PIIE Ministerio de Educación Gobierno Ciudad Buenos Aires
Agosto 2011 5t o grado: grado: “ “Los seres vivos que no se ven. Los Los microorganismos” microorganismos”
Los organismos unicelulares y pluricelulares pluricelulares Capacitadora: Rita Salama Esta propuesta de capacitación está dirigida al conjunto de los maestros de quinto grado de las escuelas del programa PIIE hace foco en el tratamiento de la enseñanza de la diversidad de organismos unicelulares y multicelulares multicelulares Los objetivos del dispositivo de capacitación son: fortalecer al docente tanto en lo epistemológico como en lo didáctico, en los contenidos o vinculados al al bloque de los seres seres vivos o acompañar, de diversas formas, al docente de manera que lo trabajado en la capacitación lo pueda desarrollar luego con sus alumnos
Conociendo la propuesta 1) Propós Propósito ito de la capacitación: capacitación:
El propósito de la capacitación es profundizar el estudio sobre los microorganismos microorganismos comenzados en cuarto grado. Las primeras aproximaciones aproximaciones a la idea de que los microorganismos microorganismos son SV, realizadas en el año anterior, se completan este año con observaciones observaciones más precisas. La observación de los paramecios acercándose a los restos de los alimentos suspendidos en una gota de agua permite inferir que se está alimentando, lo cual se completa con la observación por transparencia de estos restos en el interior de la l a célula. Las células de levaduras pueden verse en proceso de división y su preparación no requiere de ninguna técnica particular, sólo colocarlas en un medio acuoso tibio y con azúcar. El estudio de los microorganismos microorganismos permite, además, introducir una primera noción de célula, ya que a partir de haber reconocido la existencia de organismos unicelulares unicelulares por un lado y la presencia de células en distintos organismos, por otro, se espera que los alumnos comiencen comiencen a perfilar la idea de que las células son una unidad constitutiva de los seres vivos
2- Programa que se desarrollará en la capacitación La diversidad de los seres vivos: Organismos unicelulares y multicelulares
El microscopio Secuenc ecuencia ia I : Enseñar a los alumnos cómo opera el microscopio que les permitirá reconocer la
existencia de los microorganismos microorganismos Secuenc ecuencia ia I I : Generar situaciones de enseñanza que permitan a los l os alumnos reconocer que los seres vivos están formados por células, -Identificar los rasgos comunes y características de todos los SV Los conten conten idos que se abordarán corr esponden al bloque seres vivos del Diseño Diseño Curricular Curricular para ese grado. ♦ La invención del microscopio fue
muy importante para el avance de los conocimientos sobre los seres vivos.
Uso del microscopio .
-Familiarización con el manejo del microscopio. -Distinción entre observación e inferencias -Discusión acerca de sus posibilidades y limitaciones Reconocimiento del poder de aumento
-Comparación entre distintos objetos tomando en cuenta el tamaño característico de la clase a la que pertenece cada uno de ellos. Relatividad de dicha magnitud según con qué se compare ♦ Todos los seres vivos están
Introducción al estudio de células y organismos unicelulares -Reconocimiento de sus características como seres vivos: reproducción, nutrición, desplazamiento
♦Los microorganismos son seres
-Observación y comparación de las características de los microorganismos y de las células que forman parte de los organismos pluricelulares
formados por células. Algunos están formados por muchas células y otros son unicelulares. vivos unicelulares
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NIVELES DE ORGANIZACIÓN
CÉLULA
NIVELES DE ORGANIZACIÓN Célula
Componentes básicos y sus funciones Tipos de células
Funciones de: Nutrición Fotosíntesis Reproducción procariota eucariota vegetal animal
Tejidos Órganos Sistemas de órganos
Diversidad de los organismos con diferentes niveles de organización La Célula
- Forma el cuerpo de los organismos, es la unidad estructural de los seres vivos - Cumple con las funciones necesarias para mantener la vida, es la unidad funcional de los seres vivos Teniendo en cuenta las diferencias que presentan las células, éstas se dividen en dos grandes grupos: -Células procariotas: son células que no presentan divisiones en su interior, poseen una pared celular rodeando a la membrana plasmática. En su interior el material genético se encuentra distribuido en el citoplasma. Las moneras como las bacterias están formadas por células procariotas -Células eucariotas: Poseen membranas internas, el núcleo está diferenciado por la presencia de la membrana nuclear, en su interior se encuentra el material genético. Se diferencian organelas las cuales cumplen diferentes funciones. Los protistas como los protozoos y algas, los hongos, las plantas y los animales están formados por células eucariotas. Los organismos unicelulares están formados por una sola célula como las bacterias, los protozoos, algas y hongos microscópicos. Algunos ejemplos son amebas, paramecios, diatomeas y levaduras. Los multicelulares están formados por muchas células y generalmente es posible verlos a simple vista como en hongos macroscópicos, plantas y animales. Algunos organismos microscópicos están compuestos por varias células c élulas como los rotíferos y algunos crustáceos. Las células en los organismos multicelulares no son todas iguales, igu ales, sus formas están relacionadas con la función que cumplen. Por ejemplo: los glóbulos rojos que transportan el oxígeno y el dióxido de carbono tienen forma esférica y la capacidad de estrecharse al ingresar a los vasos sanguíneos para luego trasladarse por la sangre.
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Secuencia I
“El Microscopio”
Propósito La visualización de objetos e identificación de la técnica correcta para enfocarlos Definición Etimológicamente microscopio viene del griego: "mikro" = pequeño y "scopeõ" = mirar (para mirar cosas pequeñas) El tipo más común de microscopio y el primero que se inventó es el microscopio óptico. Se trata de un instrumento óptico que contiene una o varias lentes que permiten obtener una imagen aumentada del objeto y que funciona por refracción. La ciencia que investiga los objetos pequeños utilizando este instrumento se llama microscopía. Historia Desde su aparición la ciencia, particularmente particularmente la biológica, ha venido década tras década aportando nuevos conocimientos, desde la observación de la célula, el descubrimiento de las bacterias, hasta la situación actual con la visualización de la ultra estructura celular
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1608 Zacarías Jansen construye un microscopio con dos lentes convergentes. 1665 Hooke utiliza un microscopio compuesto para estudiar cortes de corcho y describe los pequeños poros en forma de caja a los que él llamó "células". Publica su libro Micrographia
1674 Leeuwenhoek informa su descubrimiento de protozoarios. Observará bacterias por primera vez 9 años después. 1838 Schleiden y Schwann proponen la teoría de la célula y declaran que la célula nucleada es la unidad estructural y funcional en plantas y animales.
1876 Abbé analiza los efectos de la difracción en la formación de la imagen en el microscopio y muestra cómo perfeccionar el diseño del microscopio. 1881 Retzius describe gran número de tejidos animales con un detalle que no ha sido superado por ningún otro microscopista de luz. En las siguientes dos décadas él, Cajal y otros histólogos desarrollan nuevos métodos de tinción y ponen los fundamentos de la anatomía microscópica. 1882 Koch usa tinte de anilina para teñir microorganismos microorganismos e identifica i dentifica las bacterias que causan la tuberculosis y el cólera. En las siguientes dos décadas, otros bacteriólogos, como Klebs y Pasteur identificarán a los agentes causativos de muchas otras enfermedades examinando preparaciones teñidas bajo el microscopio. 1937 Ernst Ruska y Max Knoll, físicos alemanes, construyen el primer microscopio electrónico.
Tipos de Microscopios
Los microscopios ópticos utilizan la propiedad de los lentes de aumentar la imagen de los objetos y de esa manera visualizarlos con el uso de la luz visible (espectro de luz). Los microscopios ópticos especiales en cambio utilizan otros tipos de luz o modificaciones a la luz visible para obtener imágenes que de otra manera no se pueden visualizar. El microscopio electrónico dejó a un lado la utilización de fotones (partículas que componen la luz) y de los lentes, y pasó al uso de electrones para la visualización y campos magnéticos que hacen h acen las veces de lentes obteniéndose así imágenes de mejor calidad y de un mayor aumento. Propiedades del Microscopio Microscopio
Poder separador. También llamado a veces poder de resolución, es una cualidad
del microscopio, y se define como la distancia mínima entre dos puntos próximos que pueden verse separados. El ojo normal no puede ver separados dos puntos cuando su distancia es menor a una décima de milímetro. En el microscopio óptico, el poder separador máximo conseguido es de 0,2 décimas de micra, y en el microscopio electrónico, el poder separador llega hasta 10 angstrom. Poder de definición. Se refiere a la nitidez de las imágenes obtenidas, sobre todo respecto a sus contornos. Esta propiedad depende de la calidad y de la corrección de las aberraciones de las lentes utilizadas. Poder de aumento. En términos generales se define como la relación entre el diámetro aparente de la imagen y el diámetro o longitud del objeto. Estructura Estructura y manejo del microscopio óptico
Estructura El microscopio óptico común está conformado por dos sistemas:
El sistema mecánico está constituido por una serie de piezas en e n las que van instaladas las lentes que permiten el movimiento para el enfoque. El sistema óptico comprende un conjunto de lentes dispuestas de tal manera que produce el aumento de las imágenes que se observan a través de ellas.
La parte mecánica del Microscopio La parte mecánica del microscopio comprende: el pie, el cabezal, el revólver, la platina, el tornillo micrométrico y el tornillo micrométrico. Estos elementos sostienen l a parte óptica y de iluminación, además permite los desplazamientos necesarios para el enfoque del objeto.
El pie. Constituye la base sobre la que se apoya el microscopio y tiene por lo
general forma de Y o bien es rectangular
El cabezal o tubo óptico. Tiene forma cilíndrica y está ennegrecido internamente
para evitar las molestias que ocasionan los reflejos de la luz. En su extremidad superior se colocan los oculares.
El revólver. Es una pieza giratoria provista de orificios en los cuales se enroscan
los objetivos. Al girar el revólver, los objetivos pasan por el eje del tubo y se colocan en posición de trabajo, la cual se nota por el ruido de un piñón que lo fija. La columna, llamada también asa o brazo, es una pieza colocada en la parte posterior del aparato. Sostiene el tubo en su porción superior y por el extremo inferior se adapta al pie. La platina. Es una pieza metálica plana en la que se coloca la preparación u
objeto que se va a observar. Presenta un orificio en el eje óptico del tubo que
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permite el paso de los rayos luminosos a la preparación. La platina puede ser fija, en cuyo caso permanece inmóvil; en otros casos puede ser giratoria, es decir, mediante tornillos laterales puede centrarse o producir movimientos circulares.
El tornillo macrométrico. Girando este tornillo, asciende o desciende el tubo
óptico o la platina del microscopio, deslizándose en sentido vertical gracias a una cremallera. Estos movimientos largos permiten el enfoque rápido de la preparación.
El tornillo micrométrico. Mediante el movimiento casi imperceptible que produce
al deslizar el tubo o la platina, se logra el enfoque exacto y nítido de la preparación. Lleva acoplado un tambor graduado en divisiones de 0,001 mm que se utiliza para precisar sus movimientos y puede medir el espesor de los objetos. El sistema Óptico El sistema óptico es el encargado de reproducir y aumentar las imágenes mediante el conjunto de lentes que lo componen. Está formado por los lentes oculares, los objetivos, la fuente de luz, el condensador y el diafragma.
Los oculares. Los oculares están constituidos generalmente por dos lentes,
dispuestas sobre un tubo corto. Los oculares generalmente más utilizados son los de: 8X, 1OX, 12.5X, 15X. La X se utiliza para expresar en forma abreviada los aumentos.
Los objetivos. Los objetivos producen aumento de las imágenes de los objetos y
organismos y, por tanto, se hallan cerca de la preparación que se examina. Los objetivos utilizados corrientemente son de dos tipos: objetivos secos y objetivos de inmersión. Se disponen en una pieza giratoria denominada revólver.
Los objetivos secos se utilizan sin necesidad de colocar sustancia alguna entre ellos y la preparación. En la cara externa llevan una serie de índices que indican el aumento que producen, la abertura numérica y otros datos. El número de objetivos varía con el tipo de microscopio y el uso a que se destina. Los aumentos de los objetivos secos más frecuentemente utilizados son: 6X, 1OX, 20X, 45X y 60X. El objetivo de inmersión está compuesto por un complicado sistema de lentes. Para observar a través de este objetivo es necesario colocar una gota de aceite de cedro entre el objetivo y la preparación, de manera que la lente frontal entre en contacto con el aceite de cedro. Generalmente, estos objetivos son de 100X y se distingue por uno o dos círculos o anillos de color negro que rodea su extremo inferior. La Fuente de Luz: Que puede ser natural (a través de un espejo) o artificial (una
lámpara conectado a una fuente de energía eléctrica).
Condensador. El condensador está formado por un sistema de lentes, cuya
finalidad es concentrar los rayos luminosos sobre el plano de la preparación. El condensador se halla debajo de la platina. El condensador puede deslizarse sobre un sistema de cremallera mediante un tornillo que determina su movimiento ascendente o descendente.
Diafragma. Generalmente, el condensador está provisto de un diafragma o iris,
que regula su abertura y controla la calidad de luz que debe pasar a través del condensador.
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Manejo y Enfoque En forma sistemática se debe seguir el siguiente modelo para un adecuado manejo y la técnica del enfoque:
Encender la fuente de luz o colocarlo en un lugar iluminado en el caso de microscopio con fuente natural. Colocar el objetivo de menor aumento en posición de empleo y bajar la platina completamente. Si el microscopio se recogió correctamente en el uso anterior, ya debería estar en esas condiciones. Colocar la preparación sobre la platina sujetándola con las pinzas metálicas. Comenzar la observación con el objetivo de 4x (ya está en posición) o colocar el de 10 aumentos (10x) si la preparación es de bacterias. Para realizar el enfoque: o
o
Acercar al máximo la lente del objetivo de menor aumento a la preparación, empleando el tornillo macrométrico. Esto debe hacerse mirando directamente y no a través del ocular. Mirando, ahora sí, a través de los oculares, ir separando lentamente el objetivo de la preparación con el macrométrico y, cuando se observe algo nítido la muestra, girar el micrométrico hasta obtener obtene r un enfoque fino.
Al pasar al siguiente objetivo la imagen debería estar ya casi enfocada y suele ser suficiente con mover un poco el micrométrico para lograr el enfoque fino.
Importante: Importante : Si queremos observar el interior de una muestra la condición del preparado es que sea translúcido o transparente, esto permite el paso de la luz. Recomendaciones
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Levantar y transportar el microscopio por el brazo. Es conveniente limpiar y revisar siempre los microscopios al inicio y final de la sesión práctica. Cuando no se está utilizando el microscopio, hay que mantenerlo cubierto con su funda para evitar que se ensucien y dañen las lentes. Nunca hay que tocar las lentes con las manos. No dejar el portaobjetos puesto sobre la platina si no se está utilizando el microscopio. Al finalizar el trabajo, hay que dejar puesto el objetivo de menor aumento en posición de observación. La cantidad de luz que ingresa por el condensador va ha depender del objetivo que estemos utilizando, a mayor aumento mayor cantidad de luz. Después de utilizar el objetivo de inmersión, hay que limpiar el aceite que queda en el objetivo con pañuelos especiales para óptica o con papel de filtro (menos recomendable). En nuestro caso podemos hacer uso de pañuelos que no dejen pelusa. No forzar nunca los tornillos giratorios del microscopio. El cambio de objetivo se hace girando el revólver y dirigiendo siempre la mirada a la preparación para prevenir el roce de la lente con la muestra.
Mantener seca y limpia la platina del microscopio.
EL MICROSCOPIO ÓPTICO
OCULARES (A) REVOLVER (B) OBJETIVOS (C) (los aumentos en el ext.) PLATINA (D) Tornillos para desplazar la preparación sobre la platina en sentido longitudinal y transversal (E) CONDENSADOR (F) Tornillo MACROMÉTRICO (G) Tornillo MICROMÉTRICO (H) DIAFRAGMA IRIS (I) Tornillo para regular la altura del condensador (J) INTERRUPTOR (K) Regulador de la Intensidad de Luz (L) PINZAS para ajustar la preparación sobre la platina (M) PIE O SOPORTE (N)
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Secuencia II Actividad 1
CÉLULA La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos. Dicho de otro modo, es la mínima porción de materia que cumple con las características de un ser vivo. A su vez todo ser vivo está compuesto por un número variable de células. D ib ib u j o u n a c é lu la la (anticipación)
De acuerdo al enunciado anterior, realicen el dibujo dibu jo de una célula. No se olviden de incluir las estructuras internas donde se llevan a cabo las funciones vitales
Comparen su dibujo con el de un compañero/a, e indiquen las diferencias y similitudes que encuentren. Similitudes
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Diferencias
Actividad 2 OBSERVACIÓN AL MICROSCOPIO Preparado Nº 1: Observación de la letra “e”
Observen al microscopio microscopio y dibujen dibujen la letra e. Indiquen el aumento (aumento del objetivo X aumento del ocular) .
Aumento:.............x
Preparado Nº 2: Observación de cristales: azúcar, arena, limadura de hierro, sal Observen al microscopio. Dibujen Dibujen y escriban las referencias. Indiquen el aumento de la observación (aumento del objetivo X aumento del ocular).
Aumento:.............x OBSERVACIÓN DE CÉLULAS AL MICROSCOPIO Preparado Nº 3: Organismos unicelulares: unicelulares: Protistas Procedimiento: Tomen una gota de agua del frasco que contiene hojas de lechuga y colóquenla en un portaobjetos y cúbranla con un cubreobjetos Observen al microscopio. Dibujen y escriban las referencias Indiquen el aumento de la observación.
Preparado Nº 4: Organismos unicelulares: unicelulares: Hongo levadura Procedimiento: Tomen una gota de agua del frasco que contiene levaduras y colóquenla en un portaobjetos y cúbranla con un cubreobjetos Observen al microscopio. Dibujen y escriban las referencias Indiquen el aumento de la observación.
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Preparado Nº5: Tejido vegetal: hoja de Malvón Realicen un pequeño corte en V en el envés de una hoja de Malvón y por medio de una pinza tomen el vértice y retiren un pequeño pe queño trozo de “piel”. Coloquen el trozo de epidermis sobre un portaobjetos, agreguen una gota de agua. Cubran la preparación con un cubreobjetos. Observen al microscopio. Dibujen y escriban las referencias Indiquen el aumento de la observación.
Preparado Nº6: Hoja de Elodea (vegetal acuático) Retiren una pequeña hoja del ápice de la rama de elodea, por medio de una pinza. pinza. Coloquen la hoja sobre un portaobjetos. Cubran la preparación con un cubreobjetos. Observen al microscopio. Dibujen y escriban las referencias Indiquen el aumento de la observación.
Preparado Nº7: Tejido animal: Epitelio Bucal Retiren por medio de un palito de madera una pequeña muestra de epitelio bucal (“raspen” suavemente el interior de la boca). Extiendan en un portaobjetos y cubran con el cubreobjetos. Tiñan el preparado colocando una pequeña gota de Azul de Metileno en el borde del cubreobjetos, absorban la tintura con un papel de filtro que deberán colocar junto al portaobjetos en el lado opuesto. Observen al microscopio. Dibujen Dibujen y escriban las referencias. Indiquen el aumento ( aumento del objetivo X aumento del ocular) o cular) .
Actividad 3 NIVEL CELULAR La microbiología es la rama de la Biología que estudia los organismos unicelulares, son seres constituidos por una única célula, célula , se nutren, crecen y reproducen como todos los seres vivos. Estos seres llamados también microorganismos se encuentran en todos los ambientes del planeta y pueden desarrollarse desarrollarse en condiciones condiciones adecuadas. Las bacterias, la mayoría de los protozoos, algunos hongos y algas son ejemplos de microorganismos unicelulares. Cultivo de microorganismos 1. Objetivo:
Determinar la presencia de microorganismos en diferentes ambientes 2. Escriban sus hipótesis :
¿Dónde es posible encontrar diversidad de microorganismos ? justifiquen su respuesta
3.
Materiales:
Cápsulas de Petri (6 por grupo) Medio de cultivo: Agar Agar, banana, azúcar Ansas para siembra Marcador indeleble para vidrio
Procedimiento Preparación de las Cápsulas de Petri (de vidrio): Lavarlas cuidadosamente, pasarles alcohol (que se evapore), cerrarlas y envolverlas en papel de aluminio, esterilizar al horno o hervirlas por aproximadamente 2 horas. Si se compran las cápsulas de petri de plástico (en tubo), ya vienen esterilizadas 10
Preparación del Caldo de cultivo Pisen 1 y ½ banana madura y colóquenla de inmediato en una olla a la que se agregar 3 vasos de agua Pongan la olla tapada a hervir Retiren la olla del fuego luego de que el contenido hierva durante 15 minutos Pasen por el colador el contenido de la olla y viértanlo en un vaso de precipitados, obtendrán el caldo de banana Laven bien la olla y echen 3 frascos llenos de caldo de banana Laven enseguida el frasco utilizado (no use jabón) Pongan en la olla ½ cucharadita de azúcar Agreguen 4 cucharadas soperas de agar-agar. Lleven la olla al fuego hasta que hierva y se disuelva todo el ágar. Echen el medio de cultivo de la olla en las cajas de Petri. Nota: La importancia de trabajar en un campo, medio y cápsulas estériles e stériles trata de asegurarnos que los organismos que se desarrollen sean los que hemos inoculado o sembrado Preparación de las cápsulas En lo posible encender 2 mecheros (el campo caliente puede ”esterilizar” en parte al aire). Abrir cada cápsula y colocar el medio de cultivo, cerrar. Cuando enfría el medio, solidifica. -Numerar las cápsulas y llevar un registro escrito escrito de las muestras sembradas. -Se reserva una cápsula sólo con el medio de cultivo (testigo), para observar si el medio está contaminado Abrir cada cápsula y realizar la siembra (preferentemente con un ansa –instrumento con un extremo de alambre con una punta doblada formando un pequeño círculo-). Tener la precaución de exponer al fuego antes de cambiar de fuente a sembrar. -Invertir la cápsula para que el agua condensada del interior no caiga sobre el medio. -Realizar observaciones cada 3 o 4 días, registrar los cambios Siembra: Tomar muestras de distintos orígenes: . Agua de diferente procedencia (lluvia, florero, canilla, río, etc.) . Aire (dejar la cápsula abierta por 5 minutos) . Tierra (de macetas, suela de zapatos, marcos de ventanas, etc.) . Secreciones como salivar, toser, etc.
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4. Observación y registro registro :
Observen los cambios dos veces por semana Registren las texturas y colores observados a través de de un dibujo (en lápiz) Pueden registrar los cambios en un cuadro como éste: Observaciones
Cápsula Nº 1
Fecha:
Material Material Material sembrado: sembrado: sembrado:
Cantidad : . escasa (ocupa menos de ¼ parte) . abundante (ocupa más de ¼ parte) Borde .liso o rugoso Forma . redondeada, amorfo, etc. Dispersión: Dispersión: Aisladas o Agrupadas (formando colonias) Color
Textura: Textura: algodonosa, lisa, rugosa, etc. Otras Observaciones
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Cápsula Nº 2
Cápsula Nº 3
Cápsula Nº 4
Cápsula Nº 5
Material Material sembrado: sembrado
