PROYECTOS EXPERIMENTALES corregido

Transcripción

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES
PLANTEL ORIENTE
ÁREA DE CIENCIAS EXPERIMENTALES
“Proyectos Experimentales para el Laboratorio
de Ciencias de la Materia de Biología I”
Autor: M. en C. María Angélica Médicis de Vélez.
Agosto de 2011
Profesor: María Angélica Médicis de Vélez C. C. H. UNAM
Página 1
ÍNDICE
Presentación del Manual-------------------------------------------------------- Pag. 3
Indicaciones al Profesor para la utilización del
Manual de Proyectos Experimentales. ------------------------------------- Pág. 5
Sugerencias de formas de Evaluación.------------------------------------- Pág. 7
Proyecto Experimental: “Actividad de la Enzima Catalasa” : ---------- Pág. 8
Proyecto Experimental: “Respiración Aerobia en las Semillas”---------Pág. 23
Proyecto Experimental: “Identificación y Cruzas entre Mutantes de Drosophila
melanogaster”---------------------------------------------------------------------- Pág. 34
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Presentación:
La biología debe considerarse como una disciplina del conocimiento que se
caracteriza tanto por sus métodos y estrategias, como por el objeto de estudio
sobre el cual pone atención para obtener nuevos conocimientos, así un curso de
Biología deberá tratar de lograr que el alumno desarrolle su capacidad para
formular preguntas, encontrar respuestas y explicaciones racionales acerca de la
vida.
Por otra parte, la Biología como ciencia experimental, tiene como forma básica de
trabajo la observación y la experimentación; lo que significa tener o desarrollar una
habilidad especial para registrar los hechos, organizar la información y fundamentar
para explicar, predecir, analizar, y verificar fenómenos.
Una forma de acercarnos a conocer el mundo natural, es posible si tomamos un
fenómeno y lo llevamos a la dimensión de un modelo, permitiéndonos acercarnos
tanto a la descripción como a la predicción, tratando con ello de hacer
generalizaciones que puedan permitirnos avanzar en el conocimiento.
Si el alumno es capaz de reconocer en los modelos su función explicativa y como
analogías sucesivas que pueden servir como herramienta para visualizar ciertos
aspectos que manejan las teorías; la consecuencia de esta forma de pensar, será
el poder establecer la síntesis de los diferentes elementos en un gran complejo.
La idea predominante entre los educadores de ciencias es que la experiencia
práctica es la esencia del aprendizaje científico, ya que promueve la
adquisición de una serie de procedimientos y habilidades científicas, desde las
más básicas (utilización de aparatos, medición, tratamiento de datos, etc.)
hasta las más complejas (investigar y resolver problemas haciendo uso de la
experimentación). Es clara la importancia de que los trabajos experimentales
deben tener como actividad de aprendizaje estos procedimientos.
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El logro de dichas habilidades, a diferente nivel, como una manera de ilustrar o
de comprobar experimentalmente los hechos y leyes científicas presentadas
previamente por el profesor (paradigma de enseñanza por transmisión), son los
objetivos didácticos de las actividades de laboratorio.
Sin embargo, el enfoque que se da a los trabajos experimentales, depende de
los objetivos que se quieren conseguir a través de su realización, y éstos
objetivos dependen de la concepción que se tiene de cómo se hace ciencia y
de cómo se puede aprender ciencia, en un ámbito escolar.
El surgimiento de una concepción constructivista de la enseñanza y
aprendizaje de la ciencia, ha logrado que los maestros valoren la importancia
de los conocimientos previos de los alumnos y las expectativas teóricas que se
tienen respecto a los fenómenos que se investigan. Entonces no se trata tanto
de descubrir, sino de construir este conocimiento, a partir de la interacción de
nuestras ideas con las de los demás y con la experiencia fundamentada en
nuestras concepciones.
El trabajo aquí elaborado, trata de alejarse de la interpretación simplista de las
prácticas de laboratorio, se trata de actividades semi-abiertas que inducen al
alumno al planteamiento de sus propias hipótesis lo que significa tener en
cuenta explicaciones alternativas a las científicas que pueden ser comprobadas
por los alumnos mediante experimentos y/o razonamientos, que los hagan
compatibles o no con sus planteamientos y concepciones.
En las investigaciones experimentales, el profesor debe guiar a los alumnos en el
planteamiento de preguntas y problemas para propiciar que ellos propongan sus
hipótesis, y sugieran estrategias experimentales para comprobarlas.
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Indicaciones al Profesor para la utilización del Manual de Proyectos
Experimentales:
El Manual de Proyectos Experimentales para el Laboratorio de Ciencias del
bachillerato de la UNAM, tiene como objetivo apoyar los temas del Programa
de Biología I, utilizando el equipo de cómputo, sensores, simuladores y
materiales con los que se cuenta en estos laboratorios de los Colegios de
Ciencias y Humanidades.
Los proyectos que se proponen son actividades semi-abiertas, es decir, el
trabajo del profesor es la de mediador y guía para que los alumnos resuelvan
una problemática planteada, con base en las preguntas planteadas sobre
temas interesantes y reales, para despertar la curiosidad en ellos.
Con estas investigaciones experimentales, se pretende desarrollar habilidades
y destrezas, en la utilización y manipulación del equipo, con el uso de las TIC
para enriquecer la enseñanza aprendizaje.
En cada uno de los proyectos experimentales, se señala su ubicación en el
programa, la unidad y el tema correspondiente. Se indican también, los
conceptos previos que son necesarios para abordar la investigación.
Para la realización de las investigaciones experimentales de forma semi-abierta
se sugieren preguntas generadoras, que el profesor podrá plantear a los
alumnos, con el fin de despertar su curiosidad e interés por investigar, el
profesor solicitará a sus alumnos sus posibles respuestas, para guiarlos en el
planteamiento de las hipótesis.
En cada proyecto de investigación que aquí se propone, se plantean los
aprendizajes que se pretende lograr en los alumnos, los cuales son pertinentes
con los de la asignatura, la unidad y el tema del programa de Biología I.
Se describen los procedimientos experimentales, incluyendo el equipo,
materiales y sustancias requeridos, sin embargo, se deja al criterio del profesor
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solicitar a los alumnos que elaboren sus propios diseños experimentales,
aunque siempre con la guía y asesoría del mismo.
En cada una de las actividades se detalla el número de sesiones y su posible
duración. Dependiendo de la actividad que el profesor vaya a realizar, se anexa
la liga de los tutoriales para el manejo de los sensores y los simuladores.
También se incluyen anexos para cada una de las actividades en las que
fueron requeridos.
Se deben tomar en cuenta los rasgos psicológicos y socioculturales del alumno
así como sus expectativas para la correcta implementación de las
investigaciones experimentales. Se sugieren al profesor, en este manual, las
posibles formas de evaluación de las investigaciones de los alumnos.
Se recomienda al profesor orientar el trabajo del alumno en torno al problema
planteado, promoviendo que se generen ideas de acuerdo a sus conceptos
previos y las investigaciones bibliográficas, guiando en la investigación
experimental, así como en la posterior interpretación de sus resultados y
elaboración de conclusiones para que el alumno logre la estructuración de sus
conocimientos. Con éstas investigaciones se buscará que el alumno construya
los conceptos básicos, incremente su capacidad de observación, análisis y
elaboración de conclusiones.
El profesor promoverá el desarrollo habilidades, actitudes y valores en los
alumnos. Finalmente se propone organizar el proceso de enseñanza
aprendizaje en torno al planteamiento de un problema que promueva la
discusión, con cuestionamientos que conduzcan al alumno a la búsqueda de
fuentes de diversos tipos, como es el uso de las TIC, para que le brinden una
mayor comprensión del tema estudiado.
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Sugerencias de formas de evaluación:
La evaluación del trabajo experimental debe ser formativa, esto es, debe
realizarse durante el desarrollo de la actividad por medio de registros
observables realizados por el profesor, tanto de las habilidades como de los
conceptos que se pretende que alcancen los alumnos, la evaluación debe
abarcar tanto la participación individual como la de equipo.
La evaluación debe ser funcional, continua y retro alimentadora. Las actividades
experimentales
se
deben
evaluar
tanto
conceptualmente
como
procedimentalmente, mediante la observación directa durante el desarrollo de los
experimentos y los informes escritos entregados por los alumnos. Las actividades
experimentales desarrolladas en el laboratorio permitirán a los alumnos los
aprendizajes significativos propios de la disciplina.
La evaluación considerada para este tipo de actividades experimentales debe ser
holística es decir global y no atomizada en cada fase o actividad del alumno,
también debe ser formativa, ya que, el cambio en las actitudes y valores mostradas
por los alumnos deben ser evidentes durante el desarrollo de las actividades
experimentales realizadas en el Laboratorio de Ciencias. Para cada investigación
experimental se proponen al final, cuestionarios abiertos y cuestionarios de opción
múltiple. Se sugiere al profesor, también considerar lo siguiente:
a) Hacer un examen diagnóstico sobre el tema.
b) Revisión sobre el trabajo de investigación con el propósito de valorar las
habilidades y destrezas en el manejo de la información.
c) Valoración de la capacidad de observación y habilidades durante el
desarrollo de la investigación experimental.
d) Sesiones para valorar y retro alimentar los resultados de las investigaciones
experimentales y temas desarrollados.
e) Resolver Cuestionarios y la Elaboración de la “V” de Gowin.
f) Revisión de los Informes escritos de los alumnos sobre su Investigación
Experimental.
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PLANTEL ORIENTE
PROYECTO EXPERIMENTAL PARA EL
LABORATORIO DE CIENCIAS:
ACTIVIDAD DE LA ENZIMA CATALASA
Asignaturas que apoya:
BIOLOGÍA I: Segunda Unidad ¿Cómo se lleva a cabo la regulación,
conservación y reproducción de los sistemas vivos? Tema II. Procesos de
conservación
Biología III: Primera Unidad ¿Cómo se explica la diversidad de los Sistemas
vivos a través del metabolismo? Tema I. Metabolismo: Enzimas
Conceptos previos: Enzima, sustrato, sitio activo, energía de activación,
oxidación, velocidad de reacción, coenzima.
Cuestionario diagnóstico:
El profesor aplicará un cuestionario diagnóstico antes de iniciar el tema para
verificar los conceptos previos de los alumnos y así planear su tratamiento en
clase.
Aprendizajes del alumno:

Comprenderá cuál es la función de las enzimas

Describirá las características y función de la enzima catalasa.

Comprenderá la relación enzima-sustrato.

Observará y determinará la producción de oxígeno al descomponer la
catalasa en el peróxido de hidrógeno.

Determinará cómo afecta el Ph la actividad de la enzima catalasa.
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
Determinará como afecta la temperatura la función de la enzima
catalasa.

Realizará diferentes experimentos con el simulador “Laboratorio de
Enzimas” del Laboratorio de Ciencias, cambiando las variables que
intervienen en la actividad enzimática.

Comprenderá, a través de la elaboración de un modelo, la relación
enzima sustrato.

Lograrán una mayor comprensión de los factores que afectan la
actividad enzimática.
PRIMERA SESIÓN
(Duración 2 horas)
Preguntas generadoras:

¿Sabes por qué se utiliza el agua oxigenada como desinfectante para
las heridas?

¿Sabes por qué cuando una persona aplica agua oxigenada en una
herida, se produce un burbujeo?

¿Te has preguntado por qué se menciona frecuentemente en los
comerciales, que son muy importantes los antioxidantes para mantener
la salud y evitar el envejecimiento?
Introducción al Tema:
El profesor expone el tema sobre metabolismo y actividad enzimática, la
relación enzima –sustrato, la energía de activación y los conceptos de óxido
reducción.
Las enzimas son proteínas de alto peso molecular, que actúan como
catalizadores y controlan los procesos metabólicos de la célula. Una enzima
hace que una reacción química, que es energéticamente posible, pero que
transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es decir,
transcurra a mayor velocidad, que sin la presencia de la enzima.
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En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas
sustratos, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas
productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que
ocurran a unas tasas significativas.
Como todos los catalizadores, las enzimas funcionan disminuyendo la energía
de activación de una reacción, de forma que se acelera sustancialmente la tasa
de reacción. Las enzimas no alteran el balance energético de las reacciones en
las que intervienen, ni modifican por lo tanto, el equilibrio de la reacción, pero si
consiguen acelerar el proceso incluso millones de veces. Una reacción que se
produce bajo el control de una enzima, o de un catalizador en general, alcanza
el equilibrio mucho más rápido que la correspondiente reacción no catalizada.
Factores físico-químicos que pueden modificar la actividad enzimática

Temperatura: Las enzimas son sensibles a la temperatura pudiendo
verse modificada su actividad por este factor. Los rangos de
temperaturas óptimos pueden llegar a variar sustancialmente de unas
enzimas a otras. Normalmente, a medida que aumente la temperatura,
una enzima verá incrementada su actividad hasta un punto en que
comience la desnaturalización de la misma, lo que dará lugar a una
reducción progresiva de su actividad.

PH: El rango de Ph óptimo, también es muy variable entre diferentes
enzimas. Si el Ph del medio se aleja del óptimo de la enzima, esta verá
modificada su carga eléctrica al aceptar o donar protones, lo que
modificará la estructura de los aminoácidos y por tanto la actividad
enzimática.

Concentración salina: Al igual que en los casos anteriormente
mencionados, la concentración de sales del medio es crucial para una
óptima actividad enzimática. Una elevada concentración o una ausencia
de sales en el medio pueden impedir su actividad, ya que las enzimas
requieren de una adecuada concentración de iones para mantener su
carga y su estructura proteica.
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Durante los procesos biológicos y en el constante intercambio con el medio, en
el organismo, se generan los radicales libres, que se caracterizan por presentar
un electrón desapareado y por ser muy reactivos. De todos los radicales libres
resultan de gran interés las especies reactivas derivadas del oxígeno, como: el
anión súper óxido (O2), el radical hidroxilo (OH+), y el peróxido de hidrógeno
(H2O2). Estos radicales están implicados en el daño celular de forma tal que las
agresiones oxidantes pueden resultar en carcinogénesis, enfermedades
inflamatorias, senectud celular y enfermedades neurodegenerativas, entre otros
procesos patológicos.
En el organismo existe un sistema de protección antioxidante formado por
enzimas y compuestos de bajo peso molecular. Una de las enzimas que
interviene en la protección y en consecuencia, en el mantenimiento del balance
oxidante/antioxidante es la catalasa.
La enzima catalasa es una oxidorreductasa, es decir que cataliza reacciones
de oxido-reducción. Tras la acción catalítica queda modificada en su grado de
oxidación por lo que debe ser transformada antes de volver a actuar de nuevo.
La catalasa es una enzima que se encuentra en organismos vivos y cataliza la
descomposición del peróxido de hidrógeno (H2O2) en oxígeno y agua.
El peróxido de hidrógeno es un residuo del metabolismo celular de muchos
organismos vivos y tiene entre otras una función protectora contra
microorganismos patógenos, principalmente anaerobios, pero dada su
toxicidad debe transformarse rápidamente en compuestos menos peligrosos.
Esta función la efectúa esta enzima que cataliza su descomposición en agua y
oxígeno. El mecanismo completo de la catalasa se describe en la reacción
química:
2 H2O2
2 H2O + O2
La enzima catalasa se encuentra en el hígado y en la sangre, su función es
evitar que el peróxido de hidrógeno se acumule en las células, donde puede
intervenir en otras reacciones celulares.
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Cuando se aplica agua oxigenada (peróxido de hidrógeno al 3 %) sobre una
herida la enzima catalasa, presente en la sangre, cataliza el peróxido de
hidrógeno y lo descompone en agua y oxígeno.
El profesor expone al grupo los conceptos básicos.
El tutorial para desplegar las pantallas es:
Ver desde el laboratorio
Ver desde internet
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SEGUNDA SESIÓN
(Duración 2 horas)
PARTE 1:
Efecto de la temperatura sobre la actividad de enzima catalasa:
Investigación Experimental:
Se propone que ésta sea una investigación semi-abierta, donde el profesor
dirige al alumno para que a partir del planteamiento del problema, el alumno
proponga sus hipótesis y realice una experimentación para comprobarla, con la
guía del profesor.
Planteamiento del problema:



¿Qué es una enzima?
¿Cuál es la función de la enzima catalasa?
¿Cómo afecta la temperatura a la función de enzima catalasa?
Planteamiento de la hipótesis
El profesor discutirá con sus alumnos, (con base en la información dada por la
exposición del profesor y las investigaciones bibliográficas que realicen los
alumnos) las posibles hipótesis para responder a los planteamientos del
problema.
Ver desde internet
Material:
6 tubos de ensaye
3 tapones de hule horadado
Balanza granataria o digital.
Rejilla para tubos de ensaye
Tubo de vidrio angosto
Kit de sensor de presión LESA.
Peróxido de hidrógeno
Papa (se puede utilizar también plátano)
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Procedimiento:
1.- Rotule los tubos de ensayo del 1 al 3.
2.- Introduzca 4 gr., de papa macerada a cada tubo
3.- Mantenga los tubos a las siguientes temperaturas:
Tubo 1 = 37 °C
Tubo 2 = 80 °C
Tubo 3 = Congelador a 4 °C por 20 minutos
4. Añada 2 ml de peróxido de hidrógeno a cada tubo*.
5. Observe la reacción que se produce de inmediato.
6. Los alumnos utilizarán el sensor de PRESIÓN, para determinar la cantidad
de oxígeno liberado durante la reacción, para cada tubo experimental.
*Inmediatamente después de haber agregado el peróxido de hidrógeno hay
que poner el tapón conectado a un tubo de vidrio al sensor de presión.
Programe el tiempo de registro, se sugieren intervalos de cada 5 segundos por
2 minutos, para cada registro. Obtenga las gráficas para cada tubo.
Sensor de presión LESA
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Resultados:
Los alumnos analizarán sus resultados de acuerdo a sus gráficas y los
mostraran (a través de las computadoras del laboratorio) a sus compañeros
para discutirlos en el grupo.
El tutorial para manejo de sensores LESA del laboratorio:
Ver desde los laboratorios
Ver desde internet
Los alumnos grabarán en video la actividad enzimática de los tubos de
experimentación, como un registro de sus resultados.
El tutorial para gravar el video es:
Ver desde internet
Conclusiones:
Los alumnos discutirán en el grupo las conclusiones. Elegir alumno modelo y
mostrar la actividad de una mesa de trabajo en todas las computadoras del
laboratorio. Usar el siguiente tutorial:
Ver desde internet
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Parte 2
El efecto del Ph sobre la actividad de la enzima catalasa:

¿Cómo afecta el Ph la actividad de la enzima catalasa?
proponga sus hipótesis y realice una experimentación para comprobarla, con la
guía del profesor.
Procedimiento:
1. Rotular tres tubos de ensaye.
2. Al tubo número 1, poner 2ml. de agua destilada y agregar 4 gr. de papa
triturada, y a continuación agregar 2ml.de peróxido de hidrógeno o agua
oxigenada.
3. Al tubo número 2, agregar 2ml. de ácido clorhídrico (HCL) al 1 Molar,
agregar 4 gr. de papa triturada y a continuación agregar 2ml.de peróxido
de hidrógeno.
4. Al tubo número 3, agregar 2ml. de hidróxido de sodio., (NaOH) al 1
Molar poner 4 gr. de papa triturada y a continuación agregar 2ml.de
peróxido de hidrógeno.
5. Después de haber agregado el agua oxigenada se tapará de inmediato
cada tubo con el tapón conectado con tubo de vidrio al sensor de
presión Anteriormente, se habrá programado el tiempo de medición,
(intervalos de cada 5 segundos por 2 minutos).
6. Registrar las gráficas para cada experimento, y analizar sus resultados.
Resultados:
Los alumnos exponen al grupo sus resultados y los discuten para obtener
sus conclusiones.
Discusión de resultados:
El profesor guiará la discusión, donde cada equipo presentará sus
resultados, a través del despliegue de pantallas:
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Ver desde internet
Conclusiones:
El profesor dirigirá la discusión grupal para que los alumnos planteen sus
conclusiones,
donde
cada
equipo
las
plasmará
en
la
plantilla
correspondiente en su computadora.
Utilizar el tutorial:
Ver desde internet
TERCERA SESIÓN
(Duración 2 horas)
ACTIVIDADES DE REFORZAMIENTO DE CONCEPTOS
Con la implementación de estas actividades se pretende que los alumnos
refuercen sus conceptos la actividad de las enzimas.
1. Manejo del Simulador “Laboratorio de Enzima”
Los alumnos reforzarán los conceptos a través de simulador para la actividad
enzimática, donde podrán seleccionar el tipo de enzima, y experimentar,
cuantificando la velocidad de reacción, con diferentes variables como:




Concentración de Enzima
Concentración de Sustrato
Temperatura
Ph.
Al final obtendrán las gráficas de sus resultados experimentales para elaborar
sus conclusiones. . (Se sugiere que cada equipo trabaje sobre diferente enzima
con variables diferentes, para poder contrastar sus resultados con sus
compañeros).
Al usar el simulador es importante, como lo especifica el tutorial, que los
alumnos observen en el zoom, la actividad enzimática a nivel de moléculas
El tutorial para desplegar y usar el simulador es:
Ver desde internet
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2. Elaboración de “Modelo de la Actividad Enzima-Sustrato”
Con base en la plantilla (Anexo 1) se indicará a los alumnos que diseñen y
elaboren su propio modelo de enzima, con la interacción Enzima-Sustrato.
Objetivos:

El alumno comprenderá que las enzimas catalizan de manera específica
las reacciones químicas de la célula.

El alumno comprenderá la interacción enzima-sustrato.

El alumno comprenderá el significado de sitio activo de la enzima.
Material:
Tres hojas foami de diferente color
Tijeras y Pegamento blanco
I plumón y hojas blancas
Procedimiento:
1.- Solicitar a los alumnos que diseñen y elaboren los moldes que
representarán a su modelo.
2.- Recortar los moldes en las hojas de foami, considerando diferente color
para la enzima-sustrato, pegar en una hoja de papel y rotular, de acuerdo a la
reacción de la enzima, para cada caso.
3.- El alumno deberá representar las diferentes reacciones que se producen en
la interacción enzima-sustrato.
4.-E l modelo que se muestra puede ser una guía para que el alumno diseñe y
elabore su propio modelo:
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Modelo de la interacción Enzima-Sustrato:
Resultados:
Los alumnos de los diferentes equipos mostrarán al resto del grupo a través del
video cámara los modelos que hayan construido para hacer la discusión de su
resultado y conclusiones.
Ver desde internet
Cuestionario de evaluación de la actividad:
1.- Explica cómo catalizan las enzimas una reacción.
2.- Explica cómo se regula la función de las enzimas.
Actividades de aprendizaje y evaluación:
El efecto del Ph en la función de las enzimas:
El profesor indicará a los alumnos que se conecten a la página que aquí se
indica para que en equipo realicen la actividad virtual y que resuelvan el test
correspondiente a la actividad, en la siguiente página
http://media.educ.ar/skoool/biology/ph_enzymes/index.html
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El efecto de la temperatura en la función de las enzimas:
Consulta la siguiente página y con base en la información que se te
proporciona resuelve test correspondiente a la actividad, en la siguiente página:
http://media.educ.ar/skoool/biology/temp_enzymes/index.html
Conclusiones:
Utilizar las plantillas para que cada equipo comparta con sus compañeros las
conclusiones de su investigación.
Utilizar el tutorial de plantillas de Datos:
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Evaluación Cuantitativa de Contenidos Conceptuales:
Evaluación Final o Sumativa de la Investigación Experimental:
1 ¿Cuál es la función de las enzimas?
2. ¿Cuál es la función de la enzima catalasa?
3. ¿Dónde se encuentra la catalasa?
4. ¿Cuál es el producto que obtuviste en tu experimento en la reacción del
machacado de papa con el agua oxigenada? ¿Cuál fue la reacción que se llevó
a cabo?
5.- ¿En tu experimento cuál fue el sustrato sobre el que actúo la enzima
catalasa?
6.- ¿Por qué es importante la función de la enzima catalasa, en los seres
vivos?
7.- ¿En tu experimento cómo afectó la temperatura a la actividad de la
enzimática catalasa?
8.- ¿Cómo afectó el Ph la actividad de la enzima catalasa en el experimento?
9.- ¿Por qué se utiliza el agua oxigenada como un desinfectante?
10.- ¿Cita alguna enfermedad que se deba al mal funcionamiento de una
enzima?
11.- ¿A qué conclusiones llegaste con la investigación experimental que
realizaste?
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Solución y discusión del cuestionario:
El profesor realizará con el grupo la revisión y discusión del cuestionario, para
aclarar las dudas y reforzar los conceptos adquiridos por los alumnos. Utilizar el
alumno modelo, alternando los equipos, para la discusión.
Ver desde internet
Bibliografía:

Wallace Robert A., King Jack L. y Sanders Gerald P. Biología Molecular
y Herencia, La Ciencia de la Vida, Editorial Trillas México 2007.

Merchant Horacio y Jiménez Luis Felipe, Biología Celular y Molecular
Editorial Prentice Hall 2005.

Lehninger Albert L. Bioquímica Las Bases Moleculares de la Estructura y
Función Celular Ediciones Omega S. A. Barcelona 2006

Brown T, Lemay Química La ciencia central Quinta Edición, PrenticeHall Hispanoamérica S.A. México. 2008

Burton D, J, Química Orgánica y Bioquímica. Sistemas Editoriales
Técnicos S.A. de C.U. México 2006
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PLANTEL ORIENTE
RESPIRACIÓN AEROBIA EN LAS SEMILLAS
Programa de Biología I
Segunda Unidad: ¿Cómo se lleva a cabo la regulación, conservación y
reproducción de los sistemas vivos?
Tema: II Procesos de conservación
1. Respiración aerobia
2. Respiración celular
Conceptos previos: Metabolismo: Anabolismo y catabolismo como procesos
bioenergéticos. Respiración: Aspectos generales de la glucólisis, Mitocondria
Ciclo de Krebs.
Aprendizajes del alumno:

Reconocerá que la respiración es una de las funciones vitales de
todos los seres vivos.

Comprobará que las semillas respiran.

Cuantificará la liberación de bióxido de carbono en la respiración de
las semillas.

Comprenderá el proceso de la respiración aerobia.
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PRIMERA SESIÓN
(Duración 2 horas)
Cuestionario diagnóstico:
El profesor aplicará un cuestionario diagnóstico antes de iniciar el tema para
verificar los conceptos previos que tienen los alumnos y así planear su
tratamiento en clase.
Preguntas Generadoras:

¿Te has preguntado para qué respiramos?

¿Crees que las plantas respiran igual que nosotros?

¿Crees que las semillas respiran?
Las células emplean el oxígeno en la respiración para efectuar la oxidación de
los alimentos ingeridos, esta oxidación trae como consecuencia el consumo del
oxígeno y la constante producción del bióxido de carbono. Las células
necesitan, por lo tanto renovar continuamente su provisión de oxígeno y
desprenderse de bióxido de carbono.
Las plantas, tanto como los animales respiramos, pero ¿respiran las semillas?
Con una semilla en germinación podemos ver el cambio de un estado de
latencia a un estado activo. Los requerimientos de la germinación son: agua
para activar las enzimas de la semilla, oxígeno para la respiración celular y una
temperatura adecuada para que la actividad de las enzimas sea óptima.
La materia prima y fuente de energía para la respiración y el crecimiento en la
germinación es el material nutritivo ya almacenado en la semilla, por lo tanto no
es necesaria la fotosíntesis y por consiguiente la germinación no necesita luz,
como tampoco necesita tierra. Los factores agua, aire, luz y tierra solo son
necesarios para que la planta pueda vivir luego de la germinación.
En la respiración aerobia en presencia de oxígeno, el ácido pirúvico
proveniente de la glucólisis, se oxida totalmente en la mitocondria, este proceso
se divide en dos fases. En la primera, el ácido pirúvico ingresa a la mitocondria
donde es fraccionado y oxidado completamente hasta liberar CO 2, a este
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proceso se le llama Ciclo de Krebs. (Hans Krebs postuló esta vía metabólica en
1937 y posteriormente recibió el premio Nobel por su trabajo) Como oxidantes
en este proceso, actúan coenzimas, que a su vez son reducidas. El hidrógeno
unido a las coenzimas es transferido en la segunda fase al oxígeno molecular,
con formación de agua. La fórmula general de la respiración aerobia es:
Estructura de la mitocondria.

¿En qué consiste el proceso de respiración?

¿Para qué respiramos?

¿Qué producimos durante el proceso de respiración?

¿Las semillas respiran?
Planteamiento de Hipótesis:
El profesor discutirá con sus alumnos, con base en la información dada por la
exposición del profesor y las investigaciones bibliográficas que realicen los
alumnos, ellos plantearán las hipótesis para responder a los planteamientos del
problema.
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Aprendizajes de los Alumnos:

Comprobarán que las semillas respiran como todos los seres vivos, para obtener
energía.

Comprobar que las plantas tienen respiración aerobia por lo que necesitan consumir
oxígeno para liberar energía.

Comprobarán que durante la respiración de las semillas se libera bióxido de
carbono.

Demostrarán que durante la respiración de las semillas hay liberación de
energía, en forma de calor.

Demostrarán que la respiración es una reacción exotérmica.
Material:
4 Frascos de vidrio
1 Parrilla eléctrica
1 Balanza granataria
Algodón
1Kg. De semillas de chícharo o de garbanzo.
2 vasos de precipitados de 250 ml.
Equipo:
Sensor de LESA (Presión)
Equipo Alternativo: KIT de sensores para determinar bióxido de carbono y
oxígeno) marca VERNIER
Computadora
Procedimiento:
1.- Se pesa la misma cantidad de semillas de chícharo, (200 gr.) para hacer
cuatro lotes los cuales se etiquetarán de acuerdo a los siguientes lotes:
Lote 1 semillas de chícharo sin remojo
Lote 2 semillas chícharo con 12 horas de remojo
Lote 3 semillas germinadas (poner a germinar con anterioridad)
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Lote 3 semillas hervidas
2.- Se propone la utilización del sensor marca VERNIER, para determinación
de bióxido de carbono y oxígeno, ya que el LESA, no cuenta con sensor de
oxígeno y además no tiene la sensibilidad requerida para éste experimento.
Explicar a los alumnos la metodología, y el uso del sensor para bióxido de
carbono y oxígeno. Ajustar bien el sensor (para que no escape el gas) en el
frasco con las semillas pesadas y tratadas según el lote experimental y
programar el tiempo de medición que será de 12 hrs.
Equipo de sensores VERNIER para oxígeno y bióxido de carbono.
El profesor expone la metodología
El tutorial para desplegar las pantallas es:
Ver desde internet
Obtención de resultados:
Al finalizar la medición obtener las gráficas en la computadora con los datos del
sensor. Analizar los datos y elaborar las conclusiones.
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SEGUNDA SESIÓN
(Duración 2 horas)
PARTE 2
LIBERACIÓN DE ENERGÍA EN FORMA DE CALOR
EN LA RESPIRACIÓN DE LAS SEMILLAS
proponga sus hipótesis y realice una experimentación
para comprobarla.
Aprendizajes de los alumnos:

Demostrar que durante la respiración de las
semillas hay liberación de energía.

Demostrar que la respiración es una reacción
exotérmica.

Comprender que mediante el proceso de
respiración los seres vivos obtienen la energía
para realizar sus funciones metabólicas.

¿Durante la respiración se libera energía?

¿Qué tipo de energía que se libera durante la respiración?

¿Las semillas cuando respiran liberan calor?

¿Qué tipo de reacción es la respiración?
Página 28
Desarrollo de la investigación experimental:
El profesor planteará las preguntas problema al grupo, para que ellos formulen
sus respuestas y las planteen a manera de hipótesis, para comprobarlas
experimentalmente. El profesor guiará a los alumnos en el manejo de variables
y los asesorará en la utilización del material y el equipo.
Material:
3 matraces erlemayer de 500 ml. ó frascos de vidrio.
Algodón.
Termómetro
30 Semillas de chícharo sin germinar
30 Semillas de chícharo germinadas
30 Semillas de chícharo hervidas
Tapón de hule horadado.
(También se pueden usar semillas de garbanzo)
Equipo:
Kit del sensor de temperatura de LESA
Procedimiento:
1. Hacer tres lotes con las semillas y etiquetar cada uno de los matraces
a) Semillas sin germinar
b) Semillas germinadas
c) Semillas hervidas
2. Colocar las semillas dentro del matraz ó frasco e introducir el sensor de
temperatura de LESA y ajustar con un tapón de algodón muy apretado,
para que no se escape el aire.
3. Programar la toma de datos en la computadora de cada 10 minutos
hasta completar los 60 minutos. Realizar las seis mediciones y graficar
los resultados.
Página 29
4. También se deberá registrar la temperatura ambiente del laboratorio, al
mismo tiempo que se realiza el experimento.
Nota: también se puede utilizar el termómetro como una alternativa. El
cual debe ir colocado en un tapón horadado a presión en el matraz.
Dispositivo para el experimento con el sensor de temperatura.
Sensor de temperatura LESA.
El profesor indicará a los alumnos su manejo.
Página 30
Tutorial para manejo de sensores LESA del laboratorio:
Ver desde internet
Obtención de Resultados:
Usar la tabla siguiente para registrar los resultados y a continuación,
represéntela como un gráfico.
TABLA DE RESULTADOS
Temperatura / ° C
Tiempo de
mediciones
Temperatura
del
laboratorio
Frasco de
las semillas
Frasco de Frasco de
las
las semillas
semillas germinadas
Sin germinar hervidas
10 min.
20 min
30 min.
40 min.
50 min.
60 min.
Análisis de resultados: Los alumnos observarán, registraran sus datos y
graficarán sus resultados del experimento.
Discusión de resultados: Los alumnos discutirán los resultados obtenidos
para obtener sus explicaciones, con respecto a las hipótesis planteadas.
Conclusiones: El profesor dirige la discusión en el grupo para que cada
equipo exponga sus resultados y plantee sus conclusiones.
El tutorial de manejo de computadora es:
Ver desde internet
Página 31
Evaluación cuantitativa de contenidos conceptuales:
1.- Explica qué es la respiración celular:
2.- Define qué es la respiración aerobia.
3.- ¿Por qué el oxígeno es indispensable en la respiración celular?
4.- ¿Qué tipo de respiración tienen las plantas y las semillas?
5.- Con base en el experimento que realizaste, ¿podría servir éste método
experimental, para determinar si las semillas están muertas? ¿Por qué?
6.- En experimento que realizaste ¿las semillas liberaron calor? ¿Por qué?
7.- ¿En el experimento las semillas germinadas, respiraron más que las
semillas remojadas? ¿Por qué?
8.- ¿En el experimento las semillas remojadas en agua, respiraron más que las
semillas secas? ¿Por qué?
9.- En el experimento que realizaste ¿Las semillas hervidas respiran? ¿Por
qué?
10.- ¿Cuál es el balance energético final de la respiración aerobia de la
degradación total de una molécula de Glucosa?
11.- ¿Cuántas moléculas de CO2 liberan en una vuelta del ciclo Krebs?
El tutorial de manejo de despliegue de pantallas es:
Ver desde internet
Página 32
BIBLIOGRAFÍA:

Alberts, B., D. Bray, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts y P.
Walter “Essential Cell Biology. An Introduction to the Molecular Biology
of the Cell”. Garland Publishing, Inc., New York & London. (2006)

Lehninger Albert L. Bioquímica Las Bases Moleculares de la Estructura y
Función Celular Ediciones Omega S. A. Barcelona 2006.

Lodish H, Berk A. Et Al. Biología Celular y Molecular, Editorial Médica
Panamericana, México 2005.

Purves, K.W., D. Sadava, G.H. Orians & H.C. Heller Vida. La Ciencia de
la Biología, 6ª. Edición. Editorial Médica Panameicana, México 2005.

Cooper, G.M. La Célula. 3ª Edición. Marbán Libros, S.L., Madrid
España. 2005.
Página 33
PLANTEL ORIENTE
IDENTIFICACIÓN Y CRUZAS ENTRE MUTANTES DE
Drosophila melanogaster
BIOLOGÍA I: Tercera Unidad ¿Cómo se transmite y modifica la información
genética en los sistemas vivos?
Tema I. Mecanismos de la herencia: Concepto de mutación. Importancia de las
mutaciones como mecanismos de variabilidad biológica.
Conceptos previos: Concepto de nucleótido, gen, alelo, genoma, cromosoma,
núcleo, fenotipo, genotipo, heterocigoto, homocigoto, híbrido, mutación.
Aprendizajes del Alumno:

Diferenciarán las características que distinguen las hembras de los
machos en Drosophila melanogaster.

Diferenciarán las características fenotípicas entre la mosca silvestre y
.las moscas mutantes de Drosophila melanogaster.

Comprenderán que el estudio de las características ó marcadores
genéticos de las moscas mutantes de Drosophila melanogaster, son de
gran importancia para la investigación sobre la función de los genes.

Comprobarán las leyes de la Herencia Mendeliana a través de las
cruzas de moscas mutantes, en el simulador “Drosophila Genetics
Laboratory”.

Comprenderán que las mutaciones, producen variaciones en las
poblaciones y que éstas producen la evolución de los seres vivos.
Página 34
PRIMERA SESIÓN
(Duración 2 horas)
Cuestionario diagnóstico: El profesor aplicará un cuestionario para
determinar los conceptos previos de los alumnos y así planear su exposición de
clase e investigaciones de los alumnos.
Preguntas generadoras:

¿Crees que podrías identificar a un mutante?

¿Existirán moscas de la fruta mutantes?

¿Se podrá diferenciar el sexo en las moscas de la fruta?

¿Qué pasará si se cruzan entre sí moscas mutantes de Drosophila?
La mosca Drosophila es una especie de díptero que ha sido utilizada
frecuentemente en la experimentación genética, dado que posee un reducido
número de cromosomas que son cuatro pares, tiene un breve ciclo de vida de
15 días a 20°C, y aproximadamente el 61% de los genes de enfermedades
humanas que se conocen, tienen una contrapartida identificable en el genoma
de las moscas Drosophila, y el 50% de las secuencias proteínicas de la mosca
tienen analogía con las de los mamíferos. Para propósitos de investigación,
fácilmente pueden reemplazar a los humanos.
Como se reproducen rápidamente, se pueden estudiar muchas generaciones
en un corto espacio de tiempo. Además en las glándulas salivales de sus
larvas, se forman unos "cromosomas gigantes", que permiten observar las
mutaciones de este organismo con una gran facilidad.
Desde que Thomas Morgan a principios del siglo XX, la adoptó como una
especie animal para la experimentación en genética, hasta ahora que su
genoma completo ha sido secuenciado desde el año 2000, sigue siendo la
“estrella” de la genética.
Página 35
Si existe un organismo del que se conoce mucho es la Drosophila
melanogaster. Los biólogos han llegado a conocer la función de muchos genes
de la Drosohila, estudiando sus mutantes: Si una alteración en un gen
determinado causa la aparición de alas cortas consecuentemente, sabrán qué
versión correcta del gen es la que originará a las alas normales en la mosca.
Drosophila melanogaster tipo silvestre
La mosca Drosophila ha facilitado el análisis de la inducción de mutaciones, por
lo que es el eucarionte más estudiado y mejor conocido desde el punto de vista
genético. Se puede asegurar que las mutaciones son una de las bases de las
investigaciones en genética, ya que la variabilidad fenotípica resultante permite
investigar los genes que controlan las características que se han modificado.
En este sentido, las mutaciones sirven de “marcadores” para identificar a los
genes, de manera que pueda seguirse su transmisión de padres a hijos.
SEGUNDA SESIÓN
(Duración 2 horas)
IDENTIFICACIÓN DEL SEXO EN LA Drosophila melanogaster:
Los alumnos identificarán el sexo en la mosca Drosophila melanogaster
Trabajarán con cultivos de moscas silvestres, con el propósito de abordar
conceptos como genotipo y fenotipo, mediante el reconocimiento de la
morfología y dimorfismo sexual de la especie.
En la primera parte de la investigación realizarán consultas en internet, con la
intención de que los equipos utilicen las herramientas tecnológicas para hacer
la búsqueda de la información.
Página 36
Preguntas Problema:

¿En todas las especies animales se podrá distinguir a las hembras de
los machos?

¿Qué importancia tiene el dimorfismo sexual en los seres vivos?

¿Se podrá diferenciar el sexo en las moscas Drosophila melanogaster?
*El profesor desplegará las pantallas de las computadoras de los alumnos para
que éstos sigan los procedimientos.
Tutorial para desplegar pantallas.
Ver desde internet
Material:
*Tubos de cultivo con moscas silvestres de Drosophila melanogaster
*Tubos de cultivo con diferentes líneas mutantes de Drosophila melanogaster*
*Nota. Las cepas de moscas Drosophila silvestres vivas que se requieren para
esta actividad pueden solicitarse con anticipación a la fecha de uso, al “Banco
de Drosophila”, en Facultad de Ciencias, UNAM. Tel fax.56225194 o en la
dirección electrónica, [email protected]
Ver Nota
Eterificadores (Construidos en el laboratorio)
Algodón
2 Cajas de petri
2 Pinceles # 00 de pelo de camello
Éter etílico
Algodón
Agujas de disección
Cubre objetos y porta objetos
Morgue (frasco de vidrio con tapa que contenga la mitad de glicerina o aceite y
la otra mitad de alcohol al 70%)
Página 37
Equipo:
Microscopio Óptico
Esteoscopio
Cañón y pantalla para proyección
Cámara fotográfica o cámara de video
Computadora con el programa del simulador de Mutantes de Drosophila
melanogaster
Procedimiento:
1.-Para hacer sus observaciones se deberá anestesiar primero a las moscas,
utilizando los eterificadores de la siguiente manera: Agregar de de 5 a 7gotas
éter en el algodón del eterificador.
2.- Colocar el eterificador (por el lado del embudo), sobre el frasco ó tubo que
contiene a las moscas en medio de cultivo.
3.- Invertir el frasco con las moscas sobre el eterificador y dar pequeños golpes
para que las moscas caigan dentro del eterificador.
4.- Esperar el efecto anestésico de las moscas y vaciarlas dentro de una caja
petri, para observarlas al estereoscopio, a diferentes aumentos.
5.- Para observar la morfología de las moscas, (dorsal y ventral), moverlas con
ayuda del pincel de cerda fina.
6.- Con base en el esquema sobre la morfología de hembras y machos
identificar ambos sexos.
Página 38
Registro de observaciones:
1. Identifique ambos sexos, basándose en los esquemas siguientes:
Esquema del peine sexual del macho y la vista ventral del extremo abdominal
de la hembra y del macho de Drosophila melanogaster.
Esquema de los dos ejemplares, hembra y macho, comparar su tamaño y
franjas en el abdomen.
Página 39
Cuadro comparativo:
Machos




Hembras
Menor tamaño corporal
5 últimos segmentos abdominales
con bandas oscuras que se
ensanchan progresivamente
El abdomen termina redondeado
placa anal y genital pigmentada,
castaño a gris oscuro
Peine sexual en el tarso del primer
par de patas




Mayor tamaño corporal
7
últimos
segmentos
abdominales con bandas
oscuras de igual grosor
El abdomen termina en
punta, placa anal y vaginal
claras.
Ausencia de peine sexual
Característica de los fenotipos de hembra y macho
de Drosophila melanogaster
Página 40
TERCERA SESION
(Dos horas)
IDENTIFICACIÓN Y CRUZAS
ENTRE MUTANTES DE Drosophila melanogaster:
Preguntas Problema:

¿Qué son las mutaciones?

¿Podremos observar las mutaciones en el fenotipo de la mosca
Drosophila melanogaster?

¿Qué resultado daría la cruza entre organismos mutantes de Drosophila
melanogaster?

¿Algunas mutaciones serán dominantes con respecto a otras?
Procedimiento:
1.-Para hacer sus observaciones se deberá anestesiar primero a las moscas de
distintas cepas de mutantes, utilizando los eterificadores de la siguiente
manera: Agregar de de 5 a 7 gotas éter en el algodón del eterificador.
2.- Colocar el eterificador (por el lado del embudo), sobre el frasco ó tubo que
contiene a las moscas en medio de cultivo.
3.- Invertir el frasco con las moscas sobre el eterificador .y dar pequeños
golpes para que las moscas caigan dentro del eterificador.
4.- Esperar el efecto anestésico de las moscas unos dos minutos y vaciarlas
dentro de una caja petri, para observarlas al estereoscopio, a diferentes
aumentos. Utilizar sólo el pincel de cerdas finas par mover las moscas.
5.- Observar el fenotipo de las moscas e identificar el tipo de mutante al que
corresponde, (Ver Anexos 1,2 y 4) de acuerdo con la tabla ilustrada que se
adjunta.
6.- Los alumnos tomarán una fotografía de cada mutante que hayan
identificado.
Página 41
En la tabla adjunta (Anexo 3), harán una descripción de las características o
fenotipos, observados en cada tipo de mutante de Drosophila.
* El profesor indicará a los alumnos el uso de la cámara fotográfica.
El tutorial para el uso de la cámara y video es:
Ver desde internet
Cruza de mutantes en el simulador Drosophila Genetics Laboratory. :
1.- Utilizando el simulador. Los alumnos elegirán tres tipos de cruzas
diferentes, utilizando progenitores machos y hembras mutantes.
2.- Los alumnos plantearán su hipótesis de resultados para cada cruza,
basándose en los conocimientos previos, de Herencia Mendeliana y Herencia
Ligada al Sexo.
3.- Realizar las cruzas en el simulador, observa y registra los resultados de las
mismas.
4.- En cuadro señalar las características observadas en cada uno de los
mutantes.
SEXO
CARÁCTER
Color de ojos
MACHO
Forma de las alas
Símbolo _________ Símbolo__________ Símbolo _________
Característica
______________
HEMBRA
Color de cuerpo
Característica
_____________
Característica
_____________
Símbolo _________ Símbolo__________ Símbolo _________
Característica
______________
Característica
_____________
Característica
_____________
Página 42
*El profesor indicará a los alumnos donde abrir la pestaña del simulador y
la manera de usarlo.
El tutorial para uso de simulador es:
Ver desde internet
*Nota. Los mutantes de moscas Drosophila vivas que se requieren para esta
actividad pueden solicitarse con anticipación a la fecha de uso, al “Banco de
Drosophila”, en Facultad de Ciencias, UNAM. Tel fax.56225194 o en la
dirección electrónica, [email protected]
Análisis de resultados:
Los alumnos registrarán en una tabla los resultados obtenidos para cada cruza,
utilizando cuadros de Punnet, señalando con letras la nomenclatura para cada
característica o alelo en cuestión.
En equipo los alumnos contrastarán las hipótesis planteadas.
El alumno hará una discusión de porqué la mosca Drosophila ha sido y sigue
siendo un organismo muy utilizado en los estudios de genética, (Ver Anexo 6).
Conclusiones:
Los alumnos elaborarán las conclusiones que hayan obtenido de sus
observaciones de las cruzas entre mutantes de Drosophila, las registrarán en la
pantalla de la computadora para discutirlas por equipo y luego en el grupo.
El profesor seleccionará el “estudiante modelo” para proyectar en la pantalla el
equipo que expondrá al grupo sus conclusiones.
Tutorial para desplegar pantallas.
Ver desde internet
Actividades de aprendizaje:
1.- El profesor solicitará a los alumnos que investiguen sobre Las leyes de
Mendel y Herencia Ligada al Sexo. Se sugiere que elaboren una presentación
en Power point y la expongan a sus compañeros así como los resultados de su
investigación documental.
Página 43
Evaluación de la investigación experimental:
Se sugiere al profesor aplicar la V de “Gowin” en el (Ver Anexo 6) y una
evaluación de contenidos conceptuales final o sumativa.
Evaluación cuantitativa de contenidos conceptuales:
Responde las siguientes preguntas:
1.- ¿Explica qué es una mutación?
2.- De acuerdo a las observaciones que realizaste al estereoscopio de la
mosca Drosophila, explica cuáles fueron las características fenotípicas del tipo
silvestre.
3.- De acuerdo a tu experimentación en el Simulador de “Drosophila
Laboratory” menciona las características de tres moscas mutantes de
Drosophila, que hayas observado.
4.- ¿Qué posibilidades tendría un macho de sobrevivir con alas vestigiales, si
estas las utiliza para buscar alimento y en el cortejo para el apareamiento?
5.- ¿Algunas mutaciones en la mosca Drosophila serán dominantes con
respecto a otras? ¿Cuáles, por ejemplo?
6.- ¿En todas las especies animales se podrá distinguir a las hembras de los
machos, es decir, presentan el dimorfismo sexual?
7.- ¿Qué importancia tiene el dimorfismo sexual en los seres vivos?
8.- ¿A través de tus observaciones en tu experimento pudiste diferenciar el
sexo en las moscas Drosophila melanogaster?
9.- ¿Qué importancia tienen las mutaciones como mecanismos de variabilidad
biológica?
10.- ¿Cómo influyen las mutaciones en la evolución de los seres vivos?
Página 44
Cuestionario de Evaluación:
Selecciona la respuesta que consideres que es la correcta:
1.- Alteración en el ADN, que origina nuevas características en el individuo:
a)
b)
c)
d)
e)
recombinación
hibridación
mutación
conjugación
codificación
2.- Una mutación puntual ocurre en:
a)
b)
c)
d)
e)
un par de bases nitrogenadas
la piel
un cromosoma
todo el organismo
un grupo fosfato
3.- Cuando un cromosoma pierde un fragmento se produce una mutación por:
a)
b)
c)
d)
e)
inversión
deleción
translocación
duplicación
recombinación
4.- Cuando se produce una duplicación en un cromosoma alterando el número
cromosómico se produce:
a)
b)
c)
d)
un híbrido
un síndrome
un homocigótico
un heterocigótico
5.- Los agentes mutágenos son:
a)
b)
c)
d)
e)
los que producen cambios en el ADN
los rayos X
las drogas
todas las anteriores
ninguna de las anteriores
Página 45
6.- Cuando una mutación se hereda a la progenie es que ocurrió en células:
a)
b)
c)
d)
e)
somáticas
diploides
autosomas
gametos
cancerígenas
7.- El conjunto de características hereditarias que se manifiestan externamente:
a) Genotipo
b)Fenotipo
c)Heterocigoto
d)Homocigoto
8.- El gene que no expresa su genotipo a menos que se encuentre en forma
homocigótica
a) Dominante
b) recesivo
c) síndrome d) co-dominante
9.- Cómo se le denomina a la característica heredable, que se presenta en un
mayor número de individuos de la población.
a) Dominante
b) recesivo
c) genotipo
d) fenotipo
10.- Cuando un individuo porta un gen con característica dominante en un alelo y
en el otro un recesivo es:
a) Homocigoto
b) heterocigoto
c) mutante
d) síndrome
11.- Las anomalías ligadas al sexo, como el daltonismo y la hemofilia se deben a:
a) genes del cromosoma X
b) genes del cromosoma Y
c) genes del autosoma
d) se expresan sólo en mujeres
e) se expresan sólo en heterocigotos
Página 46
Relaciona las siguientes columnas:
12.-Cuerpo filamentoso en forma de
a) gene
bastón que contiene los genes y se
encuentra en el núcleo
13.- Conjunto de anomalías causadas
b) cromosoma
por una alteración cromosómica.
14.- Gene que expresa su genotipo
c) síndrome
sólo si se presenta en forma
homocigótica.
15.- Unidad de información genética
d) recesivo
que se localiza en una porción
definida del cromosoma.
16.- Gen que se expresa en el
e) dominante
fenotipo en una mayor proporción en
la población.
Página 47
Problemas:
Con base en tus experimentos en el simulador “Drosophila Genetics
Laboratory” resuelve lo siguiente:
1.- En Drosophila melanogaster las alas vestigiales vg son recesivas respecto
al carácter normal de las alas largas vg+ y el gen para este carácter no se halla
en el cromosoma sexual. En el mismo insecto el color blanco de los ojos es
producido por un gen recesivo situado en el cromosoma X, respecto del color
rojo dominante. Si una hembra homocigótica de ojos blancos y de alas largas
se cruza con un macho de ojos rojos y con alas largas, descendiente de otro
con alas cortas, ¿cómo será la descendencia?
2.- Realiza una cruza de moscas mutantes de Drosophila melanogaster; en
donde el macho tiene la mutación de alas vestigiales (vg) y la hembra la
mutación de las Curly. (Cy) que son alas rizadas ¿Cómo será la descendencia?
Calcular los genotipos y fenotipos de la F1
Página 48
BIBLIOGRAFÍA:

Audersirk, T., G. Audersirk, Biología. Ed. Prentice Hall, México. 2008

Ayala, T.F. y J.A. Kinger, Genética moderna, Fondo Educativo
Interamericano México 2006

Demerec, M., B. Kaufmann, (1961), Introducción a la genética y citología
de Drosophila melanogaster, Traducción: Estrada R. F. Instituto Nacional
de Energía Nuclear México 2004

Griffiths, A., W. Gelbart, J. Miller, R. Lewontin Genética Moderna. Ed. Mc
Graw Hill Interamericana, España,2006,

Ramos, P., Abundis, J. Gaytán, Ma. Ordáz, eT AL Manual de Laboratorio
de Genética de Drosophila melanogaster .Ed. Mc Graw-Hill, México,
2000

Klug, W., M. Cummings, Conceptos de Genética 5° Ed. Prentice Hall
Iberia Madrid. 2006.
Página 49
ANEXO 1
ALTERACIÓN EN LAS ALAS
Mosca silvestre: Esta es una mosca normal de la fruta,
o silvestre, Observa la forma y la longitud de sus alas.
Comparar con las siguientes mutantes.
Mosca mutante con las alas cortas ó vestigiales las
moscas no les permiten volar. Esta mutación se
encuentra en el segundo cromosoma. Debido a que
éste gen es recesivo se debe encontrar en forma
homocigótica en el individuo para que pueda
manifestarse en su fenotipo.
La mutación de las alas rizadas se encuentra en el
segundo cromosoma, es una mutación dominante, lo
que significa que sólo una copia del gen alterado
produce el defecto. De hecho, si ambas copias están
mutadas, la mutación es letal ya que las moscas no
sobreviven.
Página 50
ALTERACIÓN EN EL COLOR DEL CUERPO
Mosca normal o silvestre, tiene el color normal que es
marrón con rallas negras. Comparar con las siguientes
mutantes.
Moscas de cuerpo amarillo “Yelow” más amarillas que
las moscas normales. Tienen un defecto en el gen que
se encuentra en el cromosoma X. El gen del color
amarillo en las moscas mutantes no les permite
producir pigmento normal
Moscas mutantes “ebony” que tienen un color oscuro,
casi negro, en el cuerpo. Llevan a un defecto en su
gene de ébano, en el tercer cromosoma. Normalmente,
el gen de ébano es responsable de la producción de
los pigmentos de color canela en la mosca de la fruta
normal. Con el gen defectuoso los pigmentos negros
se acumulan en todo el cuerpo.
Página 51
ALTERACIÓN EN EL COLOR DE LOS OJOS
Mosca normal, o tipo silvestre. Observa que sus ojos
son de color rojo brillante. Comparar con los de las
moscas mutantes.
Mosca mutante que tiene ojos de color naranja. Tienen
un gen defectuoso, que normalmente produce el
pigmento rojo en el ojo. En estas moscas, el gen para
el color de los ojos sólo funciona parcialmente,
produciendo menos pigmentos rojos de lo normal.
Moscas mutantes con ojos blancos “White” al igual que
las moscas de ojos de color naranja, también tienen
un defecto en el gen, pero en estas moscas, el gen
para el color de los ojos está totalmente defectuoso: no
produce pigmento rojo en absoluto.
Página 52
ALTERACIONES EN LA CABEZA
Mosca normal de la fruta o silvestre. Observar que las
antenas salen delante de sus ojos. Comparar con las
siguientes moscas mutantes.
Moscas mutantes que no tienen ojos. La mutación del
gen que instruye a las células de las larvas para formar
un ojo está alterado.
Moscas mutadas que en lugar de antenas en la
cabeza, tienen patas. Presentan un defecto en su gen
“antenapedia” que normalmente instruye a algunas
células del cuerpo para convertirse en patas. En estas
moscas, el gen “antenapedia” falsamente instruye a las
células, que normalmente forman las antenas en la
cabeza, originando patas en su lugar.
Página 53
ANEXO 2
FENOTIPOS COMPARATIVOS DE LA MOSCA SILVESTRE Y LAS
MUTANTES DE Drosophila melanogaster.
Drosophila melanogaster tipo silvestre
Ojos
Silvestre: Ojo compuesto color rojo característico brillante, forma oval.
Mutantes: Ojo blanco, ojo durazno, ojo rojo escarlata, ojo café; cambios
en la forma y número de omatidios, ojos en barra.
Alas
Silvestre: Superficie lisa, venación uniforme, de 1/3 de longitud mayor
que el cuerpo.
Mutantes: Cambios en tamaño y forma; como vestigiales, rizadas y
ausencia de venas específicas; cambios en la posición en la que se
colocan las alas en el reposo.
Cerdas
Silvestre: Rectas, largas y lisas (distribución especifica en cabeza, tórax
y abdomen).
Mutantes: Cerdas acortadas, engrosadas o deformes; cambios en los
patrones de distribución.
Página 54
Color del cuerpo
Silvestre: Básicamente gris o café claro (pardo) con patrones de
pigmentación característico.
Mutantes: Yellow, color de cuerpo amarillo, negro ó ebony (en grados
variables), el color puede determinarse más claramente en las venas de
las alas, en las patas y en el tórax.
Moscas de ojos blancos White
Moscas con alas vestigiales
Página 55
Moscas ebony, color cuerpo negro.
Moscar de alas rizadas, Curly.
Moscas de cuerpo amarillo. Yellow
Página 56
ANEXO 3
Identifique y dibuje en la tabla las características fenotípicas que observó
en las moscas silvestres y las mutantes, en éstas últimas señalen que
tipo de mutantes observó.
TABLA DE OBSERVACIONES Y RESULTADOS
COLOR
COLOR
FORMA DE LAS
DE OJOS
DE CUERPO
ALAS
MOSCA
SILVESTRE
MOSCA
MUTANTE 1
MOSCA
MUTANTE 2
MOSCA
MUTANTE 3
MOSCA
MUTANTE 4
Página 57
ANEXO 4
Entre los mutantes más utilizados para la enseñanza experimental de la
genética se tienen los siguientes:
Marcador
Descripción
B
Bar (1-57.0). Los ojos están reducidos a una barra vertical en el
macho y en las hembras homocigóticas. Las hembras
homocigóticas son muy viables; las heterocigóticas tienen un
número de facetas intermedio entre las homocigóticas y las
silvestres. Tiene buena viabilidad.
bw
Cy
e
Vg
brown (2-104.5). Color de los ojos café al emerger,
obscureciéndose después hasta granate; los testículos sin color; los
tubos de Malpigio un poco más pálidos que en el tipo silvestre. Los
ojos de las dobles combinaciones recesivas: v/v; bw/bw, cn/cn;
bw/bw y st/st; bw/bw son blancos.
Curly (2). Asociado con una inversión en el segundo cromosoma.
Las alas fuertemente rizadas (abarquilladas). La condición
homocigótica es generalmente letal.
ebony (3-70.7). Color del cuerpo negro brillante mucho más oscuro
que el del silvestre. Las moscas recién emergidas son de color más
claro que las moscas de mayor edad. Para evitar confusiones al
separar moscas ebony jóvenes se dejan madurar unas horas o un
día para clasificarlas. La viabilidad es aproximadamente igual a 0.8
de la del tipo silvestre.
Vestigial (2-70) Origen: espontáneo. Descubrió Morgan, en las
moscas las alas reducidas a vestigios; por lo general dispuestas en
ángulo recto respecto al cuerpo. Las venas de las alas ligeramente
visibles, halterios también reducidos. Cerdas erectas. Viabilidad
algo reducida. El tamaño final de la larva es más pequeño que el
Página 58
tipo silvestre: la pupación ó formación de la pupa, es ligeramente
tardía.
b
Y
white (1-1.5). Ojos casi tan blancos como la nieve; ocelos, tubos de
Malpigio y cubierta de los testículos, incoloros. Se presenta
(alrededor de 1 en 300,000 moscas) y tiene numerosos alelos de
efecto intermedio entre w y el tipo silvestre.
yellow (1-0). Color del cuerpo amarillo claro. Cerdas y pelos
amarillos en la punta; pelos de las alas y venas con el mismo color;
cerdas de la larva y partes bucales de color café variable; por esta
característica el mutante puede ser identificado desde el estado
larvario.
Página 59
ANEXO 5
Características de la mosca Drosophila melanogaster
Uno de los organismos más utilizados en experimentos de genética es la
Drosophila melanogaster, la mosca de la fruta. Las razones por las que este
organismo ha sido utilizado masivamente en experimentos de análisis
mendeliano son las siguientes:
El género Drosophila está extendido por todo el mundo y
comprende una enorme cantidad de especies locales y
cosmopolitas.
La Drosophila es un animal díptero (de dos alas) muy pequeño (de
2 a 3 mm),
Su ciclo vital corto (10 – 11 días a 25ºC de temperatura)
Produce un elevado número de descendientes por pareja
Es fácil de criar en el laboratorio, donde se mantiene en viales de
vidrio alimentándolo con una papilla compuesta por levadura,
azúcar y/o melaza, mezclada con agar-agar para darle
consistencia.
La Drosophila melanogaster tiene 4 pares de cromosomas: Los
cromosomas sexuales (X) y (Y) y 3 parejas de autosomas Los
cromosomas (X) y (Y) son pequeños y telocéntricos y la mayoría de
los genes se localizan en los cromosomas X, El cromosoma II y III,
son metacéntricos y grandes. El cromosoma Y es heterocromático
y lleva algunos genes relacionados con la espermatogénesis.
Las larvas tienen unas glándulas salivares con cromosomas
politénicos, los cuales son de gran tamaño, lo que facilita
enormemente el análisis cromosómico y el estudio de los muy
abundantes y variados polimorfismos que son tan característicos
del género Drosophila.
A lo largo de 8 décadas se ha ido acumulando una amplia y variada
colección de cepas mutantes con variantes génicas y
cromosómicas de fácil identificación.
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El fenotipo de la mosca silvestre Drosophila melanogaster es el que se observa
en la figura:
El cuerpo es de color beige claro
Los ojos son grandes y rojos
Las alas sobrepasan la longitud del abdomen y son transparentes
y ligeramente puntiagudas.
Las nerviaciones de las alas están compuestas por 5 venas
longitudinales y dos transversales.
El número y disposición de las cerdas o quetas también es
característico, especialmente en el caso de las macro-quetas.
En los machos, la parte distal del abdomen es oscura, en la parte
dorsal, y en la parte ventral lleva el pene rodeado por las placas
genitales (que le sirven para sujetarse a la hembra). Son más pequeños
que las hembras, como promedio, y, en el tarso del primer par de patas,
poseen una estructura compuesta de unos pelos gruesos y cortos,
llamada “peine sexual” que permite distinguir sexos incluso en las pupas
maduras, antes de la emergencia del adulto.
Las hembras tienen un abdomen más grande que el macho, son
de coloración clara y de terminación puntiaguda; en la parte ventral, el
último segmento lleva la placa vaginal, de coloración blanquecina.
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ANEXO 6
PLANTEL ORIENTE
Alumno:____________________________________Grupo:______
Instrucciones: Utiliza la V de Gowin para reportar tu actividad
experimental.
Conceptual
Teoría
Metodológico
Preguntas
centrales
Conclusión
Principios
Análisis de
resultados
Conceptos
Resultados
Hechos y / o
eventos
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PROYECTOS EXPERIMENTALES corregido

Transcripción

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