Criaturas del Abismo

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Observación de cloroplastos en células vegetales y la ciclosis en Elodea

Actividad experimental 4.

Observación de cloroplastos en células vegetales y la ciclosis en Elodea

Preguntas generadoras:

1. ¿Qué es una célula?

La célula en la unidad más esencial que tiene todo ser vivo, además la estructura funcional fundamental de la materia viva según niveles de organización bilógica, es capaz de vivir independientemente como entidades unicelulares, o bien, formar parte de una organización mayor, como un organismo pluricelular, la célula presenta dos modelos básicos: la procarionte y la eucarionte.

2. ¿Cuál es la función del cloroplasto?

Los cloroplastos se podrá decir que son los principales organeros de la plantas verdes, dentro de ellos se encuentra la clorofila que cumple la función de la fotosíntesis, por medio de la cual, las plantas obtienen su energía partiendo de los rayos del sol y de la absorción de CO2 del ambiente para finalmente constituir el oxigeno.

Los cloroplastos son los organelos responsables de la obtención de energía por medio de la fotosíntesis en las plantas verdes.

3. ¿Qué es y a qué se debe la ciclosis en las células vegetales?

Es un permanente movimiento giratorio de corriente o irregular del citoplasma y los componentes celulares vegetales. Se debe a que facilita el intercambio de sustancias intracelulares o entre la célula y el exterior. Este movimiento varia fundamentalmente dependiendo del estado de la célula o por un agente externo que lo estimula.

Planteamiento de las hipótesis:

Nosotras esperamos observar el movimiento de los cloroplastos, principalmente en la muestra donde la elodea estuvo en la oscuridad ya que los cloroplastos d esta empezaran a realizar el proceso de fotocinesis, pero donde se observara mayor cantidad de cloroplastos será en la muestra de la elodea donde estuvo expuesta a la luz.

Introducción

En la Elodea, como en todas las angiospermas, los cloroplastos son estructuras discoidales o elipsoidales que miden entre 5-6 micras (µ) de diámetro y 1-2 micras (µ) de ancho. Puede haber docenas de cloroplastos en el citoplasma de cada célula. En su ultraestructura el cloroplasto está rodeado por dos membranas. En su interior hay un material semifluido incoloro de naturaleza proteínica que constituye el estroma, donde se localizan la mayoría de las enzimas requeridas en las reacciones que allí ocurren.

La membrana interna se invagina formando dobleces pareados llamadas lamelas. A ciertos intervalos las lamelas se ensanchan y forman bolsas o sacos planos llamados tilacoides. Según el modelo de Hodge, la clorofila se encuentra dentro de los tilacoides entre capas de moléculas de proteínas y fosfolípidos. Tanto el estroma como las granas pueden ser vistos al microscopio óptico; sin embargo, para distinguir los tilacoides y las lamelas individuales es necesario el microscopio electrónico.

Objetivos:

·          Observar células vegetales.

·          Observar los cloroplastos en células vegetales.

·          Observar el movimiento de los cloroplastos (ciclosis) en las células de la planta acuática Elodea.

Material:

Portaobjetos y cubreobjetos

1 vidrio de reloj ó caja de Petri

2 agujas de disección

2 goteros

Navaja o bisturí

Material biológico:

Hojas y tallos de apio

Hojas de espinaca

Hojas de lechuga

Ramas de la planta de Elodea expuesta a la luz

Ramas de la planta de Elodea en oscuridad

Sustancias:

Azul de metileno

Agua destilada 200 ml

Agua de la llave

Equipo:

Microscopio óptico

Procedimiento:

A. Preparaciones temporales para observar cloroplastos.

Realiza preparaciones temporales de la epidermis de hojas y tallos de apio, espinaca y lechuga. Localiza los cloroplastos.

Para realizar preparaciones temporales:

1. Retira cuidadosamente, con ayuda de unas pinzas de disección, la epidermis del tallo de apio.
2. Colócala en un portaobjetos, agrega una gota de agua de la llave y pon un cubreobjetos.
3. Observa en el microscopio con el objetivo de 10x, después cambia al objetivo de 40x.
4. Realiza esquemas de tus observaciones.

Repite el procedimiento con la epidermis de hoja de espinaca.

NOTA: Para resaltar los cloroplastos agrega una gota de azul de metileno.

B. Para observar la ciclosis en los cloroplastos de Elodea.

Selecciona una hoja joven de la planta de Elodea, colócala en un portaobjetos con el envés hacia arriba, agrega una gota de agua de la llave, y pon el cubreobjetos. Coloca la preparación en el microscopio y obsérvala con el objetivo de 10x ¿Observas movimiento?

Indica cuántos cloroplastos observaste en cada célula, Observa con el objetivo de 10x.

Después cambia al objetivo de 40x, ubica un cloroplasto al centro del campo de observación.

Análisis de los resultados:

¿Cuál es la función del cloroplasto?

Los cloroplastos son los organelos responsables de la obtención de energía por medio de la fotosíntesis en las plantas verdes.

¿A qué crees que se debe la ciclosis?

Es un permanente movimiento giratorio de corriente o irregular del citoplasma y los componentes celulares vegetales. Se debe a que facilita el intercambio de sustancias intracelulares o entre la célula y el exterior. Este movimiento varia fundamentalmente dependiendo del estado de la célula o por un agente externo que lo estimula.

Relaciones. Este tema es importante porque ubica al alumno en el nivel microscópico, permitiéndole conocer una célula vegetal y reconocer los cloroplastos como los organelos en los que se lleva a cabo la fotosíntesis.

Producción de oxígeno e identificación de glucosa en Elodea expuesta a la luz y a la oscuridad

Actividad experimental 3.

Producción de oxígeno e identificación de glucosa en Elodea expuesta a la luz y a la oscuridad

Preguntas generadoras:

1. ¿Qué organismos producen el oxígeno en el planeta?

Las plantas verdes son las que producen el oxigeno por parte del proceso de la fotosíntesis que es el desecho para ellas y que para los seres vivos es de mucha importancia.

2. ¿Qué necesitan para producir oxígeno?

Necesitan de agua, dióxido de carbono, luz solar y sales minerales para llevar a cabo el proceso de fotosíntesis y producir oxigeno y glucosa.

3. ¿Qué papel desempeña la luz en el proceso fotosintético?

Las plantas utilizan la fuente de energía que es la luz, para producir su alimento, la glucosa, la luz modifica  la estructura química del dióxido de carbono y el agua para así poderlos transformar en compuestos orgánicos.

Planteamiento de las hipótesis:

Nosotras pensamos que con esta práctica nos permitiremos observar la importancia de la producción de oxigeno y de glucosa por las plantas expuestas la luz y por lo tanto nos ayuda para que entendamos la importancia de la luz para que se pueda llevar a cabo la fotosíntesis.

Introducción

Las plantas verdes liberan oxígeno molecular (O₂) como producto de la fotosíntesis y representa el 20% de la atmósfera terrestre. Este oxígeno satisface los requerimientos de todos los organismos terrestres que lo respiran, además cuando se disuelve en agua, cubre las necesidades de los organismos acuáticos.

La luz es uno de los recursos esenciales para las plantas; es una forma de energía procedente del sol y no una sustancia. La luz se transforma por procesos biofísicos en energía química durante la fotosíntesis.

La luz que se usa en la fotosíntesis corresponde a las longitudes de onda que van de los 380 a 760 nanómetros, es decir una fracción pequeña de todo el espectro de energía radiante que el sol emite. La energía contenida en la luz permite que los cloroplastos puedan modificar la estructura química del dióxido de carbono y el agua, para transformarlos en compuestos orgánicos.

Objetivos:

·   Conocer el efecto que produce la luz sobre las plantas de Elodea en condiciones de luminosidad y oscuridad.

·   Comprobar que las plantas producen oxígeno.

Material:

1 palangana

1 pliego de papel aluminio

1 vaso de precipitados de 250 ml

2 vasos de precipitados de 600 ml

1 caja de Petri ó vidrio de reloj

2 embudos de vidrio de tallo corto

2 tubos de ensayo

1 probeta de 10 ml

1 gotero

1 espátula

1 varilla de ignición (o pajilla de escoba de mijo)

Cerillos o encendedor

Material biológico:

2 ramas de Elodea

Sustancias:

Fehling A

Fehling B

Glucosa

Agua destilada

Equipo:

Balanza granataria electrónica

Parrilla con agitador magnético

Microscopio óptico

Procedimiento:

A. Montaje de los dispositivos.

Enjuaga con agua de la llave la planta de Elodea que se utilizará en la práctica. Selecciona dos ramas jóvenes. Verifica en la balanza granataria electrónica que las ramas pesen exactamente lo mismo.

Llena la palangana con agua de la llave. Lo siguiente deberá hacerse dentro de la palangana, por debajo del agua.

1. Introduce un vaso de precipitados de 600 ml
2. Coloca una rama de Elodea dentro de un embudo de vidrio de tallo corto e introduce el embudo en forma invertida al vaso de precipitados de 600 ml, cuidando que la planta se mantenga dentro del embudo.
3. Posteriormente introduce un tubo de ensayo y colócalo en forma invertida en el tallo del embudo, verificando que no contenga burbujas.
4. Saca el montaje y colócalo sobre la mesa. 

Repite la misma operación con la otra rama de Elodea.

Una vez que ya se tienen los dos montajes, colócalos a temperatura ambiente. Uno de ellos se dejará en condiciones de luminosidad natural y el otro se cubrirá con papel aluminio. Deja transcurrir 48 horas.

B. Después de transcurridas las 48 horas.

Antes de iniciar la actividad observa ¿Qué se formó en los tubos de ensaye de los montajes que dejaste en luz y en oscuridad?

Enseguida toma el montaje que se dejó en condiciones de luminosidad natural y agrega más agua al dispositivo, de tal manera que al sumergir la mano al vaso de precipitados, puedas tapar con el dedo pulgar ó índice la boca del tubo de ensayo que se encuentra invertido en el vaso de precipitados, con el propósito de impedir la salida del gas contenido en el interior del tubo.

Enciende una varilla de ignición (utiliza una pajilla de escoba de mijo), y espera hasta que aparezca una pequeña brasa, apaga la flama de la pajilla e introdúcela al interior del tubo que contiene el gas, observa qué le sucede a la brasa de la pajilla.

Repite los pasos 2 y 3 con el montaje que se dejó envuelto con el papel aluminio.

C. Preparación de las soluciones para realizar la prueba control y la prueba de identificación de glucosa

Pesa 1 gr de glucosa, colócala en un vaso de precipitados de 250 ml y agrega 100 ml de agua destilada para preparar una disolución de glucosa al 1%. Rotula el vaso de precipitados con la leyenda: Glucosa al 1%.

Toma todas las hojas de la planta de Elodea del montaje que se dejó en condiciones de luz, y tritúralas en un mortero hasta obtener un homogenizado.

Procede a realizar la prueba control y la prueba de identificación de glucosa y anota tus observaciones.

Prueba control:

Mezcla 2 ml de Fehling A y 2 ml de Fehling B en un tubo de ensayo, agrega 10 ml de la solución de glucosa al 1%. Agita suavemente. Calienta en baño maria hasta la ebullición y observa lo que sucede.

Prueba de identificación de glucosa:

Mezcla 2 ml de Fehling A y 2 ml de Fehling B en un tubo de ensayo, coloca el macerado de las hojas de Elodea. Ponlos a calentar en baño maria hasta la ebullición. Realiza una preparación temporal de Elodea y observa al microscopio con el objetivo de 10x.

Repite la parte C desde el paso 2, con el montaje que se dejó en condiciones de oscuridad.

Parte B. Anota tus observaciones de lo que se formó en el tubo de ensayo que dejaste en luz y en el tubo de ensayo que dejaste envuelto en papel aluminio.

En el tubo de ensayo que se dejo expuesto a la luz se formo oxigeno porque la elodea llevo a cabo la fotosíntesis ya que contaba con las condiciones adecuadas para realizar este proceso. En el tubo que se dejo envuelto en papel aluminio no se formo ningún gas porque no se pudo llevar a cabo la fotosíntesis ya que no existía la presencia de la luz.

¿Qué sucedió con la pajilla al acercarla a los dos tubos de ensayo? ¿Por qué crees que ocurrió esto?

La pajilla encendida que se acerco al tubo de ensayo expuesto a la luz se avivo mas porque había presencia de oxigeno, el cual no permitió que la pajilla se apagara.la pajilla que se acerco al tubo de ensayo que se cubrió con el papel aluminio se apago porque el tubo no contenía oxigeno.

Parte C. Si en la prueba de identificación de glucosa, se observa el cambio de coloración de azul a naranja, indica positivo para la presencia de glucosa.

Si al examinar la preparación en el objetivo de 10x se observan zonas teñidas de color naranja, indican positivo para la presencia de glucosa.

El precipitado que se formo con la mezcla de Fehlig A y B mas la elodea expuesta a la luz se torno de un tono anaranjado, lo cual quiere decir que se llevo a cabo la fotosíntesis y por lo cual se produjo glucosa.

El precipitado que se formo con el Fehlig A y B mas la elodea que no se expuso a la luz no cambio de color ya que no había presencia de glucosa.

Análisis de los resultados:

¿Cómo se llama lo que se produjo dentro de los tubos de ensayo?

Se produjo oxigeno

En tus propias palabras explica ¿Qué factores intervinieron en la producción de lo que apareció dentro de los tubos de ensayo? ¿Por qué?

Consideramos que los factores que intervinieron para que se produjera el oxigeno fue el agua. Las sales minerales disueltas en el agua, el dióxido de carbono y principalmente la luz; ya que esta es la energía que se requiere para que las plantas puedan fabricar compuestos orgánicos así como también oxigeno.

¿Cuál es la importancia de la luz para la producción de oxígeno?

La luz es de mucha importancia para la producción de oxigeno ya que se transforma en energía química durante el proceso de fotosíntesis por lo cual permite que los cloroplastos modifiquen la estructura química del dióxido de carbono y el agua, para que se trasformen en moléculas de glucosa que es el alimento de las plantas.

El papel del suelo y del agua en la nutrición autótrofa

Actividad experimental 2.

El papel del suelo y del agua en la nutrición autótrofa

Preguntas generadoras:

1. ¿De qué se alimentan las plantas?

Las plantas se alimentan de materia inorgánica, la absorción de los elementos químicos se produce fundamentalmente a través de sus hojas y a través de sus raíces. Del aire toman el carbono y el oxigeno que se encuentran combinados formando el dióxido de carbono CO2. El proceso de la fotosíntesis es capaz, con la ayuda de la luz solar, de convertir este compuesto junto con el agua y los minerales tomados del suelo en azucares.

2. ¿De qué manera participa el suelo en la nutrición autótrofa?

Las raíces son las que toman el agua y las sales minerales indispensables para su desarrollo. La savia, liquido que circula para toda la planta, es la que distribuye este alimento. La tierra proporciona a la planta los elementos minerales esenciales, como pueden ser el nitrógeno, fosforo, calcio y potasio.

3. ¿Cuál es la función del agua en la nutrición autótrofa?

Es el componente imprescindible en la reacción química de la fotosíntesis. Constituye también el medio necesario para que se puedan disolver los elementos químicos del suelo que las plantas deben utilizar para construir sus tejidos.

Planteamiento de las hipótesis:

Nosotras pensamos que es muy importante saber cuál es el papel que tiene el agua y el suelo dentro de la nutrición autótrofa,  conociendo de qué manera se alimentan las plantas. En este experimento creemos que será de la siguiente manera:

Vasos: 
1.-Se observará el agua y las sales minerales, y la planta tendrá un buen crecimiento.
2.- La planta no crecerá porque el tezontle no tiene las sales necesarias para que la planta forme su alimento.
3.-Será lo mismo que en vaso anterior pues el agua de la llave no proporcionará toda la materia que se necesita en la fotosíntesis.
4.-Si crecerá la planta aunque le falte soporte del suelo porque la solución contiene las sales necesarias, aunque la planta no tenga soporte.

Introducción

El suelo contiene sales minerales, hongos, bacterias y una diversidad de formas de vida. Estos microorganismos se alimentan de materia orgánica en descomposición, que transforman en compuestos inorgánicos y que a su vez constituye la materia prima que utiliza la planta para realizar la fotosíntesis.

La materia inorgánica entra a la planta disuelta en agua. Por su naturaleza, el agua no sólo es la fuente de hidrógeno indispensable para la construcción de moléculas orgánicas, sino también es el solvente de la mayor parte de los solutos que se encuentran en las plantas y demás seres vivos y participa en las reacciones biológicas. En el caso particular de los vegetales, éstos incorporan agua para compensar las pérdidas por transpiración. Aunque el suelo y el agua son esenciales para llevar a cabo los procesos fisiológicos de los vegetales, no son el alimento de las plantas, sino solamente son la materia prima que estará involucrada en las transformaciones químicas de la fotosíntesis.

Objetivo:

·        Establecer el papel del agua y del suelo en la nutrición autótrofa.

Material:

1 vaso de precipitados de 1000 ml

1 probeta de 100 ml

1 espátula

1 vidrio de reloj

1 agitador

4 envases de plástico de 250 ml aproximadamente

Regla en milímetros

Tezontle

Material biológico:

Plántulas de frijol

Tierra

Sustancias:

Nitrato de calcio

Sulfato de magnesio

Fosfato de potasio monobásico

Agua destilada

Equipo:

Balanza granataria electrónica

Procedimiento:

A. Preparación de la solución hidropónica.

Pesa 1.2 gr de nitrato de calcio, agrega 5 gr de sulfato de magnesio y añade 3 gr de fosfato de potasio monobásico. Disuélvelos en agua destilada y afóralos a 1 litro.

B. Siembra de las plántulas.

Selecciona doce plántulas de frijol y mide la longitud inicial de cada una. Después enumera cuatro envases de plástico (de aproximadamente 200 o 250 ml) y siembra tres plántulas por envase, con los sustratos que a continuación se mencionan:

·   En el envase 1 agrega tierra hasta cubrir las raíces de las plántulas y añade 10 ml de agua de la llave.

·   En el envase 2 acomoda el tezontle hasta cubrir las raíces de las plántulas y añade 10 ml de agua destilada.

·   En el envase 3 coloca tezontle hasta cubrir las raíces de las plántulas y añade 10 ml de agua de la llave.

·   En el envase 4 vierte la solución hidropónica y acomoda las plántulas cuidando de que las raíces queden sumergidas.

NOTA: Es importante que cada clase riegues y midas las plántulas, durante el tiempo que te indique tu profesor.

Para regar las plántulas añade:

·   Agua de la llave a los envases 1 y 3

·   Agua destilada al envase 2

·   Solución hidropónica al envase 4.

NOTA: Recuerda que se debe agregar la misma cantidad de agua o de solución hidropónica en los 4 envases, según sea el caso.

Resultados: Completa la siguiente tabla:

	Recipiente 1 Suelo + 10 ml de agua de la llave	Recipiente 2 Tezontle + 10 ml de agua destilada	Recipiente 3 Tezontle + 10 ml de agua de la llave	Recipiente 4 Solución hidropónica
Medición inicial	1 cm	1 cm	1 cm	1 cm
Medición 1	5 cm	3 cm	2 cm	3 cm
Medición 2	6 cm	5 cm	4 cm	6 cm
Medición 3	7 cm	7 cm	5 cm	9 cm

Análisis de los resultados:

Al observar la tabla de los registros que realizamos, la planta que más creció fue la que estaba en la solución hidropónica, esto se debe a que las plantas necesitan sales minerales.
La planta que menos creció fue la contenida en tezontle y agua destilada, esto se a que no contenía ningún tipo de sal mineral para la planta.

En comparación con los otros equipos, pudimos notar que no hay gran diferencia y que en algunos equipos se presento la contaminación de las soluciones.

Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:

Sinceramente en todos los equipos creció la gran mayoría a excepción de unos que se contaminaron, pero a pesar de eso pequeños problemas logramos observar cómo es que el suelo y el agua contribuyen mucho a que las plantas realicen la fotosíntesis.

Conceptos clave: Plántula de frijol, nutrición autótrofa, crecimiento, hidroponía, suelo.

ü  Plántula de frijol: En Botánica, más específicamente en plantas vasculares, se denomina plántula a cierta etapa del desarrollo del esporófito, que comienza cuando la semilla sale de su dormancia y germina, y termina cuando el esporofito desarrolla sus primeras hojas no cotiledonares. Una plántula típica consiste de tres partes principales: la radícula o raíz embrionaria, el hipocótilo o tallo embrionario y los cotiledones.

ü  Nutrición autótrofa: Los seres autótrofos (a veces llamados productores) son organismos capaces de sintetizar todas las sustancias esenciales para su metabolismo a partir de sustancias inorgánicas, de manera que para su nutrición no necesitan de otros seres vivos. El término autótrofo procede del griego y significa "que se alimenta por sí mismo". Los organismos autótrofos producen su masa celular y materia orgánica, a partir del dióxido de carbono, que es inorgánico, como única fuente de carbono, usando la luz o sustancias químicas como fuente de energía. Las plantas y otros organismos que usan la fotosíntesis sonfotolitoautótrofos; las bacterias que utilizan la oxidación de compuestos inorgánicos como el anhídrido sulfuroso o compuestos ferrosos como producción de energía se llaman quimiolitotróficos.

ü  Crecimiento: Se define como crecimiento al aumento irreversible de tamaño en un organismo, como consecuencia de la proliferación celular, misma que conduce al desarrollo de estructuras más especializadas del organismo, comenzando por las propias células y, pasando por tejidos, hasta llegar a órganos

ü  Hidropónica: Cultivo de plantas en ausencia de tierra, con absorción de los nutrientes a partir de soluciones acuosas.

ü  Suelo: Se denomina Suelo a la parte superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que tiende a desarrollarse en la superficie de las rocas emergidas por la influencia de la intemperie y de los seres vivos, Es un sistema vivo en el que habitan bacterias y otros micro-organismos. El suelo es un complejo bioquímico que proveealimentos y otras sustancias básicas para el normal funcionamiento de muchos organismos. Según Arturo Eichler el suelo es “la placenta de la naturaleza”, ya que directa o indirectamente sostiene la vida de plantas, animales y seres humanos.

Bibliografía:

http://www.botanical-online.com/alimentacionplantas.htm

http://masalto.com/tinmarin/template_ninosarticulo.phtml?

Relaciones. Este tema es clave porque le permite al alumno comprobar que las plantas crecen en diferentes sustratos y que el agua y el suelo no son en sí mismos, los alimentos de la planta.