PLANTÉATELO: LA CIENCIA ES DIVERTIDA by ELÍAS GARNELO

PLANTÉATELO LA CIENCIA ES DIVERTIDA

manual de prácticas e ta l d e B io lo g ía V e g o ri to ra o b la e d P rá ct ic a s S e cu n d a ri a p a ra P ri m a ri a y

cuaderno de prรกcticas primaria y secundaria

prólogo PLANTéatelo: la Ciencia es divertida es una oportunidad para que maestros de educación primaria y profesores de secundaria profundicen en la realización de ejercicios prácticos de Biología, adaptados al nivel de sus alumnos. Te proponemos realizar una serie de ejercicios prácticos en los laboratorios del IBMCP para que luego puedas llevarlos a cabo con tus alumnos en tu Centro Educativo. En los Talleres para profesores realizaremos de modo presencial las prácticas, apoyándolas con material audiovisual y didáctico que luego podrás usar con tus alumnos. El Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas “Eduardo Primo Yúfera” es un Centro Mixto de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Está ubicado en la Ciudad Politécnica de la Innovación (CPI) en el Campus de la UPV. Las principales actividades del IBMCP son la investigación y la docencia. Intentamos contribuir al desarrollo de una agricultura menos agresiva con el entorno generando conocimientos para obtener plantas con una mejor productividad, calidad de fruto o más resistentes a enfermedades y a estreses ambientales. La Comisión de Divulgación del IBMCP se ocupa de coordinar la difusión de los trabajos que se realizan en el Instituto a los distintos sectores sociales mediante la organización de Jornadas Científicas, conferencias divulgativas, visitas guiadas a sus instalaciones y otras actividades como la que os proponemos. Las plantas constituyen una importante fuente de alimento para la mayoría de los seres vivos y su presencia en la Biosfera es imprescindible para el mantenimiento de las condiciones de vida en la Tierra. Con la elaboración de un Manual de Prácticas de Biología Vegetal que incite al estudio de los diversos aspectos

de su interesante ciclo vital, pretendemos incentivar entre los más jóvenes su interés por el método científico. Las prácticas que planteamos tratan de contestar una serie de interesantes cuestiones sobre la Biología de las Plantas: ¿Por qué son verdes las plantas?, ¿cómo se forma un tomate?, ¿tienen ADN los plátanos?, ¿cómo crecen las plantas?, etc. Como creemos que el principal beneficiario de PLANTéatelo: la Ciencia es divertida son tus alumnos y queremos que ellos puedan realizar las prácticas que harás con nosotros en el IBMCP, al finalizar tu formación te obsequiaremos con materiales didácticos que te faciliten realizar cada práctica con tus alumnos. Recibirás un vídeo (USB) con todas las prácticas filmadas paso a paso, un manual detallado de cómo realizarlas y un completo kit de prácticas conteniendo todos los materiales necesarios para repetir las prácticas con al menos 60 alumnos. Las prácticas están diseñadas para su repetición en los cursos venideros, ya que en ellas se utilizarán materiales de uso cotidiano y muy asequibles para los Centros. Esperamos que con la información y el material de laboratorio que te vamos a suministrar durante tu asistencia a los Talleres, puedas repetir las prácticas cada curso con tus alumnos. Al finalizar el curso os pasaremos unas encuestas para profesores y alumnos con objeto de evaluar la acogida de nuestra iniciativa y al mismo tiempo recoger sugerencias para mejorar en el futuro nuestras ofertas divulgativas. Por último, queremos agradecer tanto a la FECYT como al CSIC y la UPV la financiación de esta actividad, así como al Instituto de Ciencias de la Educación (ICE) de la UPV por colaborar en la filmación de las prácticas. Luis A. Cañas Vicedirector de Cultura Científica Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas

índice de prácticas PRÁCTICA 1. ¿Cómo se forma un tomate?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

PRÁCTICA 2. ¿Por qué son verdes las plantas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 PRÁCTICA 3. ¿Pueden tener hijos las patatas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 PRÁCTICA 4. El increible mundo interior de las plantas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 PRÁCTICA 5. ¿Las plantas tienen venas?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

PRÁCTICA 6. Las plantas y la Hidra de 7 cabezas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 PRÁCTICA 7. Cómo alargar la vida de las flores cortadas

.....................

PRÁCTICA 8. Persiguiendo la luz sin piernas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 PRÁCTICA 9. La col chivata

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

PRÁCTICA 10. ¿Tienen ADN los plátanos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 PRÁCTICA 11. ¿Tienen ojos las plantas?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

PRÁCTICA 12. ¿Cómo crecen las plantas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 PRÁCTICA 13. Pintando con plantas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 PRÁCTICA 14. ¿Se puede cultivar un huerto en un tarro? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

¿cómo se forma un tomate?

NIVEL DE DIFICULTAD:

BAJO OBSERVACIÓN DEL CICLO DE VIDA DE UNA PLANTA: DE LA SEMILLA AL FRUTO El tomate (Solanum lycopersicum L.) es una planta de gran interés agronómico y comercial que se utiliza en alimentación humana desde hace muchos años. Actualmente el tomate es la hortaliza más consumida a nivel mundial, tanto en fresco como en conserva, y, por tanto, la de mayor valor económico. Su éxito radica en que ha alcanzado una extensa variedad de tipos y posee excelentes cualidades para integrarse en la preparación de infinidad de alimentos, ya sean cocinados o crudos. Su demanda aumenta continuamente en todo el mundo, y con ella su cultivo, producción y comercio. Por este motivo, en la actualidad se cultivan varios cientos de cultivares e híbridos de tomate que se han ido desarrollando como respuesta a la diversidad de la demanda que presenta el mercado. En esta práctica vamos a germinar semillas de tomate de la variedad MicroTom. Esta variedad es enana, produce frutos de pequeño tamaño y tiene un ciclo de vida relativamente corto lo que la hace idónea para estudiar el ciclo de vida de una planta desde que germina hasta que produce flores y frutos.

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objetivo Estudiar el ciclo de vida de una planta desde que germina la semilla y realiza su desarrollo vegetativo, hasta que se produce su reproducción sexual: floración, fecundación y fructificación.

materiales necesarios 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Semillas de tomate de la variedad MicroTom (fenotipo enano). Bandejas de plástico con alveolos perforados en la base (semillero). Macetas de plástico. Sustrato de cultivo (fibra de coco o turba con arena). Palillos de barbacoa y cinta adhesiva o cordel para entutorar (opcional). Lupa de mano.

4 3

6 5

8 PLANTéatelo

procedimiento

¿cómo se forma un tomate?

Germinación de semillas de tomate y cultivo en maceta: preparación del semillero

El semillero se prepara llenando con sustrato (fibra de coco o mezcla de turba con arena en una proporción 3:1) una bandeja de plástico perforada en su base para evitar el encharcamiento. Las semillas de tomate se colocan en la superficie del sustrato y luego se recubren ligeramente con más sustrato hasta que queden tapadas por el mismo. Colocar una semilla por alveolo. Regar con agua abundantemente y mantener el semillero en un lugar con poca luz a una temperatura de unos 24ºC hasta que hayan germinado y los cotiledones sobresalgan del sustrato. cotiledones

Transplante de las plantas a macetas Dejar crecer las plántulas en un lugar soleado hasta que tengan varias ramas con hojas. Luego se pueden transplantar a macetas de plástico con el mismo sustrato teniendo cuidado de no romper las raíces de la base. Cultivar cerca de una ventana soleada a una temperatura de unos 24ºC. Regar cuando sea necesario. Según la planta va creciendo en altura se puede entutorar utilizando un palillo de barbacoa y sujetándola con cinta adhesiva o cordel para evitar que el peso de los frutos la tumben.

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actividades complementarias Se puede observar la arquitectura de la planta durante su desarrollo vegetativo: tallo, ramas laterales, tipo de hojas (compuestas), etc.

Cuando la planta florece se pueden observar las partes de una flor: disección en sépalos, pétalos, estambres y pistilo. pétalos estambres ( cono estaminal ) sépalos pistilo

Se pueden observar los granos de polen de una antera diseccionada y los óvulos dentro del pistilo con la ayuda de una lupa.

Tras la fecundación se puede observar las distintas partes de un fruto con semillas. Las semillas se recogen y se dejan secar sobre un papel de filtro, luego se guardan en sobres de papel en un frigorífico a 4-5ºC. Estas semillas nos servirán para repetir la práctica.

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cuaderno de laboratorio

¿por qué son verdes las plantas?

NIVEL DE DIFICULTAD:

BAJO ESTUDIO DE LA CLOROFILA Y OTROS PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS La clorofila se encuentra en todas las plantas y algas verdes, siendo el pigmento fotorreceptor responsable de la primera etapa en la transformación de la energía de la luz solar en energía química (fotosíntesis). Se almacena en orgánulos celulares específicos: los cloroplastos. Existen varios tipos de clorofilas: A, B, C1, C2, D. La clorofila es insoluble en agua pero se disuelve en disolventes orgánicos como alcohol, benceno y acetona. La disolución de la clorofila se puede obtener por maceración de hojas con alcohol en frío.

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objetivo Extraer de las células vegetales la clorofila y otros pigmentos fotosintéticos (carotenos, xantofilas) para separarlos por cromatografía de papel.

materiales necesarios Hojas de espinaca o acelga. 2. Mortero. 3. Alcohol de 96º (unos 30 ml). 4. Matraz y vaso de precipitados (valen 2 vasos de vidrio normal). 5. Embudo de plástico o vidrio. 6. Arena (una cucharadita). 7. 1 tubo de ensayo de plástico o vidrio. 8. 2 ml de gasolina (gasolina de 95 octanos en cualquier surtidor). 9. Un lápiz. 10. Papel de filtro (vale el de cafetera). 11. Cinta adhesiva y tijeras. 12. Tira de papel de filtro Whatman 3MM para cromatografía. 1.

8 6

10 3 9 2

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1 12

¿POR QUÉ SON VERDES LAS PLANTAS?

procedimiento

1. Colocar en el mortero las hojas de espinaca o acelga troceadas (usar las

tijeras). Añadir la arena y unos 30 ml de alcohol de 96º. Al principio añadir sólo 5 ml para poder machacar mejor las hojas y cuando ya se forme una pasta verde oscuro, ir añadiendo el resto. Triturarlas hasta que el alcohol adquiera un color verdoso intenso.

2. Colocar un filtro de cafetera sobre el embudo y éste dentro de un vaso o matraz.

3. Decantar el líquido sobre el embudo con papel de filtro y desechar los trozos de hoja retenidos en el mismo. La solución filtrada es de color verde intenso y contiene varios tipos de pigmentos: clorofila A, clorofila B, carotenoides y xantofilas. 4. Separación de la clorofila de los otros pigmentos: poner en un tubo de

ensayo 10 ml de la solución alcohólica compleja y añadir 2 ml de gasolina. Agitar la mezcla volteando varias veces el tubo. Dejar reposar unos minutos. Por diferencia de densidad se separa en la parte superior del tubo la gasolina teñida de color verde intenso (clorofilas) y en la inferior, de color amarillento, el alcohol con los pigmentos carotenoides y xantofila. PLANTéatelo 15

L as

clorofilas ( verdes ) aparecen

en la parte superior del tubo y las xantofilas y carotenos ( amarillos ) en la inferior

clorofilas

xantofilas y carotenos

5. Análisis cromatográfico: utilizaremos para realizarlo los 20 ml del extrac-

to alcohólico restante, el cual colocaremos en el fondo de un vaso de precipitados. Luego recortaremos una tira rectangular de papel de filtro 3MM de la misma longitud que el vaso y la sujetaremos en vertical al centro de un lápiz con cinta adhesiva. Apoyar el lápiz en los bordes del vaso para que la tira de papel toque en el centro de la superficie del líquido. El alcohol ascenderá por capilaridad en el papel de filtro y separará la mezcla compleja de pigmentos. Transcurridos unos 30 minutos, sacaremos del vaso el papel de filtro y lo dejamos secar. Observaremos la presencia de 4 bandas coloreadas en la tira de papel. La

banda inferior de

color verde cla -

ro corresponde a la clorofila

siguiente de color verde os curo es la clorofila

sobre

ella hay una banda amari -

llenta que corresponde a las xantofilas y la banda superior de color anaranjado corres ponde a los carotenoides

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cuaderno de laboratorio

¿pueden tener hijos las patatas?

NIVEL DE DIFICULTAD:

BAJO Concepto de reproducción asexual en las plantas Los tubérculos son tallos subterráneos cargados de sustancias de reserva (almidón). Las patatas, las zanahorias y las chufas son ejemplos de tubérculos. Separados de la planta, cada tubérculo puede dar lugar a nuevas plantas. Esta forma de propagación de la planta se denomina reproducción asexual. Las patatas son tubérculos que proceden de América donde ya se cultivaban en la época de los Incas. Actualmente existe una gran variedad de patatas que se utilizan fundamentalmente para alimentación.

tubérculo

raíz

PLANTéatelo 19

objetivo En esta práctica vamos a regenerar nuevas plantas de patata a partir de un trozo de tubérculo como ejemplo de la reproducción asexual en los vegetales.

materiales necesarios 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Patatas pequeñas (si ya tienen algún brote mejor). Bandeja de plástico y papel de cocina. Spray con agua. Macetas. Sustrato universal (negro) y algo de grava. Pala de jardinería y regadera.

5 4 3

procedimiento

1. Coloca las patatas en una bandeja de plástico con papel absorbente de cocina empapado con agua y en un lugar cálido donde reciban directamente la luz del sol (por ejemplo, tras una ventana). Humedécelas regularmente con agua utilizando una botella con spray. El papel de la base debe estar siempre húmedo para que puedan desarrollarse los brotes. 20 PLANTéatelo

2. Pasados unos días aparecerán en la superficie del tubérculo los brotes,

déjalos crecer hasta que tengan aproximadamente un centímetro.

3. Prepara unas macetas rellenando su base con un par de centímetros de grava y a continuación coloca sustrato universal (negro) llenando los 2/3 de las mismas. Asegúrate que las macetas tiene un orificio en su base para su buen drenaje.

4. Coloca las patatas o trozos de las mismas con brotes en el centro de las macetas con los brotes hacia abajo y recúbrelos con sustrato hasta taparlos

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5. Sitúa las macetas en un sitio soleado durante todo el día a una temperatura de unos 14ºC. Riega cada día las macetas, el sustrato debe mantenerse húmedo pero sin exceso para evitar que se formen hongos. 6. Cuando hayan crecido los tallos y hojas sigue regando a diario hasta que aparezcan las flores, cuando esto suceda suspende el riego. Puedes entutorar la planta durante su crecimiento con una varilla o con una caña.

7. Al cabo de unos 20 días después de la floración podrás observar que se

han formado en las raíces nuevas patatas que podrás recolectar y repetir la práctica con ellas.

actividad complementaria En el caso de alumnos de Primaria, cada niño o grupo de niños podría adoptar un “bebe” de patata (un brote en un trozo de patata) para que se hiciesen responsables de su crecimiento. Se les podría suministrar unas plantillas para rellenar unas “fichas de seguimiento del bebe patata”, el niño podría anotar el nombre de su hijo adoptivo, fecha y hora de riego, temperatura ambiental, etc. Se pueden hacer pruebas en distintos ambientes (al aire libre o en interior). Esto podría ser un ejercicio de responsabilidad para los niños y una oportunidad para aumentar su sensibilidad hacia el mundo de las plantas. 22 PLANTéatelo

cuaderno de laboratorio

el increible mundo interior de las plantas

NIVEL DE DIFICULTAD:

BAJO ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS DIFERENTES ÓRGANOS DE LAS PLANTAS Los diferentes tipos de células de las plantas se agrupan para formar órganos. El complejo cuerpo de una planta es el resultado de una larga evolución que se manifiesta en la existencia de órganos muy especializados y adaptados a la vida terrestre. Estos órganos son: la raíz, que fija la planta al suelo y toma de éste el agua y las sales minerales; los tallos, que conducen el agua y las sales minerales desde la raíz a las hojas y los nutrientes, elaborados en las hojas, a las zonas de crecimiento y a las raíces; las hojas que absorben energía solar para producir sustancias orgánicas por medio de la fotosíntesis y las flores que darán lugar a los frutos y a las semillas. Cada uno de estos órganos está formado por diferentes tipos celulares.

L os

diferentes órganos de la planta

están constituidos por células comunes a otros órganos y por células específicas que les permitirán realizar la función

que tienen asignada en la planta .

PLANTéatelo 25

objetivo En esta práctica vamos a observar con la ayuda de un microscopio los distintos tipos celulares que forman parte de los tejidos/órganos de una planta.

materiales necesarios Porta-objetos con secciones transversales de raíz, tallo, hojas y flores, previamente incluidas en parafina, cortadas, teñidas con Azul Alcian / Safranina y montadas con un medio de montaje permanente. 2. Archivo Power Point con imágenes de las diferentes secciones en las que se han marcado las estructuras características de cada órgano. 1.

procedimiento

1. Observación en un microscopio de los porta-objetos, preferiblemente con un objetivo 10X.

flor

raíz

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cuaderno de laboratorio

¿LAS PLANTAS TIENEN VENAS?

NIVEL DE DIFICULTAD:

BAJO ESTUDIOS DE LOS HACES CONDUCTORES DE LAS PLANTAS: XILEMA Los haces conductores o vasculares de las plantas están formados por células de xilema y de floema. El floema es el tejido del sistema vascular que conduce las sustancias elaboradas en la fotosíntesis desde las hojas hasta otras áreas de las plantas. El xilema es el tejido conductor de agua y sales minerales desde las raíces hasta las hojas. Las paredes de las células xilemáticas están formadas por una sustancia llamada lignina que les proporciona gran dureza. Existen colorantes que tiñen de forma específica la lignina y nos ayudan a determinar dónde se localiza el xilema en el interior de los tallos.

floema

xilema

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objetivo En esta práctica descubriremos dónde se encuentran los haces xilemáticos del tallo de apio.

materiales necesarios Tallos de apio. 2. 1 cuchilla. 3. Agua. 4. 1 pinza. 5. 1 placa Petri. 6. Solución de Azul de Toluidina al 0.02%. 7. 1 pipeta Pasteur. 8. 1 porta-objetos. 9. Vaso de precipitado. 10. Lupa, microscopio o cuenta-hilos. 1.

9 6 5

7 2 4

30 PLANTéatelo

¿LAS PLANTAS TIENEN VENAS?

procedimiento

1. Realizar secciones lo más delgadas posible del tallo de apio con la cuchilla.

2. Introducir con pinzas las secciones en una placa Petri y añadir solución de Azul de Toluidina hasta cubrirlas. Incubar durante 3 minutos.

3. Atrapar con pinzas las secciones e introducirlas en agua para eliminar el colorante que se ha adherido en exceso.

4. Colocar las secciones sobre un porta-objetos y observar en lupa, micros-

copio o cuenta-hilos. Durante la observación hay que evitar que las secciones se sequen. Si detectamos que los cortes se deshidratan hay que humedecerlos con gotas de agua, para ello utilizaremos las pipeta Pasteur.

5. Durante la observación descubriremos que las células del tallo de apio

han adquirido un color púrpura a excepción de las células del xilema que se han coloreado de verde por contener lignina.

xilema

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cuaderno de laboratorio

las plantas y la hidra de 7 cabezas

NIVEL DE DIFICULTAD:

BAJO ESTUDIO DEL CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS Y SU MODIFICACIÓN La Hidra era un monstruo mitológico con forma de serpiente con varias cabezas y aliento venenoso. Cuando Heracles (Hércules paras la mitología Romana y para Disney) intentó acabar con ella cortándole las cabezas, se dio cuenta que poseía la virtud de regenerar dos cabezas por cada una que perdía. ¿Sabías que las plantas tienen esa misma cualidad? En esta práctica vamos a ver cómo crecen las plantas y cómo podemos modificar ese crecimiento. Por cierto, Heracles acabó con la Hidra quemando las heridas que hacía tras cortar cada cabeza. ¡Espero que no hagáis esto con las plantas!

PLANTéatelo 35

objetivo Modificar el crecimiento de una planta para cambiar su aspecto.

materiales necesarios Una planta enredadera o con tallos largos (no vale una lechuga, por ejemplo). Etiquetas de dos colores distintos. 3. Rotulador permanente. 4. Tijeras. 1. 2.

4 1

procedimiento En esta práctica, que es muy sencilla de realizar, es importante elegir una planta que esté bien cuidada y regada. Puede ser tanto de una maceta que tengáis en clase como alguna del patio. En cualquier caso, cuanto más vigoroso sea su crecimiento, antes y de forma más clara se verá el resultado. Por último, es mejor utilizar plantas con hoja simple (como el Ficus) ya que las hojas 36 PLANTéatelo

las plantas y la hidra de 7 cabezas

compuestas (como las del tomate) pueden llevar a confusión. Una vez tenemos elegida la planta se deben marcar varias ramas con cintas de dos colores distintos. Anotad en las cintas el número de hojas expandidas que hay desde la cinta al extremo de la rama. Un color de cinta indicará que no se hace nada a la rama mientras que el otro será el de las ramas pinzadas.

C omo

se ve en el dibujo el pinzamiento

consiste en cortar la parte terminal de la

rama ( eliminar las hojas que todavía no

se han expandido ).

¡C uidado ,

le estamos

cortando la cabeza a la

H idra !

Tras unos días o semanas (según el vigor de la plantas) se observará que a las ramas pinzadas, donde se eliminó el ápice meristemático (la cabeza de la Hidra) le han salido nuevas ramas procedentes de las yemas de las axilas de las hojas. ¡Como ocurría con la Hidra cuando se le elimina una cabeza le salen muchas más! ápice meristemático

yemas axilares

rama procedente de las yemas axilares

nivel : secundaria

A diferencia de los animales, cuyo crecimiento se detiene a cierta edad, al alcanzar su tamaño definitivo, las plantas tienen crecimiento indefinido, es decir, crecen durante toda su vida siempre que las condiciones ambientales lo permitan. Además, en los animales, el crecimiento se produce en todo el organismo mientras que en los vegetales el crecimiento se produce sólo en ciertas áreas localizadas. Estas zonas donde se produce el crecimiento de una planta se llaman meristemos. PLANTéatelo 37

En ese momento podéis comparar el distinto desarrollo que han llevado ambos tipos de ramas. Las ramas que no se pinzaron habrán formado nuevas hojas (para comprobarlo contad las hojas expandidas que hay ahora desde la cinta al extremo de la rama). Las ramas pinzadas no ha podido crecer más (hay el mismo número de hojas expandidas que anotamos) y, han gastado su energía en brotar nuevas ramas laterales.

nivel : secundaria

El meristemo del extremo de una rama (ápice meristemático) es el que hace que pueda crecer en longitud. Además, en las axilas de las hojas (donde se unen hoja y tallo) se encuentran situados unos meristemos “durmientes”, no crecen porque el ápice meristemático produce una sustancia que inhibe su desarrollo. A este fenómeno se le llama dominancia apical. Cuando el ápice meristemático es dañado o eliminado, desaparece la sustancia que produce la dominancia apical y los otros meristemos se ”despiertan” y brotan, es decir, comienzan a crecer para dar una nueva rama lateral (igual que le pasaba a la Hidra).

Si repetís esta técnica de poda con vuestras plantas podréis cambiar su aspecto haciendo que estén más compactas y frondosas. Pero cuidado… ¡¡¡¡NO DESPERTÉIS A LA HIDRA DE SIETE CABEZAS!!!! 38 PLANTéatelo

cuaderno de laboratorio

CÓMO ALARGAR LA VIDA DE LAS FLORES CORTADAS

NIVEL DE DIFICULTAD:

BAJO CONCEPTO DEL PROCESO DE SENESCENCIA EN LAS PLANTAS La etapa final del desarrollo de una planta o de algunos de sus órganos (hojas y flores) es un proceso senescente. Este proceso se da en las hojas y flores presentes en la planta y se puede acelerar cuando las hojas y flores son separadas de la planta. Determinadas sustancias pueden ayudar a que la entrada en senescencia sea más lenta o más rápida. En el caso de las flores cortadas, podemos acelerar o retrasar su marchitamiento añadiendo al agua determinados nutrientes y compuestos de uso doméstico que pueden tener influencia en la duración de las flores cortadas. Es conocida la adición de aspirina y azúcar para mantener las flores en buen estado. Nosotros vamos a ensayar el efecto de estas dos sustancias y además vamos a usar también vinagre, que crea un medio ligeramente ácido, bicarbonato, que crea un medio ligeramente básico, y sal que crea, obviamente, un medio salino. Todos estos elementos están en la cocina de cualquier casa.

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objetivo En esta práctica vamos a estudiar qué sustancias ayudan a retrasar o a acelerar el envejecimiento de las plantas (senescencia).

materiales necesarios Una maceta de una planta con margaritas (u otro tipo de flores). 2. 24 Tubos “con faldón” (no necesitan introducirse en una gradilla). 3. 1 sobre de azúcar. 4. 1 sobre de sal o 1 salero. 5. 1 botellita de vinagre. 6. 1 envase con aspirinas infantiles (AAS de 100 mg). 7. 1 bote de bicarbonato. 8. Agua desionizada (agua para plancha). 9. Unas tijeras. 10. Una espátula o cucharita de café. 11. Una pipeta Pasteur. 12. Un rotulador permanente. 1.

7 5 2

10 11

6 3

Se puede partir de una planta creciendo en el entorno próximo, con abundantes flores, o de una o varias macetas que tengan flores en un estado de desarrollo muy parecido y que, al cortarlas, puedan tener unos 4-8 cm 42 PLANTéatelo

CÓMO ALARGAR LA VIDA DE LAS FLORES CORTADAS

de pedúnculo, para que el extremo del pedúnculo pueda estar sumergido en la solución que habremos preparado en un tubo. En el caso de las margaritas se trata de flores compuestas. En las flores simples es fácil distinguir los sépalos, pétalos, estambres y pistilos. Las margaritas son un tipo de flores compuestas que presentan un receptáculo, en el que se insertan las flores individuales (con sus sépalos, pétalos, anteras y pistilos) y del que emerge el pétalo que se suelda, generalmente con otros cuatro para dar un pétalo “visible”, que en realidad consta de cinco pétalos individuales soldados.

procedimiento

1. Preparar 24 tubos de la siguiente manera: - 2 tubos con 45 ml de agua del grifo. - 22 tubos con 45 ml de agua desionizada. - Apartar 2 tubos de agua desionizada. - Añadir vinagre a 4 tubos (2 ml, 4 ml, 6 ml, 8 ml) y mezclar bien. - Añadir sal a 4 tubos (1/4, 1/2, 3/4 y una cucharadita) y disolver. - Añadir bicarbonato a 4 tubos (1/4, 1/2, 3/4 y una cucharadita) y disolver. - Añadir azúcar a 4 tubos (1/4, 1/2, 3/4 y una cucharadita) y disolver. - Añadir aspirina infantil a 4 tubos (1/4, 1/2, 3/4 y una pastilla) y disolver. Se puede incluir algún otro compuesto que se considere interesante. El número de dosis y la cantidad se puede variar en función del material biológico disponible. Un rango razonable sería entre 2 y 4 dosis para cada compuesto. Los compuestos se pueden pesar en caso de disponer de una balanza adecuada o establecer una cantidad (en torno a unos 100-200 mg) y duplicar, triplicar y cuadruplicar, para ver el efecto de la concentración. Si no se puede pesar, se puede usar una cucharilla pequeña o una espátula con cuchara para medir las dosis. Si la cucharilla es muy pequeña se pueden poner 1, 2, 3 y 4 cucharillas de los compuestos sólidos y, si es algo mayor, se puede poner 1/4, 1/2, 3/4 y 1 cucharilla.

2. Cortar 24 flores de la planta con un pedúnculo de unos 8 cm y colocar en los tubos de forma que el corte del tallo esté sumergido y la flor esté en el aire. PLANTéatelo 43

las flores en el momento del corte

las flores transcurridos 10-12 días

El número de flores se puede adaptar al número disponible y al número de compuestos y dosis que se quiera ensayar. Se trata de crear lo siguientes medios: - acuoso: se puede utilizar agua del grifo y/o agua desionizada (para plancha). - un medio ácido suave: por adición de vinagre y de aspirina (la aspirina usada es AAS 100 mg que contiene otros aditivos que pueden tener efectos adicionales, como el manitol, almidón y la goma arábiga, además de sacarina y aditivos para sabor y color). - un medio básico suave: por adición de bicarbonato. - un medio salino: por adición de sal. - un medio enriquecido en nutrientes: por adición de azúcar.

3. Observar la evolución de las flores a lo largo de unos 10-12 días (se puede empezar un lunes y seguir hasta el viernes de la semana siguiente).

44 PLANTéatelo

obtención de datos

CÓMO ALARGAR LA VIDA DE LAS FLORES CORTADAS

¿Cuándo se empieza a observar algún cambio de color en las flores (pétalos, receptáculo...? ¿Cuándo se observa algún cambio (arrugamiento) en la forma de los pétalos?

Al final de la práctica, responder a las siguientes preguntas: ¿Hay diferencias entre las flores que están en agua desionizada y en agua del grifo? ¿Qué efecto producen el vinagre, el bicarbonato, la sal, el azúcar y la aspirina? ¿Hay alguna diferencia al aumentar la concentración de cada uno de ellos? ¿Hay crecimiento de hongos en alguna flor? ¿Cuál es el mejor medio y a qué concentración? Conclusión: Ordenar los medios (y concentraciones) de mejor a peor efecto sobre la senescencia.

actividades complementarias El experimento propuesto se dirige a comprobar qué compuestos alargan la vida de una flor cortada o aceleran su entrada en un proceso senescente (marchitamiento, en este caso). Alternativamente, se podrían utilizar plantulitas recién germinadas en vez de flores recién cortadas, aunque entonces el efecto sería más bien sobre el crecimiento y no sobre su senescencia natural, ya que en el caso de las flores, una vez producidas, su desarrollo las lleva a un proceso senescente estén, o no, en la planta. Una plantulita que empieza a crecer no tiene de forma inmediata un proceso senescente, es decir, el efecto sería sobre el crecimiento y, en todo caso, se podría hablar de senescencia inducida por el entorno. Otra forma alternativa de retardar la entrada en senescencia de las flores cortadas es mantenerlas en agua durante dos días, al cabo de los cuales se puede sacar la flor del tubo, hacer un nuevo corte, ligeramente por encima del anterior y ponerla de nuevo en el tubo con agua renovada. Repetir el proceso cada dos días. Si se quiere, se puede añadir este otro ensayo como indicativo de que, quizá, no haga falta hacer adiciones para prolongar la vida de la flor. PLANTéatelo 45

cuaderno de laboratorio

persiguiendo la luz sin piernas

NIVEL DE DIFICULTAD:

BAJO medio CONCEPTO DEL FOTOTROPISMO DE LAS PLANTAS Las plantas son organismos sésiles y por tanto no pueden desplazarse para buscar nutrientes, aproximarse al lugar donde se encuentran las condiciones de vida más favorables o alejarse de un peligro como hacen los animales. Para compensar esto, son capaces de crecer en la dirección que les interesa. Como las plantas necesitan luz para desarrollarse, cuando están en la oscuridad o en la sombra, al detectar luz en las proximidades, son capaces de cambiar la dirección de su crecimiento hacia donde procede la iluminación. Esta forma de crecer en la dirección de algún estímulo atractivo se llama tropismo. En concreto, su crecimiento en dirección a la luz se denomina fototropismo.

PLANTéatelo 49

objetivo El objetivo de esta práctica es comprobar como las plantas son capaces de cambiar la dirección de crecimiento cuando cambiamos la dirección de la luz que reciben.

materiales: Semillas de lentejas (o de cualquier otra planta de crecimiento rápido). Papel de cocina y macetas pequeñas con tierra. 3. Dos cajas grandes de cartón que podemos forrar de negro (una bolsa de basura negra servirá) para asegurarnos de que no entra o se refleja la luz. 1. 2.

1 3

procedimiento Pondremos las lentejas a germinar en macetas pequeñas o también pueden germinarse fuera de la maceta sobre un papel de cocina húmedo y luego transplantar con cuidado las que hayan germinado a la maceta. Si ponemos una planta por maceta necesitaremos al menos 4 macetas. Si ponemos más de una planta (no demasiadas porque se harán som50 PLANTéatelo

bra) podemos poner solo dos macetas y cada alumno o equipo puede hacerse responsable de sus dos macetas.

persiguiendo la luz sin piernas

Dejaremos crecer las plantas en las macetas hasta que alcancen de 5 a 10 centímetros. Durante este tiempo deben estar expuestas a la luz y es mejor si reciben la luz desde arriba. Para eso pueden colocarse dentro de las cajas de cartón con la parte de arriba abierta, aunque esto no es imprescindible. 5-10

cm de altura

Para comprobar como las plantas cambian la dirección de crecimiento para buscar la luz, colocaremos la mitad de las macetas en cajas en que la abertura se ha puesto de lado y cerca de una ventana o lámpara. Si su interior es oscuro (para que la luz no refleje) ésta solo les llegará por el lateral que está abierto. La otra mitad se ponen en cajas con la abertura hacia arriba.

PLANTéatelo 51

Después de un tiempo (de unas horas a un día) se podrá ver como las plantas de las cajas con la abertura lateral han crecido en ángulo dirigiéndose hacia la luz. Las que estaban en las cajas con la abertura hacia arriba crecerán verticalmente. plantas que han recibido la luz desde arriba

plantas que han recibido la luz desde un lateral

El tiempo que tardan en torcerse depende de la velocidad de crecimiento de las plantas. Las plantas jóvenes de lenteja crecen muy rápido y puede verse el efecto en unas 3 ó 4 horas (incluso menos). Con otras plantas que crecen más lento habrá que dejarlas hasta el día siguiente. Cuando las plantas se hacen más viejas pueden crecer más lento y hará falta más tiempo para ver el efecto. El experimento puede repetirse más de una vez con las mismas plantas. Las plantas pueden cambiarse de caja o simplemente girarse y esperar de nuevo a que cambien el ángulo de crecimiento.

actividad complementaria secundaria Las plantas cambian su dirección de crecimiento haciendo que la parte del tallo más alejada de la luz crezca más y la que está más cerca menos. Si pintas con rotulador unas marcas en ambas partes del tallo, veras como después de crecer en ángulo las marcas están más alejadas por un lado que por el otro. Si se hacen marcas en el tallo, se puede calcular la velocidad de crecimiento (en las que crecen verticalmente, midiendo la separación entre dos marcas al principio del experimento y después de varias horas. También pueden usarse diferentes especies de plantas y comparar los resultado entre ellas. 52 PLANTéatelo

cuaderno de laboratorio

LA COL CHIVATA

NIVEL DE DIFICULTAD:

BAJO medio Utilización de colorantes naturales (antocianinas) como indicadores de pH La col lombarda es una planta de la familia del repollo. Tiene un color muy peculiar, que varía dependiendo del suelo donde crece. Por ejemplo, si crece en suelos ácidos es de color rojizo. En España, Galicia o Extremadura son regiones en las que, por su naturaleza geológica, abundan los suelos ácidos. Si la col crece en suelos alcalinos, adquiere un color verdoso, pero lo normal cuando la compramos en el mercado es que sea de tono morado intenso. Este cambio de coloración se debe a las antocianinas (flavonoides) que son pigmentos hidrosolubles que se hallan en las vacuolas de las células vegetales y que otorgan el color rojo, púrpura o azul a las hojas, flores y frutos. Sus funciones en las plantas son múltiples, desde la de protección de la radiación ultravioleta hasta la de atracción de insectos polinizadores. En química hablamos de pH para referirnos a lo ácida o básica que es una solución, pH bajo (menor de 7) corresponde a los ácidos (como vinagre, zumos de cítricos, etc.), pH alto (más de 7) se refiere a productos básicos (como los jabones de limpieza, sosa, etc.). La acidez del suelo es importante para el crecimiento de las plantas, puesto que cada especie está adaptada a un tipo de suelo distinto. Aunque a simple vista no se distingue la acidez de una sustancia, algunos colorantes son extremadamente sensibles al pH, lo que permite utilizarlos como indicadores. Las antocianinas de la col lombarda son estupendos indicadores de la acidez de un medio.

PLANTéatelo 55

objetivo En esta práctica, emplearemos un extracto de col lombarda para crear nuestros papeles indicadores de pH. Primero construiremos nuestra escala de pHs, empleando distintas soluciones ácidas o básicas que se suministran en el kit. Esto nos servirá para distinguir en el laboratorio que sustancias son muy ácidas o muy básicas. Además al tratarse de material no toxico el alumno se puede llevar a casa algunos papelitos indicadores y probar la acidez o basicidad de otras sustancias de uso cotidiano.

materiales: Col lombarda fresca. Tijeras de cocina. 3. Alcohol al 96%. 4. Papel de aluminio y de cocina. 5. Mortero. 6. Una bandeja. 7. Soluciones a distintos pHs para construir nuestra “escala de pHs” (en el kit). 8. 5 tubos de ensayo de 15 ml de plástico y 5 pipetas Pasteur. 9. Vinagre, leche, solución jabonosa, solución de bicarbonato sódico. 10. Papel de filtro Whatman 3MM. 11. Guantes de goma y camiseta vieja para evitar manchas. 1. 2.

5 2

7 1

56 PLANTéatelo

procedimiento

LA COL CHIVATA

Consideraciones generales: al tratarse de un indicador muy sensible al pH todo debe de manipularse con material limpio, empleando guantes. El papel debe de ser papel Whatman de laboratorio, puesto que otros papeles están tratados químicamente y no sirven. El extracto de col lombarda mancha bastante, lo que puede servir al profesor para iniciar a los alumnos en seguridad laboral. El empleo de guantes y una camiseta vieja (o bata) será necesario en el proceso para evitar manchas, si bien la toxicidad del ensayo es nula. preparación del papel indicador

1- Comenzaremos la práctica cortando pequeños trozos de col lombarda

con unas tijeras (una hoja grande es suficiente). Colocamos los trozos en un mortero y añadimos 20 ml de Alcohol 96%. ¡OJO! El mortero deberá estar recubierto con papel de aluminio, para evitar el contacto con residuos.

2- Triturar hasta que el alcohol adquiera el color morado de la col. 3- En una bandeja se coloca la hoja de papel de filtro y se vierte el extracto de col, evitando que caigan trozos de la misma.

4- Dejar escurrir el exceso y secar unos 5-10 minutos sobre un papel de cocina.

5- Cortar tiras de aprox. 1 cm x 10 cm y repartirlas entre los alumnos. 6- Verter una pequeña gota de las soluciones a distintos pHs (en orden

ascendente). A medida que salen los colores vamos anotando al lado en lápiz el pH correspondiente.

Identificación del pH de distintas sustancias 1- Repetir la extracción del apartado anterior. Guardar los 20 ml del etanol “morado”. PLANTéatelo 57

Esta parte se puede hacer de dos formas:

2.1- Líquido: Cuatro tubos de ensayo conteniendo 3 ml de: Vinagre, leche, Bicarbonato sódico y solución jabonosa, añadimos a cada uno 0.5 ml aproximadamente del extracto. 2.2- Sólido: En una tira de papel indicador producido en el apartado anterior verter una pequeña gota de las soluciones a estudio. En ambos casos podemos estimar el pH de nuestra solución.

actividades complementarias

Primaria: Se pueden teñir más papeles con extracto y emplearlas como lienzos para pintar con las soluciones a estudio mediante un pincel haciendo que la práctica adquiera un carácter más lúdico. También pueden llevarse a casa pequeños papelitos para responder preguntas como: ¿Qué pasara si pongo pasta de dientes?, ¿y si coloco el papel en una patata?, ¿Qué hará una gota de limón?, ¿Es mas ácido el yogur que la leche?. Secundaria: Se puede acoplar a otras prácticas donde se estudie el crecimiento de plantas, o incluso realizar trabajo en casa, contestando a preguntas más complejas como: ¿Qué pH tiene la tierra de una maceta con plantas?. Si crezco un garbanzo sobre un algodón húmedo ¿a que pH se pondrá el algodón con el tiempo?. Si lo crezco con un poco de vinagre, ¿afectara a su crecimiento?.

58 PLANTéatelo

cuaderno de laboratorio

¿tienen adn los plátanos?

NIVEL DE DIFICULTAD:

BAJO medio extracción y observación de adn El ADN es la molécula que contiene la información genética de los organismos y se encuentra presente en cada una de las células de los mismos. La molécula de ADN está formada por cuatro nucleótidos, un idioma que utiliza únicamente cuatro letras: A, T, G, C. Combinándolas de distintas formas dan lugar a los genes, frases que la célula es capaz de leer y entender (dotarle de un significado). Los genes codifican las proteínas de nuestro organismo. El ADN de las células eucariotas se encuentra en su núcleo. Está enrollado junto a proteínas llamadas histonas formando la cromatina, que es lo que vemos en la mayoría del ciclo celular. Sólo cuando las células se van a dividir (proceso conocido como mitosis), esta cromatina se condensa formando los cromosomas. Como el ADN se encuentra en todas las células de todos los organismos, podemos extraerlo de cualquier tejido. Nosotros lo haremos a partir de plátanos, que da un resultado muy espectacular. núcleo

cromosoma

célula adn

nucleosomas

histomas

PLANTéatelo 61

objetivo El objetivo de este experimento es extraer y visualizar el ADN de las células de un plátano.

materiales: 1 plátano. 2. 1 mortero. 3. Sal gruesa. 4. 10 ml Solución de Lisis (NaCl al 10%). 5. 7 ml Etanol al 70%. 6. Solución de detergente (Dodecil Sulfato Sódico, SDS al 20%). También se pueden usar unas gotas de lavaplatos (recomendado Fairy). 7. Solución ácida. Se prepara diluyendo zumo de piña al 50% con agua. 8. 2 Tubos Falcon de 50 ml. 9. Embudo y Papel de Filtro (se puede usar el de las cafeteras). 10. Pipeta Pasteur. 11. Baño termostático (opcional). 1.

11 6

7 2

4 10

5 1 62 PLANTéatelo

procedimiento

¿tienen adn los plátanos?

1- Cortar una rodaja de plátano de 1 cm de grosor. 2- Machacarla en el mortero con ayuda de un poco de sal gruesa (media cucharada, aproximadamente).

3- Una vez queda hecha una pasta, añadir los 15 ml de solución de lisis (NaCl al 10%).

4- Verter toda la mezcla en el tubo Falcon de 50 ml y mezclar enérgicamente durante 1 minuto.

5- Pipetear con ayuda de la pipeta Pasteur 2 ml de la solución de detergente (SDS 20%) en el tubo Falcon.

6- Mezclar suavemente por inversión durante 30 segundos. 7- Pipetear con ayuda de la pipeta Pasteur 2 ml de la solución ácida. 8- Mezclar suavemente por inversión durante 30 segundos. 9- Incubar durante 20 minutos en un baño a 65ºC (opcional, mejora los resultados).

10- Filtrar la mezcla sobre el otro tubo Falcon de 50 ml, aprovechando únicamente los 6 primeros mililitros que salgan. 11- Verter cuidadosamente, inclinando los tubos, 7 ml de etanol frío al

filtrado anterior. Es importante no mezclar ambas fases.

12- Observar.

PLANTéatelo 63

resultados Con la fricción del mortero y la sal, hemos roto los tejidos. Como el medio externo resulta muy salino, las células tienden a expulsar el agua que contienen en su interior, de modo que las membranas se han separado de las paredes celulares. La solución de detergente consiguió desestabilizar y romper las membranas lipídicas de la célula de modo que todo el contenido celular se liberó. Con la solución ácida, se precipitó la mayor parte de las proteínas. Al filtrar y eliminar la mayor parte de restos vegetales, el DNA quedó en la fase acuosa y, por contacto con el alcohol, precipitó y quedó visible (precipitado blanco).

adn precipitado se dispone en la interfase de las fases acuosa y alcohólica , aunque las burbujas desprendidas por el contacto del alcohol frío con el medio acuoso caliente , lo suspenden temporalmente en la fase alcohólica

64 PLANTéatelo

cuaderno de laboratorio

¿tienen OJOS lAs plANTAs?

NIVEL DE DIFICULTAD:

BAJO medio CONCEPTO DE FOTORRECEPTORES Y FOTOMORFOGÉNESIS Las plantas necesitan la luz para llevar a cabo la fotosíntesis y para controlar su crecimiento y desarrollo. Este segundo uso de la luz para controlar el desarrollo estructural de las plantas se llama fotomorfogénesis y depende de la presencia de fotorreceptores especializados. Estos fotorreceptores son pigmentos químicos capaces de absorber ondas de luz específicas, es decir, capaces de “ver” la cantidad y el tipo de luz que reciben las plantas.

PLANTéatelo 67

objetivo En esta práctica, analizaremos el crecimiento de plantas de tabaco en condiciones de luz y de oscuridad. Para ello, llevaremos a cabo las siguientes etapas: 1. Preparación de placas Petri. 2. Siembra de semillas en las placas. 3. Crecimiento en condiciones de luz y de oscuridad. 4. Observación de los resultados obtenidos (crecimiento etiolado).

materiales: Semillas de tabaco. Placas Petri grandes y pequeñas. 3. Papel de filtro (en su defecto papel absorbente o de cafetera). 4. Agua destilada (preferentemente estéril, es decir hervida). 5. Pinzas (opcional). 6. Cinta Micropore 3M (o esparadrapo poroso). 7. Papel de aluminio. 1. 2.

3 1

68 PLANTéatelo

procedimiento

¿tienen OJOS lAs plANTAs?

1.- Preparación de placas Petri

Se prepararán 2 placas grandes y 2 placas pequeñas. Para ello, recortar papel de filtro (o papel absorbente) del tamaño de las placas y colocar 3 ó 4 capas de papel por placa. Humedecer el papel de filtro con agua (preferentemente, estéril).

2.- Siembra de las semillas Dibujar una línea que divida las 2 placas grandes por la mitad y distribuir a lo largo de esa línea aproximadamente 10 semillas en cada placa. Para ello, se pueden utilizar unas pinzas.

Distribuir uniformemente el resto de semillas en las 2 placas pequeñas. Sellar todas las placas con cinta Micropore o esparadrapo.

3.- Crecimiento Las placas se pondrán a crecer en distintas condiciones de luz. Para ello: - Envolver una placa grande y una placa pequeña en papel de aluminio de manera que impida totalmente la entrada de luz. - Crecer en vertical y en condiciones de luz natural las dos placas grandes (con y sin aluminio). - Crecer en horizontal y en condiciones de luz natural todas las placas pequeñas (con y sin aluminio). PLANTéatelo 69

4.- Observación de los resultados Se analizará el crecimiento de las plantas en las distintas condiciones. Sobre las placas grandes crecidas en vertical en luz y en oscuridad (con papel de aluminio), se pueden realizar medidas de los hipocótilos.

luz

oscuridad

Podéis ver el vídeo de crecimiento de plantas en luz y en oscuridad: http://plantsinmotion.bio.indiana.edu/plantmotion/ earlygrowth/photomorph/photomorph.html

70 PLANTéatelo

cuaderno de laboratorio

¿cómo crecen las plantas?

NIVEL DE DIFICULTAD:

BAJO alto plantas enanas y gigantes Las plantas, como las personas y los animales, tienen hormonas del crecimiento. Las plantas fabrican la hormona del crecimiento (que se llama giberelina) para controlar la altura del tallo. Cuando quieren crecer más, fabrican más hormona, cuando quieren parar de crecer, dejan de fabricar la hormona. En la naturaleza, existen mutantes enanos en muchas especies vegetales debido que fabrican poca hormona del crecimiento. Si aplicamos la hormona del crecimiento a las plantas, podemos crear gigantes; y si aplicamos un inhibidor de la hormona (que impide que la hormona se fabrique dentro de las plantas) su crecimiento se reducirá y obtendremos plantas enanas.

En gigantes

enanos

las macetas de la izquierda vemos mutantes de guisante que sintetizan más o menos hormona de crecimiento

PLANTéatelo 73

objetivo Comprobar como se puede manipular el crecimiento de las plantas añadiendo o inhibiendo la hormona del crecimiento.

materiales: Semillas de guisantes (se pueden usar tambien otras semillas). 2. Cajas de Petri o fiambreras de plástico para germinar las semillas. 3. Tubos de 15 y 50 ml graduados para preparar las soluciones. 4. Hormona del crecimiento (Giberelina, GA) concentrada 1000 veces (1000 μM). 5. Inhibidor (Paclobutrazol, PAC) concentrada 1000 veces (1000 μM). 6. Macetas con tierra. 7. Pipeta de plastico. 8. Papel absorbente (cualquier rollo de papel de cocina sirve). 1.

3 7 2 8

procedimiento

Preparación de las soluciones de hormona e inhibidor 1. Diluir 10 veces la solución concentrada: a partir de la solución concentrada 1000 veces (Tubo 1) de hormona o inhibidor, se toma 0,5 ml con la pipeta

74 PLANTéatelo

¿cómo crecen las plantas?

de plastico. Se deposita en un tubo graduado de 15 ml (tubo 2). Se llena con agua hasta la marca de 5 ml.

2. Diluir 100 veces la solución del tubo 2: se toma con la pipeta 0,5 ml y se

lleva a un tercer tubo graduado (tubo 3) de 50 ml. Se completa con agua hasta 50 ml. El tubo 3 tiene una dilución respecto a la concentración inicial del tubo 1 de 1/1000.

Tratamiento de las semillas. 1. Se coloca papel absorbente en tres cajas de plastico. 2. Se humedece el papel absorbente cada caja con la solucion de hormona (GA), o de inhibidor (PAC) o con agua.

3. Se pone un número parecido de semillas en cada una de las cajas (unas 10 semillas de guisante por caja).

4. Se cierran las cajas y se rotulan adecuadamente con la solucion de tra-

tamiento utilizada y la fecha. Se envuelven las cajas con film de cocina para evitar que se evaporen las soluciones y se sequen las semillas.

Germinación

Incubar a temperatura ambiente durante varios días y observar la germinación en cada uno de los medios: sin aditivos, con la hormona de crecimiento y con el inhibidor. Hacer una tabla anotando los resultados (nº de semillas germinadas) cada día a partir del día 3 ó 4.

Crecimiento

A partir del día 5-6, observar las plántulas de las cajas y comparar su crecimiento (se pueden medir colocándolas encima de un papel milimetrado). Medir el tallo y la raíz de las plántulas en cada uno de los medios. Hacer una tabla y comprobar el efecto de la hormona y el inhibidor. En esta fase no se suele detectar mucho efecto porque las propias semillas contienen hormonas, y solo cuando estas son consumidas el efecto del inhibidor empieza a detectarse. PLANTéatelo 75

Crecimiento en maceta

Las semillas germinadas se transfieren con cuidado a las macetas y se cultivan a la luz durante varios días o semanas. Durante este tiempo no es necesario continuar los tratamientos. El efecto de la hormona o el inhibidor persiste durante bastante tiempo. Se tomaran medidas de la altura de las plantas vez en cuando o al final del experimento.

plantas de guisante que sufrieron distintos tratamientos durante 5 días y se dejaron crecer 8 días en maceta . E n el centro están las plantas testigo , que no fueron tratadas . A la izquierda , dos plantas que han sido tratadas con la hormona de crecimiento (G iberelina , GA) y a la derecha dos plantas tratadas con un inhibidor de la hormona (P aclobutrazo , PAC)

resultados Comentar los resultados y discutir con los alumnos las posibles aplicaciones que estos tratamientos pueden tener en la vida real: ventajas de producir plantas más altas o más bajas (facilitar recolección de frutos, etc.).

76 PLANTéatelo

cuaderno de laboratorio Tabla con los resultados de germinación Día Medio sin aditivos Con hormonas de crecimiento (GA) Con inhibidor del crecimiento (PAC)

Número de semillas gerninadas 0 3 4 5 6

Tabla con los resultados de crecimiento después del trasplante a maceta Medidas después del trasplante a maceta 1 2 3 4 5 6 7 8

Plántula nº Medio sin aditivos Con hormonas de crecimiento (GA) Con inhibidor del crecimiento (PAC)

pintando con plantas

NIVEL DE DIFICULTAD:

BAJO alto CONCEPTO DE FOTOSÍNTESIS Las plantas tienen la asombrosa capacidad de convertir la energía solar en energía química. Lo hacen a través de un conjunto de reacciones químicas, todas ellas denominadas fotosíntesis, dando lugar a la formación de azúcares. Las estructuras fotosintéticas (cloroplastos) exportan el azúcar a estructuras que no pueden producirla, o bien la acumulan en forma de almidón, para su posterior degradación en momentos en los que sea necesario como, por ejemplo, en oscuridad.

PLANTéatelo 79

objetivo En esta práctica vamos a reproducir imágenes en hojas de geranio tiñendo su almidón. Las etapas serían las siguientes: 1. Eliminar el almidón presente en las hojas (poniéndolas en oscuridad). 2. Iluminar las hojas sin almidón a través de una transparencia con un dibujo en blanco y negro. Únicamente se formará almidón en las zonas en las que llegue la luz a la hoja y se pueda producir la fotosíntesis (zonas de la transparencia sin dibujo). 3. Teñir el almidón formado.

materiales: Hojas de Geranio. Foco de luz. 3. Cartulina negra, transparencias (acetatos) y clips. 4. Vasos de precipitado o resistentes al microondas. 5. Etanol al 80% (500 ml). 6. Agua destilada (250 ml). 7. Lugol [solución de yodo molecular (I2) y yoduro de potásico (KI) en agua destilada]. 8. Microondas. 9. Material opcional: Bicarbonato sódico. Cristales de 15×15 cm. Placa Petri. 1. 2.

6 3 1

80 PLANTéatelo

pintando con plantas

procedimiento

1- Eliminación del almidón de las hojas Se cortan las hojas y se dejan en oscuridad 24 horas, para que se consuma el almidón acumulado en las mismas. Las hojas más indicadas son las del geranio, pero en general puede servir cualquiera que no tenga una superficie lisa y que esté en crecimiento activo (hojas jóvenes).

2- Iluminación selectiva de la hoja La hoja cortada se coloca sobre una cartulina negra impregnada de agua. Opcionalmente, se puede impregnar en una solución de bicarbonato sódico al 5% (p/v) que proporciona una atmósfera saturada de CO2, con lo que los resultados mejoran. Encima de la hoja se coloca una transparencia con un dibujo en blanco y negro (por ejemplo, un sol) y se sujeta con clips. Se puede cubrir con un cristal para evitar que se mueva. Iluminar la hoja una hora aproximadamente, con un foco de luz colocado a una distancia de 25-30 cm. En su defecto, se puede iluminar con luz natural.

25-30

cm .

PLANTéatelo 81

3- Revelado Transcurrida la hora, hervir etanol al 80% (puede utilizarse un microondas) y desteñir la hoja en él. Mantenerla hasta que la hoja quede totalmente blanca. Tratar la hoja con suavidad pues el etanol la hace frágil. Lavar la hoja en un recipiente de agua destilada para retirar todo el alcohol sobrante, y teñirla posteriormente en una placa de Petri (u otro recipiente similar) con una solución de lugol. Mover suavemente cada cierto tiempo. La imagen se desarrollará en 5-10 minutos.

4- Conservación Para la conservación de la hoja de almidón se puede prensar y desecar. En estas condiciones puede durar años.

**P ráctica adaptada de la web de “A merican S ociety of P lant B iologists ”. http :// my . aspb . org / members / group _ content _ view . asp ? group =80400& id =99877& hh S earch T erms = school 82 PLANTéatelo

cuaderno de laboratorio

¿SE PUEDE CULTIVAR UN HUERTO EN UN TARRO?

NIVEL DE DIFICULTAD:

alto BAJO INTRODUCCIÓN AL CULTIVO IN VITRO DE PLANTAS El cultivo in vitro permite el crecimiento y desarrollo de plantas o partes de plantas en condiciones especiales, dentro de recipientes de vidrio. En estas condiciones se debe suministrar a la planta todo lo que necesita para su desarrollo: agua, nutrientes, luz y aire. El agua y los nutrientes se aportan con el medio de cultivo. La luz les llega a través de las paredes de los recipientes de vidrio. Por último, pueden disponer de aire porque, aunque se cultive en recipientes con tapa, nunca se hace mediante cierres herméticos. En estas condiciones de trabajo debemos evitar que los microorganismos lleguen al medio de cultivo porque nos estropearían nuestras plantas. Para ello tenemos que utilizar distintas estrategias para eliminar los microorganismos presentes en el material que se va a utilizar y evitar que, una vez estéril, se pueda contaminar de nuevo durante su manipulación. Esta práctica se puede dividir en tres actividades: esterilización del material vegetal, preparación y esterilización del medio de cultivo y cultivo del material vegetal en condiciones asépticas.

PLANTéatelo 85

objetivo El objetivo de esta práctica es que el alumno conozca cuáles son los métodos básicos del cultivo in vitro y sus características.

1- Esterilización del material vegetal materiales: Autoclave u olla a presión doméstica. 2. Guante protector de quemaduras. 3. Probeta o vaso graduado. 4. Recipientes de vidrio (conservas). 5. Papel de aluminio. 6. Sobre de semillas. 7. Lejía, agua y lavavajillas. 8. Alcohol (etanol de 96%). 9. Mechero de gas (tipo camping). 10. Pinzas y/o cuchara metálicas. 1.

1 7

9 8

procedimiento Se preparan dos o tres recipientes con agua (a la mitad de su capacidad) y uno vacío y se cubren con tapas dobles de papel de aluminio. Los botes se esterilizan en un autoclave o una olla a presión. Una vez se ha enfriado todo este material se puede comenzar con la esterilización de las semillas. 86 PLANTéatelo

¿SE PUEDE CULTIVAR UN HUERTO EN UN TARRO?

La esterilización de las semillas se hace sumergiéndolas en una solución 50% de lejía con unas gotas de cualquier tensoactivo (un poco de lavavajillas puede cumplir esta función). El tiempo que deben permanecer en lejía puede variar de 10 a 30 minutos según el tipo de semillas. En principio se puede hacer un tratamiento de 15 minutos (si las tenemos poco tiempo en lejía aparecerán contaminaciones mientras que si nos pasamos las semillas no germinarán). Tras ese tiempo debemos pasar las semillas por los tres botes con agua estéril (5 minutos en cada bote como mínimo) para eliminar la lejía de su superficie. Este paso es el primero que debe hacerse en condiciones de esterilidad ambiental. Para ello encenderemos un mechero de gas y trabajaremos cerca para evitar que alguna espora que haya en el aire caiga en las semillas o en el medio y nos lo contamine. Por el mismo motivo las semillas se deben manipular con las pinzas previamente flameadas.

2- Preparación y esterilización del medio de cultivo materiales: Balanza o vaso medidor de cantidades. 2. Probeta o vaso graduado para medir volumen. 3. Vaso de precipitados y matraz. 4. Agua destilada. 5. Sales minerales Murashige & Skoog (MS) y agar (suministrado en el kit). 6. Sacarosa. 7. Recipientes de vidrio (conservas). 8. Papel de aluminio. 9. Autoclave u olla a presión doméstica. 10. Guante protector de quemaduras. 1.

2 7

5 PLANTéatelo 87

procedimiento Para comenzar debes preparar el medio de cultivo disolviendo en un litro de agua destilada las sales minerales, y 10 g de azúcar. Una vez disuelto, se añaden 8 g de agar y se hierve el medio (lo ideal es hacerlo en un microondas o en un hornillo con agitación continua para que el agar no se estropee). Cuando se ha fundido el agar se distribuye el medio entre los recipientes de vidrio que se vayan a utilizar (aproximadamente un dedo de medio de cultivo en cada recipiente) y se cubren con tapas dobles de papel de aluminio. Los botes se esterilizan como en el paso anterior y se dejan enfriar hasta que el medio gelifique (se solidifique) por acción del agar.

3- Cultivo del material vegetal en condiciones asépticas materiales: 1. Botes con el medio de cultivo.

2. Bote con las semillas estériles sumergidas en agua. 3. Pinzas y/o cuchara metálicas. 4. Alcohol (etanol de 96%).

5. Mechero de gas (tipo camping).

3 1

procedimiento Trabajamos al lado del mechero durante todo esta actividad. Las semillas 88 PLANTéatelo

¿SE PUEDE CULTIVAR UN HUERTO EN UN TARRO?

se pasan del recipiente con agua a los botes con medio con una pinza o cuchara que previamente hemos flameado con etanol para esterilizarla. Una vez que se han colocado las semillas sobre el medio de cultivo, los recipientes se tapas con el papel de aluminio para que no entre ningún microorganismo. El cultivo inicial se debe mantener en oscuridad hasta que se observe la germinación de las semillas (como en la semilla de la derecha de la siguiente figura), que puede tardar de uno a diez días. En ese momento se debe pasar a un lugar con luz (ventana soleada), con una temperatura ambiente de unos 22-24ºC y en el que se puedan ir viendo los cambios que van a ir experimentando las plántulas (emisión de raíz, apertura de cotiledones, elongación, desarrollo de las primeras hojas,…).

Una olla a presión doméstica se puede considerar como un pequeño autoclave. Nos puede servir para esterilizar medios o material sometiéndolos a una temperatura y presión elevadas. - Poner un pedazo de tela en el fondo (un trapo cualquiera) para que los frascos no toquen el fondo de la olla y no se revienten con el calor. - Añadir con 2-3 cm de agua. - Colocar los frascos con el medio o con agua tapados con papel de aluminio. - Cerrar y calentar en un fogón a fuego fuerte hasta que la pesa comience a moverse y liberar vapor o el medidor marque 15 psi. - Dejar a 15 psi unos 20-30 minutos a fuego suave. - Apagar al tiempo deseado y esperar a que la presión baje y la olla enfríe totalmente. No se debe abrir la olla antes porque la diferencia de presión o temperatura hará que entre aire “no estéril” a los frascos creando un peligro de contaminación. PLANTéatelo 89

cuaderno de laboratorio

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PLANTéatelo

1ª Edición. Enero 2012 Coordinador: Luis Cañas Editor: Alejandro Sarrion-Perdigones Autores: Alejandro Atarés, Luis Cañas, Juan Carbonell, María Dolores Gómez, Purificación Lisón, Isabel López, Amparo Pascual-Ahuir , Alba Timón, Alejandro Sarrion-Perdigones Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas www.ibmcp.upv.es Diseño y Maquetación: Elías V. Garnelo Imprime: La Imprenta CG

Proyecto PLANTéatelo: la Ciencia es Divertida (FCT-2011-1578) www.planteatelo.es Financiado por la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología - Ministerio de Ciencia e Innovación

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