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Los fenómenos Físico-Químicos
Niveles de organización biológica
Esta infografía explica mediante animaciones los distintos niveles de organización biológica que permiten clasificar y estudiar a los seres vivos, desde la escala microscópica, enfocada en las células y las moléculas, hasta la escala global, que incluye a todos los seres vivos de la Tierra.
Niveles de Organización
La biología se ocupa de analizar jerarquías o niveles de organización que van desde la célula a los ecosistemas. Este concepto implica que en el universo existen diversos niveles de complejidad.
Por lo tanto es posible estudiar biología a muchos niveles, desde un conjunto de organismos (comunidades) hasta la manera en que funciona una célula o la función de las moléculas de la misma.En orden decreciente mencionaremos los principales niveles de organización:
 | Biosfera: La suma de todos los seres vivos tomados en conjunto con su medio ambiente. En esencia, el lugar donde ocurre la vida, desde las alturas de nuestra atmósfera hasta el fondo de los océanos o hasta los primeros metros de la superficie del suelo (o digamos mejor kilómetros sí consideramos a las bacterias que se pueden encontrar hasta una profundidad de cerca de 4 Km. de la superficie). Dividimos a la Tierra en atmósfera (aire),litosfera (tierra firme), hidrosfera (agua), y biosfera (vida). |
| Ecosistema: La relación entre un grupo de organismos entre sí y su medio ambiente. Los científicos a menudo hablan de la interrelación entre los organismos vivos. Dado, que de acuerdo a la teoría de Darwin los organismos se adaptan a su medio ambiente, también deben adaptarse a los otros organismos de ese ambiente. |
| Comunidad: Es la relación entre grupos de diferentes especies. Por ejemplo, las comunidades del desierto pueden consistir en conejos, coyotes, víboras, ratones, aves y plantas como los cactus. La estructura de una comunidad puede ser alterada por cosas tales como el fuego, la actividad humana y la sobrepoblación. |
| Especie: Grupo de individuos similares que tienden a aparearse entre sí dando origen a una cría fértil. Muchas veces encontramos especies descriptas, no por su reproducción (especies biológicas) sino por su forma (especies anatómicas). |
| Poblaciones: Grupos de individuos similares que tienden a aparearse entre sí en un área geográfica limitada. Esto puede ser tan sencillo como un campo con flores separado de otro campo por una colina sin flores. |
| Individuo: Una o más células caracterizadas por un único tipo de información codificada en su ADN. Puede ser unicelular o multicelular. Los individuos multicelulares muestran tipos celulares especializados y división de funciones en tejidos, órganos y sistemas. |
| Sistema: (en organismos multicelulares). Grupo de células, tejidos y órganos que están organizados para realizar una determinada función, p.ej. el sistema circulatorio. |
| Órganos: (en organismos multicelulares). Grupo de células o tejidos que realizan una determinada función. Por ejemplo el corazón, es un órgano que bombea la sangre en el sistema circulatorio. |
| Tejido: (en organismos multicelulares). Un grupo de células que realizan una determinada función. Por ejemplo el tejido muscular cardíaco. |
| Célula: la más pequeña unidad estructural de los seres vivos capaz de funcionar independientemente. Cada célula tiene un soporte químico para la herencia (ADN), un sistema químico para adquirir energía etc. |
| Organela: una subunidad de la célula. Una organela se encuentra relacionada con una determinada función celular p.ej. la mitocondria (el sitio principal de generación de ATP en eucariotas). |
|
Moléculas, átomos, y partículas subatómicas: los niveles funcionales fundamentales de la bioquímica.
|
Resolver los siguientes ejercicios:
- Explicar
las diferencias entre fenómenos físicos y químicos.
- Escribir: físico
o químico según corresponda e identifica cuáles de los siguientes
ejemplos son fenómenos químicos y cuáles físicos
- Efecto
que produce un ácido sobre un metal
- Elaboración
de una torta
- Corte
de madera en un aserradero
- Fusión
del hielo
- Expansión
de la caja torácica en una inspiración
- Expansión
de los pulmones durante la inspiración
- Disolución
de una cucharadita de azúcar en un vaso de agua.
- Elaboración
de caramelo o azúcar quemada
3 ¿Cuáles son las propiedades de la materia?
Presenta ejemplos.
4 ¿Con qué experimento presentaría usted, un
fenómeno químico a sus alumnos? Redacte brevemente cómo lo haría.
ESCRIBE DENTRO DEL PARÉNTESIS LAS LETRAS QUE
CORRESPONDAN A LA RESPUESTA CORRECTA.
1. ( ) Acidez, electronegatividad, carácter
metálico; son ejemplos de:
A) Propiedades físicas generales B) Propiedades
fundamentales de la materia
C) Propiedades específicas físicas D) Propiedades
específicas químicas
2. ( ) Propiedad que indica la cantidad de materia
en un espacio determinado.
A) Energía B) Materia C) Masa D)
Electrón
3. ( ) Tipo de energía que se tiene en un “foco”
apagado:
A) Cinética B) Potencial C)
Calorífica D) Eólica
4. ( ) Partícula que no tiene carga, ubicado en el
núcleo de un átomo, con masa de 1 u.m.a.
A) Neutrón B) Positrón C)
Electrón D) Protón
5. ( ) Propiedad que permite conocer el número de
electrones que tiene un átomo neutro.
A) Número de oxidación B) Número cuántico principal
C) Número de masa D) Número atómico
6. ( ) Término con que se conoce el cambio que
sufre una sustancia sólida cuando se aumenta su temperatura.
A) Solidificación B) Fusión C)
Sublimación D) Evaporación
7. ( ) Método de separación de mezclas que permite
purificar dos o más líquidos miscibles aprovechando sus distintos puntos de
ebullición.
A) Destilación B) Evaporación C)
Filtración D) Decantación
8. ( ) Se lleva a cabo un cambio físico cuando se
produce la:
A) Oxidación del hierro B) Sulfuración del hierro
C) Fusión del hierro D) Cloración del hierro
9. ( ) Son ejemplos de compuestos químicos:
A) Vidrio, Mayonesa, Crema B) Hierro, Bronce, Acero
C) Agua salada, Refresco, paleta D) Cloruro de
sodio, Oxido ferroso, Agua
10. ( ) Propiedad que nos indica la facilidad o
dificultad de que las sustancias que se disuelvan entre si:
A) Licuefacción B) Miscibilidad
C) Fusión D) Ductilidad
11. ( ) Sustancia pura compuesta por una sola clase
de átomos:
A) Mezcla B) Molécula C)
Compuesto D) Elemento
12. ( ) Viscosidad, punto de ebullición, densidad o
maleabilidad son ejemplos de:
A) Propiedades físicas generales
B) Propiedades específicas físicas
B) Propiedades
específicas químicas D) Propiedades fundamentales
DEL SIGUIENTE LISTADO DE PROPIEDADES ANOTA UNA (G)
SI LA PROPIEDAD SEÑALADA ES CONSIDERADA GENERAL DE LA MATERIA; (F) SI ES
PROPIEDAD ESPECIFICA FÍSICA Y (Q) SI ES PROPIEDAD ESPECIFICA QUÍMICA.
Dureza
|
( )
|
Punto de fusión
|
( )
|
Elasticidad
|
( )
|
Tenacidad
|
( )
|
Peso
|
( )
|
Acidez
|
( )
|
Ductilidad
|
( )
|
Volumen
|
( )
|
Textura
|
( )
|
Densidad
|
( )
|
Sabor
|
( )
|
Viscosidad
|
( )
|
Corrosividad
|
( )
|
Inercia
|
( )
|
Comburencia
|
( )
|
Olor
|
( )
|
Solubilidad
|
( )
|
Conductividad
Calorífica
|
( )
|
Punto de
Ebullición
|
( )
|
Potencial de
Oxidación
|
( )
|
Marca con una X las opciones correctas:
- a. La
materia es:
- Todo
aquello que existe en el universo
- Todo
lo que ocupa un lugar en el espacio, y tiene masa.
- Es
la unidad de los cuerpos
- Forma
cuerpos
- Es
una porción de materia
- b. Las
propiedades cualitativas de la materia son:
- Son
las propiedades organolépticas
- La
densidad
- El
peso
- La
masa
- Magnitudes
principales y derivadas
- c. Un
elemento químico es:
- La
unidad de la materia
- Un
tipo de átomo
- Se caracteriza por el número y distribución de las subpartículas atómicas.
- d. Los
sistemas materiales heterogéneos son:
- Son
las mezclas
- Se
observan dos o más fases.
- Son
aquellos que se pueden separar en fases por los métodos físicos de
separación
- Son
aquellos que no pueden separarse en fases.
- Son
los que se presentan en una fase, como las soluciones.
- e. La
densidad es:
- Lo
mismo que el peso
- Es
una propiedad cuantitativa de la materia
- Es
una propiedad cualitativa de la materia
- Es
la relación entre masa y volumen
Los Niveles de
Organización de las Ciencias Naturales
- Buscar
imágenes que representen a cada nivel
- Señalar
debajo de la imagen o ejemplo, de que nivel se trata
Tejido
epitelial
Una medusa
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3. ¿Cuáles
son las partes del microscopio y por qué es necesario utilizarlo o al menos
conocer de su existencia?
El
tamaño celular
Las células son las unidades básicas de los
seres vivos. La mayoría de ellas son de pequeño tamaño por lo que es
indispensable el uso de instrumentos como los microscopios para su
visualización. Por lo general el poder resolutivo del ojo humano es de 0.2mm
(200 µm), o sea la menor distancia vista o resuelta por el ojo humano es de dos
líneas separadas 1mm de distancia; si hay dos líneas a 200 µm de distancia, veremos
una sola línea. Los microscopios se utilizan para mejorar la resolución.
La invención del microscopio en el siglo XVII
posibilitó la serie de descubrimientos posteriores de las mismas. En 1665
Robert Hooke utilizando un microscopio óptico simple, examinó un corte de
corteza, encontró que esta estaba compuesta por una masa de diminutas cámaras,
que llamó “células”, en realidad sólo
vió las paredes celulares, ya que este tejido está muerto a la madurez y las
células ya no tienen contenido. Existen
dos tipos básicos de microscopios: ÓPTICOS y ELECTRÓNICOS.
Posteriormente botánicos y zoólogos arribaron
a la conclusión de que todos los seres vivos están formados por pequeñas
celdillas o “células”, como las llamó Hooke. Pero dentro de ellas había sustancias,
la mayoría no estaba vacía y adoptaban muchos formatos. Esto llevó a inaugurar
una nueva ciencia que incluía a todas las que estudiaran estas estructuras y
los seres que se formaran a partir de ellas: la BIOLOGÍA, o estudio de la vida.
El término biología se acuña durante la Ilustración,
siglo XIX, (corriente que abogaba por la razón como la forma de establecer un
sistema autoritario ético, estético y de conocimientos) por parte de dos
autores Lamarck y Treviranus que, simultáneamente, lo utilizan para referirse
al estudio de las leyes de la vida.
Microscopio óptico (MO) poder resolutivo de
0,2 µm, unas mil veces la del ojo humano.
El objetivo
fundamental de esta práctica es la familiarización con el manejo del
microscopio óptico.
Se utilizará un
microscopio compuesto o lumínico, en el que la luz atraviesa la muestra con el
material a observar y, a través de un juego de lentes, llega al ojo del
observador una imagen aumentada. En la primera parte de la práctica se revisa
brevemente la estructura del microscopio y se aprende a enfocar una preparación
y las normas para el correcto uso del aparato. En segundo lugar, se realizarán
preparaciones sencillas para observar distintas estructuras biológicas de
tejidos tanto animales como vegetales.
1. Estructura
y manejo del microscopio óptico
Las partes esenciales que componen un microscopio
óptico (ver figura adjunta) son:
Parte mecánica
Pie o soporte: sirve como
base al microscopio y en él se encuentra la fuente de iluminación.
Platina: superficie
sobre la que se colocan las preparaciones. En el centro se encuentra un
orificio que permite el paso de la luz. Sobre la platina hay un sistema de
pinza o similar, para sujetar el portaobjetos con la preparación, y unas
escalas que ayudan a conocer qué parte de la muestra se está observando. La
platina presenta 2 tornillos, generalmente situados en la parte inferior de la
misma, que permiten desplazar la preparación sobre la platina, en sentido
longitudinal y transversal respectivamente.
Tubo: cilindro
hueco que forma el cuerpo del microscopio. Constituye el soporte de oculares y
objetivos.
Revólver porta objetivos: estructura
giratoria que contiene los objetivos.
Brazo o asa: une el tubo
a la platina. Lugar por el que se debe tomar el microscopio para
trasladarlo de lugar.
Tornillo macrométrico o
de enfoque grosero: sirve para obtener un primer enfoque de la
muestra al utilizarse el objetivo de menor aumento. Desplaza la
platina verticalmente de forma perceptible.
Tornillo micrométrico o
de enfoque fino: sirve para un enfoque preciso de la
muestra, una vez que se ha realizado el enfoque con el macrométrico.
También desplaza verticalmente la platina, pero de forma prácticamente
imperceptible. Es el único tornillo de enfoque que se utiliza, una vez
realizado el primer enfoque, al ir cambiando a objetivos de mayor aumento.
Parte óptica
Oculares: son los
sistemas de lentes más cercanos al ojo del observador, situados en la parte
superior del microscopio. Son cilindros huecos provistos de lentes convergentes
cuyo aumento se reseña en la parte superior de los mismos (normalmente 10X en
los microscopios que se utilizarán en esta práctica). Dependiendo de que exista
uno o dos oculares, los microscopios pueden se mono o binoculares.
Objetivos: son sistemas
de lentes convergentes que se acoplan en la parte inferior del tubo, mediante
el revólver. En esta estructura se pueden acoplar varios objetivos (ordenados
de forma creciente según sus aumentos, en el sentido de las agujas el reloj).
Un anillo coloreado es distintivo de los aumentos de cada objetivo, que también
van reseñados en el lateral del mismo. Algunos objetivos no enfocan bien la
preparación al aire, y se deben de utilizar con un aceite de inmersión
(normalmente van marcados con un anillo rojo). Estos objetivos de
inmersión no se utilizarán normalmente en estas prácticas.
Condensador: sistema de
lentes convergentes que capta los rayos de luz y los concentra sobre la
preparación, de manera que proporciona mayor o menos contraste. Se regula en
altura mediante un tornillo (letra J de la figura).
Fuente de iluminación: en los
microscopios a utilizar, el aparato de iluminación está constituido por una
lámpara halógena de bajo voltaje (12V) situada en el pie del microscopio. La
luz procedente de la bombilla pasa por un reflector que envía los rayos
luminosos hacia la platina.
Diafragma o iris: sobre el
reflector de la fuente de iluminación. Abriéndolo o cerrándolo permite graduar
la
intensidad de la luz.
Transformador: ya que el
voltaje de la bombilla es menor que el de la red, es necesario para enchufar el
microscopio. Algunos modelos ya lo llevan incorporado en el pie del
microscopio. Además, el transformador dispone de un potenciómetro para regular
la intensidad de la luz.
EL
MICROSCOPIO ÓPTICO- Completar las referencias de la
imagen
ENFOQUE DEL MICROSCOPIO
Los pasos a seguir para la perfecta utilización del microscopio son las
siguientes:
1.- Enchufar
el microscopio al transformador y éste a la red (NUNCA ENCHUFAR EL MICROSCOPIO
DIRÉCTAMENTE A LA RED. SIEMPRE QUE NO SE ESTÉ MIRANDO POR EL MICROSCOPIO HAY
QUE APAGAR LA LUZ).
2.- Colocar
la preparación sobre la platina de forma que la estructura a observar quede en
el orificio central de la platina.
3.- Poner
el objetivo de menor aumento cuyo amplio campo visual facilita el hallazgo de
estructuras importantes.
4.- Subir
la platina accionando el tornillo macrométrico y mirando la
preparación desde fuera hasta alcanzar el tope superior. En ningún caso tocar
la preparación con los objetivos.
5.- Mirando
por los oculares, bajar lentamente la platina con el
tornillo macrométrico hasta conseguir ver el objeto lo más nítido
posible.
6.- Ajustar
el enfoque con el tornillo micrométrico hasta verlo claramente.
7.- Para
observar la preparación a mayores aumentos cambiar de objetivo con un simple
giro del revolver (SIN MOVER EN NINGÚN CASO EL TORNILLO MACRO).
8.- Para
observar otros campos, desplazar la preparación moviendo los tornillos de la
platina.
Observación
de células animales y vegetales
Para comenzar
a utilizar el microscopio, se observarán células animales y
vegetales, y se estudiarán sus diferencias. Además, se observarán orgánulos
celulares.
Observación de células del epitelio de la mucosa
bucal
Este epitelio
está constituido por células de un contorno irregular, prácticamente incoloras
a la luz blanca, por lo que, para su observación es preciso realizar un proceso
previo de tinción, en este caso con azul de metileno, que permitirá
observar un citoplasma granulado y un núcleo claramente diferenciado.
Raspar suavemente la cara interior de la mejilla
con un palillo, y depositar el contenido en un portaobjetos extendiéndolo con
cuidado.
Fijar la muestra a la llama para estabilizar las
estructuras y adherirla al porta. Para ello, se pasa la cara
inferior del porta por encima de la llama brevemente, con cuidado de
no quemar las células.
Añadir 1-2 gotas de azul de metileno sobre las
células fijadas y dejar teñir durante 3 minutos.
Lavar suavemente la preparación para eliminar el
exceso de colorante. Para ello, colocar el porta en pendiente bajo el
grifo y dejar caer lentamente un chorro fino de agua.
Secar la parte inferior del porta y
colocar un cubreobjetos.
Observar la preparación.
Observación
de células de hoja de un vegetal
Método
Hacer una
incisión transversal superficial con el bisturí en un trozo de hoja de lirio y,
tirando de la epidermis, obtener una lámina lo más delgada posible.
Depositar la
lámina sobre un portaobjetos, añadir una gota de agua y tapar con un
cubreobjetos.
Observar la
preparación
Cuestiones
1.
¿Qué diferencias se aprecian entre las células
animales y vegetales observadas?
