Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología PRÁCTICA No. 1 Individuo y especie Nombre _____________________________________________Gpo. ____ Docente________________________Plantel ___________Fecha _______ OBJETIVO El alumno a través de la experimentación, encontrará la diferencia entre individuo y especie. FUNDAMENTO TEÓRICO Se denomina especie al conjunto de organismos morfológicamente semejantes que provienen de ancestros comunes; organismos que pueden cruzarse genéticamente y su descendencia es fértil. Esta última característica es importante, ya que existen especies muy cercanas, cuyos miembros pueden entrecruzarse, ya sea de forma natural o a través de métodos artificiales de fecundación, pero su descendencia es estéril. Estos individuos reciben el nombre de híbridos (organismos que provienen del cruce de progenitores genéticamente diferentes) y no constituyen una especie propia. Un individuo es un organismo que presenta características propias, es un ser biológicamente organizado y representa la unidad fundamental de una fundamental de una población determinada. Una población se compone con individuos de la misma especie que se desarrollan en un mismo lugar. Los individuos de una población tienen rasgos similares, ya que pertenecen a la misma especie, pero existen algunas diferencias entre ellos, como son el color, el tamaño, la complexión, la resistencia a las enfermedades y la capacidad de adaptarse al medio, esto puede observarse, por ejemplo, en los cachorros de una camada, los peces de un cardumen y las plantas de un mismo cultivo. PROBLEMA A RESOLVER ¿Qué características presentan los individuos de una misma especie y los individuos de especies diferentes? 1 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología MATERIAL 1 Lupa 1 Navaja 2 Rosas maduras de distinto color 2 Gladiolas maduras de distinto color PROCEDIMIENTO 1. Coloca las rosas sobre la mesa de trabajo; observa la forma y disposición de las hojas y las espinas del tallo de cada una; registra las semejanzas y diferencias más notables. 2. Observa cuidadosamente la estructura de las flores; fíjate en sus semejanzas y diferencias. Desprende los sépalos de ambas rosas y cuéntalos. Haz lo mismo con los pétalos. 3. Mira a través de la lupa las anteras y los granos de polen de los estambres, localiza el gineceo y córtalo longitudinalmente. Compara ambas estructuras reproductoras y registra las diferencias y semejanzas que encuentres. 4. Toma los tallos de las gladiolas y observa la disposición de las hojas y de las flores. Cuenta el número de flores y determina en que aspecto son similares y en cuales diferentes. 5. Retira una flor de cada tallo, fíjate en su estructura; desprende los sépalos y los pétalos y cuéntalos. Registra tus observaciones en el espacio indicado. 6. Compara las rosas con las gladiolas tomando en cuenta las características más relevantes, analiza si existen estructuras equivalentes entre ellas y si algunas tienen órganos que no aparecen en otras. OBSERVACIONES: 1. Registra en el cuadro cada una de las observaciones realizadas y contesta las preguntas que se te hacen en relación a la práctica que efectuaste. Rosa 1 Rosa 2 Gladiola 1 Gladiola 2 Color Número de sépalos Número de pétalos Número de estambres Tipo de ovario Tipo de hojas Forma del tallo 2 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología 2. ¿Qué diferencias y semejanzas encontraste entre las especies de flores? 3. ¿Cómo son los granos de polen de las rosas y de las gladiolas? PREGUNTAS: 1. ¿Pueden cruzarse las rosas y las gladiolas para crear una nueva especie? Fundamenta tu respuesta. 2. ¿A que se debe que existan diferencias externas e internas en las flores de distintas especies? 3. ¿Que características presentan los organismos que pertenecen a la misma especie? 4. ¿A que se debe la diversidad de especies, tanto en plantas como en animales? PRÁCTICA No. 2 Relación entre poblaciones Nombre _____________________________________________Gpo. ____ Docente________________________Plantel ___________Fecha _______ OBJETIVO El alumno a través de un juego educativo, determinará el tipo de relación entre poblaciones. FUNDAMENTO TEÓRICO Las poblaciones tienen diversos comportamientos que dependen de su densidad, natalidad, distribución, sexos y edades, entre otros factores. Siempre existe una lucha entre los individuos de diferentes poblaciones 3 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología que viven en una región. Existe una competencia constante para alimentarse, protegerse y reproducirse. Si una población es beneficiada con la interacción, su crecimiento aumenta. Si resulta perjudicada, su crecimiento disminuirá, existiendo así estabilidad durante un tiempo entre las especies que interactúan. Una de las principales relaciones que se presentan entre poblaciones diferentes es la competencia, que se define como la lucha de dos o más individuos por alcanzar algo. Puede ser de dos tipos: directa e indirecta. La competencia directa se da siempre y puede ser: a) Intraespecífica, entre individuos de la misma especie, ya sea por alimento, pareja o territorio. b) Interespecífica, entre individuos de especies diferentes que se establecen en un mismo hábitat y que luchan por recursos alimentarios o espacio vital. La competencia indirecta puede ser intra e interespecífica y solo se presenta cuando hay disminución o carencia ocasional de un recurso, como pueden ser los nutrientes o el agua; en este caso solo los más fuertes o más adaptables sobrevivirán. PROBLEMA A RESOLVER ¿Por qué se presentan entre las poblaciones de una comunidad la competencia por un mismo recurso, como el alimento? MATERIAL Hojas de papel de tres colores diferentes Tijeras 2 Bolsas de plástico grandes PROCEDIMIENTO 1. Dividir al grupo en dos equipos. El número de integrantes de cada equipo será el mismo. 2. Un equipo representará a los chapulines y el otro a las musarañas. 3. Los equipos se diferenciarán por el color del gaffete. 4. El maestro arrojará al suelo, cuadritos de papel de un solo color, los cuales representarán los granos de maíz. 5. Los equipos entrarán en acción, recogiendo del suelo los cuadritos de papel y los depositarán en la bolsa de plástico. Cada bolsa se colocará en un lugar específico. 4 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología 6. Se llevará a cabo el conteo de los cuadritos de papel al finalizar la recolección. OBSERVACIONES: 1. ¿Qué equipo recolectó más cuadritos de papel? 2. ¿Por qué razones crees que ocurrió esto? 3. ¿Qué sucedería si una de las poblaciones fuera más grande que la otra en dicha competencia? PREGUNTAS: 1. ¿Qué tipos de relaciones se pueden presentar entre las poblaciones de una comunidad? 2. ¿Cuáles son los recursos por los cuales compiten las poblaciones? 3. ¿Cuál es la razón por la cual una de las poblaciones es predominante? PRÁCTICA No. 3 Diversidad del mundo vivo Nombre _____________________________________________Gpo. ____ Docente________________________Plantel ___________Fecha _______ OBJETIVO El alumno describirá por escrito algunas características de organismos de los reinos protista, plantae y animalia como consecuencia de una práctica de laboratorio con diversos organismos. FUNDAMENTO TEÓRICO Nuestro planeta está habitado por una gran diversidad de organismos, desde los virus y bacterias hasta las plantas y animales superiores. Esta enorme variedad ha planteado dificultades para elaborar una clasificación 5 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología coherente y rigurosa. A pesar de ello, los seres vivos se han clasificado en los siguientes reinos: monera, formado por organismos procariontes unicelulares; protista, compuesto por seres eucariontes, unicelulares o pluricelulares; fungi, al que pertenecen los hongos, tanto microscópicos como macroscópicos; plantae, formado por los vegetales y animalia, reino integrado por los animales. Los organismos del reino monera son los organismos más antiguos que existen sobre la tierra y no tienen núcleo definido. Los del reino protista, están constituidos por células con núcleo y organelos bien definidos. Los del reino fungi pueden ser unicelulares o pluricelulares, generalmente viven en tierra y no realizan la fotosíntesis. Los del reino plantae, están constituidos por células con paredes de celulosa que se organizan en tejidos, sistemas y órganos; son seres autótrofos y viven fijos en un lugar. Los organismos del reino animalia tienen células especializadas, como las nerviosas, que se organizan en tejidos, órganos y sistemas; son heterótrofos y poseen movimientos y sensibilidad muy desarrollados. PROBLEMA A RESOLVER ¿Cuáles son las características que diferencian a los distintos reinos que integran a la biodiversidad en el planeta? MATERIAL SUSTANCIAS Microscopio 20 ml de agua estancada 1 Lupa 5 ml de agua potable 2 Portaobjetos 1 Caja de Petri 2 Frascos de boca ancha de 250 ml 1 Aguja de disección 2 Cubreobjetos 1 Gotero 1 Cinta adhesiva transparente 1 Navaja 1 Vegetal completo con raíz, tallo, hojas y flores 1 Chapulín PROCEDIMIENTO 1. Vierte la muestra de agua estancada en un frasco de boca ancha y déjala en reposo durante un minuto. Extrae del fondo del frasco una gota de agua, colócala sobre un portaobjeto y cúbrela. Lleva la preparación al microscopio y observa con el objetivo de mayor aumento. 6 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología 2. Observa con atención los organismos que están presente en la muestra de agua, advierte que algunos de ellos se mueven debido a que poseen apéndices locomotores, como cilios o flagelos. Fíjate en el color, la forma y el tamaño de sus organismos. Finalmente, localiza el núcleo y los organelos celulares. Registra tus observaciones. 3. Analiza minuciosamente los órganos que integran al vegetal; fíjate en la forma de la raíz, el tallo, las hojas y las flores. 4. Realiza varios cortes transversales de una hoja del vegetal; elige el más delgado y colócalo en un portaobjetos; añádele una gota de agua y cúbrelo. Observa el corte en el microscopio con el objetivo de mayor aumento. Identifica las estructuras celulares de la hoja y compáralas con las de los organismos de la muestra de agua. 5. Extrae el chapulín del frasco, procura manejarlo con cuidado para no dañarlo. Fija el abdomen y cada una de las partes del animal de la caja de Petri con tiras de cinta adhesiva. 6. Con la ayuda de la lupa y la aguja de disección observa las partes en las que está dividido este organismo: cabeza, tórax y abdomen. Localiza en la cabeza: la boca, los ojos y las antenas; en el tórax: las alas, las patas y sus articulaciones; en el abdomen: los estigmas respiratorios. 7. Compara la estructura orgánica del animal con lo que observaste antes. OBSERVACIONES: Completa los siguientes enunciados a partir de las observaciones realizadas: 1. Los organismos observados en la muestra de agua pertenecen al reino: 2. El vegetal analizado pertenece al reino: 3. El chapulín pertenece al reino: 4. Dibuja las estructuras analizadas en el microscopio. PREGUNTAS: 1. ¿A que se debe la diversidad de los seres vivos que existe en el planeta? 2. ¿Cuáles son las principales diferencias entre un organismo vegetal y otro del reino protista? 7 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología 3. ¿Cuáles son los órganos locomotores de los organismos protistas de vida libre? 4. ¿A que se debe que los organismos del reino plantae son más evolucionados que los del reino protista? 5. ¿Por qué los organismos del reino animalia son más evolucionados que los del reino plantae? PRÁCTICA No. 4 Recursos naturales (Para realizarse en casa) Nombre _____________________________________________Gpo. ____ Docente________________________Plantel ___________Fecha _______ OBJETIVO El alumno evaluará el impacto que genera sobre los recursos naturales domésticos. FUNDAMENTO TEÓRICO Los recursos naturales se entienden como aquellos materiales o productos que proporcionan naturalmente la tierra y que las aprovecha el hombre, como animal social. Los recursos naturales se clasifican en recursos naturales renovables y recursos naturales no renovables. Los recursos naturales renovables, son aquellos que tienen la capacidad de regenerarse en un tiempo más o menos breve, aunque algunas veces, los daños sobre estos recursos han sido tan severos que tal vez ya nunca alcancen a regenerarse. Dentro de este tipo de recursos se encuentran todas las especies animales, vegetales, hongos, etc. Los recursos naturales no renovables son aquellos que se localizan en minas y yacimientos, y como no pueden regenerarse su explotación se debe efectuar basándose en el criterio de que pueden agotarse para siempre. Entre ellos podemos citar: los yacimientos minerales, 8 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología combustibles fósiles (hulla, petróleo y gas) y combustibles nucleares, del tipo del uranio. Uno de los aspectos más importantes para evitar el desperdicio de nuestros recursos, es el ahorro de los mismos dentro de nuestra propia casa o en los sitios de trabajo. Por otro lado, uno de los recursos a los que no se les ha puesto la debida atención y cuidado para no agotarlos es el agua, ésta se desperdicia debido principalmente a las fugas que existen en las tuberías o las fugas que no son reparadas dentro de los hogares. Otro de los aspectos que ha recibido poca atención por parte de la población es el ahorro de la energía eléctrica, o de energía química en el caso de los combustibles. En términos generales, el desperdicio de los recursos se debe muchas veces a las actitudes y conductas negativas derivadas de la ignorancia de la gente. PROBLEMA A RESOLVER Los recursos naturales es todo lo que la naturaleza proporciona al hombre. ¿Se está realizando un aprovechamiento racional de los recursos naturales agua, suelo y energía en nuestro hogar? MATERIAL Libreta Lápiz o pluma Cinta métrica PROCEDIMIENTO (Esta práctica se realizará durante una semana). EXPERIMENTO 1: RECURSO AGUA Y ENERGÍA 1. Con información proporcionada por el organismo de agua potable o de la comisión federal de electricidad, aprenderás a realizar la lectura de los medidores de la luz y del agua de tu casa. 2. Diariamente llevarás a cabo (de preferencia a una misma hora) la lectura de la luz y energía, y por diferencia de cada día, obtendrás el volumen de agua en litros gastados por día, además, de los Kilowatt/hora/día. 3. Registra todas las lecturas y observaciones en tu libreta. 4. Llenar el cuadro de observaciones que se muestran abajo. 9 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología 5. Realizar una gráfica de día contra litros gastados, y otra gráfica de los días contra kilowatt/hora. 6. Realizar un análisis de los días de más gasto o menos gasto, comparando con tus compañeros los datos obtenidos. EXPERIMENTO 2: RECURSO SUELO 1. Con la ayuda de una cinta métrica toma las medidas del área de tu casa (largo por ancho). 2. Ahora mide el área del suelo de acuerdo al aprovechamiento de éste en tu casa, por ejemplo: área construida (con cemento), área verde, área sin construir, etc. 3. Con base al área total obtener por relación el porcentaje que se ocupa cada una de las áreas. 4. Representar en una gráfica de pastel el porcentaje de área del uso del suelo. 5. Analizar los porcentajes que tiene tu casa de área verde en comparación con la de tus compañeros. OBSERVACIONES: Experimento 1: Llena la siguiente tabla con los resultados obtenidos. Día Litros/día Kw/h/día 1 2 3 4 5 6 7 Llena las siguientes gráficas: Litros de agua /día 1 2 3 4 Días 5 6 7 10 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología Kilowatt-hora/día 1 2 3 4 Días 5 6 7 Experimento 2: Fracciona en la siguiente circunferencia los resultados de los porcentajes obtenidos para su uso, construyendo una gráfica de pastel: PREGUNTAS: 1. ¿Qué es educación ambiental? 2. ¿Qué es el aprovechamiento racional de los recursos naturales? 3. En base a los resultados obtenidos, ¿Cómo estoy contribuyendo al agotamiento de los recursos naturales? 11 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología 4. ¿Qué medidas puedo realizar para aprovechar racionalmente los recursos vistos en la práctica? PRÁCTICA No. 5 Componentes de la basura Nombre _____________________________________________Gpo. ____ Docente________________________Plantel ___________Fecha _______ OBJETIVO El alumno clasificará a través de un trabajo experimental, los diferentes componentes de la basura doméstica. FUNDAMENTO TEÓRICO Se conoce como basura al conjunto de desechos sólidos producidos por las actividades cotidianas de la población, los cuales están formados por materiales heterogéneos, orgánicos e inorgánicos. Los componentes de la basura son muy variados y dependen, entre otros factores, de las costumbres y hábitos de la población, de la época del año, del nivel de desarrollo y educativo. Dichos componentes pueden ser polvos terrígenos, restos vegetales y animales, papel y cartón, metales, textiles, vidrio, plásticos, hule y material acuoso. Debido al crecimiento de las ciudades, la cantidad de basura que se genera diariamente es enorme; la eliminación de ésta se ha convertido en un serio problema de salud pública. El reciclaje de muchos componentes de la basura es una solución al problema de contaminación que genera; además se hace un uso más racional de los recursos naturales, ahorrando cantidades considerables de ellos. El proceso de reciclaje comienza separando los elementos orgánicos de los inorgánicos, después se clasifican de acuerdo con el material de que están constituidos y, por último, se hacen selecciones más finas. Este proceso se realiza en plantas especializadas. 12 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología PROBLEMA A RESOLVER Separar los componentes de la basura doméstica y clasificarlos de acuerdo a sus características para su posterior reciclaje. MATERIAL 1 par de guantes de hule 4 kilogramos de basura doméstica 1 mascarilla cubreboca 1 hoja de plástico de 50 x 100 cm 9 bolsas de plástico de 1 kg 9 etiquetas adhesivas de 5 x 10 cm 1 balanza 1 compás 10 lápices de colores PROCEDIMIENTO 1. Colócate la mascarilla cubreboca y los guantes, extiende la hoja de plástico sobre la mesa y sobre ella deposita la basura. 2. Separa los componentes de la basura minuciosamente de acuerdo con la siguiente clasificación: papel y cartón, textiles, metales, vidrio, plásticos, hule, restos vegetales y restos animales; si alguno de los componentes no cae en algunos de estos rubros, clasifícalo. 3. Guarda cada porción en una bolsa diferente y etiquétala con la clasificación hecha. Con la balanza, registra la masa de cada bolsa. Calcula el porcentaje de cada una; anota los datos en el lugar apropiado y realiza la gráfica que se pide. 4. Separa las bolsas en compuestos orgánicos e inorgánicos, suma el valor de la masa de cada grupo y realiza el cálculo del porcentaje con respecto al total de cada conjunto. Anota los datos en el espacio correspondiente. 5. Nuevamente separa los paquetes y reagrúpalos en componentes reciclables y no reciclables, suma las masas de cada agrupación y compara el porcentaje con respecto al total de cada uno. Escribe los datos obtenidos en el lugar destinado para tal fin. 6. Al finalizar la práctica, coloca toda la basura en los depósitos que existen en la escuela y lávate perfectamente las manos. 13 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología OBSERVACIONES: Completa los siguientes cuadros: Componentes de la basura Papel y cartón Textiles Metales Vidrio Plástico Restos vegetales Restos animales Masa en g. Porcentaje Componentes orgánicos Componentes inorgánicos Componentes reciclables Componentes no reciclables Masa en g. Porcentaje Masa en g. Porcentaje Dibuja una gráfica de pastel con los datos del primer cuadro. PREGUNTAS: 1. ¿Qué uso se le puede dar a la fracción orgánica de la basura? 2. ¿Cuáles componente de la basura son reciclables? 3. ¿En que tipo de componentes será más conveniente separar la basura doméstica? 4. ¿Por qué es conveniente separar los componentes de la basura? 14 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología PRÁCTICA No. 6 Contaminación del agua potable por basura Nombre _____________________________________________Gpo. ____ Docente________________________Plantel ___________Fecha _______ OBJETIVO El alumno observará las alteraciones que producen los desechos sólidos orgánicos sobre la calidad del agua que bebe. FUNDAMENTO TEÓRICO El agua es una de los compuestos más importantes para todos los seres vivos, pues además de estar en constante movimiento dentro del ciclo hidrológico, gran parte de la composición misma de nuestros cuerpos está formada por ella. Se realizan grandes esfuerzos para proveer de este líquido a nuestra ciudad. El servicio domiciliario de agua entubada representa una característica del bienestar de la población. No obstante que exigimos que el agua que nos es suministrada presente un alto grado de pureza, los desperdicios sólidos que nosotros mismos generamos son capaces de provocar afecciones a la misma. Estos daños pueden ser directos, por ejemplo, al depositar basura en cuerpos de agua como los ríos o arroyos; los desechos industriales, los residuos sólidos domésticos y la falta de drenaje provocan también que sustancias tóxicas u organismos que producen enfermedades se filtren al agua del subsuelo. La basura puede afectar de distinta forma la calidad del agua, ya que puede contener altas cantidades de materia orgánica, metales, e inclusive insecticidas. Estas sustancias tienen la capacidad de alterar las características del agua, por ejemplo su grado de acidez o alcalinidad, su temperatura, color y transparencia, sabor y olor; asimismo, puede favorecer la presencia de microorganismos que transmiten enfermedades como el cólera. PROBLEMA A RESOLVER Los seres vivos dependemos del agua. ¿Cómo podemos identificar las características de calidad del agua y su contaminación por basura? ¿Producimos basura que afecta la calidad del agua? MATERIAL 2 Matraces Erlenmeyer de 100 ml 1 Tapón de hule Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS SUSTANCIAS 50 g de restos de cáscara de frutas fragmentadas 15 Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología Papel pH o Anaranjado de metilo 2 Tubos de ensayo Etiquetas PROCEDIMIENTO 1. Limpia ambos matraces y agrega en cada uno de ellos 50 ml de agua potable. 2. Coloca en un matraz el tapón y pegale una etiqueta indicando su contenido y el número 1. 3. En el segundo matraz agrega los restos de cáscaras de fruta y etiqueta ese recipiente como matraz número 2. 4. Coloca ambos matraces en un lugar templado y sombreado durante 2 o 3 días. 5. Después de este tiempo, observa ambos matraces y con ayuda del papel pH o anaranjado de metilo, mide la acidez del contenido de ambos matraces; en caso de que utilices anaranjado de metilo, separa en un tubo de ensayo una muestra de líquido y agrégale una gota. 6. Con tus resultados contesta lo siguiente: OBSERVACIONES: A) B) C) D) E) Color del líquido del matraz 1:_______________________ Color del líquido del matraz 2:_______________________ Olor del líquido del matraz 1:________________________ Olor del líquido del matraz 2:________________________ Reacción del papel pH o anaranjado de metilo con el líquido del matraz 1: ______________________________________ F) Reacción del papel pH o anaranjado de metilo con el líquido del matraz 2: ______________________________________ G) Si encontraste otras diferencias notables entre el contenido de ambos matraces, anótalo en las siguientes líneas: _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ PREGUNTAS: 1. ¿Cuál es la importancia del cuidado del agua en nuestra vida diaria? 2. ¿Cuáles son las principales causas de contaminación del agua? 3. ¿Qué consecuencias tiene la contaminación del agua en los seres vivos? 16 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología 4. En tu comunidad, ¿El agua que consumes esta libre de contaminantes? Fundamenta tu respuesta. PRÁCTICA No. 7 Contaminación del suelo Nombre _____________________________________________Gpo. ____ Docente________________________Plantel ___________Fecha _______ OBJETIVO El alumno observará los efectos de la contaminación del suelo por residuos sólidos (basura) en la productividad de éste. FUNDAMENTO TEÓRICO El suelo cumple una función importante para todos los seres vivos: sobre el crecen los organismos autótrofos, de los cuales nos alimentamos y obtenemos oxígeno; en el viven los organismos descomponedores; a través del suelo se filtra el agua de la lluvia hacia el subsuelo. A pesar de esto, el suelo parece ser el depósito natural en el que muchas personas depositan su basura. La forma en que la basura afecta al suelo depende tanto de la cantidad de basura como de su composición. Se sabe que la basura doméstica está constituida por una gran cantidad de materia orgánica, que al ser consumida por bacterias y otros organismos degradadores, provoca que el suelo tenga un incremento en este tipo de materia, pero también se incrementa su acidez, lo que reduce la posibilidad de que en ellos crezcan plantas. Así mismo, los materiales plásticos que contiene la basura, al ser depositados directamente en el suelo, impiden el paso del agua de lluvia, disminuyendo de esta forma la humedad requerida por los vegetales y la filtración hacia los mantos acuíferos. De igual manera resulta preocupante que los materiales plásticos sean sumamente resistentes y no se puedan degradar, lo cual provoca que permanezcan por un tiempo indefinido en el suelo. 17 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología Respecto a la basura generada por la industria, ésta puede contener compuestos altamente dañinos para los seres vivos, como colorantes, productos inflamables, detergentes limpiadores, metales, entre otros, los cuales pueden disminuir la fertilidad del suelo. PROBLEMA A RESOLVER Los residuos sólidos pueden afectar la calidad del suelo, ¿Cómo la basura afecta la productividad del suelo, dependiendo del tipo de residuo? MATERIAL Bolsa de plástico de 30 x 45 cm 100 g de cáscaras de frutas (naranja, plátano, papaya, etc) 1 g de detergente 50 gramos de algodón 4 frascos transparentes del mismo tamaño, limpios Tijeras 20 semillas de frijol Balanza Etiquetas Jeringa desechable de 5 ml sin aguja o pipeta de 10 ml PROCEDIMIENTO 1. En cada frasco, coloca una placa uniforme de algodón y en medio de ésta 5 semillas de frijol. 2. Numera las etiquetas del 1 al 4, y en cada frasco, realiza lo que se describe a continuación: a) Frasco 1: Con ayuda de las tijeras, recorta la bolsa de plástico en fragmentos cuadrados de 1 a 2 cm de largo. Cuando tengas este material, colócalo encima de la capa de algodón. b) Frasco 2: Pesa en una balanza los 100 g de cáscaras de fruta y fragméntalos en trozos pequeños, los cuales colocarás encima del algodón contenido en este frasco. c) Frasco 3: Con la balanza, pesa 1 g de detergente y espolvoréalo uniformemente encima del algodón de este recipiente. d) Frasco 4: Este frasco te servirá de testigo, para comparar tus resultados. 3. Este paso se realizará en la casa. Con la ayuda de la jeringa o pipeta, riega las semillas contenidas en cada frasco, con 10 ml de agua. Realiza esta actividad cada dos días. 4. Coloca los frascos en tu casa en un lugar templado y de preferencia sombreado. 5. Al cabo de una semana, sacan las semillas de cada frasco; procura no revolver su contenido. 18 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología 6. Una vez realizado lo anterior, completa la información señalada en el siguiente cuadro: OBSERVACIONES: Observación Número de semillas que germinaron Tamaño de las plántulas (desde la punta de la raíz hasta la punta del tallo) Aspecto del algodón de cada frasco (Olor, color, humedad, etc.) Otras observaciones (Presencia de hongos sobre las semillas, cambios de color de las mismas, presencia de microorganismos, etc.) Frasco 1 Frasco 2 Frasco 3 Frasco 4 PREGUNTAS: 1. ¿Qué es un residuo sólido? 2. ¿Todos los residuos sólidos o basura afecta de la misma forma la calidad del suelo? Fundamenta tu respuesta. 3. Investiga que tipos de residuos sólidos son arrojados al suelo y el tiempo que tardan en degradarse. 4. De manera personal, ¿Contribuyes a la contaminación del suelo? Explica de que forma. 19 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología PRÁCTICA No. 8 Lluvia ácida Nombre _____________________________________________Gpo. ____ Docente________________________Plantel ___________Fecha _______ OBJETIVO El alumno producirá lluvia ácida a nivel laboratorio y analizará el efecto de los ácidos sobre los seres vivos y diversos materiales. FUNDAMENTO TEÓRICO El grado de acidez de una sustancia se mide a través de una escala conocida como pH. La escala va del 0 al 14 y el punto intermedio corresponde al 7, el cual representa el valor neutro. Los valores menores a 7 nos indican que una sustancia es ácida, los mayores de 7, que se trata de una sustancia alcalina o básica. En el caso del agua de lluvia, solo puede considerarse ácida si al medir su pH se obtienen valores inferiores a 5.6. Lo anterior se debe a que de manera natural el agua de lluvia, aún cuando no exista contaminación del aire, se mezcla con el CO2 produce ácido carbónico. Cuando existe contaminación atmosférica, el agua no solo se mezcla con el CO2 sino que también lo hace con los óxidos de azufre (SO x) y óxidos de nitrógeno (NOx). Estos compuestos se arrojan a la atmósfera por miles de toneladas al día como producto de combustión de gasolina, diesel y producción industrial. El agua de lluvia, la nieve, la niebla o el rocío, llegan a la superficie terrestre con cierta cantidad de ácido sulfúrico y ácido nítrico y por ello se le conoce de manera general como lluvia ácida. PROBLEMA A RESOLVER ¿Cómo se produce la lluvia ácida y cuales son los efectos de ésta en los seres vivos y otra materia? 20 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología MATERIAL SUSTANCIAS 1 Cuchara de combustión Agua 1 Matraz Erlenmeyer de 250 ml 1 cucharada de azufre molido 1 Tapón o cartón con una ranura Pedazo pequeño de roca caliza Papel indicador de pH 2 Vasos de precipitado de 100 ml Pañuelo Hoja de papel Maceta con una planta sana de hojas anchas (sin plagas) 1 Frasco gotero PROCEDIMIENTO EXPERIMENTO 1. OBTENCIÓN DE LA LLUVIA ÁCIDA 1. Coloca un poco de agua en el matraz Erlenmeyer. 2. Enciende con cuidado el mechero de Bunsen. 3. Coloca azufre en la cuchara de combustión y acerca con cuidado al mechero. 4. Cuando se produzcan gases blancos introduce la cuchara rápidamente al matraz y tápalo. 5. Agita el matraz suavemente y cuando los gases desaparezcan, destapa el matraz. 6. Coloca un poco de agua en el vaso de precipitado A y en el B vierte el líquido obtenido anteriormente. 7. Introduce papel indicador de pH en cada uno de los vasos para determinar por el color al que cambia, el valor de pH. 8. Organiza los datos obtenidos en la tabla correspondiente. EXPERIMENTO 2. EFECTOS DE LA LLUVIA ÁCIDA (Esta parte se va a realizar en su casa). 1. Selecciona 2 hojas de la planta (sin desprenderlas) y con mucha precaución agrega unas gotas del líquido obtenido (B). 2. Repetir el paso anterior con el pañuelo, la hoja de papel y el pedazo de la roca caliza. 3. Repite la operación para la planta y los materiales durante 5 días. 4. Cuando hayas terminado con tu actividad, desprende con mucho cuidado las hojas de la planta a las que pusiste el líquido, lava perfectamente el pañuelo y desecha tanto la hoja de papel como el pedazo de roca. 5. Observa cuidadosamente y registra los cambios que se presentaron en cada caso. 21 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología OBSERVACIONES: Completa los siguientes cuadros: Experimento 1: Características Agua (A) Líquido obtenido (B) Color Valor numérico de pH Experimento 2: Material Hojas de planta Cambios presentados Pañuelo Papel Roca PREGUNTAS: 1. ¿Qué es la lluvia ácida? 2. ¿Qué efectos tiene la lluvia ácida en el medio que te rodea? 3. ¿Cuáles son los principales productores de gases que generan la lluvia ácida en tu comunidad? 4. Escribe las reacciones que se llevan a cabo para la formación del ácido sulfúrico y del ácido nítrico, para que se produzca la lluvia ácida. 22 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología PRÁCTICA No. 9 Reciclaje de desechos Nombre _____________________________________________Gpo. ____ Docente________________________Plantel ___________Fecha _______ OBJETIVO El alumno elaborará en el laboratorio escolar, un fertilizante reciclando desechos de origen orgánico. FUNDAMENTO TEÓRICO La contaminación es el desequilibrio que ocurre en el medio cuando se altera la cantidad de sus componentes o existe alguna sustancia extraña en él; este desequilibrio por lo general es provocado por las actividades industriales y cotidianas del hombre. Uno de los contaminantes que produce el hombre es la basura; ésta altera la composición del suelo y algunos de sus componentes se degradan lentamente. Para reducir la contaminación es necesario reciclar los desechos sólidos; reciclaje que se inicia clasificando la basura en desperdicios orgánicos e inorgánicos. La fracción orgánica que se puede reutilizar más fácilmente es la constituida por restos vegetales y animales, empleándola como fertilizante; para que el suelo pueda aprovecharla rápidamente, se debe procesar porque la degradación en algunos casos, es lenta. También es posible reciclar los otros componentes de la basura, como son los plásticos, el papel, los metales, el vidrio, el hule, entre otros; esto se consigue subdividiendo cada parte de acuerdo con el material de fabricación. Así se aprovechan los recursos y, en el caso de la producción de fertilizantes, se colabora a reintegrar al suelo sustancias de cultivo, evitando que se agote. PROBLEMA A RESOLVER La basura produce problemas en el agua, el suelo y el aire, ¿Es posible obtener productos útiles a partir de los residuos sólidos orgánicos? 23 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología MATERIAL 1 Mechero de Bunsen 1 Pinzas para crisol 1 Mortero de porcelana con pistilo 1 Agitador 1 Frasco de boca ancha de 1 litro 1 Navaja 1 Soporte universal 1 Tela de alambre con asbesto 1 Anillo metálico SUSTANCIAS Desechos orgánicos como son: Cáscaras de frutas, pan, tortillas, hojas de vegetales, etc. PROCEDIMIENTO 1. Acomoda los desechos orgánicos sobre la mesa; percibe el olor, color, textura de cada muestra. Córtalos en trozos pequeños y clasifícalos, de acuerdo con las sustancias que lo constituyen. 2. Sujeta el anillo metálico con el soporte universal; coloca sobre él la tela de alambre con asbesto y acomoda el mechero de Bunsen en la base del soporte. 3. Toma con las pinzas para crisol las muestras y colócalos sobre la tela de asbesto para desecarlas; no permitas que se quemen; procura voltearlas constantemente. 4. Con las pinzas, retira los trozos que ya no contienen humedad y repite la operación con las muestras de otros desechos. Una vez que hayas desecado todos los fragmentos, déjalos enfriar a temperatura ambiente. Verifica que ya no contengan humedad, partiéndolos con la mano; si algún trozo no se desecó, colócalo en la tela de alambre nuevamente. 5. Retira el mechero y apágalo. Tritura en el mortero los desechos desecados hasta pulverizarlos. 6. Vacía en el frasco las sustancias pulverizadas de cada fracción y mézclalas perfectamente con el agitador. Observa el fertilizante natural que acabas de hacer; toma una muestra y determina su olor, color, textura y estado de agregación. 7. Coloca pequeñas cantidades de este fertilizante en la tierra de las plantas del laboratorio o de la escuela y riégalas. 24 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología OBSERVACIONES: Desechos Orgánicos Olor Color Textura Estado de agregación Fertilizante PREGUNTAS: 1. ¿Cuál es la forma de aprovechar la basura? 2. Para restablecer el equilibrio del suelo ¿En que se puede transformar la basura? 3. ¿Qué es un abono orgánico? 4. ¿Qué tipo de desechos orgánicos son más susceptibles a utilizarse como fertilizantes? 25 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología PRÁCTICA No. 10 Elaboración de composta (Para realizarse en casa) Nombre _____________________________________________Gpo. ____ Docente________________________Plantel ___________Fecha _______ OBJETIVO El alumno producirá composta a partir de basura orgánica, para usarlo como fertilizante. FUNDAMENTO TEÓRICO Reciclar significa que todos nuestros desechos se vuelvan a integrar a un ciclo natural, mediante un proceso cuidadoso que nos permita llevarlo a cabo en forma adecuada y limpia. Uno de los problemas más serios de las grandes ciudades, es el de la recolección de desechos sólidos, también conocido como basura, éstos pueden ser: desperdicios químicos, radioactivos, cenizas, escorias, residuos de gas, residuos de animales, residuos de alimentos preparados, residuos de cuero, residuos cerámicos, etc. La basura puede clasificarse en dos grandes grupos: orgánica o biodegradable e inorgánica o no biodegradable. Ejemplos: BIODEGRADABLES Papel Cartón Residuos de frutas y verduras Residuos de carnes Telas naturales como algodón y lana Residuos de plantas, madera, hojas Heces fecales NO BIODEGRADABLES Fierro Aluminio Tuberías metálicas Plásticos Envases de plástico Hule Carrocerías de autos, camiones, tractores, etc. Recipientes de aluminio 26 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología Debemos graduar nuestros hábitos de consumo, ya que por ejemplo los detergentes sintéticos son también productos de muy difícil biodegradación, porque la naturaleza no degrada normalmente lo que ella no ha sintetizado. Existen materiales que además de no ser biodegradables, son no reciclables; tal es el caso de los recipientes de plástico de champús y enjuagues para el pelo, latas de spray en aerosol, etc. El vidrio, por el contrario, al igual que el papel, el cartón o las telas naturales, se pueden reciclar, es decir, con sus desperdicios volver a utilizar el material del que fueron originados, preservando la explotación racional de los recursos que le dieron origen. Una forma de reciclar los desechos orgánicos es la elaboración de la composta, que es un abono de naturaleza orgánica puede utilizarse en vez de suelo para los cultivos. PROBLEMA A RESOLVER ¿De que forma se puede aprovechar los desechos orgánicos y biodegradables, generados en nuestro hogar? MATERIAL Desechos orgánicos biodegradables 1 Pala 1 Bote de plástico grande o una porción de terreno de tu casa Aserrín de madera Nota: El material que se utilizará será de acuerdo al volumen de composta que se requiera preparar. PROCEDIMIENTO 1. Separa de la basura de tu hogar, los desechos orgánicos y biodegradables. 2. Ponlos a secar al sol. 3. Pueden usarse si se desea también heces fecales secas, por ejemplo, de nuestras mascotas domésticas. 4. Este procedimiento puede seguirse aún dentro de un departamento ya que la secuencia puede acoplarse a un bote grande de plástico para procesar la composta. 5. Ya que se tienen los materiales secos, vas a organizarlos en su bote o en una parte destinada en tu jardín o terreno, de la forma que se indica a continuación: 27 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología CAPA SUPERIOR: CAPA MEDIA: CAPA MÁS PROFUNDA: Heces fecales secas. Residuos animales muy finamente molidos. Residuos vegetales 6. Entre cada una de estas tres capas debe existir una separación de aserrín de madera. 7. A las cuatro semanas tendrás composta. Se recomienda mezclar con dos partes de suelo por una de composta para siembra de plantas comestibles y de ornato. OBSERVACIONES: Registra en la siguiente tabla las observaciones del proceso de degradación de los residuos orgánicos para la formación de composta. SEMANA 1 OBSERVACIONES 2 3 4 PREGUNTAS: 1. ¿Qué significa reciclar la basura? 2. ¿Qué productos se pueden obtener al reciclar la basura? 3. ¿Qué materiales que constituyen la basura se pueden reciclar? 4. ¿Qué utilidades se le puede dar a la composta? 28 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología PRÁCTICA No. 11 Obtención de jabón a partir del reciclaje de aceite quemado de cocina Nombre _____________________________________________Gpo. ____ Docente________________________Plantel ___________Fecha _______ OBJETIVO El alumno elaborará jabón a partir del reciclaje de aceite quemado generado en su casa. FUNDAMENTO TEÓRICO En nuestra sociedad los productos reciclados son cada vez más frecuentes. Con ello se elaboran jabones, libros, bolsas, archiveros, empaques y una gran gama de productos. Los aceites y grasas vegetales están destinados principalmente a la alimentación humana. Además se utilizan como alimentos para el ganado, con fines medicinales y para determinadas aplicaciones técnicas. Se obtienen de toda una serie de diversos frutos y semillas. Al contrario de lo que ocurre con los aceites y grasas industriales, que en su mayor parte se obtienen del petróleo, los aceites y grasas vegetales son en su inmensa mayoría toxicológicamente inofensivos y se degradan biológicamente en la naturaleza, sin intervención humana. Sin embargo, durante ese proceso de degradación perjudican el medio ambiente por su demanda de oxígeno y por su capacidad de formar emulsiones acuosas. En la mayoría de las cocinas industriales y cadenas de restaurantes el aceite comestible es una materia prima que se ocupa en alto volumen, y una vez cumplido su ciclo de uso se desecha, con el efecto que se genera una fuente de contaminación. Con el fin de apoyar a la industria restaurantera, investigadores de la UNAM han desarrollado el sistema Tergeo. Esta es una máquina que en un solo paso procesa aceite comestible de desecho para obtener a partir de él jabón líquido o sólido que ahorra recursos económicos al obtener un subproducto de limpieza. Está manufacturado en acero inoxidable y plástico de alta resistencia que lo hace ideal para el ambiente al que está dirigido. PROBLEMA A RESOLVER 29 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología A partir de aceite quemado producido en su hogar ¿Es posible reciclarlo y obtener jabón como producto útil para uso doméstico? MATERIAL SUSTANCIAS 1 Traste de peltre (No de Aluminio) 1 Taza 1 Vaso de precipitado de 250 ml 1 Cuchara 1 Pañuelo o manta de cielo 1 Molde 1 Parrilla eléctrica Aceite quemado de cocina Sosa o NaOH Sal de cocina Vinagre Agua Hierbas de olor al gusto PROCEDIMIENTO 1. Mide en una taza la cantidad de aceite quemado de cocina. Recuerda que la taza contiene aproximadamente 250 ml, o sea ¼ de litro. 2. Calentar el aceite en un trasto, de preferencia de peltre, procurando que no se caliente mucho. 3. Mezclando una medida de sosa con una medida de agua. Prepare una solución de sosa al 50% o una solución de NaOH al 50%. Precauciones: Manéjala con precaución, es venenosa. Vacíala lentamente y con cuidado. 4. Mezclar la solución de sosa con el aceite. Úsense cantidades iguales de aceite y sosa. 5. A parte, se prepara una solución saturada de sal de la siguiente manera: a medio litro de agua agrega sal de cocina hasta que, a pesar de agitar, no se disuelve más sal; siga calentando dicha solución. 6. Agregue la solución anterior hasta cubrir totalmente la mezcla en el recipiente de peltre con la sosa y el aceite. 7. Suspende el calentamiento cuando se forme una nata. Con la ayuda de una cuchara separa dicha nata (Ese es el jabón). 8. Envuelve el jabón en una manta o pañuelo, déjalo secar y luego colócalo por 12 horas en agua con vinagre, para que no te queme el residuo de sosa con la que se trabajó. 9. Hierve el jabón con yerbabuena, albacar y romero; dale forma en un molde. Ya esta listo el jabón de hierbas. 30 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología PREGUNTAS: 1. ¿Qué es más contaminante, el jabón o el detergente? Fundamenta tu respuesta. 2. ¿Qué impacto tienen en el medio ambiente los aceites quemados? 3. ¿Qué es más viable elaborar jabones con grasas animales o con grasas vegetales? Fundamenta tu respuesta. 4. El principio para la elaboración de jabones es la saponificación ¿En que consiste este proceso? 31 Q.B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS Manual de Prácticas del Laboratorio de Ecología BIBLIOGRAFIA Corral S., M. D. 1995. Manual de Prácticas de Ecología de CECyTES. Hermosillo, Sonora. De la Llata L., M.D. 2003. Ecología y medio ambiente. Editorial Progreso, S.A. de C.V. México, D.F. García B., P. y Cota C., E. 1995. Educación ambiental. Tercero de secundaria. Ediciones pedagógicas, S.A. de C.V. México, D.F. Vásquez T., G. A. M. 1994. Ecología y formación ambiental. Editorial McGraw Hill Interamericana de México S.A. de C.V. México, D.F. http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp?IdEntrega=254 (Consultado en Octubre de 2007) http://www.invdes.com.mx/anteriores/Julio2001/htm/aceite.html en Julio de 2001) (Publicado 32 Q. B. MATILDE ROMO TRUJILLO M. C. JOEL MELÉNDREZ ARENAS