Actividad experimental n°3

Digestión de la albúmina por “pepsina” industrial

Planteamiento de las hipótesis:

El ácido clorhídrico al actuar sobre la pepsina que es una enzima digestiva, hace que se facilite la degradación (hidrolisis) de las proteínas en sus unidades más pequeñas que están formadas por aminoácidos. Procesos que se llevan a cabo por la digestión química.

Preguntas generadoras:

1. ¿Cómo actúa la pepsina sobre las proteínas?

R: La pepsina rompe los enlaces peptídicos que hay en las proteínas entre los aminoácidos que las componen, con esto el resultado es unos cuantos aminoácidos sueltos.

2. ¿Cómo están formadas las proteínas?

R: Una proteína son muchas cadenas largas de aminoácidos unidos por un enlace peptídico las cuales tiene muchas funciones en el cuerpo como: enzimas, reguladoras, pigmentos, transporte, estructurales, ligaduras, etc.

3. ¿Qué es la pepsina?

R: La pepsina es una enzima digestiva, una proteasa que se encuentra en los jugos gástricos y que degrada las proteínas.

4. ¿Cuál es el papel que desempeñan las proteínas del alimento, en los animales?

R: Ayudan a construir y regenerar tejidos, no pudiendo ser reemplazadas por los carbohidratos o las grasas por no contener nitrógeno.

5. ¿Por qué es necesario que se digieran las proteínas del alimento?

R: Para que puedan absorberse en el intestino delgado y pasar a la sangre, que los lleva a todas partes del cuerpo para producir las paredes celulares y otros componentes de las células.

6. ¿Qué es la hidrólisis de una proteína?

R: La hidrólisis de proteínas es la ruptura de la estructura primaria, es decir la ruptura de la secuencia de una proteína.

La  hidrólisis de proteínas termina por fragmentar las proteínas en aminoácidos.

7. ¿Qué papel desempeña el ácido clorhídrico al actuar sobre la pepsina?

R: El ácido clorhídrico actúa como una coenzima, que activara la enzima de la pepsina.

Introducción

Enzimas como la quimosina y pepsina son secretadas por el jugo gástrico como pro enzimas inactivas que al contacto con el ácido clorhídrico se activan, con ayuda del ácido clorhídrico del estómago, que actúa como coenzima para que la pepsina pueda entrar en función. En la hidrólisis de proteínas, éstas son hidrolizadas hasta aminoácidos, primero en el deudone y después por acción de las células de las microvellosidades.

Objetivos:

·          Identificar la acción de la pepsina sobre las proteínas

·          Identificar los productos de la acción de la pepsina sobre las proteínas

·          Comprender la acción de los jugos gástricos en la digestión química del alimento

·          Conocer cómo se puede activar una enzima

Material:

1 vaso de precipitados de 1000 ml

Papel filtro

1 embudo

1 probeta de 100 ml

1 gradilla

4 tubos de ensayo

4 probetas de 10 ml

Gasas

Material biológico:

Claras de huevo

Sustancias:

Ácido clorhídrico 0.1 N

Reactivo de Biuret

Pepsina

Equipo:

1 balanza granataria electrónica

1 parrilla con agitador magnético

Procedimiento:

Batir la clara de huevo cruda en un litro de agua fría, y llévala hasta la ebullición, sin dejar de batir. Fíltrar. El líquido que se obtiene es una fina suspensión, muy estable, de albúmina desnaturalizada.

Prepara, por otro lado, jugo gástrico artificial, diluyendo en 100 ml de agua, 1 g de jugo gástrico desecado, que se vende en las farmacias bajo la denominación de “pepsina”, nombre que proviene de la enzima principal que contiene.

Prepara en cuatro tubos de ensayo, las siguientes mezclas:

1.    6 ml de albúmina + 6 ml de agua.

2.    6 ml de albúmina + 1,5 ml de agua + 4,5 ml de HCl, 0.1 N.

3.    6 ml de albúmina + 1,5 ml de pepsina + 4,5 ml de agua

4.    6 ml de albúmina + 1,5 ml de pepsina + 4,5 ml de HC1,  0.1 N.

A continuación coloca los tubos a baño María, a 40° C. Algunos minutos más tarde, únicamente en el tubo 4 se producirá un aclarado, esto es consecuencia de la actividad de la pepsina que, en medio ácido, ha hidrolizado a la albúmina.

Resultados:

Contenido del tubo	Reacción Biuret
Albúmina + agua	Negativa
Albúmina + agua +ácido clorhídrico	Negativa
Albúmina + pepsina + agua	Negativa
Albúmina + pepsina +ácido clorhídrico	Positiva

Análisis de resultados:

Elabora la caracterización de los siguientes conceptos: proteína, hidrólisis, enlace peptídico, polipéptido, aminoácido, digestión química, enzima activa, enzima inactiva.

Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:

Conceptos claves: Digestión de proteínas, pepsina, sitio de producción de pepsina en el aparato digestivo humano, sitio de hidrólisis total de las proteínas en el aparato digestivo humano.

CONCEPTO	DEFINICION
Proteína	Son macro-moléculas, formadas con cadenas de aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos
Enlace peptídico	Es un enlace entre el grupo amino (-NH2) de un aminoácido y el grupo carboxilo (-COOH) de otro aminoácido.
Polipéptido	Es un polímero formado por la unión de más de 10 aminoácidos.
Aminoácido	Son aquellos que forman la base de las proteínas, constituidos por un grupo amino y un grupo carboxilo.
Digestión química	Es aquella en la que intervienen las enzimas para acelerar las reacciones químicas transformando las moléculas complejas en sencillas.
Enzima activa	Es una enzima formada por una proteína y una coenzima.
Enzima inactiva	Son las que comúnmente contaminan a las enzimas activas.

                   

       

Relaciones.

Esta actividad de laboratorio coadyuva a la construcción del concepto de digestión química, en este caso, asociada con la degradación de las proteínas. Es importante relacionar los órganos donde se inicia y termina esta hidrólisis.

Conclusión:

Por último se puede resaltar que hemos observado cómo actúa la enzima llamada pepsina sobre las proteínas, (rompiendo sus enlaces peptídicos) de manera que las termina dejando en aminoácidos sueltos. Además de eso cabe resaltar que también hemos observado como el ácido clorhídrico actúa como una coenzima, activando la enzima de la pepsina.

Bibliografía:

-          Material Biología III: PROGRAMA DE BIOLOGÍA III.maeugeniatovarbioiiicchsur2013ago.blogspot.mx

-          http://recursos.cnice.mec.es/biologia/glosario.php

-          http://www.bioscripts.net/biodic/b_es.html

Mapa conceptual 2: ¿Cual es el papel de las enzimas en la alimentación de los animales?

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V de Gowing referente a práctica 2

Actividad experimental n°2

Acción de la amilasa sobre el almidón

Preguntas generadoras:

1. ¿Cómo actúa la amilasa sobre el almidón?
2. ¿Cómo está formado el almidón químicamente?
3. ¿Qué es la amilasa desde el punto de vista químico?
4. ¿Cuál es papel que desempeña el almidón en los animales?
5. ¿Por qué es necesario para los animales que la amilasa actúe sobre el almidón?

Respuestas

1.- La amilasa destruye los enlaces existentes entre las moléculas de glucosa, reduciendo de un polisacárido a un monosacárido.

2.- El almidón está formado por un número de moléculas de glucosa, su fórmula es C6(H2O)6.

3.- La amilasa es un catalizador que permite la aceleración de las reacciones químicas (en este caso para degradar al almidón). Químicamente se ve como una biomolécula.

4.- El almidón no representa una fuente de energía significativa siempre y cuando la molécula esté completa, si no es así y es desintegrada por enzimas entonces se convierte en una fuente muy importante de azúcares, los carbohidratos son nutrientes esenciales, el almidón es un carbohidrato que proporciona energía a los animales para sus actividades locomotrices.

 5.- Es necesario porque las células animales no pueden aprovechar el polisacárido como tal, por tanto es vital que la amilasa actúe sobre el almidón, degradándolo y provocando entonces que pueda ser aprovechada la glucosa

Replanteamiento de la hipótesis:

La amilasa actúa sobre el almidón (que es un polisacárido) degradándolo, romperá los enlaces de almidón y el resultado será la glucosa que es aprovechable como fuente de energía.

Introducción

Dentro de las fuentes importantes de azucares para los animales entre ellos el ser humano, se encuentra el almidón, que como se sabe, es un polisacárido de reserva más abundante en los vegetales y una molécula compleja formada por glucosa.

La  amilasa es producida principalmente por las glándulas salivales y pancreáticas y lo que hace es romper las uniones entre los azucares que conforman el almidón para que puedan ser digeridos fácilmente en el resto del proceso. El almidón puede romperse o hidrolizarse por medios químicos o enzimáticos. En este caso una enzima como la amilasa descompone a una molécula compleja como el almidón.

 Introducción (2)

Las enzimas son catalizadores proteicos que aceleran la velocidad de las reacciones químicas que ocurren en las células. Para el proceso de digestión, las “biomoléculas” ingeridas deben ser degradadas de lo complejo a lo simple para ser absorbidas, recordemos que la digestión de los carbohidratos comienza en la boca donde los alimentos se mezclan con la amilasa que degrada los enlaces del almidón liberando maltosa, glucosa etc.

Objetivos:

·          Identificar la acción de la amilasa de la saliva sobre el almidón.

·          Identificar los productos de la acción de la amilasa sobre el almidón.

·          Caracterizar la digestión enzimática realizada por la secreción de las glándulas salivales.

Material:

Papel filtro

Embudo

5 tubos de ensayo

2 goteros

2 cápsulas de porcelana

Material biológico:

Muestra de saliva

Sustancias:

Agua destilada

Almidón

Reactivo de Benedict

Reactivo de Lugol para almidón

Equipo:

Balanza granataria electrónica

Parrilla con agitador magnético

Procedimiento:

A. Obtención de la enzima amilasa

Después de enjuagar la boca, mastica un trozo de papel filtro  para estimular la salivación. Los líquidos segregados se van pasando a un embudo que tenga un papel filtro, el filtrado se coloca en un tubo de ensayo hasta obtener 1  ml.

La saliva así obtenida se diluye empleando 1ml de saliva y 10 ml de agua destilada, así se obtiene la preparación de enzima base.

Se prepara una solución al 2% de almidón, para lo cual se pesan 2 g de almidón y se disuelven en 100 ml de agua destilada

Se colocan 2 ml de agua destilada en un tubo de ensayo se le agregan 2 ml de la solución de almidón al 2% y 2 ml de la solución base de la enzima. En otro tubo se colocan 2 ml de agua destilada y se le agregan 2 ml de la solución de almidón al 2%.

 Los tubos se colocan en baño maría a 37° C, durante 15 minutos dejando que la amilasa vaya hidrolizando al almidón

Una vez transcurridos los 15 minutos se sacarán los tubos del baño maría y se harán las pruebas del lugol y Benedict

B. Reacciones de lugol para almidón y Benedict

La prueba del yodo o el lugol permite identificar la presencia de almidón, con este reactivo se obtiene un color azul-violeta característico. Toma 1 ml de la disolución de cada uno de los tubos y añade unas gotas de lugol a cada una de ellas. Si no existe la hidrólisis del almidón la prueba será positiva.

La prueba de Benedict permite identificar a los azucares reductores. Toma 1 ml de cada uno de las disoluciones de los tubos y agrégales 1 ml del reactivo de Benedict, enseguida coloca ambos tubos en baño María, si existe hidrólisis del almidón se formará un precipitado rojo ladrillo que indica la presencia de azúcares como la glucosa y la maltosa

Resultados:

Contenido del  Tubo	Reacción de Lugol	Reacción de Benedict
Amilasa+ almidón +agua	Negativo	Positivo
Almidón+agua	Positivo	Negativo

            

              

Análisis de resultados:

Elabora la caracterización de los siguientes conceptos: enzima, digestión química, digestión mecánica, degradación, saliva, azúcares simples, azúcares complejos, polímeros y monómeros.

Concepto	Definición
Enzima	Es una proteína que ayuda a acelerar o a disminuir la velocidad de alguna reacción bioquímica del metabolismo.
Digestión química	Se lleva a cabo por las enzimas y estas hacen que las moléculas complejas se transformen en moléculas sencillas.
Digestión mecánica	Es la trituración del alimento y es realizada por la masticación de los dientes.
Degradación	Descomposición de una sustancia por rotura de los enlaces que unen los elementos químicos que la forman.
Saliva	Es una sustancia líquida que humedece y facilita la masticación de los alimentos, está compuesta principalmente por agua, contiene una enzima llamada tialina que digiere el almidón.
Azúcares simples	Son de rápida absorción y digestión, están formados por un monosacárido.
Azúcares complejos	Están compuestos por muchas moléculas de glucosa, su digestión es más lenta que las simples.
Polímeros	Es una molécula formada por subunidades similares o idénticas.
Monómeros	Es una molécula simple y pequeña que al unirse con otras puede formar un polímero.

Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:

Conceptos clave: Enzima, digestión, digestión química, degradación, secreciones de glándulas del aparato digestivo, reacciones químicas en el interior del cuerpo, azúcares simples, azúcares complejos, polímeros y monómeros.

Relaciones. Este tema es importante porque permite observar en el laboratorio la acción de las secreciones de las glándulas salivales, las que llevan a cabo una digestión química de los polisacáridos, apoya a los estudiantes en la construcción del concepto de digestión química y permite comprender la función de algunas glándulas asociadas al aparato digestivo. 

Conclusiones

 ● El almidón fue degradado por la amilasa, lo constatamos al realizar las pruebas con lugol y Benedict.

● La presencia de azúcares reductores fue verificada con la prueba de Benedict, por lo tanto existía presencia nula de polisacáridos

Mapa conceptual 1: El Aparato Digestivo de los Animales

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V de Gowing referente a práctica 1

Actividad experimental n°1

Patrones del aparato digestivo en los animales

Preguntas generadoras:

1. ¿Presentan algunas similitudes los aparatos digestivos de la hidra, planaria y lombriz de tierra?
2. ¿A qué se deben las diferencias en la complejidad del aparato digestivo de la hidra, planaria y lombriz de tierra?
3. ¿La estructura y funcionamiento de estos aparatos digestivos tienen algunas semejanzas con los del hombre? ¿A qué se deben?

Planteamiento de las hipótesis:

Nuestro aparato digestivo y el de los animales no es exactamente el mismo pues tenemos similitudes como diferencias. Principalmente compartimos la característica de ser heterótrofos y carnívoros como también compartimos la función de comenzar a cambiar la digestión de mecánica a química a través de las enzimas que se le van integrando al bolo alimenticio y tenemos regiones especializadas en transformación y para absorber el alimento.[1]

Introducción

Los animales son capaces de adquirir energía necesaria para realizar sus funciones a partir de los nutrientes. Para ello, están formados por sistemas con un grado de complejidad pero con una estructura y actividad altamente organizada.

A pesar de la gran diversidad de seres vivos y diferencias entre ellos, es posible encontrar ciertas similitudes o regularidades en cuanto a su estructura y procesamiento del alimento, es decir dentro del aparato digestivo, a lo que se conoce como patrones. En los animales a presentar están relacionados con sus hábitos alimenticios y que todos son heterótrofos.

Introducción (2)

Los sistemas digestivos de los diferentes animales varían en función de los tipos de alimento, del modo de vida y de otros múltiples factores. Sin embargo, los aparatos digestivos de los animales tienen en común la finalidad de percibir el alimento desde el ambiente externo y ponerlo en contacto con las superficies membranosas internas, en las que tienen lugar la digestión y la absorción.

Conforme aumenta la escala evolutiva animal, se incrementa la complejidad de la organización estructural del cuerpo y, en consecuencia, la de los órganos  que lo integran. Los organismos heterótrofos dependen de fuentes externas de materias primas y energía para crecimiento, mantención y funcionamiento. El alimento se emplea para: nuevos tejidos reparación y obtención de energía. Los alimentos están compuestos por moléculas orgánicas, procedentes, a su vez, de otros seres vivos. Atendiendo al tamaño, pueden utilizarse como alimentos: microorganismos, sustancias en disolución, fragmentos de organismos u organismos enteros de gran tamaño.

Objetivos:

·          Conocer 3 aparatos digestivos de animales con distinto grado de complejidad.

·          Identifique los patrones que se presentan en estos 3 aparatos digestivos.

·          Reconocer las porciones especializadas de los aparatos digestivos.

Material:

3 Cajas de Petri

Estuche de disección

1 Gotero

Alfileres

Material biológico:

Hidras

Daphnia o pulgas de agua

Planarias 

Lombrices de tierra

Pedazo de hígado crudo de pollo o res

Sustancias:

Parafina

Azul de metileno

Equipo:

Microscopio de disección

Parrilla con agitador magnético

Procedimiento:

Antes de iniciar la actividad se debe realizar lo siguiente: A la lombriz de tierra se le purga para limpiar el tubo digestivo, colocándola 32 horas antes de realizar la actividad en un frasco con pañuelos desechables húmedos, cortados en pequeños trozos. Se calienta la parafina y se pasa a una caja de Petri, dejándola enfriar, en ella se realizará la disección de la lombriz de tierra.

Guía de observación de la alimentación en la Hidra.

Coloca el agua con las hidras en una caja de Petri, obsérvalas a través del microscopio de disección, identifica las aberturas del cuerpo hacia el exterior

-¿Cuántas aberturas existen? La hidra cuenta con una única abertura.

-¿Cuál es su posición? Se encuentra al final del cuerpo de la hidra.

Posteriormente coloca las pulgas de agua que son el alimento de  las hidras, y observa que es lo que sucede

-¿por dónde entra el alimento a la hidra? El alimento es ingerido por el único orificio que posee la hidra.

-¿Por dónde salen los desechos de la alimentación? Los desechos son arrojados por el mismo orificio.

Guía de observación de la alimentación en la Planaria.

Coloca las planarias que colectaste en una caja de Petri, obsérvalas a través de microscopio estereoscópico. Localiza un orificio en la región ventral del cuerpo

-¿qué forma tiene? Posee una forma tubular alargada.

¿Cuál es su función? Posee la función de la ingestión de alimento.

 Agrega pequeñas porciones de hígado y observa

-¿cómo ingiere la hidra el hígado? Lo ingiere tomándolo con su faringe y ejerciendo succión.

-¿Por dónde salen los desechos de la alimentación? Los desechos son expulsados por el mismo orificio.

Guía de observación de la alimentación en la lombriz de tierra.

Coloca una lombriz de tierra que haya sido purgada, sobre la caja de Petri que contiene la parafina. Observa al ejemplar y trata de identificar la boca en el extremo anterior y el ano en el extremo posterior en posición ventral. Añade un poco de agua hasta que se cubra completamente el organismo. Coloca la lombriz con el lado más obscuro del cuerpo hacia arriba, esta es la región dorsal y agrégale un gotero lleno con acetona. Inserta un alfiler en extremo anterior y otro en el extremo posterior e inicia la disección haciendo una incisión en la región anterior media dorsal continuándola hasta el extremo posterior. Con los alfileres (inclinados hacia la parte exterior del cuerpo de la lombriz) sostén la pared del cuerpo a la base de parafina de la caja. Identifica las partes del tubo digestivo. ¿Cuántos ensanchamientos observaste en el tubo digestivo? –

-¿Cuál es la función de la faringe? Por ella ingresa el alimento desde el medio exterior.

 -¿Qué función realizan la molleja y el buche? Poseen la función de almacenaje y digestión.

-¿Cuál es la función de las glándulas salivales? Funcionan como productoras de saliva para facilitar la digestión del alimento.

-¿En dónde se lleva  a cabo la absorción de las substancias nutritivas? En el intestino.

-¿Cuál es la función del recto? Excretar los desechos del proceso digestivo. 

-¿Por dónde salen los desechos de la alimentación? Por el recto.

Resultados:  

Elabora dibujos de los tres tipos de organismos que observaste, índica en ellos los orificios del tubo digestivo, haz el dibujo de la disección de la lombriz y señala los sitios donde se lleva a cabo el procesamiento del alimento.

               

(Disección de lombriz de tierra)

Análisis de resultados:

Elabora la caracterización de los siguientes conceptos y temas:

-Patrones: Son las secuencias que siguen los aparatos digestivos de los animales.

-Regiones comunes de los aparatos digestivos: Las regiones que comparten los animales varían según el grado de complejidad de su aparato digestivo: por ejemplo las hidras y las planarias posee un solo orificio por el cual ingresa el alimento y es expulsado el desecho.

 -Causas de las diferencias entre los aparatos digestivos de los animales: La principal causa de diferencia es el grado de organización de los organismos.

 

Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:

Conceptos clave: Hidra, planaria, lombriz de tierra, boca, ano, faringe, glándulas salivales, cavidad gástrica, buche, molleja.

Relaciones. Este tema es trascendente debido a que a través de la comprensión de las actividades de laboratorio se pueden establecer generalizaciones, patrones, que son comunes a todos los animales heterótrofos, lo anterior familiariza a los estudiantes con un concepto fundamental en la Biología.[3]

Discusión:

Dentro de nuestro equipo participamos en conjunto en toda la práctica. Nos repartimos los materiales para presentarlos el día de la práctica. Realizando con anticipación la purga de la lombriz de tierra con papel y agua treinta y dos horas antes de llevar a cabo la práctica experimental, llevando así el material indispensable.

Al iniciar la práctica en el salón de clases todos sabíamos que hacer al haber leído la practica previa antes de llevarla a cabo. Trabajamos limpia y ordenadamente, lo único que nos falló es que realizamos mal la disección de lombriz, ya que cortamos de más y nos llevamos la molleja, el buche y parte del intestino; por ende no se pudo percatar de estos órganos en nuestra mesa. Gracias a otro equipo logramos observar estos órganos que se encuentran en el aparato digestivo. No pudimos observar cómo se alimentaba la planaria y nadie consiguió la hidra

Conclusión:

● No fue posible comprobar la ubicación de los órganos del aparato digestivo de la lombriz debido a que la disección no se realizó con la debida precisión.

● La lombriz posee un aparato digestivo complejo (con dos orificios).

● Aunque no fue posible observar en clase como se alimentaban las planarias y la hidra, si contemplamos el proceso en el vídeo previo a la práctica.

● Las planarias y la hidra posee un aparato digestivo sencillo (con un solo orificio en forma de saco) por donde ingiere el alimento y también expulsa los desechos resultantes del proceso digestivo.

BIBLIOGRAFÍA:

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[1] http://www.alaquairum.net/planarias_e_hidras.htm

[2] Las planarias se pueden conseguir en los acuarios de agua estancada en las instalaciones del Siladin, o en un canal de Xochimilco las puedes capturar con un hilo sosteniendo un pedazo de hígado de pollo suspendido aproximadamente 10 minutos en el interior del agua y colocarlas en frascos de boca ancha.

[3] Material Biología III: PROGRAMA DE BIOLOGÍA III.maeugeniatovarbioiiicchsur2013ago.blogspot.mx