Guia didactica ciencias naturales

MATERIAL DIDÁCTICO INSTRUCTIVO

GUÍAS DIDÁCTICAS PARA PRÁCTICAS DE LABORATORIO EN LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS NATURALES

José Pastor Chávez Mego

Contenido Introducción 5

PRIMERA PARTE

EL CONOCIMIENTO HUMANO EL CONOCIMIENTO HUMANO Y EL PROBLEMA CIENTÍFICO

9

SEGUNDA PARTE

GUÍAS DIDÁCTICAS PARA LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO Práctica N° 01 IDENTIFICACIÓN DE CARBOHIDRATOS EN FUENTES ALIMENTICIAS

25

Práctica N° 02 IDENTIFICACIÓN DE PROTEÍNAS EN FUENTES ALIMENTICIAS

55

Práctica N° 03 COMPROBACIÓN DE LA ACCIÓN DE LAS ENZIMAS

76

Práctica N° 04 DEMOSTRACIÓN DEL OXÍGENO COMO ELEMENTO ESENCIAL PARA LA VIDA

92

Práctica N° 05 MODELO FÍSICO PARA DEMOSTRAR EL FENÓMENO DE ÓXIDO-REDUCCIÓN

108

Práctica N° 06 DEMOSTRACIÓN DEL DIÓXIDO DE CARBONO (CO2) COMO PRODUCTO DE LA RESPIRACIÓN ANIMAL

118

Práctica N° 07 TÉCNICAS PARA ELABORAR UN MODELO FÍSICO DE ÓSMOSIS

132

Práctica N° 08 ELABORACIÓN DE UN MODELO FÍSICO DE PROTOPLASMA CELULAR

145

Práctica N° 09 TÉCNICA PARA OBSERVACIÓN DE CÉLULA EN TEJIDO VEGETAL Y ANIMAL

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BIBLIOGRAFÍA 187

Introducción La primera parte de este material didáctico ha sido preparada para que sirva de marco teórico de UN CUADERNO DIDÁCTICO en la enseñanza-aprendizaje de las CIENCIAS NATURALES y de los pasos del Método Científico tanto en el nivel primario como en el secundario. Existe, en nuestro medio, abundante bibliografía sobre prácticas de laboratorio pero no sigue el ritmo de los pasos del método científico y de la investigación científica; porque la mayoría de aquella información son definiciones teóricas carentes de ejercicios prácticos.

Por eso decimos que carecen de una información tecnológica-práctica; para que el lector interesado tenga un MODELO de CÓMO HACER: prácticas de laboratorio aplicando los pasos del Método Científico y el logro de capacidades intelectuales y procedimentales. He ahí la RAZÓN para ofrecer este material impreso como UN CUADERNO de trabajo. Es decir, el lector deberá interrumpir su lectura para luego reflexionar y dar la respuesta a cada proposición que se le presenta.

La información teórica que se ofrece está presentada en una forma muy sencilla; porque va dirigida al estudiante de formación magisterial que concurre a los Programas de Complementación Académica en las universidades del país, y para los estudiantes de los Institutos Tecnológicos y Pedagógicos.

La segunda parte de este CUADERNO DIDÁCTICO se refiere a temas específicos para llevarlos a la práctica de laboratorio en el aula común sin necesidad de laboratorio sofisticado. El marco de cada tema está dividido en 2 partes, la primera para el profesor y la segunda más sencilla para el alumno. Los temas relacionados son: • Identificación de carbohidratos en muestras alimenticias (almidón, glucosa).

• Identificación de proteínas en muestras alimenticias.

• Demostración de la acción de las enzimas.

• Demostración del Oxígeno como elemento vital para los seres vivos.

• Demostración del fenómeno de Óxido-reducción como fuente de energía.

• Comprobación del CO2 en la respiración animal.

• Demostración del fenómeno de la ósmosis.

• Elaboración de un modelo físico de protoplasma.

• Identificación de tejidos animales y vegetales (célula eucariótica).

Cada uno de estos temas será convertido en PROBLEMA y resuelto siguiendo los pasos del Método Científico en su forma HIPOTÉTICO-DEDUCTIVO conforme se indica en la primera parte o marco teórico del Cuaderno Didáctico. Además, cada Guía para la práctica de laboratorio consta de tres partes: la primera abarca el contenido teórico sobre el tema a desarrollar presentado mediante la forma PROBLEMA-SOLUCIÓN; es decir, se formula una interrogante y luego viene la información mostrando un párrafo que permita la solución del problema técnicamente. A continuación viene un Test para comprobar el aprendizaje de las capacidades de comprensión de lectura, inferencia, solución de problemas y memoria. La tercera parte contiene la guía para la práctica experimental y desarrollo de las capacidades procedimentales: observación, graficación, descripción, generalización y abstracción.

Creemos que con este modesto material didáctico estamos aportando un granito de arena al campo de la ciencia y la tecnología educativa, y, en especial, para la formación académica del docente peruano.

El Autor

P rimera P arte

EL CONOCIMIENTO HUMANO

EL CONOCIMIENTO HUMANO Y EL PROBLEMA CIENTÍFICO EL CONOCIMIENTO HUMANO Conocimiento Vulgar El hombre al nacer se enfrenta a las cosas del mundo. Primeramente reconoce a su madre, padre; las cosas de la casa: mesa, cuchara, plato, olla; el tiempo por los días de la semana, las horas del día. Reconoce el agua, la lluvia, el sol, las estrellas y cuantas cosas más que observa en la naturaleza. A todo esto se le llama: CONOCIMIENTO VULGAR que se logra por la experiencia de la práctica generalizada.

Es así como el conocimiento vulgar surge de la experiencia directa del hombre frente a las cosas del mundo. Se adquiere por la vía de la vista, del oído, del gusto, es decir, sensorialmente; se aprende también por la información de otras personas en primer lugar de los padres, los hermanos y de quienes nos rodean muy cercanamente.

1. José es un niño de 2 años y nos dice que el jugo de papaya es dulce. Es porque ya tiene:

(Escriba la respuesta en el espacio en blanco)

Conocimiento Científico El hombre cuando llega a su madurez descubre que los objetos se pueden medir, descubre que están constituidos por un orden de elementos. El niño cuando va a la escuela recibe información de las cosas; por ejemplo se informa que el agua es una sustancia formada por dos elementos químicos: HIDRÓGENO (H) y OXÍGENO (O ), en el orden de dos (H) por un (O) y que mediante un proceso de ELECTRÓLISIS se puede extraer estos elementos de la masa de agua. Se informa que la sal que se utiliza para las comidas, es una sustancia compuesta de CLORO y SODIO (ClNa) y por ello se le llama Cloruro de Sodio. Se informa que el dulce que presentan las frutas está compuesto de dos sustancias: GLUCOSA y FRUCTOSA. Así conoce sobre la estructura y composición de las cosas, el funcionamiento de los seres vivos: microorganismos, vegetales, animales.

A todo esto se le llama CONOCIMIENTO CIENTÍFICO.

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Práctica N° 09 TEMA: OBSERVACIÓN DE CÉLULA ANIMAL Y VEGETAL Marco teórico para el alumno 1. Introducción Se sabe que todo ser viviente está formado por lo menos de una célula; pero los animales y vegetales tienen muchas células en su cuerpo ¿Has visto alguna vez la forma, tamaño, color de las células de tu cuerpo? ¿Verdad que no? Son muy pequeñas las células de nuestro cuerpo y por lo tanto invisibles. Pero los biólogos nos dicen que es posible observarlas por medio de un instrumento llamado microscopio.

2. Formulación del problema A continuación se formula la siguiente interrogante para que trates de responderla haciendo uso de la información teórica que se acompaña. ¿Qué hacer para observar la forma, tamaño y color de una célula animal o vegetal?

3. Marco teórico informativo Lee con mucha atención la siguiente información teórica que te ayudará a resolver el problema planteado sobre las técnicas para observar células en vegetales y animales.

3.1 Concepto de célula La Célula es una partícula de materia viva muy pequeñísima formada de protoplasma, de diferentes formas y tamaños, pero que mantiene todas las características de la vida.

Físicamente la célula es un coloide cubierto por una membrana a manera de una película plástica, encerrando una masa gelatinosa.

3.2 Composición de la célula La célula está compuesta de un protoplasma que presenta un conjunto de moléculas de sustancias orgánicas e inorgánicas muy variadas, y además, un conjunto de CORPÚSCULOS y membranas que forman la estructura biológica de la célula.

Fig. 20. Célula animal vista al microscopio óptico simple.

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Físicamente la célula es un coloide cubierto por una membrana a manera de una película plástica, encerrando una masa gelatinosa,

3.3 Partes de la célula La célula a pesar de ser muy pequeñita presenta tres partes generales que se observan al microscopio óptico; ellas son: membrana celular, citoplasma y núcleo celular. a) MEMBRANA CELULAR: es una película muy delgada que cubre a todo el coloide o cuerpo celular, conocido también como protoplasma. b) CITOPLASMA: es el coloide que forma una masa gelatinosa a manera de clara de huevo formando el cuerpo celular envuelto por la membrana. En el citoplasma se realizan las funciones vitales de: autonutrición, autorreproducción y autorrelación. c) NÚCLEO CELULAR: es un corpúsculo a manera de un gránulo que se ubica en el centro o casi al centro del citoplasma. Es el componente que dirige las funciones vitales y guarda los elementos de la herencia de cada especie de seres vivientes.

3.4 Tipos de células De manera general la célula se clasifica en dos tipos: procariótica y eucariótica a) CÉLULA PROCARIÓTICA: no presenta núcleo celular diferenciado y solamente da origen a individuos unicelulares como las BACTERIAS y las algas cianofíceas. Ver Fig. 15 b) CÉLULA EUCARIÓTICA: presenta núcleo diferenciado y además se diferencia en tres clases:

Mitocondría

peroxisoma ribosomas

Núcleo Nucléolo

lisosomas Membrana plasmática Aparato de Golgi Retículo endoplasmático granular

Fig. 21. Modelo de célula animal vista al microscopio electrónico.

Célula Vegetal: que da origen a los individuos multicelulares, siempre de color verde conocidos como vegetales o plantas.

Célula Animal: que da origen a individuos pluricelulares dotados de movimiento para el desplazamiento conocidos como animales.

Células Eucarióticas no diferenciadas que dan origen a individuos unicelulares solamente, conocidos como protistos.

3.5 Estado físico de la célula El estado físico de la célula es el COLOIDAL, a manera de una gelatina o clara de huevo; pero siempre como un corpúsculo invisible a nuestra visión normal.

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La manera de observar y reconocer una célula es a través del microscopio óptico mediante una película muy delgada, ya sea del cuerpo de un vegetal o de un animal. Es decir a través del microscopio óptico se observa la forma de la célula y sus tres partes generales: membrana, citoplasma y núcleo. Para ello basta utilizar una membrana de la superficie interna de una catáfila de cebolla, de la cual se corta un centímetro cuadrado y se le coloca sobre un porta objetos cubriéndolo con una gota de agua y se lleva a la observación del microscopio. Esta es la técnica más sencilla para observar células.

El microcopio tiene una lente muy potente que aumenta: 100, 500 hasta 1000 veces el tamaño de la célula; para que sea eficiente la práctica tiene que ser una película muy delgada y transparente extraída ya sea de un tejido vegetal o animal. Puedes aplicar estas recomendaciones para observar células de tu mismo cuerpo.

Al microscopio electrónico se observan muchas estructuras en el citoplasma de la célula, como son: mitocondrias, ribosomas, aparato de golgi. Retículo endoplasmático, lisosomas, vacuolas, centro soma, fibrillas, etc. Además el Núcleo celular.

4. Importancia de la célula La importancia de la célula está en que ésta cumple una serie de funciones vitales: a) Es la unidad material de vida; por esta razón todo ser viviente está formado por lo menos de una célula y se denomina UNICELULAR, otros individuos tienen millones de células y se denominan PLURICELULARES; como los vegetales, los animales y el hombre. b) La célula es la unidad fisiológica que mantiene las funciones de: nutrición, reproducción y relación. c) La célula es el centro de la herencia porque mantiene el conjunto de caracteres de la especie de cada ser viviente. d) La célula permite el crecimiento y desarrollo de los vegetales y animales como del ser humano por el principio de multiplicación celular.

5. Respuesta Ahora ya puedes escribir una respuesta acertada para la interrogante formulada como problema y demostrar experimentalmente la forma y tamaño de las células, sean vegetales o animales.

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Toda célula cumple tres funciones básicas: 1. LA IRRITABILIDAD: es la capacidad del protoplasma de responder a un estímulo, lo que determina su posibilidad de adaptarse al medio ambiente y poder vivir mantenido el estado coloidal.

2. EL METABOLISMO: es el proceso fundamental que caracteriza la vida y que comprende todas las reacciones químicas que tienen lugar en una célula. Algunas reacciones metabólicas están relacionadas con la síntesis del protoplasma (anabólicas) y otras intervienen en su desintegración (catabólicas), El metabolismo comprende una serie de procesos funcionales como la digestión, respiración, absorción y excreción.

Fig. 22. Muestra los organelos celulares de la célula eucariota.

3. LA REPRODUCCIÓN: es la formación de nuevas células semejantes a la original, a través de mecanismos como división directa o amitosis y división indirecta o mitosis; esta última es la que se observa con más frecuencia en las células animales. Además, existe una forma especial de división celular que ocurre en la etapa de maduración de las células sexuales o gametos, forma reproductora conocida como meiosis.

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TEST PARA LA COMPROBACIÓN DE LA PRÁCTICA N° 09

COMPROBACIÓN DEL APRENDIZAJE SOBRE CONTENIDOS TEÓRICOS DE LA CÉLULA Nombre y Apellidos: Gdo:

Sec:

I. Instrucciones: Escriba en los espacios en blanco la palabra o frase que completa el sentido de cada una de las siguientes proposiciones.

1. Físicamente la célula es un a manera de película.

cubierto por una

2. Las partes que presenta la célula al microscopio son

a)

b)

c)

3. El por la membrana.

es el componente que forma una masa gelatinosa protegida

4. El

dirige las funciones vitales y guarda la herencia

5. En la célula se desarrolló las funciones vitales como son a)

b)

c)

II. Marque con una (X) la letra que señala la respuesta correcta en cada una de las siguientes proposiciones.

6. Cubre todo el citoplasma o cuerpo celular; es la: a) Membrana.

b) Citoplasma.

c) Núcleo.

d) Pared celular.

7. El cuerpo físico de la célula presenta una masa gelatinosa conformada de muchos componentes, por eso es conocida como: a) Gelatina.

b) Coloide.

c) Protoplasma.

d) Hialoplasma.

8. La partícula más pequeña de materia viva que mantiene la vida se llama: a) Proteína.

b) Enzima.

c) Célula.

d) Glucosa.

9. La célula procariótica es la que da origen a las: a) Plantas.

b) Animales.

c) Vírus.

d) Bacterias.

10. Los seres vivos que están formados por una sola célula se denomina: a) Unicelulares.

b) Tricelulares.

c) Pentacelulares.

d) Multicelulares.

11. ¿Conoces algún ser viviente que no tenga célula? Argumenta tu respuesta

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GUÍA PARA LA PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 09

TEMA: TÉCNICAS PARA LA OBSERVACIÓN DE CÉLULAS VEGETAL Y ANIMAL Nombre y Apellidos: Gdo:

Sec:

1. Objetivos: a) Desarrollar las capacidades intelectuales de comprensión de lectura, de inferencia y solución de problemas, así como las capacidades procedimentales de observación, de graficación, descripción, generalización y conclusiones. b) Ejecutar los pasos del método científico Hipotético- deductivo; partiendo de la formulación del problema, formulación de la hipótesis, actividades de comprobación hasta la generalización o conclusiones en una práctica de laboratorio.

2. Formulación del problema

3. Formulación de la hipótesis

4. Actividades de comprobación 4.1 Medios y materiales • Microscopio, porta objetos, cubre objetos, bisturí o guillet, vasos de precipitación , una cabeza de cebolla, tejido del epitelio bucal.

4.2 Reactivos • Solución de Yodo o violeta de Genciana, agua destilada o limpia de caño.

4.3 Preparación de la práctica de observación de célula vegetal 1° Tomar una hoja o catáfila de cebolla y de la cara cónica interna sacar una película delgada.

2° Cortar un Centímetro cuadrado de la película de catáfila y colocarla en el porta objetos.

3° Poner al contorno de la película una gota de agua y otra de solución de Yodo procurando que se extienda por debajo de la película hasta que se vuelva transparente.

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4° Colocar el cubre objeto sobre la membrana, presionando para fijar bien en el porta objeto y poner al microscopio, observar primero con la lente de menos aumento y luego la de mediano aumento.

5° Graficar el proceso de preparación de la muestra. En el siguiente cuadro.

4.4 Práctica de observación de célula animal 1° Con un palito de fósforo bien limpio o desinfectado hacer un frotis sobre la lengua.

2° Poner el contenido del frotis sobre el porta objetos y aplicar una gota de agua limpia.

3° Enseguida aplicar una gota de solución de Yodo o violeta de genciana para la transparencia de la muestra.

4° Poner el cubre objeto sobre la muestra y presionar suavemente para asegurarla.

5° Llevar la muestra al microscopio y observar con la lente del menor aumento.

6° Luego observar con la lente de mediano aumento y graficar lo observado.

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5. Conclusiones 5.1 ¿Qué apariencia presenta la célula vegetal?

5.2 ¿Cuántas partes presenta la célula vegetal?

5.3 ¿Qué apariencia presenta la célula animal?

5.4 ¿Cuántas partes presenta la célula animal?

5.5 Describe una conclusión general sobre el experimento y técnicas utilizadas.

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