Federico Arana Mtodo experimental para principiantes FONDODEeLTURA ECOMICA Primera edicin, 1975 Primera edicinen elFU:.2007 Arana, F ri co MtoJoexperiment aL paraprincipiantes/FedericoArana.Mxico:FCF.,2007 93p.: ilus.;17xJl Cm - (Cok".BibLiotecaUniversitariade . ISJl978-968- 16-8301-6 1.Ciencia - 'IetodologfaI. H. t. LCQA 175Dewey601A765m Distribuci6n mundial en espaol Comentari os y sUl;erencias:edi torialCalfondodeculturaeconomica.com www.fondodeculturarconomi ca.com Te\.(55)5227-/j672Fax(55)5227-4694 Empresacertifi cadaISO9001:2000 E.ditor:M AR'l'iSOLER Di'eode fon o einteriores: LEO'Mu1'ozS \ NT1Nl D.R. 2007, FON DODECL'ITUR A Carretera Picadw-.. \jusco, 227;14200Mxicu, D. F. Se prohlhe la reprod\lrcintotal o parcial dersta obra - inclu idoeldiseotipogrlico ydeportada-, sea cualfuere eLmedio, electrni co o rnedluico, sin elconsentimi ento por escrito del editor. ISBN978-968-16-8301-6 Impreso enMxicoPrinled in Mexico NDICE Agradecim.ientos....... ....... ...... .. .. . . ...11 Nota prelim.inar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 I.Ciencia. ....... .. _ . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..15 11.Laadc[ui sicindeunmtodo. . . . . . . . . . . . . ..29 li1.Primer experimentosohretranspiracin.. . . ..33 IV.Segundo experimento sobrelTUnspirucin. . . ..43 V.Tercer experimentosobretranspiracin. .. . . . .49 VI.Elproblema J e defi llicin. . . . . . .. . . . . . . . . .53 Q.Concepto de medida........ ... ... .... .. .57 111.Eperimento testigo. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . ..63 LX.Informe escrito . . . . . . .. . . . . . .. . . .. . . . . . . .67 X.19unas sugerenei '. paraprincipiantes... . . .73 XI.Ejerci cios.. . .. . .. . ... ... .. . .... . .. . .. .77 BibliograFa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..89 Referencias.... ......... .. . ................ .91 -o- 7 Para {vIada-Enea (SANSEBASTrk.ZUMAYA. PAMPLOA.HENDAYA. l!: CIIEGARA yyNUEVAYORK) AGRADECIMIENTOS AgradezcoinceramentelasvaliosassugerenciasdequienesSetomaronlamok.- tia de revisar esletrabaj o:Henrique GonzlezCasanova,CarlosGmezFigueroa,ElbaCarrillo, JimenaCarreteroyGordn,AlbertoSaracho,RafaelVelzquez,RosalindaRoj anoy BeatrizMontmayr,delColegio deCienciasyHumanidades:David Pantoja.d1 In ' ti tuto de InvestigacionesJlJ rdiea.sdelauAM:Luz1rcsaMi Un, psicloga;MaranlonietaC6mezBelrnont;Francisco EscobardelaUnta,JoaquInBuenoyAlfredoMartnez Guerrero,del lotiluLodeBiologa de lau,AM;Auroran fezCanedo;MoniqueMi tatein)'PatriciaFitzmaurice,dela Facultad de Psicologa. ..o- 11 OTPRELIMINAR Unhuen mtodoes aquel quereprime elespri tu sinahogarlo.el.DI:: BERNAHO stenoesunlibrodetextoporcuantoquenoabarcalos contenidos deningncurso. Se trata,msbien.deuna obra dedivulgacin,puntodepartidaparaquieneseiniciann elestudiodelas cieniaexperimental es.Y estoohenece a unaraznmuysencill a.Enlaescuelatradicionalehan manejadodichas cienci~cornocolateralesdelarE' potra. Deah la frecuenciacon que estudiantes.maestros eincl uso doctoresenlaarduaordeadeinstitucionesburocrticas tenganlapeligrosaideadequehacercienciaconsist een punerse una Lata blanca y realizar una seriedetrabajoque. aunquetfi dodematices esotricos,representanunaactitudmuy cercanaaladelcoci nerofielasulibroJerecetas. Ojaltetrabajosirva,almenosenmnimaprte.pa DEDNDESACAS "DEUN)-\EGH.O ;8? elgrosordlas pareelesy o/- la prdida de calor por radiacin. Comose trata df> utili zar agua en lasmismas condiciones ydeexperimentarenellaboratorioalmismotiempo.las c:incoprimera;;vari ablesSOI1equi valt"ntes'.portanto,no alteranel H:!-s ultado.En cambio.laconductibil idadtrmica delosdistint osrecipi entes.laprdidade(;alor por radiacin,esde suponer quenoresult en iguales. En vi_ta de ellu llevamosacabo otroexperimento,estavezCOIIdosvasosde barroiguales,perounodeellos-el experimentotestigo-secubrepor fueracunUllacapa delgadadeceraqueevite la transpiraci n.Ambuscuentan conuntermmetroqueno debetocar el fOlldo ni las paredes(vase la. fig.ur.l), laboca cubirta conpap1 alurnillio250 mI de agua a 4O"C. Msadel antecxpLcarf' mosdetenienquconsisteunexperimentotestigo.Si nolohacemosahora, espor nocomplicar demasiado esle ej emplo. Scoloean250mideaguaa40Cencadaunodelos F /GInAl/U tresvasosdelpri merexperimento.Enverdadresultabastantecomplicadoquelostresrecipienteslleguenamarear 40Calmismoti empo: Para conseguirlose recomienda que lasleclurasyla preparacindecadavasolashaganpersonasdistintaso bienque se empiecn a hacer las lectw-as en forma escalonada con diez millutosdediferencia. Laslectura 'detemperaturat; ereal izaroncada di ezminutos J urante doshorasy cuan: ntami llutoS. datosobtenidosenelprimerexperimentoaparecen en la siguiente grfica: -.. '0l O:KI40$O 1Cl l Ote..,.'-0 go1:10 )OI D 1M lIiO 38 39 Inmediatamentedespusdehabertermi nadolaltima lecturasemi di lacantidaddeagua delostrerecipiente,:;. Eldevidri oy e!depoliestirenohabanconservadotodae! agua,entantoqueelde hanohaba perdi do20mI.Conste quee!vasodebarrotenalaparedessaturadasdehumedadantesdeaadirlelos250mIdeagua,puesdeotro modo,alconcluirelexperimento,hubi ramostenidoun erroren lamedicin dellfquido perdido. Parael,eO'undoexperimentosepusirontambi n250 mideaguaa40C encadaunodiosreri pi ente. . Laboca deanillos vasosestaba cubi erta conpapel aluminio,se cuidquela cabezadelostermmelTO'notocarae!fondoni lasparedesy,talcomodij imoseneldieo,seapl icuna capa de cera en la :,; uperficieexterna de uno delosva'0 5.Se hi cieron lectlll'asdelostermmetroscadadiezminutsdurante dos horas. Los resultados aparecen en la sigui ente grfi ca: .. Alfinali zarelexperi mentoseprocediamedirlacanti daddeagua re.tanteen lu 'recipientes.Enelexperimentotestigo, ese1 ecir,e!quehaba sidocubiertoconmploelproblemaJelatranpi,..cinqUf'hmosanali zadoenelcaptulo11 1,seraineondoponer.l eportitulo"Transpi racin"u''Trahajopara mtodoxperimentallatTan.piraci6nenlos de barro, realizado cle: d ' el puntovi sLadInrTiamiell to del aua que conti enen".Lo correctosera poner!: "La transpiracincomomedioparabajarlutemperaturadel(' uerpo 'Tlletranspira";o.mejor an," Latranspiracincomorefri gerante". 67 2. NOl\IllHFEINSTITUCIN Seescriben tambin enla primera pgina. Ejpmplo: EFECTODELOSDETERGENTES ENLA TENSiNSUPERFICIAL porCeferinoMirandaPontones COLEGIODECIENCIASYHUMANIDADES (Naucalpan) 3.RESUMEN Tienepor objeto dar una brevenoticiad1 problema. elprocedimiento,losresultadosgeneralesylasconclusiones. Ejemplo: Existe lateora coheso-tenso-transpiratoria para expl icar elascensodelasavjabrutaporlosvasosleososrl esdela razhasta lashojas.Para demostrar pIfenmenose coutruyunmoddo donde losvasosestabanrepresentados por un tubodevidrioy lashojasporunjaIT'itodebarro.Eltuboy eljarritosellenarondeaguaobservndoequela col umna lqujdafueascendiendohasta queeltuboqucivaefo. En conclusin, Iv,t{anspiracin jupga un papel importante en la subida delagua desde lasraceshasta las hojas. 4.1, TRODUCCI! Enelladebenfigurarlosresultadosdelainvestigacin bibliogrficarel ativa alosantecedentesdelproblema o las observacionesquehayandadopiealainvestigacin.La descripcin de di ehosantecedentesculmina con elplanteamiento del problema en forma de pregunta. S.HI PTESIS Sloinsistiremosen queseplanteaafirmandoonegandolo que, supuestamente,resuelve el problema.Lahiptes is p lH'de figurar en lamismapginaqueeldiseoo alfinaldela introduccin. 6.DETERMINACINDEVARIABI.ES Sepon!'despus delahiptesisy consistesimplementeen enumerarlas. 7.DISEO Hayqueespecificarvariosaspectosmuyimportntes.En primer lugar losespecmenesminerales,animales o vegetalesempleadosylaraznporlaqueseseleccionaron.El hechodeque lostrabajosdegenlicase realicen corrientementecon moscas del gneroDrosophila en lugar de elefantes,cisnesoserpientesdecascahel,sedebe,entreotras razones,aquelasrncassondfcilmanejo,ti enencromosomasenorms,sonprolficas,producenvari asgeneracioneenlapsosbreves,nosonpeli grosas.resultanmuy baratasy ocupan poco e. pacio. En segundo lugar,sprecio indicar losaparatosmaterj alequevanautilizarse.Losaparatos y procedimientosde medicinsonrecnrsosimportantsimosfiaralasClencws experimfmtales. 6869 En casodeemplearseunaparatomsomenosori ginal, se recomiendahacer un esquema para facil itar sucomprensin y e\ ilar pormenorizaciones excesivamentetediosas. Porltimo,sereqlli en:unadesc' rip "i6ndelalladadel procedimic: ltoque piensa. egui r.haciendohincapien qu,cmoycundoppi ensamediryelprocedimien to para controlar las variabl r s. 8.ANLISI SDEnI:::LTAU OS EnestafaseesprecisoordenartodosJosdalosyobservaciones para distingu ir ysepar ar los elemenlos del problema yhall arlasrelacionesqueguardanentre.Conelfinde hacrmenosardualatare?esreco mendablerecurri rala elaboracindegrficas,his togramasypolgonosdefrecuencia,cuadros,diagramassectorialesyanl i 'isestadsticos. Esmuyirnl>ortantecobrarconcienciadequedemo.\lrar la falsedaddeunahip6tesisnosignificael f racasoabsoluto delainuestigaci6n. De sel'as,elanlisi,;cui dadosodelos resulladospuedellevamosaconocer larespuestarI elprobl ema,la deunavari ableextraaquealterlas pruehas0 ,cn el peor delos casos , ciertosdatosimporlantf:s yexperiencia - sobre el objeto de la invesligacin. 9.CONCI.;,I 1.0IlI.'i rnporlantees laafirmacinfinalreferentealavalid 'Z : iguiente: ci doarptico glacial3 C. l'. Solucinacuosa devioleta de p;enciana allo/i3 C.c. Auua destil ada300 c.c. L,lvioletadegenc ianaesunolura!ltequecumplela fUllcindete'ir19sIUGocilOSoglbulo.blancospara poderlo.'ver almicroscopio. Los glblLlosrojo,'pueden verse almicroscopio . in ncesidaddeteir;nooblante,alobservar lasangremezclada conlasolucindeTurk, liDsedistingueninguna(jestas cl ulas. Paralimpiar la sangrecoaguladadelaspIpetascuentaglbul o,;se empleacido aetico di luido. Enlappocaromnti ca(s igloXIX)eracon iente.entr _ q ,i enespretend an alamacla(tezpl idaygrandes oj era.entrealTasCOil-),toma rcadadraWIvas itocip. vinagr.. .f2tL papel juega el(cidoucr' tiroen lo fdrmu!adellquidodel hrk? 'por (ji t serecomiendaeLcidofu:lico pmlimpiarla sangre de lrspiptas cnentaglbulo .C6rno elninflgreenelaspectodetagenteque acostwnbra(IfI[omado en la f jl o JLromrnliclJ? b)Con.' iglleunrerir ientegrandedehojalata.Haz.letres delmismodimetroadistinto;;;nivele ' ,dt' suerteqll!'Jostresqudenal ineado'ensentidovertical. TapalosagujerosCOJllapones y llena la lHade agUiJ.hora quitalostrestaponesalavezy observalostreshorros aglla. /Qu dijr.rena en!:re ellos! Planteaww hip6tesis sobrelas diferencias obsel'/ladrM. Delasl'flriables cuya relac':n 11m tratado deestablecer al plantearlahiptesis,nulesla1Iariableindependientey c/l l lttdependiente?. Sihubierashecholostresagl{jerosalinerulose/l..enLido horizontal.qudemostrodo? Por qu dijimos'l il e lostres deban .ladelmi.l modidm etro? 78 79 c)Culesladiferenciaentrecomerpia ycomersandCa? Antesde seguir adelante piensa unrato. Entrminos generales un frutoes unovario transformado encuyointeriorsealojanunoovariosvulosfecundados que se convietten en semillas. Alguna vez has encontrado semillasal comer piria? Sinolorecuerdas, compra una y b:;calas. Planteaunahiptesissobrelasaparentementeinexi.\tentessemillas dela pia. d)Veaunbosquedeconferas(pi nos,oyamelS,cedros)y cortaunaramaconconosopias".Separadosescamas queestnunidasy extraeuna semilla.Obsrvalay plantea unahip6tesissobrela funci6ndes empeada por lamembrana que presenta la semilla.. e)Vamosahablarsobrelapropagacindealgunosorganismos.Las especies tienden a propagarse, es decir, a difundie o extenderse.inembargo,esfcilsuponerlaxistenciade factoresquelimitan,estefenmeno.Denoser as,encualquierpruteseencontraranlasmismasplantasyanimales. Temperatura,oxgenodiponible.enemigosnaturalesy contaminantessonal gunosfactoreslimitan tesparalapropagacindelasespeis.En ellaboratoriopodemos el tema median teun sencilloexperimento. Setrata demontarunaparatoqueconsi teendos,tres o vasos de precipitado llenos de agua y unidos por uno o mstubosdevidrioen formadegrapa. Talestubossernla vadepropagacin para la especi '' ituada enuno de los vaso,flue suponemoshabr de emi grar aunm .dionuevo. Supongamosquenosintereaconocerlaaccindelos detergentescomofactorlimitantedelapropagacinenel medio acutico. Entonces podemosescoger un animal. Qu caracterCst.:ashabrdetener?TalzJomsilllpOli anteesqueseapequeo,quersultef cildeconseguir yseacapazdedesplazarsconrapidez.Talanim1 bien puede'el' laDaphnia opulgadeagua,unpequeocrustceo de agua du lce que se mueve con rapidezy suelevendersevivoenlosmercadoscornoalimentoparapeces.hora slonosqueda colocar las Daphniasen Wlvaso quetenga el agua almismonivel que losot rosdos. Enunode tos colocaremosaguacontinacantidad'onocidadedeterg(>ntedisueltoy enelotroaguacontinasramasdeElodea.(vase la ilustracin).Y en este punto sera muy raznahle preguntarnossi el detergent enosedifundirpor lostubosde vidrio a losotrosrecipientes.Pararesolver esteproblema,quebien podraanular elexperimento.podemoshacer unmodelo fsicoqueconsisteendos vasosunidospor Ulltuboengrapa. ni 80 Lasfi guras1, 2Y 3ilustran la formadecolocar eltubo para evitar lapermanencia deaireensuinterior.navz ensu lugar elpllent?aadiremosuna pizcad( ) azuldmeli Jenoy dejaremosque", ('difunda.Sialcabode12o24horasel colorantenohapasadoalva:;ocontiguo,podremosconcluir que la velocidadde difusinpor ser lenta noafe.Ia el experimento de las Daphnias. l!3 En elmodeloanteriormentedescrito,porquutilizamos elazuldemetileno?:.aqu factordelexperimentooriginal representa estecolorantf':' Hazunalistadefact ore"quepodrCanlmil:arlapropagacin. Cmoharasparademostrarlainfluenciadeesos factares? j) Imaginaqueha 'pues toagerminarsemillasdefrijoly hanpasado cincoellas dedequelohici ste. Sonlassisde latardey hacescari esdela radcula: lotis, lo.montas, teasomas almicroscopioy encuenh:asquetodasla.' cl ulas est nen interfase (peliodo de descanso).Dadoquelas semil l ( ~ sgerminadasexperimentanunai11tensaacidadmitsica,especialrnenle en la mitad in/erial' dela radcula,plantea una hipdtesis sob'eel problema. g)ElseorPaoEscobar. elevantatmpranoparairde paseo alcampo. Mientras' ('cal ienta el motor de. u automvil ,mide laprindela.llantasyerl(;nentraque' t.na 22 libraspor pulgada cuadrada. Llegadotisu destino ytras habrrecorrido45 km, descubreque la presindelascuatro llantas ha aumentado a 25 Jibras.Plantea una hiptesis y diJea un experimento para comprobarla o rechazarla. h)SegnClarke(1958),unaostrapuedeproducir500 millonesdehuevosenunalapues la.Supnquecadauno deestos moluCopesa cien gramos. Lle-vaa cabo el clculo corrf"spondi enteal nmero deinclividuosobtenidosalcabo de cuatro generacionesy del peo que tendra esa poblacin en caso de que ningu nomuriera.Plantea una hiptesis sobre 82 83 elsentidobiolgicodelaenormeproliferacindeestosanimales. i ) Las enzimas soncatalizadores queregulmmil,'dereacciones qumicas ocurridasenelinterior delasclulas. Son denaturalezaprot eica,esdecir,estnformadasporprotenas. Lasprotenassedesnaturalizan (pierdenuspropiedades)alser'ometidasaalgunosfactores,cornoalt astemperaturas o cidos, Elhgado derestiene una enzimamuy poderosallamada catalasa. Coloca unpedazo dehgado crudoy otrococido en sendostubosdeen.ayoy adel es5mideaguaoxigenada acadauno.Hazlomismoconotrosdostubosde trozosequivalentesdehgadococidoycrudomachacados. Observalasdiferenciasentrelostubosy planteauna hiptesis respectoal problema. j)En1860.elbotnicoJuliovanSachshizoelsiguiente experimentopara demostrar la fotosnt esis: Deunahojahabaetadovariashorassinluz(sin separarladelaplanta),extrajounaporcincircular,la deshidratylapes.Despusexpusolaplantaalaluz duranteullashorasy cort.delamismahoja, otraporcin ci rClllardeigualesdimensionesyas imismoladehidrat ylapes.Ladiferenciadepesoentrelasdoporciones eraparaShs.lvalornetodelafotosnt esis,osea,la cantidaddemateriaorgnicaquehabasidosintetizada. Fue adecuadoelcontrol devariablesenesteexperimento ? Por qu? k)Imaginaquenecesit asmedirlasuprflci edeunahojay slocuentasconunpliegodepapelmilimtl'icoy unlpiz. Cmolo haras? l) Hay dispuestas amatar alaslombri ces detierra que encuentran en su jardnpor considerarlas nocivas. Mas, en verdad,taleanlidos proporcionanenormes benefi cioa lasplantas.Segnesto,esdesuponersequecuantsms lombriceshayaenlatielTa,mssedesarrollarnplantas. Cul delasvariablesenunciadasenel prrafoanterior es(aindependiente.? Diseaunexperimentopara comprobar larelacinntre el desarrollo de las plantas y la presencia de lombrices en la ti erra. C6moplanteadasunexperimentotestigo?Quvariablestendrasquecontrolar en lostresexperim.entos ? m)Enlailustracinapareceeldeunaceldade conductividad, quecon ' isteendo.electrodosconectados a una fuent e de corrientey unfoco. Cuando hayasmontadotu aparato,introduce losdosele