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INSTITUTO DON BOSCO_BIOLOGÍA Profesora Daniela Herrero Apellido y nombre del alumno/a: 1 UNIDAD 2: LAS CÉLULAS COMO SISTEMAS ABIERTOS-GUÍA DE ESTUDIO

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INSTITUTO DON BOSCO_BIOLOGÍA 4° Profesora Daniela Herrero Apellido y nombre del alumno/a:

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UNIDAD 2: LAS CÉLULAS COMO SISTEMAS ABIERTOS-GUÍA DE ESTUDIO

INSTITUTO DON BOSCO_BIOLOGÍA 4° Profesora Daniela Herrero Apellido y nombre del alumno/a:

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¿Qué se representa en la imagen? ¡La ruta de los nutrientes al interior de una célula! Luego de haber estudiado cada uno de los sistemas de órganos y procesos involucrados para asegurar la nutrición, estudiaremos el metabolismo celular. A través de los capilares sanguíneos, ramas de las arteriolas derivadas de la arteria aorta, están llegando continuamente a cada una de nuestras células los nutrientes recientemente absorbidos. Moléculas orgánicas pequeñas (monómeros) como glucosa, aminoácidos, ácidos grasos y glicerol, nucleótidos, vitaminas; y moléculas inorgánicas como el agua y minerales, estos últimos también como iones, ingresarán a las células a través de diferentes tipos de transporte a través de la membrana celular. Además, el oxígeno transportado por la hemoglobina de los glóbulos rojos o eritrocitos también está listo para difundir e intercambiarse por el dióxido de carbono producto de la respiración celular. La glucosa se oxidará, en combinación con el oxígeno participará en procesos catabólicos para obtener energía, convirtiéndose en dióxido de carbono y agua en la respiración celular aeróbica que ocurre en las mitocondrias; o en ácido láctico, si ante una “deuda” de oxígeno como sucede algunas veces en las células musculares, se degrada en ácido láctico en la respiración anaeróbica o fermentación láctica que ocurre en el citoplasma. Otros nutrientes serán los bloques de construcción de nuevas moléculas que componen las células o que las células producen para ser utilizadas en procesos de comunicación a distancia. Estos procesos anabólicos de construcción requieren de energía e implican la unión o condensación de moléculas para transformarse en macromoléculas. Aminoácidos se unen para formar proteínas de uso celular interno como las enzimas, la hemoglobina; o de uso externo como las hormonas, los anticuerpos, los neurotransmisores. Cada tipo celular forma las proteínas que necesita siguiendo la orden del ADN nuclear. Para formar ADN las células necesitan nucleótidos. Para formar nuevos lípidos como fosfolípidos de membrana, la célula necesitará incorporar glicerol y ácidos grasos, que fueron los productos de la digestión química de los triglicéridos. El retículo endoplásmico rugoso (RER) fabrica proteínas de exportación que serán expulsadas de la célula por exocitosis (un transporte activo en masa) y los ribosomas libres sintetizarán proteínas de uso interno. El Retículo endoplasmático liso (REL) fabrica lípidos, entre otras funciones. El complejo de GOLGI, recibe, empaqueta, transforma y rodea en vesículas las moléculas recientemente fabricadas para trasladarlas a otras partes de las células o al exterior. Esto que ocurre en nuestras células también se da en cualquier célula de los animales. Procesos semejantes con otra complejidad, ocurren en las bacterias (células procariotas), protistas, hongos y en vegetales. Oportunamente estudiaremos la fermentación en bacterias y hongos; y la fotosíntesis en algas y plantas; luego de entender la glucólisis y la respiración celular como procesos de obtención de energía a partir de la oxidación de la glucosa. Esta imagen y esta explicación integra todo lo que vamos a estudiar paso a paso leyendo los capítulos del libro Biología 4° Activados. Editorial Puerto de Palos (te aconsejo tenerlo en papel, de todas formas, sigue estando en carpetas del aula virtual). Volveremos a esta imagen frecuentemente. Aclaración: en el dibujo falta el colesterol, constituyente de nuestras membranas celulares y que incorporamos también a través de la alimentación. ATENCIÓN: EN CASA DEBERÁS REALIZAR LAS ACTIVIDADES DE LA GUÍA DE ESTUDIO QUE SE DETALLAN A CONTINUACIÓN. SERÁN CORREGIDAS Y EVALUADAS EN CLASE COMPLEMENTANDOLAS CON TRABAJOS GRUPALES Y DE LABORATORIO. ¡¡DEBÉS ESTUDIARLAS A MEDIDA QUE LAS VAS RESOLVIENDO!!

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CAPÍTULO 5_COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS CÉLULAS. Página 81 En el capítulo 4 del libro ya estudiamos a las moléculas desde el punto de vista de sus aportes nutricionales. En el capítulo 5 estudiaremos a las moléculas desde el punto de vista de su composición química, entendiendo que son constituyentes de las células.

1) En el Padlet, columna 2, hay un video para acompañar este capítulo. Miralo y anotá quí comentarios o dudas. https://padlet.com/daniela_herrero/kpwopiirr77hybv6

2) Estructura de la materia: definí átomo, molécula, sustancia simple, sustancia compuesta.

3) Modelos moleculares: diferenciá fórmula química molecular y estructural (lineal y cíclica). A modo de ejemplo en la glucosa es:

Fórmula molecular: C6 H12 O6

Fórmula estructural

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4) Importancia biológica de las moléculas. a) Diferenciá moléculas inorgánicas de moléculas orgánicas. b) Explicá la importancia biológica del átomo de Carbono c) Diferenciá macromolécula o polímero de monómero

5) Glúcidos. Reconocé a los siguientes carbohidratos según sean monosacáridos, disacáridos o polisacáridos. Indicá la función de cada uno.

FIGURA 1_ Sacarosa : glucosa + fructosa

FIGURA 3: celulosa

FIGURA. 2 almidón

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6) Los lípidos. ¿Qué tipo de lípidos se representan en las figuras 4, 5 y 6? ¿Qué funciones tienen? ¿Qué otros lípidos se conocen?

FIGURA 4- triglicérido FIGURA 5 FIGURA 6-fosfolípido

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7) Las proteínas. a) ¿Cómo están formadas las proteínas?

FIGURA 7_ polipéptido o proteína

b) ¿Qué tipos de estructuras se reconocen en las proteínas y cómo se describen? c) ¿Qué significa que una proteína se desnaturalice? d) ¿Cuál es la importancia biológica de las proteínas?

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8) Los nucleótidos y los ácidos nucleicos.

a) ¿Qué es un nucleótido, cómo está formado, qué ejemplos se conocen? b) ¿Qué diferencias de estructura y función tienen el ARN y el ADN?

FIGURA 8. ARN Y ADN

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9)Resumí la importancia biológica del agua y las sales minerales.

10) Actividad de fijación. Completá la siguiente tabla:

Biomoléculas

y ejemplos

Nombre del monómero o unidad estructural

Átomos que los forman

Función general en nuestras células

Hidratos De Carbono (almidón) ------------------------------------

C, H, O

Proteínas (miosina, albúmina) ---------------------------------

Lípidos o grasas (triglicéridos)

--------------------------------+ ------------------

Ácidos nucleicos ADN, ARN

----------------------------

EN LA ESCUELA:

Trabajo individual o grupal exponiendo lo estudiado en casa

Trabajo de laboratorio: Observación de morfología de un huevo y Reconocimiento de compuestos orgánicos (páginas 90 y 91). Registrar y responder las preguntas planteadas en el TP de laboratorio.

Prueba escrita o lección oral del tema.

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LABORATORIO PARTE 1. ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA DE UN HUEVO DE GALLINA.

INTRODUCCIÓN: En algunos animales, un huevo es un cuerpo redondeado, de tamaño y dureza variables, que producen las hembras y sustenta y protege el embrión si el óvulo es fecundado, convirtiéndose así en cigoto. Los animales ovíparos son aquellos que ponen huevos, con poco o ningún desarrollo dentro de la madre. Esta es la forma de reproducción de muchos peces, anfibios y reptiles, todas las aves, los mamíferos monotremas y la mayoría de los insectos y arácnidos. Los huevos de los reptiles, aves y monotremas están rodeados por un cascarón protector que puede ser flexible o no. El huevo del avestruz, de hasta 1,5 kg, es la mayor célula individual que se conoce, aunque el ya extinto Aepyornis y algunos dinosaurios ponían huevos mayores. Los huevos de algunos reptiles y la mayoría de los peces son menores, y los de los insectos y otros invertebrados tienen todavía menos tamaño, pero no están calcificados. La gallina produce un huevo cada 24-26 horas, independientemente de que estos sean o no fecundados por un gallo. De hecho, en las granjas de producción de huevos solo hay gallinas ponedoras y no hay gallos, por lo que los huevos que se comercializan no están fecundados y, por tanto, no se pueden incubar para que nazcan pollitos. objetivos: Observar las características de un huevo amniota y comprender las funciones de sus componentes. Estudiar aspectos nutritivos y determinación de proteínas. materiales un huevo, una placa de Petri, pinzas, aguja de disección, lupa binocular.

DESARROLLO

Observar la morfología externa del huevo, notando la existencia de una parte chata y otra puntiaguda y de una superficie rugosa.

Con la punta de una pinza, cascar o abrir con mucho cuidado el huevo y poner su contenido en la placa de

Petri apartando las cáscaras para estudiar después.

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En la placa quedarán la yema y la clara. La clara se divide en dos zonas de distinta densidad: más densa interna y menos densa externa. Así mismo en la clara pueden observarse dos zonas fibrosas y blanquecinas que se unen a ambos extremos de la yema y que son las chalazas.

Respecto a la yema, en ella podemos ver la existencia de un área redonda, pequeña y blanquecina que correponde al disco germinativo. Allí se ubica el óvulo, que de ser fecundado dará lugar al embrión. En ocasiones podemos ver las pequeñas arrugas de la cubierta perivitelina.

Al observar la cáscara a la lupa podemos ver que se encuentra formada por una parte externa calcárea (cáscara propiamente dicha) dividida en dos partes: Esta cáscara está atravesada por numerosa cantidad de poros.

Por dentro existen dos membranas muy pegadas: las cubiertas de la cáscara. Estas permanecen muy unidas entre sí excepto por la parte achatada del huevo, donde están separadas por una cámara de aire.

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Las membranas de la cáscara pueden separase y verse a la lupa.

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Desnaturalización de la albúmina:

Materiales: Plato Clara de huevo crudo etanol (Alcohol de farmacia) Procedimiento: Cascamos el huevo en el plato rociamos con el alcohol. Poco a poco veremos cómo el huevo empieza a tomar el aspecto de un huevo frito: la clara empieza a tomar una textura sólida de color blanco y la yema permanece líquida (30min-24h). ¿Qué sucede?: Se llama desnaturalización de las proteínas y es la pérdida de las estructuras de orden superior (secundaria, terciaria y cuaternaria), quedando la cadena polipeptídica (formada por aminoácidos) reducida a un polímero sin ninguna estructura tridimensional fija. La desnaturalización provoca la precipitación de la proteína. La transformación que conocemos al freír habitualmente un huevo consiste en el cambio estructural de las proteínas. Ese cambio –la desnaturalización- se puede producir no sólo por acción del calor sino también por el contacto con ciertas sustancias como el etanol. También podemos utilizar zumo de limón o vinagre, aunque entonces, el proceso no será tan llamativo. Aviso: No es nada aconsejable comerse este huevo. Calor, compuestos químicos (etanol, ácidos) … RESULTADOS Y CONCLUSIONES: • Dibujá y anotá todo lo que observás:

1. Morfología externa del huevo. 2. Morfología de la cáscara de huevo a la lupa. 3. Apariencia de la yema de huevo. 4. Cámara de aire en la cáscara. 5. Apariencia de la clara. • ¿Qué función tendrá el disco germinativo? • ¿Para qué sirven las chalazas de la clara? • ¿Y la cámara de aire que queda en el interior de las membranas? ¿Qué nutrientes contienen yema y clara en mayor proporción?

Enlaces https://peques.uniovi.es/encasa/ciencia/-/asset_publisher/4bR1/content/que-hay-dentro-de-un-huevo?redirect=%2Fencasa%2Fciencia https://transformandoelinfierno.com/2010/09/22/el-huevo-formacion-estructura-y-composicion/

PARTE 2 RECONOCIMIENTO DE SUSTANCIAS ORGÁNICAS (PÁGINAS 90 Y 91 DEL LIBRO). Escribir los resultados y conclusiones de experiencias 1 y 2.

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CAPÍTULO 6_ LA CÉLULA COMO UNIDAD FUNCIONAL Y ESTRUCTURAL_ Página 93

En el Padlet, columna 3 , encontrarás varios videos que explican los contenidos de este capítulo. Te recomiendo que los veas y escuches. https://padlet.com/daniela_herrero/kpwopiirr77hybv6

1) ¿Cuáles son las premisas o afirmaciones de la teoría celular? ¿De qué ramas o áreas de la Biología surgieron los principales aportes para establecer esta Teoría? Para responder esta pregunta leé la página 93: La célula y los seres vivos y en la página 94: Fundamentos de la biología moderna.

2) A) Resumí las características de las células: color. Tamaño. Forma y cantidad. (página 94). B) ¿Cuál es la ventaja del pequeño tamaño celular? Explicá la relación entre superficie y volumen:

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3) Adjuntá al menos cuatro imágenes de células reales (fotos de microscopía) y dibujos de esas células elegidas. Pueden ser células humanas, de plantas, de hongos, de protistas. Por ejemplo: célula de músculo esquelético (miocito). Dibujo y foto de microscopio con tejido teñido.

4) ¿Cuáles son las características que comparten todas las células? (página 95)

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5) Célula procariota (bacteria). (página 95)

a) ¿Qué significa PROCARIOTA? b) Explicá la función de cada uno de los componentes de una célula procariota según las siguientes imágenes

(real y dibujo).

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6) Organización estructural de una célula eucariota:

Tanto las células animales como vegetales, y la de protistas y hongos tienen componentes comunes que se detallan en las páginas 96 a 99 del libro. Confeccioná un mapa conceptual que resuma la estructura (cómo es) y la función de cada componente celular:

Membrana plasmática (aclaración: el colesterol está presente solo en células de tipo animal) citoplasma: citosol y citoesqueleto Orgánulos citoplasmáticos: ribosomas, mitocondrias Sistema de endomembranas: RER. REL. GOLGI, vesículas, lisosomas, peroxisomas Núcleo

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7) El dibujo que representa a la Membrana plasmática, fue propuesto en 1971 por Singer y Nicholson. ¿Por qué

a la estructura de la membrana se la llama modelo de mosaico fluido?

8) Núcleo celular: escribí un texto que relacione las palabras de la siguiente imagen, y según lo que leíste en la página 99 del libro.

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9) Diferencias entre células vegetales y animales. Página 100 Describí la composición y función de pared celular, vacuola y los distintos plástidos.

10) La célula y las observaciones microscópicas: Describí similitudes y diferencias entre microscopio óptico (MO),

microscopio electrónico de transferencia (MET y microscopio electrónico de barrido (MEB).

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11) OBSERVACIÓN DE CÉLULAS AL MICROSCOPIO ÓPTICO

a) Mirá el Power point: Células al microscopio óptico (en el padlet) b) ¿Qué elementos se necesitan para hacer un preparado sencillo? c) ¿Cómo se calcula la imagen observada al microscopio óptico? d) ¿Qué tipo de células se muestran en el power point (forma, componentes que se observan, y todo detalle

que consideres relevante)?

EN LA ESCUELA:

Trabajo grupal y de laboratorio (páginas 102 y 103)

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CAPÍTULO 7_ METABOLISMO CELULAR En el Padlet, columnas 4 y 5, encontrarás videos explicativos de estos temas: https://padlet.com/daniela_herrero/kpwopiirr77hybv6

1) Completá la tabla según los diferentes tipos de transporte a través de la membrana plasmática siguiendo los

números 1 a 6. 5

1 2 3 4 6

Esquema Transporte (activo/pasivo)

Nombre específico del transporte Sector de la membrana por donde ocurre el transporte

Ejemplos de moléculas o sustancias

transportadas

1

2

3

4

5

6

2) Un 10 % del agua que ingresa a las células lo hace por difusión simple a través de fosfolipidos; y un 90 % lo ingresa por difusión facilitada a través de acuaporinas que son proteínas integrales de membrana. Definí ósmosis.

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3) En el siguiente experimento se han colocado glóbulos rojos en 3 soluciones distintas: isotónica, hipertónica e hipotónica. (leer página 106) ¿Qué le pasó a las células en cada caso?

A B C

Solución isotónica Solución hipertónica Solución hipotónica

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4) Metabolismo celular. ATP: Leé las páginas 109 y 110. a) Definí y clasificá metabolismo. b) Explicá las reacciones representadas en la siguiente imagen según sean catabólicas o anabólicas, y la

función del ATP en cada caso. (La letra “E” indica energía)

c) Definí reacciones endergónicas - exergónicas y de óxido-reducción.

5) Resumí a modo de ítems las características de las enzimas en cuanto a su relevancia en los procesos

metabólicos. Diferenciá modelo llave-cerradura de modelo de ajuste inducido. (página 111)

Reacción química A: catabólica

Reacción química B: anabólica

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6) Procesos catabólicos. Glucólisis y respiración celular. Páginas 112 a 115 y recursos en padlet. Explicá las etapas de la oxidación de la glucosa tanto en condición aeróbica como anaeróbica, destacando el lugar de la célula donde ocurre cada etapa, los productos obtenidos y destino de los mismos, rendimiento energético global y utilidad del ATP obtenido. Escribí la ecuación general de la respiración celular.

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9) Fermentación: leé la página 116.

Escribí las ecuaciones generales de la fermentación láctica y alcohólica. Indicá qué organismos llevan

adelante esos procesos.

10) Detallá lo que ocurre en nuestros músculos ante un ejercicio físico intenso.

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11) Procesos anabólicos. Páginas 117 a 119.

Explicá el proceso de fotosíntesis esquematizado en la siguiente imagen de un cloroplasto.

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12)

Las Peripecias De Un Carbono

En un principio me encontraba bajo la forma de CO2; me dedicaba todos los días a dar vueltas por el aire

junto a otros gases. Aunque estábamos un poco dispersos la pasábamos muy bien: subíamos, bajábamos,

íbamos de un lado a otro conociendo el mundo.

Una vez, me acerqué a la superficie del mar y me sumergí en una ola. La primera impresión que tuve no me

gustó nada: hacía frío y me sentía limitado en mis movimientos. Ya en las profundidades, allí donde no

llegan los rayos del sol, me encontré un hermano muy parlanchín que me dijo:

- “Quédate acá. Aunque no es tan lindo como estar libre en el aire, acá nadie te puede fijar”.

- “Nadie me puede qué?” – pregunté desconcertado.

- “Dije fijar. Es como quedar atrapado en largas cadenas de carbono”.

Con el tiempo, el aburrimiento y la oscuridad pidieron más que el miedo.

- “Yo me las tomo” – dije – “Acá está muy oscuro, no puedo ver nada y, para colmo, casi no puedo

moverme”.

Acto seguido, comencé a subir, pasé entre cardúmenes, llegué a la superficie y, finalmente, me escapé del

mar.

En el aire, nuevamente mis compañeros me volvieron a advertir:

- “Podés acercarte a cualquier animal, pero tené cuidado con las plantas. Si te acercás a ellas cuando hay luz,

ya no serás el mismo”.

Curioso pero no irresponsable, como soy, me acerqué a un sauce durante la noche. A través de unos agujeros

accedí al interior de una hoja y allí conocí paredes duras, paredes de consistencia aceitosa y extrañas bolsas

que, a pesar de la oscuridad, se adivinaban verdes. Tan ocupado estaba en explorar estas últimas que no me

di cuenta que había salido el sol. Y entonces todo ocurrió de golpe. Mientras miraba cómo unas moléculas

de agua eran desarmadas, algo muy grande me agarró y me ató con otros cinco carbonos. Como en un

torbellino, nos doblaron, nos estiraron y no sé qué otras más. Lo cierto es que, después de esa peripecia, dejé

de ser quien era.

Fue entonces que uno de mis cinco colegas me aseguró que esa calamidad no duraría mucho y que, a la corta

o a la larga volveríamos a ser autónomos. Sin embargo, las cosas no pasaron así. Nos mandaron por un caño

al tronco donde había extrañas cadenas de carbonos. En un santiamén, mis cinco compañeros y yo

aparecimos formando parte de ellas. Apenas podíamos movernos: cuando uno se ponía un poco más

cómodo, otro quedaba torcido, hecho un nudo. Era como ser contorsionista a la fuerza.

Estuvimos allí muchos años hasta que un día el árbol se vino abajo. Nuevamente, y vaya a saber por qué,

algunos aseguraron que en breve volveríamos al aire. Pero tampoco esta vez ocurrió: nos llevaron a una

fábrica que, a la sazón era una papelera. Hoy me encuentro formando parte de la hoja de un libro, de la cual

fue extraído este texto.

Hernán Sala ¿En qué se había convertido el CO2 y sus cinco compañeros? 13)La nutrición como fenómeno integrador de los sistemas digestivo, circulatorio y respiratorio. Resolvé las actividades de la página 121 del libro.

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ACTIVIDAD EXPERIMENTAL 1: ÓSMOSIS EN CÉLULAS VEGETALES

La homeostasis es una propiedad de los organismos que consiste en su capacidad de mantener una condición interna

estable compensando los cambios en su entorno mediante el intercambio regulado de materia y energía con el

exterior. Para una célula, su medio externo está compuesto por las células vecinas y por los líquidos extracelulares.

Este líquido extracelular puede ser isotónico, hipertónico o hipotónico, situación que puede producir cambios en el

volumen de las células. Algunas especies de vegetales como las zanahorias (nombre científico: Dacus carota)

almacenan sustancias de reserva en su raíz. Las raíces, al igual que el tallo, poseen un sistema de conducción a través

del cual se distribuyen y transportan agua, nutrientes y sustancias elaboradas. Este sistema está compuesto por dos

tejidos, el xilema (que conduce agua y minerales desde las raíces hacia el resto de la planta) y el floema (que conduce

sustancias elaboradas desde las hojas al resto de la planta).

Objetivos

Identificar el paso de agua, a través de una membrana semipermeable.

Analizar el proceso celular de ósmosis.

Identificar tejidos de conducción en vegetales.

Realizar experiencias en dos momentos: inicial y final

Materiales

Momento inicial: Dos vasos , 1 marcador indeleble, 1 cuchara sopera, 50 ml de agua , zanahoria chica (un trozo),

regla, servilleta de papel, cuchillo o cutter, lápiz o lapicera, agua destilada (si se complica conseguir usamos agua de

la canilla), sal fina.

Momento final: pinza, lápiz de color.

Procedimiento y registro de resultados

1. Rotular (nombrar) un vaso con las letras SS (solución salada) y colocar 50 ml de agua de la canilla y una

cucharada sopera de sal. Revolver la solución.

2. Rotular otro vaso con las letras AD (agua destilada) y colocar 50 ml de agua destilada. (si corresponde:

Agregar el rótulo del curso y número de mesada).

3. Cortar dos rodajas de 0,5 cm (emplear regla) de zanahoria (atención el corte es transversal para obtener

rodajas.

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4. Tomar las dos rodajas y realizar dos pequeños cortes como indica la figura. Estos cortes servirán como

marca, es importante que ambos cortes no lleguen al centro de la zanahoria y no se rompa la rodaja.

las líneas indican los cortes a realizar

5. Secar las rodajas de zanahoria con la servilleta.

6. Dibujar con lápiz o lapicera el contorno de ambas rodajas en la Tabla 1. Dibujar los cortes realizados. Anotar

la consistencia y cualquier otro dato relevante en la tabla.

Tabla 1

Solución salada (SS) Agua destilada (AD)

Consistencia inicial (firme/blanda) Consistencia inicial (firme/blanda)

7. Luego de dibujar, colocar las rodajas de zanahoria dentro de cada vaso SS o AD según corresponda. Esperar

dos o tres días y analizar los resultados.

8. Luego de 2 o tres días: retirar de cada vaso (de a una por vez) cada rodaja de zanahoria, usando una pinza.

Secar con servilleta y dibujar el contorno sobre el dibujo anterior de Tabla 1, usando lápiz de color. Colocar

cada rodaja delante del vaso correspondiente. ¡Atención: no mezclar rodajas!

9. Examinar cada una de las rodajas y completar la Tabla 2.

Tabla 2

Características de las rodajas Solución salada Agua destilada

Consistencia final (firme o blanda)

Tamaño final respecto al tamaño inicial (mayor, igual, menor)

Tipo de solución (hipertónica, isotónica, hipotónica)

Conclusiones

A continuación, redactar conclusiones teniendo en cuenta los resultados obtenidos, el transporte de agua u ósmosis,

los cambios observados en xilema y floema.

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ACTIVIDAD EXPERIMENTAL 2: FERMENTACIÓN EN LEVADURAS

Introducción Las levaduras son organismos eucariontes, y como

tales tienen el material genético en el

núcleo, cuentan con organelas y sistema de

endomembranas, y tienen pared celular de quitina. La

levadura más conocida y utilizada para la mayoría de

los procesos fermentativos es Saccharomyces

cerevisiae. Con ella se produce el pan, el vino y la

mayoría de las demás bebidas alcohólicas.

Existen otros tipos de hongos asociados a los alimentos

y que no son levaduras. Se trata de los hongos filamentosos,

pluricelulares que presentan regiones del cuerpo

diferenciadas. Sus células son eucariontes, con pared celular.

Dentro del grupo de los hongos filamentosos se encuentran

aquellos que son fuente de enzimas comerciales (amilasas,

proteasas, pectinasas), ácidos orgánicos (cítrico, láctico),

quesos especiales (Camembert, Roquefort) y de las setas

(hongos de sombrero).

La fermentación es el proceso común que interviene en la fabricación del pan, el vino y los quesos (por citar sólo

algunos alimentos), la realizan los microorganismos presentes en la materia prima. El término fermentación es

entendido de forma distinta en el contexto de la biología celular que en el contexto industrial. En el sentido biológico

la fermentación es un proceso de obtención de energía en condiciones anaeróbicas (ausencia de oxígeno) que puede

generar como producto final ácido láctico (fermentación láctica, por las bacterias ácido-lácticas) o etanol

(fermentación alcohólica por levaduras).

La reacción de la fermentación láctica es:

Glucosa ---------> Ácido Láctico + energía + H2O

Penicillium notatum

penicilina

Saccharomyces cerevisiae

pan, vino, cerveza

Penicillium camemberti

queso

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La reacción de la fermentación alcohólica es:

Glucosa -------> Etanol + energía + CO2

Experiencia A : La fermentación en las levaduras

En esta actividad comprobaremos si la levadura es un ser viviente o no. Para eso, basaremos nuestras hipótesis en

algunas características que definen a los seres vivos. Además se podrá comprobar la producción de un producto

gaseoso como resultado de la actividad metabólica de las levaduras. Teniendo en cuenta que se trata de un proceso

anaerobio, se puede concluir que el gas desprendido es dióxido de carbono.

Materiales:

3 tapas (del tamaño de las tapas de los frascos de dulce) o recipientes pequeños

Agua helada, tibia (30° C) e hirviendo.

Azúcar

Levadura (fresca o deshidratada)

Hipótesis

A. Si la levadura es un ser vivo, entonces se alimenta y respira.

Para probar esta hipótesis vamos a suponer que la levadura es capaz de alimentarse de azúcar y, junto con ello, de

respirar y liberar gases (más precisamente dióxido de carbono), ya que esto es lo que hacen la mayoría de los

organismos vivos.

B. Si la levadura está viva, entonces es posible matarla.

La mayor parte de los seres vivos no resiste temperaturas cercanas a los 100 ºC. De manera que si la levadura fuera

un ser vivo, probablemente moriría si se la colocara en agua hirviendo.

C. Si la levadura es un ser vivo, está formado por células. Los seres vivos están formados por unidades llamadas células que se observan al microscopio óptico. (si tuviésemos

un microscopio, podemos hacer un preparado sencillo)

Procedimiento y resultados: seguir las indicaciones de la siguiente tabla y anotar los resultados.

(Atención: los mililtros utilizados deben disolver la levadura)

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RECIPIENTE

(tapa) AGUA AZÚCAR LEVADURA

Luego de 15 a 20 minutos:

RESULTADOS

1 3 ml. helada 1 cucharadita -1/4 cucharadita

2 3 ml. tibia No se coloca ¼ cucharadita

3 3 ml. tibia 1 cucharadita ¼ cucharadita

4 3 ml. hirviendo 1 cucharadita. ¼ cucharadita

Conclusiones: escribimos las conclusiones según los resultados obtenidos y en función de las hipótesis planteadas.

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Experiencia B: Hacemos pan

Ingredientes:

600 gramos de harina 0000, 3 cucharaditas de sal, 25 gramos de levadura fresca (1/2 cubito) o medio sobrecito de

levadura deshidratada. 1 cucharadita de azúcar, 1 pocillo de aceite (tamaño tacita de café) /1 taza de agua tibia

(tamaño taza de té) .

Procedimiento

Poné la harina en un bowl y mezclala con la sal (ésta no debe estar en contacto directo con la sal), hacé un hueco en

el centro y volcá el aceite. Aparte disolvé la levadura con media taza de agua tibia y una cucharadita de azúcar.

Incorporá esta mezcla a la harina y agregá el resto del agua. Uní de a poco y formá el bollo.

Tomá la masa y golpeala contra la mesada unas seis veces (si se pega mucho agregá harina). A medida que la golpees

vas a notar cómo cambia la textura, pasa de rugosa a suave y lisa.

Luego colocá la masa en un bowl y tapala con una bolsa o repasador. Reservá en un lugar tibio hasta que crezca,

durante aproximadamente 30 minutos.

Una vez que haya duplicado su volumen, dividí el bollo en dos, dales forma de pan, alargados o redondos. Ponelos en

una asadera aceitada, haceles unos cortes con un cuchillo filoso, tapalos nuevamente y dejalos levar otros 20 minutos.

Cuando terminaste con el paso anterior, llevalos a horno mediano a fuerte por 25 minutos. ¡Y a degustar!

Resultados:

Sacá fotos de cada paso.

Conclusiones:

¿Cómo se explica el leudado de la masa considerando la reacción química de la fermentación?

¿Qué propósito tiene el amasado? ¿Por qué se golpea la masa?

ADJUNTÁ EN EDMODO LAS FOTOS DE LOS RESULTADOS Y CONCLUSIONES DE LAS EXPERIENCIAS HECHAS EN CASA

CON LEVADURAS .

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ACTIVIDAD EXPERIMENTAL 3. EXTRACCIÓN DE PIGMENTOS VEGETALES

En biología, un pigmento es cualquier molécula que produce color en las células animales, vegetales, bacterias y hongos. Muchas estructuras biológicas, como la piel, los ojos y el pelo en mamíferos contienen pigmentos —como la melanina— localizados en células especializadas llamadas cromatóforos. En mamíferos, se denominan específicamente melanocitos. En los vegetales, los pigmentos pueden localizarse en diferentes organelas denominadas plástidos. Estas moléculas son capaces de absorber ciertas longitudes de onda y reflejar otras, de acuerdo a su estructura química. Las longitudes que se reflejan son aquellas que los ojos reciben y que el cerebro interpreta como “color”.

La luz blanca es una mezcla del espectro visible de luz. Cuando esta luz se encuentra con un pigmento, algunas ondas son absorbidas por los pigmentos, mientras otras son reflejadas. El espectro de luz reflejado se percibe como color. Por ejemplo, un pigmento azul marino refleja la luz azul y absorbe los demás colores. Por reflejar las longitudes de onda en la gama del azul, el cerebro recibe y decodifica esa información.

Espectro electromagnético https://youtu.be/BAxyg_bUmb4

Luz https://youtu.be/LIoDuOGGk1M

En general, el color que presenta un determinado tejido u órgano vegetal, depende del predominio de un pigmento o de la combinación de varios de ellos. A simple vista el color verde es el mayoritario en las especies vegetales. Esta coloración es debida a la presencia de dos de los principales pigmentos vegetales, la clorofila a y la clorofila b, que se encuentran en prácticamente todas las plantas con semillas, los helechos, musgos y algas. La síntesis de la clorofila depende de la presencia de la luz, por lo tanto, aunque podría fabricarse en diferentes órganos de las plantas, su expresión dependerá de la exposición de cada tejido a la luz. Otros pigmentos también están presentes en las plantas verdes, pero enmascarados por la clorofila. La síntesis, el tipo de pigmento y su concentración en una planta pueden ir variando ya que responden a factores externos como las condiciones climáticas o al estrés originado por el ataque de algún patógeno. Esto explica la variación de color en especies forestales a lo largo de las estaciones del año. En el otoño cuando la energía lumínica se reduce, disminuye también la producción de clorofila, por lo cual se manifiestan los pigmentos naranja, morado y amarillo que estaban enmascarados por la clorofila, ahora ausente. Los pigmentos se localizan en diferentes organelas según el tipo de molécula y su función. La clorofila se encuentra específicamente en las organelas vegetales llamadas cloroplastos, en las membranas internas o tilacoides. Asociados con la clorofila, existen también en los cloroplastos otra clase de pigmentos denominados “accesorios” que forman parte del complejo antena de la fotosíntesis, de color amarillo y amarillo-anaranjado, denominados xantófilas y carotenoides, respectivamente. Estos pigmentos se alojan además en otros plástidos, dando el color característico de las flores o frutos. Otros pigmentos son las antocianinas. Son pigmentos hidrosolubles que se hallan en las vacuolas de las células vegetales y que otorgan el color rojo, púrpura o azul, dependiendo del pH vacuolar, a hojas, flores y frutas. Desde el punto de vista químico, las antocianinas pertenecen a un grupo denominado flavonoides y se encuentran ampliamente distribuidos entre las plantas. Las funciones de las antocianinas en las plantas son múltiples, desde la protección de la radiación ultravioleta hasta la atracción de insectos polinizadores. El β-caroteno es el carotenoide más abundante en la naturaleza y el más importante para la dieta humana. Al ser ingerido, el β-caroteno es transformado en Vitamina A en la mucosa del intestino delgado, y ésta es almacenada principalmente en el hígado en forma de retinol. La vitamina A es esencial para la visión nocturna y para mantener saludable la piel y los tejidos superficiales. Es necesaria para el crecimiento y la diferenciación del tejido epitelial, y se requiere en el crecimiento del hueso, la reproducción y el desarrollo embrionario. Junto con algunos carotenoides, la vitamina A refuerza el sistema inmune. El β-caroteno también puede ser absorbido y almacenado en el tejido graso sin ser modificado, produciendo una coloración ligeramente amarilla o anaranjada en las palmas de las manos y las plantas de los pies, debido a un exceso en el consumo de β-caroteno denominado pseudoictericia.

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El objetivo de esta experiencia es extraer los pigmentos de las hojas de una planta verde y separarlos sobre papel. Para eso emplearán una técnica que se denomina cromatografía. Los pigmentos se separan a diferentes alturas según su afinidad al papel o al alcohol.

La cromatografía es un método físico de separación para la caracterización de mezclas complejas, la cual tiene aplicación en todas las ramas de la ciencia y la física. Es un conjunto de técnicas basadas en el principio de retención selectiva, cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes. Las técnicas cromatográficas son muy variadas, pero en todas ellas hay una fase móvil que consiste en un fluido (disolvente) que arrastra a la muestra a través de una fase estacionaria que se trata de un sólido o un líquido fijado en un sólido, es la sustancia que está fija en una posición en el procedimiento de la cromatografía. Los componentes de la mezcla interaccionan en distinta forma con la fase estacionaria. De este modo, los componentes atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando.

Materiales Mortero, - Embudo (no es esencial) - Vasos (2),- Papel de filtro (filtros y tiras de 10 cm),- Alcohol,- Hojas de espinaca o acelga,- hojas de remolacha (opcional)- Gotero, -Placa de Petri ( o 1 tapa)

El siguiente procedimiento se puede repetir con las hojas que consigas: espinaca, acelga, remolacha

Video para acompañar la lectura y comprender el procedimiento:

¿Por qué son verdes las hojas? https://youtu.be/NHbSnH2wdNk

Procedimiento: 1. Lavar la hoja de espinaca, cortarla en pedacitos, y colocarlas en un mortero, junto con 6 ml (2 goteros) de alcohol. 2. Triturar la mezcla hasta que el disolvente (alcohol) adquiera un color verde intenso. 3. Recuperar la muestra en vaso. 4. Cortar una tira de papel de filtro de unos 10 centímetros de alto y 3 cm. de ancho y sumergirla en el alcohol, sostenida con un broche para que no se deslice dentro del vaso. Atención: esto es importante para que el papel no caiga, el alcohol debe ascender por capilaridad y arrastrar los pigmentos hacia arriba) 5. Observar y luego registrar los resultados. Dibujar la tira de papel con los resultados obtenidos. (o sacar una foto)

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Resultados y Conclusiones

a) ¿Por qué se tritura la hoja de espinaca/ remolacha?

b) ¿Qué porción del espectro de luz refleja la hoja de espinaca, y cuál absorbe? ¿Qué pigmento puedes

asegurar que tiene este extracto? ¿Y la de remolacha?

b) ¿Cuál es la fase móvil (diferenciar muestra de disolvente) y cuál la fase estacionaria en la experiencia? c) Según los resultados de la cromatografía, ¿podrías decir que estas plantas tienen otros pigmentos? ¿Cuáles? ¿Por qué no se ven normalmente estos pigmentos? ¿Qué función cumplen?

ACTIVIDAD EXPERIEMNTAL 4_OSMOSIS EN HUEVO DE GALLINA

VER https://youtu.be/f0gQ02_KpZM