Actualmente existen varias posibilidades para realizar y obtener un certificado, gratis y por Internet, de un curso de Biología General. No obstante, la mayoría de ellos se imparte en inglés. Hoy día, el traductor de Google facilita muchísimo la traducción de las webs, aunque frecuentemente las traducciones son deficientes, que sólo se puede solucionar de dos formas, en el caso de no dominar por completo el inglés: 1) Poseer unas bases sólidas en idioma inglés que nos faciliten la labor, y 2) Dominar la materia, aunque se te escapen características propias del idioma, vas a saber que están diciendo o que te están preguntando.
Estos son algunos de los cursos que se pueden encontrar en Internet de Biología general, abiertos, gratuitos y con certificado:
De la plataforma Khan Academy. Originariamente en inglés, pero muchas partes del curso están traducidas al español. Se tratan temas de bioquímica, biología celular, biología humana, evolución, etc. Tras superar el curso puedes obtener una insignia o badge, que puede ser reconocida en el proyecto Open Badges, de Mozilla.
De la plataforma EDUTIN, trata de los principios básicos de la ciencia biológica, como son grupos funcionales y bioelementos (hidratos de carbono, lípidos, proteínas, enzimas, vitaminas, minerales y ácidos nucleicos), centrándose fundamentalmente en los aspectos bioquímicos de la Biología.
De la plataforma ALISON, trata sobre organismos, células, nutrientes (carbohidratos, proteínas, vitaminas y minerales) y el proceso de digestión. En inglés.
Es un curso que se ya se ha celebrado, pero puede contar con posteriores ediciones, aunque está abierta la inscripción para consultar los materiales. Organizado por el profesor Eric Lander, uno de los líderes del Proyecto Genoma Humano. El contenido del curso refleja los temas que se enseñan en los cursos de introducción a la biología del MIT y muchos cursos de biología en todo el mundo. Se tocan aspectos como estructura y función de macromoléculas tales como ADN, ARN y proteínas; comprensión de la herencia y el flujo de información dentro de las células para la salud humana.
Curso de la plataforma Saylor Academy, en inglés. Su temario coincide en gran medida con el curso Principios de Biología de CUVSI. El material didáctico es de uso libre en la Red. La superación de un examen con al menos el 70 % de las respuestas correctas otorga un certificado. Si no se supera el examen, éste se puede repetir pasadas dos semanas.
Curso de CUVSI en español. El curso trata de las bases de la Biología, abordando aspectos bioquímicos, celulares y genéticos, entre otros, en ocho temas, con diez prácticas virtuales. Por la superación de un examen online se puede obtener un certificado y una insignia digital.
La invención del microscopio, hace más de cuatro siglos, revolucionó por completo las ciencias biológicas y todas las ciencias en general. Poder ver con detalle lo que no vemos a simple vista llevó a la Humanidad a conocer un mundo que desconocía por completo.
El primer microscopio fue el óptico, con él se han hecho los más revolucionarios descubrimientos en varias ciencias, principalmente en Biología. Y gracias a él aumentó la supervivencia de la Humanidad, pues su aplicación en Medicina ha sido decisiva a la hora a la hora de luchar contra todas las enfermedades. Su límite visual llega a unos 2.000 aumentos. Después llegó el microscopio electrónico, que utiliza haces de electrones en lugar de luz y gracias a ello se superó la barrera de los aumentos del microscopio óptico, pudiéndose observar el mundo submicroscópico, como los virus.
Un microscopio de pocos aumentos con oculares u objetivos para ambos ojos es la lupa binocular, microscopio estereoscópico o estereomicroscopio. Consta de dos microscopios completos, cada uno con sus objetivos y ocular, en los que al no coincidir sus ejes ópticos, las imágenes formadas en los oculares son distintas, como ocurre con la visión ocular estereoscópica, por lo que se ve una imagen en tres dimensiones. La diferencia con el microscopio binocular es que en este la imagen formada en un único objetivo es desdoblada en dos imágenes idénticas por un prisma situado entre el objetivo y los dos oculares. Con este se pueden observar especímenes diminutos, tales como insectos, partes de las plantas, plancton, etc. Tiene además aplicaciones en otros campos, como la observación de la textura de las rocas, daños en elementos o la determinación de falsificaciones en piezas valiosas.
El microscopio óptico y la lupa binocular son instrumentos esenciales en el laboratorio de biología, por lo que para trabajar en el mismo es fundamental conocer bien su manejo.
En principio, la práctica se puede hacer perfectamente en casa, ya que en principio no tiene peligrosidad y la adquisición o préstamos de un microscopio óptico y una lupa binocular puede estar al alcance de una economía modesta.
En todo caso conviene que los instrumentos, aunque su calidad no sea de laboratorio profesional, no sean simples juguetes. Puede ser de utilidad consultar el siguiente enlace:
¿Por qué montar un laboratorio de microscopia de bajo coste?
Las razones pueden ser infinitas y variadas, pero entre tantas, unas de ellas pueden ser las siguientes:
- La microscopia es una actividad fascinante, que nos puede proporcionar momentos maravillosos contemplando lo que se esconde detrás de lo que no vemos a simple vista.
- Es una opción interesante para centros de enseñanza con escasos recursos y pequeñas comunidades rurales.
- Es una opción para pequeñas empresas que necesitan un mínimo control de calidad, o comprobar defectos en materiales y productos, sin elevadas exigencias.
- Se pueden realizar investigaciones o estudios.
- La fotografía microscópica o micrografía es una apasionante afición o hobby que combina ciencia, fotografía y arte.
- Aunque siempre son útiles, no se precisan conocimientos avanzados para iniciarse en la microscopia.
- Puede ser una ayuda en casos de melancolía o depresión, ya que descubre un mundo increíble que ayuda a olvidar los problemas y los agobios de la vida cotidiana.
¿Qué material sería preciso para empezar?
En primer lugar habrá que establecer para que queremos nuestro laboratorio, ya que no es lo mismo un laboratorio microscópico orientado a la biología, que un laboratorio microscópico orientado a la geología o metalurgia que exige una mayor inversión (por la necesidad de un microscopio polarizante y la creación de láminas de rocas).
En principio, orientando nuestro laboratorio a la biología, aunque también se puede usar para otros fines (microquímica, micropalentología, examen de muestras como textiles, etc.), una configuración básica, pero suficiente, podía ser la siguiente:
- Un microscopio, de buena calidad, que sea más que un simple juguete.
- Un microtomo, para realizar secciones y cortes histológicos.
- Una lupa binocular, para poder observar muestras y especímenes que no llegan al tamaño microscópico, y sin necesidad de transparencia para su observación.
- Un equipo de fotografía, para realizar nuestras fotos. Hoy día la fotografía usada es la digital.
- Material y reactivos de laboratorio.
El microscopio
El precio de un microscopio depende fundamentalmente de su óptica. Hace unas décadas, un buen microscopio era muy caro, pero actualmente los precios han caído por la automatización de sus procesos de fabricación.
El problema de una mala óptica es que al aumentar una imagen esta sufre aberración óptica, la imagen se distorsiona y los colores se alteran. De poco nos sirve que el microscopio tenga muchos aumentos si la imagen se ve muy mal. Es preferible elegir uno de menos aumentos, pero que la imagen tenga cierta calidad.
El límite de resolución de un microscopio óptico (por las limitaciones del espectro visible) viene a ser de unos 2000 aumentos. Hay que tener en cuenta que cuando nos vamos acercando a ese límite hay que usar un objetivo de inmersión, que requiere una técnica especial, que requiere una gota de aceite entre el objetivo y el portaobjetos. En la práctica, para un laboratorio de bajo coste, objetivos no muy exigentes, pero con calidad de imagen, un microscopio con unos 1000 aumentos puede ser suficiente.
¿Binocular o monocular? Lo ideal es binocular ya que causa menos fatiga visual, pero su precio se encarece notablemente. Esto tampoco es un fuerte inconveniente. La mayoría de los microscopios del mundo son monoculares y la mayoría de los descubrimientos e investigaciones científicas se han hecho con microscopios monoculares. No obstante, el microscopio se puede modificar o tunear, como veremos posteriormente.
El microtomo
El microtomo permite hacer rebanadas muy finas de material. Básicamente existen de dos tipos, el de mano, en el que se aprisiona la muestra, mediante un tornillo giratorio se asoma un pequeño fragmente sobre una plataforma, deslizando en esta una cuchilla de afeitar, obteniéndose una fina lámina, y el de rotación, en el que mediante un mecanismo rotatorio, la pieza de aproxima a la cuchilla, cortándola en una lámina fina.
Si en el laboratorio queremos hacer nuestras propias preparaciones histológicas necesitaremos un microtomo. Los microtomos nos desequilibran un poco el presupuesto, ya que el más barato cuesta más de 100 euros.
Pero tenemos la opción de hacer un microtomo casero. El procedimiento no es tan complicado, como se puede ver en este artículo. Se puede fabricar uno hasta con piezas de Lego.
En todo caso, el microtomo se puede fácilmente sustituir por un corte fino a mano con una cuchilla afilada y cierta habilidad.
La lupa binocular
Para especímenes grandes podemos usar una lupa de mano o un cuentahilos, pero en ningún modo es comparable con la lupa binocular, siendo esta un accesorio imprescindible, por lo menos a cierto plazo.
Las exigencias de una lupa binocular son menores que las de un microscopio, ya que requiere menores aumentos. Al igual que estos, hace unos años eran muy caras, pero en los últimos tiempos, su precio ha disminuido mucho.
Por supuesto que ha de ser binocular porque, al contrario del microscopio binocular (no hay visión tridimensional y los dos oculares van a una misma trayectoria), en la lupa binocular sí disfrutamos de la visión estereoscópica.
Los aumentos tampoco son una gran exigencia. Con unos simples 20 aumentos y la visión estereoscópica, ya podemos sacar un buen partido a nuestra lupa binocular.
Equipo de fotografía
Si tenemos nuestros microscopio y lupa binocular, pero no podemos hacer fotografías del mundo microscópico, llamadas micrografías, nos faltará algo, la capacidad de hacer fotos científicas y asombrarnos y asombrar a los demás con su belleza.
Aquí las posibilidades son gigantescas, desde instrumentos para los microscopios, adaptaciones para cámaras fotográficas, o adaptaciones para teléfonos móviles o smartphones. Se pueden fabricar muchas de ellas de forma sencilla.
En el siguiente vídeo se puede ver un adaptador para smartphone:
Material y reactivos de laboratorio
Entre el material y reactivos de laboratorio serían imprescindibles:
- Portaobjetos y cubreobjetos.
- Material de microscopia: aguja enmangada, pinzas, lanceta, bisturía, etc.
- Reactivos para microscopia: necesario para realizar tinciones, como azul de metileno, violeta de genciana, etc.
Las opciones para obtenerlos son muy variadas, desde ir comprándolos poco a poco en Internet, tiendas de productos científicos (en algunas ortopedias también los venden) o comprar el material en un lote, que suele salir más barato.
Un ejemplo de laboratorio de altas prestaciones a bajo coste
El microscopio Optus es ideal por su relación calidad/precio:
La óptica es excelente, tiene platina con carro móvil y un excelente acabado metálico. Se puede comprar en Amazon, por algo más de 100 euros. Este otro microscopio, también de la casa Bresser, es prácticamente igual y no llega a 90 euros, que es por que hemos optado.
Sus limitaciones son las siguientes: mala regulación de la luz, ausencia de tornillo micrométrico y ser monocular (los microscopios binoculares se van a más de 250 euros).
El tornillo micrométrico no es gran inconveniente, ni mucho menos. Tampoco lo es que sea monocular. Lo de la luz es más interesante de corregir, pero no es difícil.
El microscopio lo hemos mejoramos de esta manera: para transformarlo en binocular es tan simple, como sustituir el objetivo monocular por uno binocular. Se puede comprar en ebay, pero nosotros lo hemos decidido sustituir por objetivo binocular de uno de juguete, pero de buena calidad. Tampoco sería muy difícil conseguirlo de primera o segunda mano. Al fin y al cabo es mucho más importante la óptica de los objetivos que la de los oculares.
Para el tema de la luz, hemos comprado un condensador para microscopio en ebay que no llega 20 €. Otra opción es construir y regular la propia fuente de luz mediante un potenciómetro.
El microscopio Optus modificado, con objetivo binocular y condensador
El tema del microtomo lo hemos resuelto de una manera un poco basta, pero efectiva, comprando un tornillo con una tuerca muy gorda, intruciendo las muestras apretadas con corcho blanco o porexpan. Moviendo un poco el tornillo se pueden hacer cortes finos. Microtomos de este tipo también vienen con algunos microscopios de juguete.
Para la lupa binocular hemos elegido la lupa binocular Bresser:
Es una lupa binocular excelente, que incluso tiene su sistema de iluminación incorporado. Su precio en Amazon es algo más de 70 €.
El equipo de fotografía no nos ha supuesto ningún coste, ya que viene incorporado con el microscopio Optus, para ordenador y puerto USB. Y lo mejor de todo es que es compatible con la lupa binocular, ya que se adapta a ella perfectamente (no dejan de ser del mismo fabricante, Bresser). En la siguiente vemos el microscopio con el accesorio de vídeo fotografía:
Otra posible opción, es hacer fotos o vídeos con un smartphone, para ello existen adaptadores como este:
En cuanto a los materiales de laboratorio, la opción más económica es comprarles juntos. Vienen parte con el microscopio Optus, pero se se puede comprar. Un opción básica es la de la propia casa Bresser, que cuesta unos 20 euros en Amazon:
En resumen, este ha sido el coste aproximado de nuestro laboratorio de microscopia:
- Microscopio: 90 €
- Mejoras del microscopio: 20 €
- Lupa binocular: 70 €
- Equipo de fotografía: incluído en el microscopio
- Material de laboratorio: 10 € (hemos optado por comprar material suelto, ya que venía parte con el microscopio)
- TOTAL: 190 €
Por menos de 200 €, hemos conseguido montar un laboratorio de microscopia decente.
Es simplemente una posibilidad de infinitas. Habrá personas que prefieran otras opciones, como no tener lupa binocular y gastar más dinero en el microscopio o viceversa, o centrarse más en la fotografía digital. Pero como iniciación general es un buen modelo de laboratorio microscópico para varios usos y actividades.
Fotografía microscópica
Hace unos años, la fotografía microscópica sólo era accesible a laboratorios o a los muy aficionados, ya que tanto el equipo de microscopia, como el de fotografía eran caros, y ya por no hablar de la fotografía en papel.
Pero todo eso ha cambiado hoy en día, gracias a la fotografía y al descenso de precio de microscopios y cámaras digitales. ¡Con un buen teléfono móvil se pueden realizar excelentes fotografías!
Dos aspectos muy importantes para realizar fotografía microscópica: la luz y el equipo fotográfico. Si la calidad del microscopio no es muy buena, se pueden bajar los aumentos o jugar con la luz, pero con una mala cámara es muy difícil obtener una buena fotografía.
Para cualquier tipo de fotografía la luz y su tratamiento es esencial. Cuando se hace una foto con la lupa binocular, la luz es reflejada, por lo que hay que tener especial cuidado que no deslumbre "quemando" la foto, ni que la estropee haciendo sombras. En el microscopio, la muestra es transparente por lo que manejas adecuadamente la abertura de la luz, por esto es muy importante colocar un condensador en el microscopio o al menos controlar la intensidad de la luz.
A veces, con paciencia y malos medios se pueden conseguir fotografías, que ya es algo. Veamos un ejemplo. Se trató de fotografiar la pata de una mosca con la lupa binocular y el microscopio usando el equipo de fotografía que viene con el microscopio Optus. Hay que decir que no es un equipo de buena calidad (si el microscopìo es decente y barato, si además viene con equipo fotográfico no esperemos que sea una maravilla).
Se hizo la siguiente foto con la lupa binocular a 20 aumentos:
Observando con la lupa binocular se aprecian todos los detalles de la pata (fémur, tibia, tarsos y uñas) y con buena imagen, pero no se obtiene una buena foto. Al ser tridimensional se observan sombras que impiden ver con nitidez los detalles.
Parecería que con el microscopio saldría peor al ser a más aumentos, pero con un adecuado manejo de la luz se obtiene un fotografía mejor a 40 aumentos, el doble:
Lo que indica la importancia de saber manejar bien la luz. Además de ello, una excelente opción, para quien posea un teléfono móvil que tenga una cámara de calidad es un adaptador para el mismo, como hemos visto anteriormente.
Y esto no acaba aquí...
Las opciones de "bricolaje" microscópico son infinitas. Basta rastrear en la Red para darte cuenta de la imaginación y la meticulosidad del trabajo de ciertos entusiastas de las cosas muy diminutas.
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.
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?
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
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)
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.
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.
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.
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:
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.
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.
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.
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.
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.
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):
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.
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:
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.
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:
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?
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