Actividades de química para la biología de la escuela secundaria

El lugar de la química en biología

Si bien inicialmente uno podría creer que la química no tiene lugar en una clase de biología, las dos materias están muy entrelazadas. Las actividades de esta lección destacarán cuatro lugares importantes donde la química se puede agregar a las lecciones de biología:

• Células
• Enzimas
• Alimentos
• ADN

Las siguientes actividades se pueden utilizar junto con las lecciones de los libros de texto o como proyectos independientes.

Diseñar una celda

Este laboratorio ayuda a los estudiantes a comprender la forma celular y cómo optimiza la difusión de materiales dentro y fuera de una celda.

Materiales

• Agar
• Vasos
• Azul de bromotimol
• Cuchillo
• Microondas (u otra fuente de calor)
• Refrigerador
• gobernante
• Temporizador
• Bandejas (al menos 2-3 pulgadas de profundidad)
• Vinagre
• Agua

Instrucciones

• Antes de clase preparar el agar en bandejas rectangulares; agregue suficiente azul de bromotimol al agar para que quede azul. (La preparación del agar requiere el uso del microondas y el refrigerador).
• Antes del laboratorio, explique a los estudiantes cómo los nutrientes deben entrar y salir de las células e introdúzcalos en el término «difusión».
• Haga que cada grupo corte tres piezas de agar con las siguientes dimensiones:
  • 1 cm x 1 cm x 1 cm
  • 2 cm x 2 cm x 2 cm
  • 1 cm x 1 cm x 8 cm
• Haga que cada grupo calcule la relación entre el área de la superficie y el volumen de cada cubo.
• Explique que cuando el cubo se coloca en un vaso de precipitados de vinagre cambiará de color de azul a amarillo a medida que se produce la difusión, debido al indicador, azul de bromotimol.
• Deje caer cada cubo en el vinagre y mida el tiempo que tarda todo el cubo en cambiar de color. (Algunos pueden tardar un poco).
• Según los resultados, haga que cada equipo diseñe una célula con una masa mayor a 3 gramos pero que aún pueda difundirse rápidamente. Tenga en cuenta que la celda no puede tener agujeros y debe ser de una sola pieza.
• El ganador se determinará en función de quién tenga la mayor masa / tiempo (o g / minuto).
• Después del laboratorio, compare las células ganadoras con las células reales del cuerpo humano.

Explore las enzimas

Este laboratorio explora la química detrás de una enzima llamada catalasa que se encuentra en humanos y otros organismos como la levadura, incluidas las variables que afectan la productividad de una enzima. Durante las reacciones diarias dentro de una célula, se produce peróxido de hidrógeno como subproducto. El peróxido de hidrógeno destruye las células, por lo que debe descomponerse. La enzima catalasa descompone el peróxido de hidrógeno en oxígeno y agua.

Materiales

• Vasos o vasos de plástico
• Filtros de café
• Fórceps o pinzas
• Cilindros graduados
• Perforadora
• Peróxido de hidrógeno (generalmente se vende en una solución al 3%)
• Azúcar
• Cucharilla
• Temporizador
• Agua
• Paquetes de levadura (cada paquete debe contener alrededor de 2-1 / 4 cucharaditas).

Instrucciones

• Vacíe un paquete de levadura en 150 ml de agua tibia, agregue una cucharadita de azúcar, revuelva y reserve.
• Agregue 40 mL del peróxido de hidrógeno al 3% a un vaso de precipitados y reserve.
• Haga que los estudiantes hagan un grupo de agujeros en un filtro de café y guarden los discos.
• Sumerja un disco en la mezcla de levadura con las pinzas.
• Coloque el disco empapado en el peróxido de hidrógeno y encienda el temporizador. Una vez que vuelva a flotar a la superficie, detenga el temporizador.
• El disco flotará hacia la superficie porque la catalasa en la levadura convierte el peróxido de hidrógeno en oxígeno y agua. El oxígeno crea burbujas que hacen que el disco flote.
• Repita este proceso tres veces y registre el tiempo promedio.
• Cambie una variable para explorar qué afecta a las enzimas (es decir, temperatura del agua, concentración de peróxido de hidrógeno y cantidad de azúcar).
• Haga que los estudiantes investiguen una variable que pueda afectar la catalasa y luego diseñen un experimento.

¿Qué hay en mi comida?

Este laboratorio permite a los estudiantes explorar qué macromoléculas componen su alimento. Incluye una investigación de carbohidratos, grasas y proteínas simples y complejos.

Materiales

• Solución Benedict (calentada)
• Solución de biuret
• Cuentagotas
• Gafas de protección
• Placa caliente (para calentar la solución Benedict)
• Solución de yodo
• Solución de Sudán IV
• Selección de alimentos: galletas saladas, mantequilla, carne, etc. (Los estudiantes pueden traer sus propios alimentos para probar).
• Placas de pozo

Instrucciones

• En la placa de pocillos, coloque un alimento en cada fila. Por ejemplo, coloque un trozo de galleta en la fila 1, una pizca de mantequilla en la fila 2 y un trozo de carne en la fila 3.
• Coloque una gota de cada solución en cada fila y observe.
• Utilice la siguiente tabla para identificar qué molécula estaba presente en cada alimento y analice las diferencias estructurales entre cada macromolécula como clase.

ADN de caramelo

Esta actividad requiere que los estudiantes se familiaricen con el ADN a través de un modelo 3D hecho de dulces.

Materiales

• Regaliz negro y rojo con centros huecos
• Malvaviscos pequeños (cuatro colores diferentes)
• gobernante
• tijeras
• Cuerda
• Palillos de dientes

Instrucciones

• Corta dos secciones de hilo de un pie de largo.
• Corta el regaliz negro y rojo en secciones de 1 pulgada.
• Asignar colores a los pequeños malvaviscos. Por ejemplo:
  • Azul – citosina
  • Amarillo – guanina
  • Verde – timina
  • Blanco – adenina
• Anude la parte inferior de cada hilo y aliméntelo con colores alternos de regaliz (negro-rojo-negro-rojo), donde el rojo representa el fosfato y el negro representa el azúcar.
• Repite el proceso con la segunda cuerda en el mismo orden.
• Ate la parte superior del hilo para que no se desprenda el regaliz.
• Dado que el regaliz negro representa el azúcar, coloque los malvaviscos en estas secciones.
• Coloque las dos tiras de regaliz una al lado de la otra.
• Comenzando por la parte superior, coloque un palillo de dientes en la primera sección de regaliz negro. Luego agregue citosina y guanina al palillo.
• Pegue el otro extremo del palillo al regaliz negro correspondiente en la segunda cuerda. Repita colocando al azar citosina-guanina y timina-adenina en las secciones negras como los peldaños de una escalera.
• Una vez completado, gire las cuerdas para formar una espiral.

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Rodrigo Ricardo Editor y fundador