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.

GEOMETRÍA MANIPULATIVA

 

La geometría se aprende observando, tocando y experimentando. Esta actividad desarrollada por los alumnos de 1º de ESO consiste en reproducir figuras geométricas con bolitas hechas de plastilina y palillos teniendo como guía tarjetas imprimibles. 

El objetivo principal de esta actividad es el de despertar un mayor interés hacia los conceptos geométricos básicos.

 

Los beneficios de esta metodología manipulativa son diversos. En primer lugar, fomenta una comprensión más profunda y significativa de las figuras geométricas al permitir a los alumnos visualizarlas y manipularlas directamente. Esta interacción física les brinda una comprensión espacial más intuitiva y facilita la asimilación de conceptos abstractos.

Además, el uso de materiales manipulativos potencia el razonamiento y la resolución de problemas. Al experimentar con las figuras, los estudiantes desarrollan habilidades para analizar, comparar y deducir, fortaleciendo así su capacidad para enfrentar desafíos geométricos de manera creativa: explorando libremente con los materiales los alumnos descubren nuevas formas de combinar y transformar las figuras geométricas, ampliando así su visión y comprensión del mundo geométrico que los rodea.

Por último, esta metodología promueve tanto el trabajo individual como el trabajo en equipo, fomentando la colaboración y el intercambio de ideas entre el alumnado. Al mismo tiempo, fortalece su autoestima y fomenta su autonomía al permitirles descubrir y explorar por sí mismos los conceptos geométricos.

Competencias clave trabajadas:

- Competencia en comunicación lingüística.

- Competencia matemática y competencia en ciencia, tecnología e ingeniería

- Competencia personal, social y de aprender a aprender.

- Competencia ciudadana.

- Competencia emprendedora.

- Competencia en conciencia y expresiones culturales.

EXPOSICIÓN DE FOTOGRAFÍAS MICROSCÓPICAS.

 De nuevo, como en el curso pasado, hemos realizado una actividad que conecta la ciencia y el arte. En esta ocasión se trata de una exposición fotográfica. En ella se muestran una serie de imágenes captadas con los microscopios por los alumnos de 3º y 4º de ESO de los dos últimos cursos. 

Son imágenes de microorganismos capturados en la charca de las "Albujeras" y en algunos casos, mantenidos en nuestro laboratorio durante semanas. Las fotografías fueron realizadas "in vivo" a 400 aumentos.

Las imágenes se acompañan de un pie  de página explicativo bilingüe, español/inglés, también al igual que el curso pasado, se utiliza el inglés para concienciar de la importancia de esta lengua en el contexto científico. 

La exposición se instaló en la pared externa de la biblioteca para facilitar que pueda ser observada por todos los alumnos.

Competencias clave trabajadas:

- Competencia en comunicación lingüística.

- Competencia matemática y competencia en ciencia, tecnología e ingeniería

- Competencia digital

- Competencia personal, social y de aprender a aprender.

LAS PLANTAS EN EL QUIJOTE

Planteamos esta situación de aprendizaje, en la que enlazamos la botánica con el léxico y la literatura, con el objetivo principal de acercar el Quijote al alumnado a través de las plantas citadas por Cervantes y frecuentes en el entorno del Centro. De esta manera, a su vez, pretendemos que el alumnado conozca mejor las plantas que ve a diario con la convicción de que el conocimiento de lo natural lleva a su aprecio.

Para la puesta en marcha de la situación de aprendizaje el profesor hizo una selección de los párrafos en los que se citan plantas, a continuación, se eligieron los que hacen referencia a plantas de nuestro entorno, se leyeron y se hicieron fichas botánicas de las especies elegidas.

Según Ceballos y Fernández de Córdoba ¹ , las alusiones botánicas y la visión del paisaje en la obra de Cervantes son más literarias que realistas, no obstante, hay al menos un 25% de las citas botánicas que hacen referencia  a la flora concreta local. 

Las especies elegidas para hacer las fichas botánicas fueron las presentes en el entorno más próximo, así, según el texto consultado para diseñar la actividad, en el paisaje por el que campeaba Don Quijote eran abundantes los olivares y viñedos, también los baldíos, antes tierras forestales dedicadas al pastoreo, pues en época cervantina la preponderancia de la Mesta sobre la agricultura ya había conducido a la eliminación de tierras forestales. Así mismo, y por razones similares, abundaban zonas de matorral (jarales y escobonales, etc.) propias de bosque degradado. Son estos paisajes, en la actualidad, abundantes en las proximidades de nuestro centro. 

Los personajes del Quijote no pisaron la franja norte de España, situándose siempre en el domino floral mediterráneo, si bien existen referencias en el texto a estas plantas, pudiendo ser estas, a juicio de Ceballos y Fernández de Córdoba, licencias literarias o errores. Indicar que las plantas propias del bosque caducifolio tampoco están bien representadas en el entorno de nuestro instituto, no siendo, por tanto, fácilmente observables. Tampoco son frecuentes en el entorno más próximo, las formaciones ripícolas de álamos, sauces y fresnos, si bien a una distancia media si se encuentran estas especies.

Los párrafos del Quijote en los que se citan las plantas elegidas para hacer fichas botánicas son:

* Los número romanos se corresponden a la primera parte, los arábigos a la segunda.

Alcornoque. (Quercus suber L.)

Caps. XI ,  XII , XXIII, XLI , 12 , 14, 60, 67 y 68.

Algarrobo (Ceratonia siliqua L.) Se cita el fruto, la algarroba.

Cap. 13.

Adelfa (Nerium oleander L.)

Cap. XIII.

Piruétano o peral silvestre (Pyrus communis L.) y Tagarninas o cardos (Scolymus hispanicus L.).

Cap. 13.

Jara (Cistus ladanifer L.)

Cap. XXIII.

Retama (Retama sphaerocarpa L.)

Cap. XXV.

Chicoria o achicoria (Cichorium intybus L.)

Cap. VIII.

Romero (Rosmarinus officinalis L.)

Caps. XI,  XVII y 34.

Encina (Quercus rotundifolia L.)

Caps. IV, VIII, XI, XII, XXXI , 8, 10, 12, 34, 53, 60, 67, y 70.

Palma (Phoenix dactylifera L.)

Caps. VI, 7, 20, 21, 22, 24, 9, 67 y 69.

Uva (Vitis vinífera L.)

Caps. XLV , 51 y 62.

COMPETENCIAS CLAVE: CCL, CMCT, CD y CPAA.

Bibliografía consultada:

1- Luis Ceballos y Fernández de Córdoba. La flora del Quijote. Edición soluciones plenas, grupo S.L. 1996. Ilustración: G. Doré

2- Real Jardín Botánico de Madrid:

https://rjb.csic.es/las-plantas-en-el-quijote-una-visita-autoguiada-por-el-botanico-a-traves-de-la-obra-de-cervantes/

Competencias clave trabajadas:

- Competencia en comunicación lingüística.

- Competencia matemática y competencia en ciencia, tecnología e ingeniería.

- Competencia personal, social y para aprender a aprender

MATEMÁTICAS ENCAJAdas

 Los alumnos de segundo curso del ciclo de grado básico, en la asignatura de Matemáticas Aplicadas, han trabajado Geometría a través del análisis de distintos envoltorios relacionados con su familia profesional, principalmente envases de productos alimentarios. A partir de estos elementos han reconocido y clasificado figuras planas y cuerpos geométricos y se han familiarizado con el vocabulario y técnicas propios de esta disciplina.

Sin entrar en excesivos detalles, la industria de embalaje profesional (habitualmente conocida como packaging) debe encontrar el equilibrio entre el control de los costes de producción, la seguridad y protección del producto en su almacenaje y transporte, el diseño atractivo que promueva la venta entre los consumidores y, afortunadamente, en los últimos años, la sostenibilidad. Es en el logro de este equilibrio donde las matemáticas subyacen.

El producto final con el que los alumnos han puesto de manifiesto las competencias desarrolladas ha sido investigar cuánto poliestireno expandido se había necesitado para proteger dos botellas en su envío tras una compra on-line.

El embalaje se ha llevado al aula y allí, por equipos, han tenido que entender la pregunta, qué queremos decir con , ¿cuánto?, es decir, identificar la magnitud que se busca, modelizar el envase real, tomar medidas con el grado de precisión que han considerado suficiente, elaborar una estrategia de resolución y finalmente, comunicar al resto el proceso seguido y su respuesta final.

Tras las tres exposiciones, se abrió un interesante debate que surgió como consecuencia de comparar los distintos métodos empleados para medir y las justificaciones de las aproximaciones elegidas y valorar tanto, las mejores aptitudes comunicativas de los ponentes, como las más respetuosas actitudes de los oyentes.

Autores:

Creación situación de aprendizaje: María de los Ángeles Martínez Sanz.

Realización de la actividad: Darío Cabezas, Sandra Declara, Abraham Flores, Elisa Lorence, Víctor Macías, Paula Ramos y Pablo Sánchez.

MIDIENDO EL TAMAÑO DE LAS CÉLULAS

 Los alumnos de 3º de ESO han desarrollado esta actividad destinada a medir el tamaño de las células. Los objetivos que se pretenden con la actividad son reforzar los conceptos de tamaño celular, campo de visión, magnificación y resolución del microscopio, así como, la búsqueda de estrategias alternativas para salvar las dificultades durante el trabajo de laboratorio, en este caso concreto, se planteó medir el tamaño de las células sin disponer de lentes con escalas graduadas.

Las células elegidas para hacer las medidas fueron las epiteliales de la mucosa bucal. Cada alumno hizo un frotis del interior de su mejilla con un palillo para obtener las células que fueron posteriormente teñidas con azul de metileno para observarlas al microscopio.

Antes de medir células se determinó el tamaño del campo de visión a distintos aumentos (Objetivos de x4, x10, x40 combinados con oculares de x10 y x15) usando un papel milimetrado impreso sobre un acetato transparente. Una vez conocido el tamaño del campo de visión a distintos aumentos se determinó el tamaño de las células por comparación con el diámetro del campo de visión.

Para facilitar esta tarea se tomaron fotografías microscópicas de las preparaciones celulares a distintos aumentos y se analizaron con un programa de manejo de imágenes. Una vez determinado un tamaño de campo a una magnificación conocida (por ejemplo, con un objetivo de x4 y un ocular de x10 la magnificación es de 40) mediante una porporcionalidad inversa puede calcularse el tamaño del campo de visión a otra magnificación conocida. (Magnificación de x40/Magnificación de x100) = (Tamaño campo a x10 (cm)/Tamaño campo a x40 (cm).

Se realizaron las mediciones y se comprobó que con una combinación de objetivo de x40 y un ocular de x10 el papel milimetrado se observaba demasiado grande, de manera que el tamaño de un milímetro era superior al tamaño del campo del ocular. Por tanto, estas medidas se descartaron y se usaron solo las mediciones combinando objetivos de x4 y oculares de x10 y  objetivos de x10 y oculares de x10.

*Autores de las preparaciones y fotografías microscópicas: Luis Acevedo, José María Duque, Acheraf El Khalfaqui y Lucas Montesinos.

El tamaño del campo de visión a una magnificiación de 40 fue de 5,4 mm (5400 µm) y a una magnificación de 100 fue de 2,1 mm (2100 µm).

Los resultados de nuestras mediciones y contajes indican que el diámetro medio de las células epiteliales observadas fue de 30 µm.

 

Competencias clave: CMCT, CD y CPAA.