PRÁCTICA 6: Respiración
INTRODUCCION:
En la sesión se busca reflexionar acerca de los procesos de respiración. Para el reporte de práctica se recomienda investigar el marco de referencia teórico de la sesión.
Por un lado se busca se desarrollen experimentos relacionados con la glucolisis y en forma complementaria estrategias para medir la respiración con base en la producción de dióxido de carbono en organismos acuáticos.
Para la medición del dióxido de carbono se basa en un método de titulación. Cuando el dióxido de carbono se disuelve en el agua, en gran parte reacciona con las moléculas de agua para formar ácido carbónico. El ácido carbónico es un ácido débil, sin embargo reduce el pH del agua del lago. El nivel en la atmósfera y el disuelto en el agua con el tiempo llegan a un equilibrio, donde el CO2 atmosférico se disuelve en el agua tan rápido como el CO2 disuelto se escapa. Cuando se alcanza el equilibrio, la concentración de CO2 dejaría de cambiar. En realidad, sin embargo, hay otros factores como la respiración, la fotosíntesis, procesos de oxidación o incluso la contaminación, por lo que los niveles de CO2 disuelto usualmente no están en equilibrio.
El dióxido de carbono disuelto en agua llega al equilibrio carbónico en el agua conforme la siguiente ecuación:
CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3 - ↔ H+ + CO32
El proceso de titulación lo entendemos en el cual una solución se le añade a otra solución de manera que reaccione bajo unas condiciones específicas para que el volumen añadido pueda ser medido con precisión. La titulación se asocia comúnmente con reacciones de ácido-base, pero se puede usar en otros tipos de reacciones.
En nuestro caso el CO2 que producen estos organismos durante la respiración celular se convierte en un ácido (ácido carbónico: CO3), cuya concentración se medirá por medio de una titulación usando un indicador de pH (fenolftaleína).
El cambio en pH, se observara cuando donde se obtiene el equilibrio entre pH ácido y básico. Este cambio en pH sucede al añadirle una solución básica de NaOH a la muestra ácida, y se observa por un cambio en color; de esta forma se podrá calcular la producción de CO2 para los organismos.
Competencia: Comparar los métodos utilizados para la identificación de orgánelos en tejidos multicelulares, con base en la utilización de técnicas básicas, para su posterior aplicación en el campo profesional, con disciplina y respeto.
MATERIAL:
Tubos de ensayo
Gradillas
Tapón monohoradado
Micropipeteadores
Recipientes para contener a los organismos
¿Qué debe llevar al laboratorio?
Para los experimentos se requiere contar con varios peces de acuario y vegetales acuáticos.
Por equipo de 3 o 4 personas
1 buretra de 25 ml
1 soporte universal
4 matraces de 150 ml
Metodología:
Fermentación (experimento 1):
1.- Prepare el dispositivo para observar el proceso de fermentación.
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2.- En un recipiente mezcle 20 ml de agua con medio gramo de un tipo de azúcar. Agregue medio gramo de levadura deshidratada.
3.- Con cuidado llene el tubo de ensayo y tápelo con el tapón con el tubo de vidrio en forma ”S” con la mezcla preparada, procurando eliminar todo el aire del extremo cerrado. En el caso de que hubiera quedado algo de aire, marque hasta donde está el líquido. Mida el tiempo de reacción.
4.- Mantenga en posición vertical los extremos del tubo, preferentemente a 37ºC.
5.- Prepare al menos otros tres tipos de azucares.
6.- Utilice el azúcar comercial como control positivo. Prepare un control negativo. Mida el tiempo de reacción.
7.- Mantenga cada una de las reacciones al menos por 30 minutos.
Anote cualquier cambio que observe en la mezcla.
El gas producido se acumulará en el extremo cerrado del tubo "S". Registre el nivel del gas cada cinco minutos por alrededor de 30 min. Observe cualquier cambio en la mezcla. Anote los datos en una tabla.
Fermentación (experimento 2):
1.- En el vaso de vidrio se disuelve una cucharada de azúcar en el agua previamente calentada a unos 37ºC.
2.- Adicionalmente se agrega una cucharada de levadura y se homogeniza.
3.- La mezcla de la levadura se coloca en una en la bolsita plástica y se cierra bien, cuidando de no dejar nada de aire dentro de la bolsa.
4.- Describa lo que ocurre después de 15 minutos...Experimento de respiración aerobia
1.- Seleccione una muestra de peces (1 o 2). Estime el volumen de los organismos, utilizando una probeta de 100 ml
2.- Seleccione una muestra de vegetales acuáticos (1 o 2), considere un utilizar un volumen parecido al que ocupen los peces. Estime el volumen de los organismos, utilizando una probeta de 100 ml
3.- A los recipientes de la prueba agregue un volumen conocido (aproximadamente 200 ml). En un recipiente agregue los peces, en un segundo los vegetales y en un tercero solo un volumen equivalente de agua. Mida la concentración del dióxido de carbono en una muestra de agua homologa a la utilizada inicialmente. Tape todos los recipientes con un pedazo de parafilm o papel aluminio.
4.- Después de al menos una hora y media, trasfiera 100 ml de líquido del primer recipiente en un matraz y realice la titulación correspondiente.
5.- Repita el procedimiento para los otros recipientes.
6.- Determine la concentración del dióxido de carbono en cada recipiente y compárelo con la primera valoración.Procedimiento de titulación para CO2
1.- Tome 100 ml de la muestra y añada 20 gotas de la solución A.
2.- Agregue gota a gota (con una bureta) la solución B agitando ligeramente después de cada gota.
3.- Si existe dióxido de carbono libre en la muestra, el color rojizo que toma por la adición del hidróxido de sodio desaparece otra vez.
4.- Continúe añadiendo la solución B hasta que la coloración rojiza persista en toda la muestra al menos durante 3 min, teniendo un fondo blanco y mirando desde arriba.
Cálculos
mg CO2/L = mI de NaOH gastados x 22Reactivos
Solución A. Solución alcohólica de fenolftaleína al 0.1 %: 0.1 g de fenolftaleína se aforan a 100 ml con alcohol isopropílico al 96 %. Se recomienda preparar 25 ml.
Solución B. Solución de hidróxido de sodio 0.05 N: 2.03 g de hidróxido de sodio se aforan a 1000 ml con agua destilada. Se recomienda preparar 100 ml.
El método se describe con base en los protocolos de la NOM NMX-AA-073-SCFI-2001. ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE CLORUROS TOTALES EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA y de Franco López J et al. 2011. Ecología y conservación, Laboratorio y campo. 1ª ed. Ed. Trillas. México. 266 pp.
Recomendaciones para plasmar los resultados y su análisis
Describa en cada protocolo lo que sucede en cada paso.
Analice cada uno de los pasos, con base en la información teórica de la práctica, es decir interprete lo que se hace en cada paso.
¿Las levaduras son procariotas o eucariotas?
¿En qué partes de la célula de levadura ocurre la glucólisis?
¿El tipo de carbohidrato fermentado afecta la tasa formación de gas?
¿Qué tipo de carbohidrato sustentó la tasa más rápida de fermentación?
¿Qué molécula es desdoblada en la reacción que produce el CO2?
¿Por qué es ventajoso para un organismo realizar fermentación?
Con base en el análisis, describa puntualmente lo que aprendió.
