viernes, 1 de mayo de 2015

Práctica 3. Consumo de oxígeno durante la respiración de semillas de frijol y lombrices

Universidad Nacional Autónoma de México
Colegio de ciencias y humanidades
Plantel Sur
Profesor: Dra. Ma. Eugenia Tovar Martínez
Autores:
  1. Gutiérrez Villeda Guadalupe
  2. Guzmán Favila Gabriela
  3. Hernández Esquivel Esteban
  4. Hernández Ramírez Tania Karina
  5. Leyte Flores Andrea
  6. Ugalde Santos Erandi
Título:
CONSUMO DE OXÍGENO DURANTE LA RESPIRACIÓN DE SEMILLAS DE FRIJOL Y LOMBRICES
Grupo: 623
Consumo de oxígeno durante la respiración de semillas de frijol y lombrices
Preguntas generadoras:


1.- ¿Las plantas respiran?
La respiración de las plantas se puede asociar con la fotosíntesis, pero en realidad la respiración de las plantas es igual a la de los animales, el intercambio de gases entre la planta y la atmósfera. Toman oxigeno de la atmosfera y utilizan las reservas de hidratos de carbono para expulsar CO2 y H2O en vapor a la atmosfera permitiendo que las células obtengan energia en forma de ATP.
2.- ¿La respiración en las plantas es similar a la que realizan los animales?
La respiración de las plantas es igual a la respiración de los animales sólo que su forma de capturar oxígeno y eliminar el dióxido de carbono es distinta ya que lo distingue es la forma de capitulación del oxígeno, es decir, los mecanismos respiratorios realizándose de forma continua, tanto por el día como por la noche siendo a nivel celular.
Es igual a la respiración de los animales.
3.- ¿Qué partes de las plantas respiran?
La respiración de las plantas se lleva a cabo en los estomas cuya función principal es regular el intercambio de gases entre las plantas y la atmósfera, absorbiendo oxígeno y desprendiendo CO2, también parte de la respiración se lleva a cabo en las lenticelas de los tallos y algunos orificios presentes en las raíces.
Planteamiento de las hipótesis:
Las semillas de frijol germinadas, consumirán una cantidad de oxigeno ( que luego desecharan en la fotosíntesis) similar a las lombrices, ya que las células tanto vegetales como animales, son las que llevan a cabo la respiración y consumen el oxígeno. Lo que los diferencia es el mecanismo respiratorio. El matraz con las plantas hervidas no consumirá oxigeno
Introducción
La respiración aerobia es realizada a nivel celular, por aquéllos organismos que pueden utilizar el oxígeno atmosférico en la combustión de moléculas como la glucosa, para la obtención de la energía que requieren las células. La energía que se obtiene de la respiración es "administrada" por una molécula conocida como ATP.
La respiración celular tiene lugar en tres etapas (glucólisis, ciclo de Krebs y cadena respiratoria), y se lleva a cabo con la intervención de una estructura celular especializada: la mitocondria.
Las dos primeras etapas de degradación de la molécula de glucosa (glucólisis y ciclo de Krebs) se llevan a cabo sin la intervención del oxígeno. Es hasta la tercera etapa (cadena respiratoria) donde interviene el oxígeno.
Durante la glucólisis la célula hace reaccionar a la glucosa con la presencia de dos moléculas de adenosín trifosfato (ATP) formando un azúcar difosfatado y liberando dos moléculas de ADP (adenosín difosfato, que han dejado dos ácidos fosfóricos en el azúcar). Esta molécula difosfatada se rompe por la acción de enzimas y forma dos moléculas de 3 carbonos. Cada molécula de 3 carbonos reacciona incorporando un fósforo inorgánico, formándose así dos moléculas de 3 carbonos, difosfatadas.
Si consideramos la degradación total de la molécula de glucosa y descontamos los 2 ATP que entraron a ella al inicio de la glucólisis, la célula obtiene un total de 38 ATP.


Objetivos:
  • Medir el consumo de oxígeno (velocidad de respiración) durante la respiración de semillas de fríjol y lombrices empleando para ello un dispositivo llamado respirómetro.
  • Reconocer que todos los seres vivos necesitan consumir oxígeno para liberar energía.
  • Reconocer que la respiración es similar entre en plantas y animales.
Material:  
3 matraces Erlenmeyer de 250 ml
3 trozos de tubo de vidrio doblado en un ángulo de 90° (en forma de L)
3 tapones para matraz del No. 6 con una perforación del tamaño del tubo de vidrio
1 pipeta Pasteur
1 regla milimétrica de plástico
1 pinzas de disección
1 probeta de 50 ml
1 gasa
1 paquete de algodón chico
Cera de Campeche
1 hoja blanca
Diurex
Hilo
Material biológico:
Semillas germinadas de frijol
10 lombrices de tierra
Sustancias:
Solución de rojo congo al 1%
200 ml de NaOH 0.25 N
Procedimiento:
A) Para medir el consumo de oxígeno en la respiración de las semillas de fríjol:
Cinco días antes de la actividad experimental coloca 50 semillas de fríjol a remojar durante toda una noche, desecha el agua y colócalas sobre una toalla de papel húmedo. Mantenlas en un lugar fresco y con luz.
Pesa dos porciones de 30 gramos de semillas de fríjol germinadas. Coloca una de estas porciones en un vaso de precipitados de 400 ml. y ponla a hervir durante 5 minutos en una parrilla con agitador magnético. Después de este tiempo retira las semillas del agua y déjalas que se enfríen.   
Toma los tapones de hule perforados y con cuidado introduce en estas perforaciones los tubos de vidrio en forma de L. Utiliza jabón o aceite para que sea más fácil el desplazamiento de los tubos, sosteniendo el tubo lo más cerca al tapón.   
C:\Users\tania\Documents\Karina\1111111.jpgToma dos matraces Erlenmeyer de 250 ml y coloca en el fondo de cada uno, una base de algodón que tendrás que humedecer con 20 ml de NaOH 0.25 N. Después coloca sobre esta capa humedecida otra capa algodón de aproximadamente 3 cm de espesor y agrega en cada matraz las porciones de semillas que pesaste anteriormente. Tapa rápidamente los matraces con los tapones de hule que tienen insertados los tubos de vidrio, para evitar que haya fugas coloca alrededor del tapón cera de Campeche. Al matraz que contenga la porción de semillas hervidas rotúlalo con la leyenda “control”.

NOTA: Evita que las semillas tengan contacto con la solución de NaOH, esta sustancia absorberá el CO2 que produzcan las semillas durante la respiración. Los cambios de presión que se den en el interior del matraz serán ocasionados por el oxígeno que se está consumiendo.

Tiempo (min)
matraz 1 ( germen hervido)
Desplazamiento
5 min
1.75
10 min
2.3
15  min
2.7
20 min
2.9
25 min
3.1
30 min
3.1
En un pedazo de hoja blanca marca una longitud de 15 cms, centímetro a centímetro. Recórtala y pégala sobre la parte libre del tubo de vidrio (deberás hacer esto para los dos matraces). Observa en el esquema como debe quedar montado el respirómetro.
Con la pipeta Pasteur coloca con cuidado una gota de rojo congo en el extremo de la parte libre del tubo de vidrio en forma de L. Espera dos minutos y observa el desplazamiento de la gota del colorante a través del tubo de vidrio, con la graduación que pegaste en él podrás medir este desplazamiento.
Durante los siguientes 20 minutos registra la distancia del desplazamiento del colorante en intervalos de 2 minutos. Si el movimiento del  colorante es muy rápido deberás iniciar nuevamente las lecturas en intervalos de tiempo más cortos.
Utiliza una tabla como la siguiente para registrar tus datos:
B) Para medir el consumo de oxígeno en la respiración de las lombrices.
Coloca las lombrices dentro de un matraz Erlenmeyer de 250 ml.
Humedece un pedazo de algodón con NaOH 0.25 N, envuélvelo en una gasa ajustándolo ligeramente con hilo dejando un pedazo de aproximadamente 10 cm.
Prepara el tapón para matraz con el tubo de vidrio en forma de L como se explicó anteriormente. Mete el algodón con NaOH y suspéndelo del pedazo de hilo, evita que el algodón tenga contacto con las lombrices. Sujeta el algodón con el hilo y coloca rápidamente el tapón. Sella con cera de Campeche para evitar posibles fugas (observa el esquema).


En un pedazo de hoja blanca marca una longitud de 15 cm, centímetro a centímetro. Recórtala y pégala sobre la parte libre del tubo de vidrio. En el extremo de esta parte coloca con la pipeta Pasteur 1 o 2 gotas de rojo congo, espera dos minutos y registra el avance del colorante a través del tubo de vidrio en intervalos de 5 min durante 1 hora. Anota tus datos en la siguiente tabla:
C:\Users\tania\Documents\Karina\ryyyyy.jpg
Tiempo (min)
Matraz 2 (germen)
Desplazamiento
5 min
11.5
10 min
17.5
15  min
25
20 min
34
25 min
44.5
30 min
56
     

Resultados:
Con los datos obtenidos elabora una gráfica del consumo de oxígeno tanto de las semillas de fríjol control como experimental en las lombrices. Anota en el eje de la “Y” el tiempo en minutos y en el de la “X” el desplazamiento de la gota de colorante en cm. 
Análisis de resultados:
¿Para qué se pusieron a germinar las semillas antes de la práctica?
Porque al estar germinado las semillas de frijol, respiran de manera más notoria que las semillas sin germinar
¿Por qué crees que deban estar muertas las semillas que colocaste en el respirómetro control?
Para comprobar que las células realizan la respiración y estás al ser hervidas mueren y se puede comprobar con las semillas que no hirvieron.

¿Hacia dónde se mueve la gota del colorante? ¿Por qué crees que lo haga en ese sentido? ¿Bajo qué circunstancias podrá moverse en sentido contrario?
La gota de rojo Congo se movía hacia donde se encontraban los frijoles germinados y las lombrices; debido a que estaban consumiendo oxígeno.
¿Por qué crees que transcurra más tiempo en desplazarse la gota de colorante en el respirómetro que contiene las lombrices?
Porque las lombrices no necesitan la misma cantidad de oxígeno que las semillas, debido a que estas se desarrollaron y no necesitan el consumo de tanta energía.
¿Cómo puedes saber que realmente el oxígeno consumido alteró la presión dentro del respirómetro?
Porque al sellar perfectamente el  respirómetro, no se permitía el acceso de aire exterior.
¿Las plantas y los animales consumen el mismo gas durante la respiración?
Si debido a que necesitan llevar oxígeno a todas las células, aunque en la práctica realizada se notó que las semillas germinadas consumieron más debido a que se encontraban desarrollo y las lombrices ya estaban en edad adulta, sin embargo ambos consumen la misma cantidad por diferentes mecanismos.
¿La respiración de plantas y animales es semejante?
Si, ya que todos los organismos vivos realizan la respiración  en presencia de oxígeno, este proceso se lleva a cabo a nivel celular, en las mitocondrias; el proceso de respiración cosiste en la reducción de componentes orgánicos en inorgánicos para la obtención de energía en forma de ATP; por lo tanto si es semejante
Caracteriza los siguientes conceptos:

  •       Energía: La energía en los seres vivos se obtiene mediante una molécula llamada ATP (adenosín trifosfato). Aunque son muy diversas las biomoléculas que contienen energía almacenada en sus enlaces, es el ATP la molécula que interviene en todas las transacciones (intercambios) de energía que se llevan a cabo en las células; por ella se la califica como "moneda universal de energía". El ATP está formado por adenina, ribosa y tres grupos fosfatos, contiene enlaces de alta energía entre los grupos fosfato; al romperse dichos enlaces se libera la energía almacenada. En la mayoría de las reacciones celulares el ATP se hidroliza a ADP (adenosín difosfato), rompiéndose un solo enlace y quedando un grupo fosfato libre, que suele transferirse a otra molécula en lo que se conoce como fosforilación; sólo en algunos casos se rompen los dos enlaces resultando AMP (adenosín monofosfato) + 2 grupos fosfato. El sistema ATP <—-> ADP es el sistema universal de intercambio de energía en las células.Los procesos celulares que llevan a la obtención de energía (medida en moléculas de ATP) son la fotosíntesis y la respiración celular: 
  •       Oxígeno: Elemento químico gaseoso, esencial en la respiración, algo más pesado que el aire y parte integrante de este, del agua y de la mayoría de las sustancias orgánicas. Su símbolo es O, y su número atómico,8.
  •       Degradación de glucosa: Cuando la glucosa que llega a las células es degradada, en un proceso denominado glucólisis, con ayuda del oxígeno, cuya principal función es la de combustionar la glucosa. Como producto de este proceso se reconvierte en agua (que eliminamos o reutilizamos) y anhídrido carbónico (que exhalamos por medio de la respiración).Este es el modo principal de obtener energía para realizar todas las actividades que la requieran. Cuando falta este glúcido, las proteínas esenciales se metabolizan para convertirse en energía y evitar daños irreparables.
  • El consumo de todos los alimentos y bebidas que no contengan glucosa o azúcares, da lugar de manera directa o indirecta a una reducción del azúcar en sangre, lo que se denomina hipoglucemias. Esto provoca un estado de alarma en el organismo (sobre todo en el cerebro) ya que por falta de combustible muchas funciones no se podrían llevar a cabo y comenzarían a morir neuronas, de la misma forma como si nos faltara oxígeno. Muchas personas en esta situación sienten mareos e incluso desvanecimientos.
  •       Hidróxido de sodio: El hidróxido de sodio (NaOH) o hidróxido sódico, también conocido como soda cáustica o sosa cáustica, es un hidróxido cáustico usado en la industria (principalmente como una base química) en la fabricación de papel, tejidos, y detergentes. Además, se utiliza en la industria petrolera en la elaboración de lodos de perforación base agua. A nivel doméstico, son reconocidas sus utilidades para desbloquear tuberías de desagües de cocinas y baños, entre otros.

Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
Las plantas de frijol consumirán una cantidad de oxigeno ( que luego desecharan en la fotosíntesis) similar a las lombrices, ya que las células tanto vegetales como animales, son las que llevan a cabo la respiración y consumen el oxígeno. Lo que los diferencia es el mecanismo respiratorio. Sin embargo, el germen consumirá mucho más oxigeno que las lombrices, ya que aún no tiene la edad madura para realizar la fotosíntesis y se encuentra en crecimiento. El germen hervido no consumirá oxígeno.

Conclusiones
Con esta práctica podemos concluir que la respiración es un proceso semejante entre animales y plantas, debido a que ambos necesitan del consumo de oxígeno para desarrollar moléculas orgánicas y poder liberar energía. Además  también concluimos que el proceso de respiración se realiza a nivel celular.


Conceptos clave:
  •         Respirómetro:

Un respirómetro es un dispositivo usado para medir el índice de la respiración de un organismo vivo midiendo su tipo de cambio del oxígeno y del dióxido de carbono. Permiten la investigación en cómo los factores tales como edad o el efecto del afecto ligero el índice de respiración.
Un respirómetro simple diseñado para medir la absorción de oxígeno o el lanzamiento de CO2 consiste en un envase sellado con el espécimen vivo junto con una sustancia para absorber el dióxido de carbono emitido durante la respiración

  •    Respiración como función general de los seres vivos:

El proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener energía. La respiración celular es una reacción exergónica, donde la energía contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para sintetizar ATP.


Bibliografía o cibergrafia



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