Tema 2.2 pp
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Este documento describe el método científico y la investigación biológica. Explica que la investigación científica sigue un método planificado y sistemático para explicar fenómenos en la naturaleza. Este método incluye la observación, formulación de hipótesis, experimentación, análisis de resultados y establecimiento de conclusiones. Además, describe los pasos del método científico y los tipos de variables e instrumentos utilizados comúnmente en el laboratorio de biología.
Tema 2.2 pp
- 1. EL ESTUDIO DE LOS SERES VIVOS TEMA 2
- 2. LA INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Conjunto de Características procedimientos que utilizan los investigadores para explicar fenómenos • que Es un ocurren trabajo en el planificado. mundo que nos rodea. • Se guía Intenta del buscar soluciones a MÉTODO determinados CIENTÍFICO, del que se obtiene información relevante y hechos. fidedigna, para ENTENDER, VERIFICAR, CORREGIR y APLICAR el conocimiento. • Parte de conocimientos preexistentes. • Es cualitativa y cuantitativa. • Obtiene resultados. • Es un trabajo en equipo. Galileo fue el primero en utilizar la experimentación, por lo que es considerado el padre de la ciencia moderna. La Biología y la Geología son ciencias experimentales
- 3. EL MÉTODO CIENTÍFICO Los científicos usan el método científico para intentar explicar la naturaleza. El método científico es una manera de recopilar información y comprobar ideas. Es la manera de hallar respuestas a las interrogantes de la naturaleza.
- 4. EL MÉTODO CIENTÍFICO Primera fase: observación Segunda fase: formulación de una hipótesis Tercera fase: experimentación Cuarta fase: análisis de los resultados Quinta fase: establecimiento de una ley científica
- 7. EL MÉTODO CIENTÍFICO Aplicación del método científico I Aplicación método científico II Aplicación método científico III
- 10. BÚSQUEDA Y SELECCIÓN DE INFORMACIÓN Los científicos deben cuidarse que sus opiniones y sus emociones no influyan en lo que observan Una idea u opinión que influye una observación es una idea falsa. Las observaciones de un científico además de ser exactas, deben constar ya sea en un registro escrito, película, grabación o en otra forma de registro. Por ejemplo, un científico que tenga miedo a las serpientes siempre le parecerá agresivo el comportamiento de estos animales y es muy probable que su perjuicio confluya es su observación.
- 11. BÚSQUEDA Y SELECCIÓN DE INFORMACIÓN Fuentes • Obras de consulta general. • Personas. • Publicaciones periódicas. • Páginas web. • Recursos audiovisuales.
- 12. LA HIPÓTESIS Una observación o serie de observaciones llevan al científico a hacer uno o más preguntas. La formulación dela pregunta hace que el científico plantee una hipótesis. La Hipótesis es la posible contestación a una pregunta sobre la naturaleza, basada en observaciones, lecturas y conocimientos científicos.
- 13. Requisitos • Formuladas en términos claros y concretos. • Explican la relación causa-efecto de los hechos. • Formuladas en términos cuantitativos. • Comparables. • Objetivas. • Probadas y reproducibles. Si… entonces… Si añadimos Penicilium a un cultivo bacteriano, entonces morirán las bacterias que crezcan cerca del moho. LA HIPÓTESIS Una vez formulada, es sometida a comprobación y verificación. En cualquier caso su validez es provisional. Una vez comprobada → CONCLUSIÓN →Válida, si Hip. es verdadera → Rechazada, si es errónea. → Modifica el planteamiento y se elabora 1 nueva.
- 14. LA HIPÓTESIS
- 15. EXPERIMENTACIÓN Y CONCLUSIONES La prueba científica de una hipótesis se llama experimentación. El científico debe diseñar un experimento para probar la hipótesis que plantea. Un grupo experimental incluye generalmente: El grupo control El grupo experimental El grupo experimental difiere del grupo control en una condición que es la que se está probando en el experimento Esta condición que distingue al grupo experimental se denomina factor variable.
- 17. EXPERIMENTACIÓN Y CONCLUSIONES Antes de comentar a experimentar es necesario diseñarlo Variables de un experimento Diseño Elegir instrumentos de medida y aptos adecuados y qué variable/s influyen en el fenómeno que se estudia. Aislar el fenómeno a investigar, gnrl/ en el labo y bajo unas condiciones reguladas, que puedan modificarse, lo que permitirá al científico controlar las variables que intervienen en el proceso. Las variables pueden ser: Cualitativas Cuantitativas → Permitirán realizar un análisis estadístico Las variables o magnitudes se analizan 1 a 1, manteniendo constantes las demás, de forma controlada.
- 18. EXPERIMENTACIÓN Y CONCLUSIONES Tipos de variables Variable dependiente Condición en la que queremos intervenir, no es posible modificarla intencionalmente. Esta variable cambiará según la modificación dela variable independiente. Variable independiente Condición que el investigador manipulará de forma controlada. La variable que controla el investigador. A veces es necesario incluir en el experimento un grupo control, que se analiza en condiciones normales sin cambio alguno en la variable independiente.
- 19. VARIABLES Indica que variables son cualitativas y cuales cuantitativas: 1. Comida Favorita. 2. Profesión que te gusta. 3. Número de goles marcados por tu equipo favorito en la última temporada. 4. Número de alumnos de tu Instituto. 5. El color de los ojos de tus compañeros de clase. 6. Coeficiente intelectual de tus compañeros de clase.
- 20. ACTIVIDADES: BIOESTADÍSTICA Ejercicio Ejercicios
- 21. EXPERIMENTACIÓN Y CONCLUSIONES Cuando se realiza un experimento, se deben anotar las observaciones exactas tanto del grupo experimental como del grupo control. Todas estas observaciones conforman los datos del experimento. Para que los datos que se obtienen de un experimento sean confiables, debe obtenerse suficiente información. Finalmente los datos organizarse y analizarse.. Actualmente, los científicos tienen computadoras que reducen notablemente el tiempo que toma esa tarea
- 22. CONCLUSIONES
- 23. TRATAMIENTO DE LOS DATOS Los datos obtenidos se ordenan → Tabla de valores. A la izq. variable indep. y a la dcha. la dependiente. Con los datos de la tabla → Gráfica, que permite apreciar de manera sencilla el comportamiento de una variable respecto a la otra. En abcisas→ Indep. y en ordenadas →Dependiente. En cada eje de la gráfica se ha de indicar la magnitud representada y la unidad de medida. La escala no tiene pq ser la misma en ambos eje, pero si es invariable a lo largo del = eje. Se traza una línea, recta o curva, que mejor se adapte a los datos obtenidos, teniendo en cuenta que debe pasar cerca de ellos, aunque no los corte. Otras gráficas que se usan son: Gráfica de barras y la gráfica de sectores.
- 24. GRÁFICAS
- 25. ACTIVIDADES Diferencia entre: a) técnicas macroscópicas y microscópicas; b) estudios ‘in vivo’ e ‘in Vitro’. ¿Qué son los cultivos celulares? Indica algunas de sus aplicaciones. Relaciona cada una de las siguientes disciplinas biológicas con el nivel de organización que estudian (molecular, celular, tisular, organismo, poblaciones y ecosistemas): Ecología, bioquímica, microbiología, organografía, histología, botánica, virología, taxonomía, paleontología, genética, citología, embriología, etología, fisiología, biofísica, anatomía y antropología. Define que es un ser vivo y las tres funciones que lo caracterizan: nutrición, relación y reproducción. ¿Qué características de los seres vivos están incluidas en la función de nutrición? ¿Qué es el ciclo vital de un organismo?
- 26. OBTENCIÓN DE CONCLUSIONES Antes de sacar una conclusión, el investigador debe repetir varias veces el experimento. Con los datos obtenidos y su correspondiente interpretación→ CONCLUSIONES que permiten corroborar o refutar la hipótesis planteada. Cuando ha sido confirmada → LEY CIENTÍFICA (Hipótesis que ha sido confirmada) Si esta Ley encaja con otras leyes de fenómenos relacionados entre sí → TEORÍA CIENTÍFICA (Conj. de leyes que explican un det. fenómeno) Todas Tª tienen un carácter provisional y pueden modificarse. Luego se publica.
- 27. RESUMEN
- 28. EL LABORATORIO DE BIOLOGÍA El trabajo de laboratorio consiste en manipular variables únicas mientras que otras variables se mantienen constantes o bajo control. El instrumental entre laboratorios de distintas áreas difiere mucho. Algunos materiales característicos son:
- 29. Mechero de gas Frasco lavador Balanza Autoclave Microtomo de mano Gradilla Vidrio de reloj Placa Petri Tubos de ensayo Lupa binocular Pipeta Microscopio óptico Pinzas para tubos de ensayo EL LABORATORIO DE BIOLOGÍA
- 30. EL LABORATORIO DE BIOLOGÍA Mechero de gas Frasco lavador Balanza Autoclave Gradilla Vidrio de reloj Placa Petri Tubos de ensayo Lupa binocular Pipeta Microscopio óptico Lupa binocular
- 31. EL LABORATORIO DE BIOLOGÍA Mechero de gas Frasco lavador Balanza Autoclave Microtomo de mano Gradilla Vidrio de reloj Placa Petri Tubos de ensayo Lupa binocular Pipeta Microscopio óptico Microtomo de mano
- 32. Microtomo de mano Pinzas para tubos de ensayo EL LABORATORIO DE BIOLOGÍA Mechero de gas Frasco lavador Balanza Autoclave Gradilla Vidrio de reloj Placa Petri Tubos de ensayo Lupa binocular Pipeta Microscopio óptico Vidrio de reloj
- 33. Microtomo de mano Pinzas para tubos de ensayo EL LABORATORIO DE BIOLOGÍA Mechero de gas Placa Petri Frasco lavador Balanza Autoclave Gradilla Vidrio de reloj Placa Petri Tubos de ensayo Lupa binocular Pipeta
- 34. EL LABORATORIO DE BIOLOGÍA Mechero de gas Frasco lavador Balanza Autoclave Gradilla Vidrio de reloj Placa Petri Tubos de ensayo Lupa binocular Pipeta Microscopio óptico Microscopio óptico
- 35. EL LABORATORIO DE BIOLOGÍA Ocular Tubo óptico Revólver Objetivos Platina Condensador Fuente de luz Pie Brazo Brazo Tornillo macrométrico Tornillo micrométrico Tornillo macrométrico Tornillo Diafragma micrométrico
- 36. EL LABORATORIO DE BIOLOGÍA
- 37. PRECAUCIONES Y MEDIDAS PREVENTIVAS Señales internacionales de peligro EXPLOSIVO COMBURENTE TÓXICO IRRITANTE INFLAMABLE CORROSIVO
- 38. EL TRABAJO DE CAMPO El trabajo de campo en biología supone estudiar a los seres vivos en su entorno natural. Intenta recoger la totalidad de variables implicadas en las interrelaciones de los seres vivos y su entorno. Para ello precisa de :
- 39. EL TRABAJO DE CAMPO Cuaderno de campo Cazamariposas Guías de campo Red para plancton Prismáticos Lupa de bolsillo Máquina fotográfica Caja linneana Bolsas y recipientes de plástico Etiquetas y rotulador Brújula Mapas de la zona
- 40. EL TRABAJO DE CAMPO Cuaderno de campo Cazamariposas Guías de campo Red para plancton Prismáticos Lupa de bolsillo Máquina fotográfica Caja linneana Bolsas y recipientes de plástico Etiquetas y rotulador Brújula Mapas de la zona
- 41. RECOGIDA DE MUESTRAS Debemos observar animales y vegetales causando el menor impacto posible. Evitar la captura y recolección de seres vivos. Exploración de una laguna Búsqueda de huellas Estudio de insectos Análisis de conchas y moluscos Recolección de egagrópilas Estudio de animales del suelo Estudio de plantas in situ Conservación de plantas
- 42. EL MICROSCOPIO ÓPTICO Formado por un sistema de lentes convexas → Posible ↑tamaño de cq. muestra. Constan: Lente objetivo → Prox. a la muestra Lente ocular → Próx. al observador Lentes intermedias → Para obtener aumento y resolución. (Lentes de inmersión → Entre la muestra y el aceite: un tipo de aceite) Características: Amplificación → Cuánto se aumenta el tamaño original de la muestra Poder de resolución → Distancia mín. a la que tienen que estar 2 ptos para verlos separados y con claridad. Depende del tamaño , de la long. de onda y del índice de refracción del ½ (aire) entre el obj. y la preparación. ↑ IR → ↓ veloc. de la luz → ↑resolución.Obj. de inmersión PR. Aire: IR= 1.0 y el aceite: IR=1.5 (300nm obj. normales y 200nm obj. de inmersión)
- 43. EL MICROSCOPIO ÓPTICO Tipos μcopio de campo claro. Más común. Las muestras se observan directamente. Se suelen usar colorantes μcopio de contraste de fases:↑contraste → cél. y estructuras se pueden ver con más detalle. Se basa en las ≠ en la refracción de la luz de las ≠ estruct. cel. μcopio de campo oscuro: ↑contraste → cél. y estructuras se pueden ver con más detalle. Un disco opaco bloquea el haz de luz → solo la luz refractada por la muestra alcanza el objetivo y aparece iluminada sobre un fondo oscuro. μcopio de interferencia diferencial de Nomarsky: ↑contraste → cél. y estructuras se pueden ver con más detalle. Prisma refringente que la luz en 2 rayos polarizados que interfieren entre sí y proporcionan una imagen que parece tridimensional. μcopio de fluorescencia: Lámpara especial y un filtro que emite luz a ≠ long. de ondas (λ) y excitar fluorocromos (moléculas) que emiten fluorescencia.
- 44. μcopio de campo claro μcopio de contraste de fases μcopio de campo oscuro: μcopio de interferencia diferencial de Nomarsky μcopio de fluorescencia:
- 45. PREPARACIÓN DE MUESTRAS •Fijación Mata células sin dañar las estructuras, organización y composición. Se le añaden líquidos = conservantes/fijadores (alcohol etílico 70%, formol, glutaraldehído, sales de plata. •Inclusión Cuándo el material a observar es blando. 1º se deshidrata en disoluciones de alcohol de graduación creciente 2º Se sumerge en parafina fundida, para evitar la deformación durante el corte 3º Dejar que se solidifique a Tªamb. A veces se congela la muestra •Microtomía El bloque sólido se coloca en el micrótomo que realiza cortes entre 6-12μm, para que la luz atraviese la muestra.
- 46. PREPARACIÓN DE MUESTRAS •Desparafinado e hidratación 1º Los cortes se depositan en un portaobjetos con albúmina de Mayer para que se peguen. 2º Se desparafina, sumergiéndolo en dtes (xileno o touleno) 3º Se hidrata sumergiéndola en EtOH, queda limpia para teñirla •Teñido La elección del colorante dependerá de la estructura que se quiera destacar. Se utilizan varios colorantes para que se vean ≠ estruct. Azul de metileno, violeta de genciana, hematoxilina, eosina, safranina. •Montaje Sobre el porta colocamos un cubreobjetos. Para conservar la muestra se deshidrata con –OH y luego se sella el cubre con bálsamo de Canadá o goma arábiga, para que no entre aire.
- 48. EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO Permite visualizar estructuras biológicas. Posee un PR =0.2 0.3nm (500.000 veces la resolución del ojo), y la amplificación ha aumentado de los 1000 aumentos del óptico hasta 250.000aumentos- En lugar de rayos de luz, utilizan haces de e- que salen del cátodo (filamento). Los e-pasan por una columna a la que se ha hecho el vacío, y en la que existe una serie de lentes electromagnéticas que enfocan el haz.Los e- tienen ↓ poder de penetración, por lo que para que pueda atravesar la muestra, esta debe ser muy fina (0.5μm) y se usan los ultramicrotomos.
- 49. EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO Microscopio electrónico Microscopio electrónico de transmisión (MET) de barrido (MEB)
- 50. EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO MET MEB La imagen la forman los e- que atraviesan la muestra y la muestran en una pantalla fluorescente. Aquellas zonas que dejan pasar los e- se ven claras y las que no, oscuras. La imagen se forma con los e- que rebotan en la superficie de la preparación. El material a observar está en recubierto de una superficie metálica sobre la que reboten los e-. La imagen es plana y en BN. La imagen es 3D y en BN. Se pueden colorear.
- 51. EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE TRANSMISIÓN
- 52. EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO
- 53. MICROSCOPIOS
- 54. TÉCNICAS DE ESTUDIO Según la escala de observación Técnicas macroscópicas Técnicas microscópicas Según las condiciones en las que se realiza Estudios in vivo Ex situ In situ Estudios in vitro
- 55. CULTIVOS CELULARES Consisten en lograr la multiplicación, de un cultivo de cél. in vitro, en una placa de cultivo controlando la Tª, Ph, aireación y humedad. El ½ nutritivo se prepara a base de sales inorg.. soluc. org. sacarosa, agar y reguladores de crec. Los cultivos que provienen de células que han sido disgregadas de un tejido original del org.=CULTIVOS PRIMARIOS A veces, las cél. de esos cultivos primarios se pueden separar de la placa y constituir un cultivo secundario. En estos cultivos es posible determinar los efectos en el comportamiento celular de la adicción o eliminación de ciertas stncias, como Hm, factores de crec.
- 56. ÁREAS DE ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA Anatomía Antropología Biofísica Bioquímica Botánica Citología Ecología Embriología Entomología Etología Filogenética Fisiología Genética Histología Inmunología Microbiología Morfología Organografía Paleontología Sistemática Taxonomía Virología Zoología Etnobotánica
- 57. OBJETO DE ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA Son los seres vivos Todos los seres vivos, a diferencia de la materia inerte, estamos formados por células y somos capaces de alimentarnos, respirar, liberar sustancias de desecho, responder a cambios en el medio, crecer y reproducirnos. Estas funciones que nos diferencian de la materia inerte se denominan las funciones vitales.
- 58. HISTORIA