EXTRACCIÓN DE CLOROFILA DE UN EXTRACTO DE MICROALGAS

 En esta situación de aprendizaje nos planteamos adaptar el protocolo de extracción de clorofila,  realizado por Hiscox e Israelstam en 1978 a partir de fragmentos de hojas de plantas,  a la extracción a partir de microalgas. Este objetivo, es el primer paso, de uno más ambicioso por el que pretendemos establecer una relación entre el número de microalgas en una charca local y los valores de absorbancia de clorofila y explorar si esta relación podría servirnos para estimar la producción primaria del citado ecosistema.

La actividad ha sido realizada por los alumnos de 4º de ESO como parte del estudio de los saberes del currículo “Estructura y dinámica de los ecosistemas” y “Medioambiente y sostenibilidad”.

Los cambios realizados en el protocolo de extracción tienen que ver, sobre todo, con las diferencias entre la homogenización y preparación de un extracto procedente de tejidos vegetales y la nuestra, procedente de un microorganismo acuático. Finalmente, optamos por combinar la centrifugación y eliminación del sobrenadante con la homogenización con un émbolo de vidrio en un tubo de ensayo.

Una vez realizada la extracción de clorofila se realizó una batería de diluciones seriadas y determinamos la absorbancia con el colorímetro PS-2121 de Pasco scientific a distintas longitudes de onda: 565 nm, 468 nm, 610 nm y 660 nm. El colorímetro lee valores de absorbancia fija, no podemos ajustar la longitud de onda. El dispositivo se conectó a un PC portátil mediante un data logger y se registraron los datos automáticamente con el programa Sparkvue de Pasco.

La lectura de las muestras sin diluir mostró valores de baja absorbancia a 565 y 610 nm y valores mayores de absorbancia a 468 nm y 660 nm. Estos resultados son coherentes con los picos de absorción de la clorofila a y b reportados en bibliografía. La clorofila a presenta máximos de absorción a 430 nm y a 662 nm y la b a 453 nm y a 642 nm. Así, los bajos valores de absorbancia registrados a 565 y 610 nm se corresponderían con la región comprendida entre 500 y 600 nm, donde la clorofila no absorbe y los valores registrados a 468 y 660 nm se corresponden con regiones de máxima absorción de la clorofila (453 nm y 662 nm).

Figura 1. Absorbancia en nm registrada a distintas longitudes

de onda de la muestra sin diluir

No obstante, los valores registrados en las muestras diluidas contradicen los valores registrados en la muestra sin diluir, ya que no se registró absorbancia a 468 nm y sí en el rango de los 565 nm. Lo cual indica la necesidad de más trabajos de investigación y de ajuste del protocolo.

RESUMEN DE LA SITUACIÓN DE APRENDIZAJE. JUSTIFICACIÓN DOCENTE.

DATOS GENERALES.
TÍTULO	“Extracción de clorofila de un extracto de microalgas
MATERIA	Biología y Geología de 4º de ESO
Desafíos SXXI y ODS	Desafíos. Actitud responsable frente al deterioro del medioambiente. Desarrollar habilidades que le permitan seguir aprendiendo a lo largo de la vida. Fomentar la confianza en el conocimiento. ODS. Importancia del agua limpia. Vida de ecosistemas terrestres.
Producto final	Desarrollo de una hoja de cálculo para el manejo de datos. Publicación en el Blog. Programa de radio (radio EDU).
Relación con proyectos del centro	Radio Edu.
Temporalización	Se desarrollará a lo largo del primer trimestre
Breve descripción de la SdA	Adaptación de un protocolo de análisis de laboratorio. Análisis crítico de los resultados.

 

CONCRECIÓN CURRICULAR.
PRINCIPALES COMPETENCIAS CLAVE	STEM, CCL, CPSAA, CD
DESCRIPTORES OPERATIVOS DE LAS CC (para el perfil de salida)	STEM2, STEM5, CD4, CPSAA1, CPSAA2, CC4, CE1, CC3, CPSAA2, CPSAA3, CC3; CCL1, CCL2, CCL5, STEM4, CD2, CD3, CCEC4
Desafíos SXXI y ODS	Desafíos. Desarrollar habilidades que le permitan seguir aprendiendo a lo largo de la vida. Fomentar la confianza en el conocimiento. ODS. Importancia del agua limpia. Vida de ecosistemas terrestres.
COMPETENCIAS ESPECÍFICAS		CRITERIOS DE EVALUACIÓN	SABERES BÁSICOS
CE5 Analizar los efectos de determinadas acciones sobre el medioambiente, basándose en el conocimiento de la estructura, el funcionamiento de los ecosistemas y las características de los seres vivos que proporcionan las ciencias biológicas y de la Tierra, promoviendo y adoptando hábitos que eviten o minimicen los impactos ambientales negativos, sean compatibles con un desarrollo sostenible y permitan mantener y mejorar la salud colectiva e individual, así como conservar la biodiversidad.       CE1. Interpretar y transmitir datos científicos argumentando sobre ellos.		Criterio 5.3. Identificar y justificar las causas y consecuencias de los principales impactos globales empleando argumentos científicos elaborados y proponiendo soluciones.     Criterio 5.4. Defender el uso responsable y la gestión sostenible de los recursos naturales frente a actitudes consumistas y negacionistas, argumentando con criterios científicos sus propuestas.         Criterio 1.1. Analizar conceptos y procesos relacionados con los saberes de la materia de Biología y Geología interpretando en diferentes formatos (modelos, gráficas, tablas, diagramas, fórmulas, esquemas, símbolos, páginas web…), manteniendo una actitud crítica, obteniendo conclusiones y formando opiniones fundamentas.   Criterio 1.2. Transmitir opiniones propias fundamentadas e información sobre biología y geología de forma clara y rigurosa, facilitando su comprensión y análisis mediante el uso de la terminología y el formato adecuados (modelos, gráficos, tablas, vídeos, informes, diagramas, fórmulas, esquemas, símbolos, contenidos digitales, etc.)   Criterio 1.3. Analizar y explicar fenómenos biológicos y geológicos representándolos mediante el diseño y la realización de modelos y diagramas, utilizando, cuando sea necesario, los pasos del diseño de ingeniería (identificación del problema, exploración, diseña, creación evaluación y mejora).	E.1.4.2. Impacto de las actividades humanas en los ecosistemas.   Importancia de los hábitos sostenibles (consumo responsable, gestión de residuos, respeto al medioambiente…) como herramientas para minimizar los impactos.

 

METODOLOGÍA.
TÉCNICAS Y ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS	·          Aprendizaje basado en proyectos. ·          Aprendizaje basado en problemas ·          Pensamiento de diseño. ·          Técnicas de investigación-acción.
AGRUPAMIENTOS	Dado el bajo número de alumnos habrá un solo agrupamiento.
ESPACIOS	·          Laboratorio. ·          Aula.

 

1.        SECUENCIA COMPETENCIAL.
FASE DE MOTIVACIÓN	·          Presentación de la SdA , resaltando el trabajo en el medio y en el laboratorio. ·          Presentación en forma de desafío de las tareas básicas que tendrán que realizar. ·          Presentación de los productos finales que tendrán que hacer
FASE DE ACTIVACIÓN DE CONOCIMIENTOS PREVIOS	·          Explicación de contenidos referidos a los ecosistemas y su productividad y a la dinámica de las poblaciones. Se concretan los saberes en lo referente al medio natural cercano sobre el que se va a trabajar. Producción primaria y fotosíntesis (clorofila)
FASE DE DESARROLLO	·          Estudio de los protocolos de laboratorio y el uso de recursos necesario para llevar a cabo las tareas. ·          Investigación en la red sobre conceptos y procedimientos a realizar. ·          Realización de actividades para desarrollar saberes previos y necesarios para las actuaciones a realizar. ·          Aclaración de dudas.
FASE DE APLICACIÓN	·          Realización de las actividades propuestas. ·          Resolución de los desafíos ·          Elaboración de los productos finales
FASE DE CONCLUSIÓN Y TRANSFERENCIA	·          Cumplimentación de un formulario que mediante cuestiones obliga a que el alumno sintetice los aprendido y reflexiones sobre la aplicación y utilidad de lo aprendido. Prueba escrita
FASE DE DIFUSIÓN	·          Publicación en el blog PROYECTO STEAM-ECOSAL. Elaboración de un programa de radio Edu (radio Alconétar) resumiendo los resultados del producto final. *Pendiente. Se hará a final de curso.

 

EVALUACIÓN DEL PROCESO DE APRENDIZAJE.
CRITERIOS	Ver tabla 2.
INSTRUMENTOS	·          Pruebas orales y escritas ·          Rúbrica de trabajo en el laboratorio ·          Rúbrica para presentaciones escritas en medios tradicionales y digitales
MOMENTOS DE EVALUACIÓN	Se irán evaluando las actividades y sus productos a medida que se vayan realizando y el resultado de esa evaluación se incorporará a la evaluación trimestral.

BIBLIOGRAFÍA.

Hiscox, J.D. y Israelstam, G.F. 1979. A method for the extraction of chlorophyll from leaf tissue whithout maceration. Can. J. Bot. 57: 1332-1334.

Shengqi Su, Yiming Zhou, Jian G. Qin, Weizhi Yao y Zhenhua Ma 2010. Optimization of the Method for Chlorophyll Extraction in Aquatic Plants. Journal of Freshwater Ecology, 25:4, 531-538.