LABORATORIO 5: CELULAS PROTISTAS, DE LEVADURA Y ANIMALES Protistas, para mirar el activo movimiento de las células. Levaduras, para observar la reproducción asexual. Epiteliales, sexuales y sanguíneas para ver células animales, sus partes y funciones. Profesor: Luis Francisco Moreno B. Biólogo, M. Sc. Ecología. Este laboratorio se diseña para visualizar y describir dos funciones celulares: movimiento, característico de algunas células como los espermatozoides y reproducción asexual, como en las levaduras. También se pretende ver dos tejidos y células animales de nuestro propio cuerpo: epitelio bucal y sangre. 1º PROTISTAS Los protistas son células microscópicas libres o coloniales, eucariotas, acuáticas y de ambientes húmedos, aeróbicos, que juegan un papel ecológico muy importante en la descomposición de la materia orgánica del agua y de los suelos. Por lo tanto, son muy tolerantes a la contaminación y son depuradores naturales del agua. Biotecnológicamente se les utiliza ampliamente, por ejemplo, en plantas de depuración de aguas negras y en caldos microbianos para restablecer la micro biota del suelo y hacerlos más productivos. El movimiento de las células protistas se explica por el centrosoma (región citoplasmática cerca al núcleo) que se encarga de controlar la actividad y la formación de cilios, flagelos y seudópodos, estructuras citoplasmáticas filamentosas y distendidas que se proyectan a partir de la superficie externa de la membrana celular. Los cilios se presentan en gran cantidad alrededor del cuerpo celular, mientras que los flagelos y seudópodos se presentan en menor proporción. Estos apéndices citoplasmáticos dan movimiento a las células en el agua y además posibilitan capturar las partículas del agua para ingerirlas. 2º HONGOS (LEVADURAS) Las levaduras son células microscópicas del reino de los hongos, eucariotas, de una alta utilización biotecnológica en biofábricas, por su capacidad para realizar la fermentación de hidratos de carbono, produciendo distintas sustancias. Por ejemplo, la miel de caña de azúcar como sustrato de levaduras, se transforma bajo la acción de las enzimas que estas producen sobre el sustrato, en licores y alcohol de uso comercial. También son utilizadas en repostería. Son células sencillas, capaces de nacer a partir de células maduras, donde aparecen como yemas, que maduran como parásitas y cuando casi adquieren el tamaño y madurez de las células madres se desprenden para hacer su metabolismo, desarrollarse, crecer y reproducirse. Esto último lo hacen en cuestión de minutos, y se puede ver al microscopio, siempre y cuando se disponga del ambiente óptimo al cual cada especie está adaptada. Guía n° 5 de Laboratorio de Biología. Las levaduras son abundantes en la naturaleza, y se encuentran en el suelo y sobre las plantas. La mayoría de las levaduras que se cultivan pertenecen al género Saccharomyces, como la levadura de la cerveza, que son cepas de la especie Saccharomyces cerevisiae. Las levaduras se han utilizado desde la prehistoria en la elaboración del pan y del vino, pero los fundamentos científicos de su cultivo y uso en grandes cantidades fueron descubiertos por el microbiólogo francés Louis Pasteur en el siglo XIX. Hoy se utilizan en distintos tipos de fermentación. Los diferentes usos de las levaduras son: como fuente de vitaminas del complejo B y de tiamina, en algunas fases de la producción de antibióticos y hormonas esteroides, y como alimento para animales y seres humanos. Las cepas puras de levaduras se cultivan en un medio con azúcares, compuestos nitrogenados, sales minerales y agua. El producto final puede aparecer en forma de células secas de levadura o prensado en pastillas con algún material excipiente. Cuando se termina de utilizar un lote de levaduras destinadas a la fabricación del pan, a usos médicos, o para fabricación de alimentos, el medio de cultivo en el que han crecido se desecha. Sin embargo, en la elaboración de vinos, cervezas, licores y alcoholes industriales, el medio de cultivo es el producto final, y en este caso son las propias levaduras las que se desechan, o bien se utilizan como pienso o alimento para animales. 3º CÉLULAS ANIMALES Una célula animal es la unidad reproductiva, estructural, funcional y genética de los seres vivos del reino animal. Las células animales son heterótrofas, eucarióticas, complejas, evolucionadas, muy diversificadas y muy especializadas. En la presente guía sobre la célula animal, se puede distinguir características específicas que la distinguen de la célula vegetal, como la carencia de pared, cloroplastos y vacuolas de gran tamaño. Se podrá apreciar la membrana celular. Todas las partes del cuerpo trabajan juntas y se coordinan para que este funcione. En el cuerpo humano, así como en el de cualquier animal, hay diferentes niveles de organización. El más sencillo lo componen las células. Las células que tienen una misma función se agrupan formando tejidos. Estos se unen y se combinan para crear los órganos. A su vez, los órganos se agrupan en sistemas o aparatos, que se relacionan para que el cuerpo funcione correctamente. Los seres humanos y la mayoría de animales en general, iniciamos la vida a partir de un par de células: un óvulo y un espermatozoide, que al unirse, forman una sola célula (zigoto) que contiene, como toda célula con núcleo, todas las instrucciones necesarias para su futuro crecimiento, desarrollo y transformación en individuo adulto. LUIS FRANCISCO MORENO. BIÓLOGO, M. SC. BIOLOGÍA 2 Guía n° 5 de Laboratorio de Biología. 2. OBJETIVOS 2.1 Ver células de los reinos protista, hongos (fungi) y animal, sus estructuras, orgánulos y funciones tales como movimiento y reproducción. 2.2 Establecer diferencias entre estos reinos y con el de los vegetales. 3. MATERIALES 3.1 Guía de laboratorio. 3.2 Microscopio compuesto. 3.3 Portaobjetos. 3.4 Cubreobjetos. 3.5 Jabón. 3.6 Papel cocina. 3.7 Papel de arroz. 3.8 Limpia lentes. 3.9 Sedimento de pecera 3.10 Levaduras 3.11 Pajilla de semen animal 3.12 Lugol 3.13 Solución salina al 0.9% 3.14 Palillos 3.15 Lanceta estéril 3.16 Pipetas Pasteur 3.17 Agua del grifo 3.18 Pipeta de 5 ml 4. METODO Y RESULTADOS 4.1 CELULAS PROTISTAS Disponer de un portaobjetos y con una pipeta de 5 o 10 ml, tomar una gota de lodo, introduciendo la pipeta tapada, hasta el fondo de la pecera. Estando la punta de la pipeta en contacto con el lodo, destapar la pipeta para que se adhiera el lodo a la punta. Volver a tapar la boca de la pipeta. Sacar la pipeta lentamente y depositar una gota de lodo en el portaobjetos. Colocar sobre la gota el cubre objetos. Observación de un seudopodario. Observar en los aumentos que sea necesario. Ubicar una amiba, dibujara y fotografiarla. Colocar partes con nombres y funciones. Fig. 5-1: ________________________________________________________________________ LUIS FRANCISCO MORENO. BIÓLOGO, M. SC. BIOLOGÍA 3 Guía n° 5 de Laboratorio de Biología. Observación de un flagelado. Observar en los aumentos que sea necesario. Ubicar un flagelado, dibujarlo y fotografiarlo. Colocar partes con nombres y funciones. Fig. 5-2: ________________________________________________________________________ Observación de un ciliado. Ubicar un ciliado, dibujarlo y fotografiarlo. Colocar partes con nombres y funciones. Puesto que ciliados como los paramecios son muy móviles, aplicar una gota de metocel, sin necesidad de desmontar la gota en observación, para adormecerlos y poderlos ver quietos. Fig. 5-3: ________________________________________________________________________ 4.2 CELULAS FUNGI TIPO LEVADURAS Portaobjetos limpio con una gota de agua. Mojar en la gota la punta de un palillo. Introducir la punta húmeda en la levadura. Sacar lo que se pegue a la punta del palillo. Depositar en la gota de agua un gránulo de levadura. Disolverlo con la ayuda del palillo, hasta que el agua quede sin grumos y de color levemente lechoso. Observar de aumento en aumento hasta 400 o 1000. Dibujar, fotografiar y colocar nombres y funciones. Cuando la temperatura del bombillo haya calentado la muestra, las levaduras se reproducen. Entonces puede verse las yemas (células hijas), las células madre, sus núcleos y nucléolos, la pared de quitina y el citoplasma. Fig. 5-4: ________________________________________________________________________ LUIS FRANCISCO MORENO. BIÓLOGO, M. SC. BIOLOGÍA 4 Guía n° 5 de Laboratorio de Biología. 4.3 CELULAS ANIMALES EPITELIALES DE LA MUCOSA BUCAL Colocar en el porta objetos una gota de lugol. Enjuagarse la boca para que quede sin muchos restos de alimento, porque podría interferir en la observación de las células epiteliales. Tomar un palillo de madera y suavemente raspar la parte interior de la mejilla y el paladar. Después de tener el raspado en la punta del palillo, el cual no se ve a simple vista, mezclarlo con la gota de lugol, esparciendo con la punta del palillo las células para que no queden amontonadas. Cubrir con la laminilla teniendo cuidado de no formar burbujas de aire. Observar de manera progresiva, hasta 400X, dibujar, fotografiar y colocar nombres de partes y sus funciones. Fig. 5-5: ________________________________________________________________________ 4.4 CELULAS ANIMALES SANGUÍNEAS Disponer de un portaobjetos con una gota de solución salina al 0.9%. Tomar una lanceta esterilizada y punzar la yema de un dedo cualquiera. Depositar una pequeña gota de sangre en el portaobjetos. Extender la gota con la punta de un palillo de madera. Colocar el cubreobjetos y observar al microscopio. Es suficiente con que un alumno obtenga la muestra de sangre por punción y presión y done a los demás una micro gota de sangre. Una vez suspendida la donación de sangre, limpiar la pequeña herida con alcohol. Dibujar, fotografiar, distinguir y poner las funciones: glóbulos rojos isotónicos y plasmolizados, plaquetas, membrana celular, células libres, colonias y plasma. Fig. 5-6: ________________________________________________________________________ LUIS FRANCISCO MORENO. BIÓLOGO, M. SC. BIOLOGÍA 5 Guía n° 5 de Laboratorio de Biología. 4.5 CELULAS ANIMALES SEXUALES MASCULINAS Disponer de un portaobjetos limpio. Despicar la pajilla de semen con tijeras y repartir una pequeña gota en cada portaobjetos. Una pajilla es suficiente para todos los microscopios. Colocar el cubreobjetos y observar al microscopio. Ir de aumento en aumento hasta 400 o 1000. Dibujar, fotografiar, identificar y poner las funciones: cola o flagelo, complejo mitocondrial, núcleo, acrosoma, membrana y citoplasma. Fig. 5-7: ________________________________________________________________________ 5. ANÁLISIS (Para consultar, reforzar y entender lo aprendido) Desarrollar el siguiente cuestionario y anexarlo a la presente guía. 5.1 ¿Qué son protistas y cuál es su función ecológica? 5.2 ¿Qué organelos intervienen en su movimiento? 5.3 ¿Qué empresas agropecuarias utilizan protistas y para qué? 5.4 ¿Qué son levaduras y cuál es su función ecológica? 5.5 Describir la reproducción asexual de las levaduras con base en lo visto al microscopio. 5.6 ¿Cuál es la utilidad de las levaduras en agropecuaria? 5.7 Mencionar cinco empresas agropecuarias que utilicen levaduras. 5.8 ¿Las levaduras en sí mismas son alimento y por qué? 5.9 ¿Qué son epitelios, en qué partes los tienen y para qué sirven en los animales? 5.10 ¿Qué forma geométrica suelen tener las células epiteliales? 5.11 ¿Cuál es la función del lugol? 5.12 Mencionar una empresa que trabaje con sangre. 5.13 Mencionar actividades agropecuarias empresariales que trabajen con semen. 5.14 Comparar las células vistas en los tres últimos laboratorios (tabla 5.1). LUIS FRANCISCO MORENO. BIÓLOGO, M. SC. BIOLOGÍA 6 Guía n° 5 de Laboratorio de Biología. Tabla 5-1: Comparativo de las principales células y organelos vistos a través del microscopio en los tres últimos laboratorios. CARACTERÍSTICA PROTISTAS Pared No tienen Orgánulo externo Movimiento Tipo d reproducción Formación d tejidos FUNGI De lignina VEGETALES De celulosa ANIMALES No tienen 6. CONCLUCIONES 6.1 Concluir sobre el grado de cumplimiento de los objetivos 6.2 Mencionar las aplicaciones del tema a la carrera que sigue, dando uno o más ejemplos concretos. 6.3 Averiguar la función o funciones de los organelos o partes de célula de la siguiente tabla 5-2 los cuales fueron vistos a través del microscopio en esta práctica. Tabla 5-2: Fisiología de las principales células y organelos vistos a través del microscopio. No CÉLULA/ORGANELO REINO PROTISTAS 01 Célula protista 02 Membrana celular 03 Seudópodo 04 Flagelo 05 Cilio 06 Núcleo 07 Citoplasma 08 Organelos 09 Membrana nuclear 10 Nucléolos FUNCIÓN(ES) REINO FUNGI: LEVADURAS (Saccharomyces cerevisiae) 01 Colonia 02 Célula libre 03 Célula madre 04 Célula hija 05 Yema 06 Núcleo 07 Nucléolo 08 Pared celular de quitina 09 Citoplasma LUIS FRANCISCO MORENO. BIÓLOGO, M. SC. BIOLOGÍA 7 Guía n° 5 de Laboratorio de Biología. ANIMALES 01 Tejido epitelial humano 02 Célula epitelial 03 Núcleo 04 Citoplasma 05 Organelos 06 Membrana 07 Nucléolo 08 Cromatina 09 Tejido sanguíneo 10 Glóbulo rojo 11 Glóbulo rojo isotónico 12 G rojo plasmolizado 13 Membrana 14 Protoplasma 15 Plaqueta 16 Plasma 17 Espermatozoide 18 Semen 19 Acrosoma 20 Cabeza 21 Cola o flagelo 22 Núcleo 23 Citoplasma 24 Membrana celular 25 Complejo mitocondrial 7. BIBLIOGRAFIA Autores y textos consultados para desarrollar la guía del laboratorio y profundizar sobre el tema. Apellido del autor, iniciales del nombre, año, título de la publicación, país, editorial. Orden alfabético. ROLDÁN, G. VELÁSQUEZ, L. F. MACHADO, T. 1978. Biología: moléculas, células y vida. Impreso en Colombia: Área educativa. Norma. GUTIERREZ, R.BELTRAN, H. MENDOZA, J. 1938. Biología 3 los seres y la naturaleza. UniAndes, Bogotá: Educar Editores. LUIS FRANCISCO MORENO. BIÓLOGO, M. SC. BIOLOGÍA 8