo: Tierra 2012. Mitosis, ciclo celular


3. Meiosis y reproducción celular

- Lectura: Wikipedia. Meiosis
- Lectura: Wikipedia. Reproducción sexual
- Vídeo: Ciencias Osgam S. A. La meiosis


4. Del ADN a las proteínas

- Lectura: Wikipedia. Ácido desoxirribonucleico (Interacciones ADN-proteína)
- Vídeo: NanotecFernando. Traducción (de ADN a proteínas)


5. El ADN y los genes

- Lectura: Wikipedia. Ácido desoxirribonucleico (Genes y genoma)
- Vídeo: Fuentes Taos. El ADN Genes y cromosomas El Genoma Humano


6. Replicación del ADN

- Lectura: Wikipedia. Replicación de ADN
- Vídeo: Aprendiz de Medicina. Replicación del DNA


7. El flujo de información y el dogma central de la biología

- Lectura: Wikipedia. Dogma central de la biología molecular
- Vídeo: Educatina. Dogma central de la Biología Molecular


8. El código genético

- Lectura: Wikipedia. Código genético
- Vídeo: Educatina. Código genético


9. La síntesis de ARN o transcripción

- Lectura: Gabinete de botánica del CNBA. Transcripción (síntesis de ARN)
- Vídeo: akademeiaUFM. Transcripción de ARN


10. La síntesis de proteínas o traducción

- Lectura: Gabinete de botánica del CNBA. Traducción (síntesis de proteínas)
- Vídeo: Adri Leyva. Síntesis de proteínas - Traducción


11. Mecanismo de la traducción

- Lectura: Wikipedia. Traducción (genética)
- Vídeo: Wilson Antonio Rincón Martínez. Síntesis de proteínas


12. Mutaciones en los genes y consecuencias en las proteínas

- Lectura: Wikipedia. Mutación genética
- Vídeo: Educatina. Las mutaciones del ADN


Para saber más y ampliar conocimientos

- Vídeo: Educatina. El proceso de transcripción al ARN


Principios de Biología

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Observación microscópica de la célula vegetal. Práctica virtual

La célula vegetal es un tipo de célula eucariota que forma los tejidos vegetales, aunque sus características no son generalizables a todas las células de una planta, y menos a muchos organismos llamados vegetales de una forma imprecisa. Las células adultas de las plantas terrestres tienen rasgos comunes con algas y hongos.

Una característica propia de las células vegetales es la pared celular, resistente a la tensión, lo que proporciona solidez a la célula. En las plantas, su principal componente es la celulosa, polisacárido, gracias al cual usamos la madera y la papel. Las paredes celulares de los hongos son de quitina, mientras las de las algas están construidas a base de glicoproteínas y polisacáridos, aunque algunas, como las diatomeas, poseen una pared compuesta por dióxido de silicio hidratado (sílice opalino).

Otra característica de las células vegetales es la ausencia de centriolos, propios de la célula animal, aunque estas también forman microtúbulos. En su lugar poseen una masa fibrosa difusa con una composición similar al material pericentriolar.

Finamente, también como específicos de la célula vegetal, los cloroplastos, en los vegetales fotosintetizadores eucariotas, algas y plantas, son los encargados de la fotosíntesis.


1. Introducción

- Lectura: Wikipedia. Célula vegetal


2. Guión de la práctica

En esta práctica se va a observar el tejido epidérmico de cebolla, vegetal de la especie Allium cepa. La cebolla es un bulbo, que es un tipo de vegetales con tallos subterraneos. La parte de las hojas que está debajo de la tierra está formada por capas superpuestas y almacena sustancias nutritivas y de reserva.


Material necesario

- Microscopio
- Portaobjetos y cubreobjetos
- Cubeta
- Aguja enmangada
- Pinzas
- Escalpelo o bisturí
- Azul de metileno
- Cuentagotas
- Cebolla


Procedimiento

1. Se separa una de las hojas internas y se desprende la fina membrana que está adherida en su cara inferior.

2. Se coloca un fragmento de membrana en un portaobjetos con unas gotas de agua y se introduce en la cubeta de tinción.

3. Se escurre el agua y se gotean al trozo de membrana unas gotas de azul de metileno, dejándose actuar durante 5 minutos aproximadamente. No debe dejarse la epidermis de la cebolla por falta de colorante o por evaporación del mismo.

4. Con un cuentagotas se echa agua abundante sobre la epidermis hasta que no suelte colorante.

5. Se cubre la preparación con un portaobjetos, evitando que se formen burbujas. Se lleva a la platina del microscopio.

6. Se observa a la preparación a distintos aumentos, empezando por el más bajo.

Nota: Se puede sustituir el azul de metileno por verde de metilo acético.


3. Formas de realizar la práctica

1. En laboratorio.

2. En laboratorio casero. La práctica no tiene peligrosidad.

3. De manera virtual

A través de la visualización de las siguientes imágenes (hacer click para ampliar):

Se puede visualizar en 3D con la siguiente imagen, tal como se vería con un microscopio binocular:

Para verla de forma tridimensional (o hacer similares), se puede consultar este artículo: Como hacer fotos en 3D.


Preguntas y actividades

1. Dibujar lo observado.

2. Identificar alguna estructura celular.

3. Comparar la célula vegetal con la animal, comentando sus similitudes y diferencias. Ver la práctica: Observación microscópica de la célula animal.


Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: Porque Biotecnología. Observación de células al microscopio


Principios de Biología

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Mecanismos de la herencia

En la historia de la vida en la Tierra, el inicio de la reproducción sexual, hace unos 600 millones de años, supuso una increíble explosión de la biodiversidad hasta entonces desconocida. Al dejar de ser clones los organismos de una especie, creció su variabilidad y por tanto al ser más resistentes unos que otros a factores de agresión de su entorno, se hizo posible la supervivencia de estos y con ello la supervivencia de la propia especie.

Los descendientes ya no son igual que sus padres, aunque posean una enorme parte de su material genético. Su material genético es consecuencia del azar, pero esto de ninguna manera quiere decir que este se mezcle de manera desordenada y aleatoria, sino que lo hace a través de los genes, que son secuencias de nucleotidos del ADN, relacionadas con el desarrollo o funcionamiento de una función del organismo.

El monje agustino católico austriaco Gregor Mendel, en sus experimentos con vegetales, fue el iniciador de la Genética y el descubridor de los genes, aunque los denominaba factores. Estos serían los responsables de transmitir los caracteres de una generación a la siguiente. Sus famosas tres leyes siguen siendo la base de la ciencia genética, que ha posibilitado mucho más sobre nosotros, sobre nuestra herencia genética, curar enfermedades y lograr mejorar vegetales y animales.


1. Mecanismos de la herencia

- Lectura: Proyecto Final. Mecanismos de la herencia
- Vídeo: Educatina. Bases genéticas de la herencia
- Presentación: E-Prints Complutense. Mecanismos de la herencia


2. Genética mendeliana

- Lectura: UVIGEN. Genética mendeliana
- Vídeo: Rotcehfer. Genética mendeliana


3. Explicación cromosómica de las leyes de la herencia

- Lectura: Wikipedia. Leyes de Mendel
- Vídeo: Ciencias Osgam S.A. Cromosomas y genes
- Presentación: Recursos TIC. Teoría cromosómica de la herencia


4. Herencia de genes ligados

- Lectura: Desde Mendel hasta las moléculas. Genes ligados
- Vídeo: unProfesor. Modificaciones y excepciones a Mendel: genes ligados


5. Determinación genética del sexo

- Lectura: Wikipedia. Sistema de determinación del sexo
- Vídeo: Educatina. Determinación cromosómica del sexo: ¿XX o XY?


6. Herencia ligada al sexo

- Lectura: Profesor en línea. Herencia ligada al sexo
- Vídeo: Educatina. Herencia ligada al sexo


7. Regulación de los genes y respuesta a los cambios en el ambiente

- Lectura: Microbiología - UGR. Regulación génica (parte correspondiente)
- Vídeo: Wegener Tesla. Epigenética: genes y medio ambiente


8. La expresión diferencial de los genes

- Lectura: Wikipedia. Expresión génica
- Vídeo: Camipineros. Expresión y regulación de genes


9. Mecanismos de regulación de los genes

- Lectura: Microbiología - UGR. Regulación génica (parte correspondiente)
- Vídeos: ALFORT2012. Regulación de la expresión génica


Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: Proyecto Biosfera. Genética mendeliana


Principios de Biología

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Observación microscópica de la célula animal. Práctica virtual

La célula animal forma los tejidos de los animales. Es una célula eucariótica formada, a grandes rasgos, por una envoltura o membrana, citoplasma con orgánulos y núcleo. A diferencia de las células vegetales no tiene pared celular, ni cloroplastos. Al no tener pared celular rígida pueden adoptar multitud de formas, siendo las más comunes redondeadas o irregulares.

La célula animal carece de cloroplastos, ya que no es fotosintética, aunque a través de la cleptoplastia, algunas células animales pueden asimilarlos en sus células de otros organismos, como la babosa marina Elyshia chlorotica.

Un orgánulo propio de las células animales es el centriolo, de estructura cilíndrica, constituido por nueve tripletes de microtúbulos, formando parte del citoesqueleto, aunque las células vegetales sí forman microtúbulos.


1. Introducción

- Lectura: Wikipedia. Célula animal


2. Guión de la práctica

En esta práctica se va a observar células del tejido epitelial de la boca humana. El tejido epitelial está formado por una o varias capas de células unidas entre sí y recubre la superficie libre del organismo, así como el revestimiento interno de las cavidades, órganos huecos, conductos del cuerpo, mucosas y glándulas.


Material necesario

- Microscopio
- Portaobjetos y cubreobjetos
- Cubeta
- Aguja enmangada
- Pinzas
- Escalpelo o bisturí
- Azul de metileno
- Cuentagotas
- Cebolla


Procedimiento

1. Raspar la cara interior de la mejilla con una espátula, palillo, hisopo o cuchara limpia. Para obtener una muestra más limpia, descartar el depósito mucoide obtenido y raspar de nuevo con firmeza en el mismo sitio.

Es importante, por razones de seguridad, no compartir el material para la obtención de la muestra y lavarlo, o bien, desecharlo.

2. Se extiende el material recogido, que son las células, sobre un portaobjetos limpio.

3. Se coloca una gota de agua y otra de violeta de genciana.

4. Se cubre la preparación con un portaobjetos, evitando que se formen burbujas. Se lleva a la platina del microscopio.

6. Se observa a la preparación a distintos aumentos, empezando por el más bajo.

Nota: Se puede sustituir el violeta de genciana por azul de metileno, ambos colorantes tiñen el núcleo de la célula.

Otra variante es una vez extendida la muestra del frotis, fijar con metanol al 95 % durante 15 minutos, luego secado al aire y para lograrlo antes, abanicar el portaobjetos.


3. Formas de realizar la práctica

1. En laboratorio.

2. En laboratorio casero. En principio, la práctica no tiene peligrosidad. Se puede conseguir el violeta de genciana en farmacias (como Vigencial) y el azul de metileno en tiendas de acuarofilia.

3. De manera virtual

A través de la visualización de las siguientes imágenes (pulsar para ampliar):

Preguntas y actividades

1. Dibujar lo observado.

2. Identificar alguna estructura celular.

3. Comparar la célula animal con la vegetal, comentando sus similitudes y diferencias. Ver la práctica: Observación microscópica de la célula vegetal.


Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: Microbehunter. Staining of Onion Cell Nuclei
- Lectura: Observación de células epidérmicas de la boca humana
- Lectura: Pangea Arts and Sciences. Simple Staining of Epithelial Cells from the Buccal Mucosa


Principios de Biología

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Identificación de lípidos. Práctica virtual

Para que un disolvente disuelva a un compuesto, este debe tener similares características químicas y estructurales. Un disolvente es polar cuando sus moléculas son polares, es decir, hay una separación de cargas, ejemplos serían el agua, el etanol o el ácido acético. En cambio, un disolvente es no polar cuando sus moléculas no son polares, es decir, la separación de sus cargas es simétrica, como ejemplos están los lípidos, aceites, grasas, y muchas sustancias orgánicas, como benceno, tolueno, cloroformo, etc.

Los disolventes polares y no polares son inmiscibles, no se mezclan entre sí. Uno determina, lo que se conoce en Química Orgánica, la fase acuosa, y el otro, la fase orgánica. En los seres vivos existen ambos tipos de moléculas y disolventes, polares y no polares. pero con una organización tal que cada cosa está en su sitio y hay un sitio para cada cosa, y nada se mezcla estropeándose.

Los lípidos no se colorean fácilmente, ya que la mayoría de los colorantes son polares. Pero existen una serie de colorantes específicos para los lípidos, como el Sudán III, el Sudán IV, el rojo-O al aceite y el Sudán Negro B, que permiten colorear los lípidos, con la enorme utilidad que supone para técnicas microcópicas citológicas, histológicas y anatomopatológicas.



Introducción

- Lectura: Wikipedia. Lípido
- Lectura: Wikipedia. Sudán III y Wikipedia. Sudán IV


Guión de la práctica

El Sudán IV es un colorante soluble en grasas. Tiene preferencias por los disolventes apolares, como los lípidos. No reacciona con hidratos de carbono o proteínas. En presencia de un lípido o grasa, el Sudán IV cambiará su color a rojo.

Similar comportamiento para esta práctica tiene el Sudán III. Con cualquiera de los dos colorantes se puede realizar.

1. Se llenan un tubo de ensayo con 2 mililitros de agua.

2. En el tubo de ensayo anterior, se añaden 2 mililitros de Sudán IV. Anotar el color de la solución.

3. Se llenan un tubo de ensayo con 2 mililitros de aceite vegetal.

4. En el tubo de ensayo anterior, se añaden 2 mililitros de Sudán IV. Anotar el color de la solución.


Formas de realizar la práctica

1. En laboratorio.

2. En laboratorio casero. En principio, la práctica no tiene peligrosidad.

3. De manera virtual.

Para ello, se puede utilizar el siguiente sitio web que simula todo el experimento:

- Práctica Virtual: OCCC-Biology Labs. Tests for fats (en inglés)


Preguntas y actividades

1. ¿Cuál de los dos tubos de ensayo es positivo para los lípidos y cual es negativo?

2. ¿Por qué el Sudán IV colorea los lípidos? Relacionarlo con los disolventes polares y apolares (no polares).

3. ¿Qué consecuencias, a nivel biológico, tiene la separación entre sustancias polares y apolares?


Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: IES-S. J. de la Cruz. Técnica del Sudán Negro para lípidos (en inglés)
- Lectura: Stains File. The Internet Resource For Histotechnologists (en inglés)
- Lectura: Universidad de León. e-Histología
- Lectura: Wikipedia. Estructuras lipídicas
- Lectura: Wikipedia. Polaridad de un disolvente
- Lectura: Wikipedia. Técnica del Sudán III


Principios de Biología

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Identificación de hidratos de carbono. Práctica virtual

Los hidratos de carbono, también llamados glúcidos, carbohidratos o sacáridos son moléculas biológicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, cuyas principales funciones en los seres vivos son el proporcionar energía inmediata y soporte estructural.

Los azúcares reductores son aquellos que poseen un grupo funcional carbonilo y a través del mismo pueden reaccionar como reductores con otras moléculas. Todos los monosacáridos son azúcares reductores, como la glucosa, que es una forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía.

Los polisacáridos son hidratos de carbono formados por la unión de una gran cantidad de monosacáridos. Tienen funciones de reserva energética y de soporte estructural. El almidón es un polisacárido de reserva de la mayoría de los vegetales, siendo la fuente de calorías más importante consumida por el ser humano.

En esta práctica, identificaremos ambos tipos de biomoléculas.


Introducción

Identificación de azúcares reductores

- Lectura: Wikipedia. Monosacárido
- Lectura: Wikipedia. Reacción de Benedict

Identificación de almidón

- Lectura: Wikipedia. Almidón
- Lectura: Wikipedia. Prueba del yodo


Guión de la práctica


Identificación de azúcares reductores

1. Se llenan dos tubos de ensayo con 2 mililitros de agua.

2. Se añaden 2 ml de reactivo de reactivo Benedict al agua.

El reactivo Benedict sirve para probar la presencia de muchos de los azúcares simples. Cuando se calienta el reactivo cambia el color de azul a verde, rojo o naranja si el azúcar está presente y según la cantidad.

3. A un tubo de ensayo se añade una solución de glucosa.

4. Se calientan ambos tubos a la llama o mejor al baño María durante unos cinco minutos.

5. Anotar los colores de ambos, el que no tiene glucosa tendrá un color azul claro y el que la tiene un color de verde a marrón.


Identificación de almidón

1. Se llenan dos tubos de ensayo con 2 mililitros de agua.

2. Se añaden 2 ml de tintura de yodo o lugol al agua.

El yodo reacciona con el almidón produciendo un color azul oscuro.

3. A un tubo de ensayo se añade una solución de almidón.

4. Anotar los colores de ambos, el que no tiene almidón tendrá un color marrón claro y el que lo tiene un color de azul marino a negro.


Formas de realizar la práctica

1. En laboratorio.

2. En laboratorio casero. ¡Precaución, uso de calor! 

3. De manera virtual.

Para ello, se puede utilizar el siguiente sitio web que simula todo el experimento:

- Práctica Virtual: OCCC-Biology Labs. Tests for carbohydrates (en inglés)


Preguntas y actividades

1. ¿Cuál de los dos tubos de ensayo es positivo para los azúcares simples y cual es negativo? ¿cuál de los dos tubos de ensayo es positivo para el almidón y cual es negativo?

2. ¿Por qué se producen estas reacciones?

3. ¿Reaccionará el reactivo Benedict con la sacarosa, el azúcar común? ¿reaccionará el yodo con la celulosa, un polisacárido?


Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: Wikipedia. Azúcar reductor
- Práctica: Xunta de Galicia-Educación. Estudio de azúcares reductores


Principios de Biología

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Determinación del contenido en agua de la materia viva. Práctica virtual

Al planeta Tierra se le llama el planeta azul. Y no es en vano, pues el agua cubre el 71 % de su superficie, aparte de la que se encuentra en la atmósfera en forma de vapor de agua, siendo por tanto una de las sustancias más abundantes en la zona superior de la Tierra.

También se le llama a nuestro planeta el planeta vivo, por ser el único planeta conocido, hasta la fecha, con vida. El agua, además de formar parte de los seres vivos, es necesaria para vivir, ya que es el disolvente donde se realizan las reacciones bioquímicas de los organismos. Se ha especulado con bioquímicas hipotéticas en otros planetas, en los que la función del agua sería suplida por amoniaco o fluoruro de hidrógeno, pero no pasan de ser, hoy por hoy, meras conjeturas científicas.

Una gran proporción del peso de los seres vivos está constituido por agua. En esta práctica se va a determinar la proporción existente en distintos organismos o partes de los seres vivos.


Introducción

- Lectura: Ampliación de Biología y Geología. El agua en los seres vivos


Guión de la práctica

1. Se toman diversas muestras procedentes de materia viva, como pueden ser:

- Un trozo de madera
- Semillas (como judías, garbanzos, etc.)
- Restos vegetales de troncos o tubérculos (zanahoria, cebolla, etc.)
- Restos de hojas de lechuga
- Un trozo de carne
- Un trozo de un animal marino: pescado, cefalópodo, lata de conservas, etc.

Si las muestras tienen algo de humedad, séquense por completo para no aportar humedad que no forma parte de ellas.

2. Se toman crisoles de laboratorio y se numeran, uno por cada muestra distinta. Se pesa cada uno de ellos en la balanza de laboratorio, anotándose la medida.

3. Se introducen las distintas muestras en distintos crisoles y se vuelven a pesar, anotándose la medida.

4. Los crisoles se calientan en horno a 120 ºC durante 3 horas. Se ha tener cuidado al sacarlos porque queman y tardan en enfriarse, usar para ello las pinzas.

5. Una vez fríos, se vuelven a pesar y se anota la pesada.

6. Anotar los resultados en la siguiente tabla con cifras decimales significativas:

Crisol	Material	Peso crisol	Peso crisol + muestra	Peso muestra	Peso crisol + muestra seca	Peso seco muestra	% agua en la muestra
1
2
3
4
5
6
…

Las cenizas obtenidas se pueden guardar para realizar posteriores ensayos de principios inmediatos.


Formas de realizar la práctica

1. En laboratorio.

2. En laboratorio casero:

- Práctica: CIDTA-USAL. Investigando la cantidad de agua

¡Precaución, uso de calor! Aunque en principio el uso del microondas no supone peligro, hay que tener en cuenta que la muestra caliente puede quemar al contacto

3. De manera virtual.

Para ello, se pueden utilizar los siguientes resultados, tomados de muestras reales (coger uno de cada tipo al azar):

Datos para la práctica virtual de determinación del contenido en agua de la materia viva

Preguntas y actividades

1. ¿Qué conclusiones podemos sacar a la vista de los resultados? Compárense los resultados según el material.

2. ¿No hubiera sido más rápido y cómodo calcinar las muestras a la llama? ¿por qué no se ha hecho así? ¿de qué manera se alterarían los resultados?

3. ¿Cuál es la función del agua en los seres vivos? Resáltese su importancia para los seres vivos en el planeta Tierra.

4. ¿Podría existir vida en otros planetas si no hay agua? ¿y si esta se encuentra en estado de hielo?

5. El amoniaco líquido posibilita numerosas reacciones químicas en su disolución, por eso se ha teorizado sobre su alternativa al agua en vida extraterreste en condiciones muy distintas de la Tierra. ¿Qué objeciones tiene esta hipótesis?


Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: Wikipedia. Bioquímicas hipotéticas


Principios de Biología

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Datos para la práctica virtual de determinación del contenido en agua de la materia viva

Para hacer la práctica se pueden tomar estos datos, que corresponden al peso del crisol, al peso del crisol con la muestra y al peso del crisol con la muestra desecada.

Hay que tomar uno al azar por cada tipo de muestra.


MADERA

Muestra 1

- Peso del crisol: 10,734 g
- Peso del crisol + Muestra: 16,620 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 13,949 g

Muestra 2

- Peso del crisol: 9,385 g
- Peso del crisol + Muestra: 13,143 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 16,976

Muestra  3

- Peso del crisol: 13,851 g
- Peso del crisol + Muestra: 21,702 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 16,976 g

Muestra 4

- Peso del crisol: 11,842 g
- Peso del crisol + Muestra: 17,426 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 15,000 g

Nota: Valores normales de contenido en agua de la madera: 400 % - 24 %. Algunas maderas de baja densidad pueden contener más agua del 100 %.


SEMILLAS

Muestra 1

- Peso del crisol: 10,734 g
- Peso del crisol + Muestra: 14,166 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 13,736 g

Muestra 2

- Peso del crisol: 9,385 g
- Peso del crisol + Muestra: 12,641 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 12,386 g

Muestra  3

- Peso del crisol: 13,851 g
- Peso del crisol + Muestra: 18,009 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 17,738 g

Muestra 4

- Peso del crisol: 11,842 g
- Peso del crisol + Muestra: 14,440 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 14,257 g

Nota: las semillas suelen tener una humedad de un 14 % a un 2 %. Su conservación depende de la misma.


CARNE

Muestra 1

- Peso del crisol: 10,734 g
- Peso del crisol + Muestra: 14,192 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 11,990 g

Muestra 2

- Peso del crisol: 9,385 g
- Peso del crisol + Muestra: 12,370 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 10,609 g

Muestra  3

- Peso del crisol: 13,851 g
- Peso del crisol + Muestra: 18,853 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 15,876 g

Muestra 4

- Peso del crisol: 11,842 g
- Peso del crisol + Muestra: 14,104 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 12,693 g

Nota: el contenido de agua en la carne oscila de un 75 % a un 55 %.


TROZO DE FRUTA O VERDURA

Muestra 1 (tomate)

- Peso del crisol: 10,734 g
- Peso del crisol + Muestra: 19,970 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 11,546 g

Muestra 2 (champiñón en conserva)

- Peso del crisol: 9,385 g
- Peso del crisol + Muestra: 10,711 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 9,500 g

Muestra  3 (patata)

- Peso del crisol: 13,851 g
- Peso del crisol + Muestra: 16,876 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 14,652 g

Muestra 4 (platano)

- Peso del crisol: 11,842 g
- Peso del crisol + Muestra: 20,053 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 13,829 g

Nota: el contenido en agua en frutas y verduras es muy variable, ya que depende del tipo, pero normalmente es muy alto, ya que se suele encontrar entre el 72 % y 96 %.


LECHUGA

Muestra 1

- Peso del crisol: 10,734 g
- Peso del crisol + Muestra: 21,985 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 11,856 g

Muestra 2

- Peso del crisol: 9,385 g
- Peso del crisol + Muestra: 22,971 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 9,954 g

Muestra  3

- Peso del crisol: 13,851 g
- Peso del crisol + Muestra: 24,120 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 14,672 g

Muestra 4

- Peso del crisol: 11,842 g
- Peso del crisol + Muestra: 24,807 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 12,867 g

Nota: la lechuga tiene muchísima cantidad de agua, siendo valores normales 90-96 %.


TROZO DE ANIMAL MARINO

Muestra 1 (atún al natural en conserva)

- Peso del crisol: 10,734 g
- Peso del crisol + Muestra: 18,987 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 15,069 g

Muestra 2 (calamar) 

- Peso del crisol: 9,385 g
- Peso del crisol + Muestra: 13,754 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 14,652 g

Muestra  3 (merluza)

- Peso del crisol: 13,851 g
- Peso del crisol + Muestra: 22,144 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 15,975 g

Muestra 4 (lenguado)

- Peso del crisol: 11,842 g
- Peso del crisol + Muestra: 19,093 g
- Peso del crisol + Muestra seca: 14,498 g

Nota: los animales marinos tienen un gran contenido de agua, que oscila del 60 % al 80 %. En conserva, el tejido expulsa agua, pudiendo bajar al 40 %.


Determinación del contenido en agua de la materia viva. Práctica virtual

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