Práctica 3 - Digestión de la albúmina por “pepsina” industrial

Digestión de la albúmina por “pepsina” industrial

Preguntas generadoras:

1.    ¿Cómo actúa la pepsina sobre las proteínas?

2.    ¿Cómo están formadas las proteínas?

3.    ¿Qué es la pepsina?

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

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

6.    ¿Qué es la hidrólisis de una proteína?

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

Planteamiento de las hipótesis:

Introducción

El jugo gástrico, elaborado por las glándulas de la mucosa del estómago, contiene ácido clorhídrico libre y dos enzimas: quimosina y pepsina. En realidad ambas son secretadas como proenzimas inactivas, y en presencia del ácido clorhídrico se transforman espontáneamente en enzimas activas.

Durante la digestión de las proteínas (polímeros de aminoácidos) se hidrolizan los enlaces peptídicos de estas moléculas. Este proceso se inicia en el estómago por acción de las pepsinas que rompen las uniones (enlaces peptídicos) a  nivel de los aminoácidos fenilalanina y tirosina, de manera que los productos de la digestión gástrica de las proteínas son polipéptidos de muy diversos tamaños. La mayor parte de la digestión de proteínas se produce en el intestino delgado, donde los productos de la digestión gástrica son hidrolizados hasta aminoácidos, primero por la acción de las enzimas proteolíticas del jugo pancreático y después por las enzimas asociadas a las células de las microvellosidades.

Una reacción característica de los polipéptidos es la reacción de Biuret, las proteínas y los aminoácidos no dan positiva esta reacción 

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:

Bate la clara de huevo cruda en un litro de agua fría, y llévala hasta la ebullición, sin dejar de batir. Fíltrala. 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
Albúmina + agua +ácido clorhídrico
Albúmina + pepsina + agua
Albúmina + pepsina +ácido clorhídrico

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.

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.

Lectura 1 - El aparato digestivo de los animales.

Mapa Conceptual.

Glosario.

Enzima: Las enzimas son biocatalizadores de naturaleza proteica. Todas las reacciones químicas del metabolismo celular se realizan gracias a la acción de catalizadores o enzimas. 

Pseudópodos: extensiones de la membrana plasmática y del citoplasma con las que algunas células rodean bacterias u otras sustancias extrañas en el proceso de fagocitosis

Citostomas: En las células con membrana resistente, abertura a modo de boca por donde entran las partículas alimenticias.

Ventosa: Órgano que tienen ciertos animales en los pies, la boca u otras partes del cuerpo, para adherirse o agarrarse mediante el vacío al andar o hacer presa

Faringe: Conducto musculoso situado entre la boca, la parte posterior de las fosas nasales y el esófago

Esófago: Conducto del sistema digestivo que va desde la faringe hasta el estómago y por el que pasan los alimentos

Celulosa: Hidrato de carbono que es el componente básico de la membrana de las células vegetales. Se utiliza en la fabricación de papel, fibras textiles, plásticos, etc.

Microorganismo simbionte: [Individuo] asociado en simbiosis con otro [individuo].

Bibliografía. 

http://www.dicciomed.es/ 

http://www.wordreference.com/definicion/ 

Práctica 2 - W de Gowin.

Practica 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?

Planteamiento de las hipótesis:

Introducción

El almidón es el polisacárido de reserva más abundante en los vegetales y es una fuente importante de azúcares para los animales dentro de los que se encuentra el hombre. La estructura química del almidón permite que al penetrar el yodo en ésta se forme una disolución de color azul violácea intensa característica que permite la identificación positiva del almidón en una disolución. El almidón puede romperse o hidrolizarse por medios químicos o enzimáticos.

La ebullición con ácidos o bases hidroliza los enlaces entre las unidades de glucosa hasta la obtención de las unidades de glucosa individuales. El almidón puede hidrolizarse enzimáticamente por medio de la  amilasa que se encuentra formando parte de la saliva y el jugo pancreático. La amilasa rompe  los enlaces entre los azucares que constituyen al almidón y finalmente después de su acción deja glucosa libre y maltosa

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
Almidón+agua

Análisis de resultados:

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

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. 

Práctica 1 - W de Gowin.

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Práctica 1 - Patrones del aparato digestivo en los animales.

Patrones del aparato digestivo en los animales

Preguntas generadoras:

1. ¿Presentan algunas similitudes los aparatos digestivos de la hidra, planaria y lombriz de tierra? si
2. ¿A qué se deben las diferencias en la complejidad del aparato digestivo de la hidra, planaria y lombriz de tierra? cada uno de ellos evolucionó de manera diferente, la planaria no presenta boca, atrapa su alimento por una faringe, la hidra tiene un orificio por donde ingiere su alimento y desecha lo no digerido y la lombriz tiene un tubo digestivo completo porque tiene región anterior, media y posterior.
3. ¿La estructura y funcionamiento de estos aparatos digestivos tienen algunas semejanzas con los del hombre? ¿A qué se deben? la lombriz es la que más se asemeja a nosotros, tal vez esto se deba porque la mayoría de los animales obtienen su alimento capturándolo, así que debe ser por la evolución

Planteamiento de las hipótesis:

Introducción

Los animales multicelulares están formados por complejos sistemas, con una estructura y actividad altamente organizada. Los organismos son capaces de mantener su organización y actividades por largos periodos de tiempo a través del uso apropiado de la energía capturada del ambiente. Los seres vivos pueden adecuar, con límites, su estructura y comportamiento a las condiciones de su ambiente. Estos límites están influidos por la constitución corporal, así como, por las capacidades fisiológicas y bioquímicas,  determinadas en última instancia por la información genética de los organismos.

No obstante la gran diversidad de animales multicelulares es posible distinguir entre ellos ciertas regularidades en cuanto a la estructura y procesamiento del alimento, es a esto lo que llamaremos patrones. Los patrones que los animales presentan en su tubo digestivo están relacionados con sus hábitos alimenticios y con el hecho de que todos son heterótrofos.

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 [1]

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? existen 6 llamadas tentáculos 
¿Cuál es su posición? En un extremo del cuerpo de la hidra (de los tentáculos)

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? La boca, la cual permanece sellada cuando el animal se alimenta.

¿Por dónde salen los desechos de la alimentación? Los desechos son expulsados por la boca cuando el animal realiza una contracción de su cavidad gástrica.

Explica como se lleva a cabo el proceso digestivo en la hidra. Elabora un dibujo de la hidra y señala los sitios dónde se lleva a cabo el procesamiento del alimento.

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? es un tubo como tipo trompita, que puede evaginarse
¿Cuál es su función? su funcion es la de ingerir alimento y evacuar lo no digerido
Agrega pequeñas porciones de hígado y observa 
¿cómo ingiere la hidra el hígado? ingiere el hígado por medio de su faringe, la cual despliega de su cuerpo, tomando el alimento e introduciéndola en su cuerpo.
¿Por dónde salen los desechos de la alimentación? Poseen protonefridios como órganos excretores. Los protonefridios están constituidos por células flamígeras, provistas de cilios y una desembocadura tubular que termina en un poro excretor (llamado nefridióporo).

Explica como se lleva a cabo el proceso digestivo en la planaria. Elabora un dibujo de la planaria y señala los sitios dónde se lleva a cabo el procesamiento del alimento.

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? 3 ensanchamientos
¿Cuál es la función de la faringe? egulle la tierra, aprovechando materia orgánica para su nutrición.
¿Qué función realizan la molleja y el buche? En el buche se almacena el alimento es de paredes delgadas, y la  molleja es empleada para moler la tierra ingerida
¿Cuál es la función de las glándulas salivales? De humedecer y lubricar la tierra 

¿En dónde se lleva  a cabo la absorción de las substancias nutritivas? Se cumple en el Intestino a través de las células epiteliales, desde allí las sustancias absorbidas pasan al Torrente Circulatorio para luego distribuirse a las demás células del cuerpo.

¿Cuál es la función del recto?  Los residuos son almacenados en el Recto para luego ser expulsados junto con la tierra por el Ano
¿Por dónde salen los desechos de la alimentación? Por el ano, los residuos son expulsados junto con la tierra.

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.

Análisis de resultados:

Elabora la caracterización de los siguientes conceptos y temas: patrones, regiones comunes de los aparatos digestivos, causas de las diferencias entre los aparatos digestivos de los animales.

 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.

El aparato digestivo

En la clase, trabajamos con la silueta de Bart Simpson, en la que teníamos que dibujar el aparato digestivo, el recorrido del bisteck y escribir que es lo que pasaba o hacía cada parte de éste. Después, cada equipo pasó a exponer lo que había escrito y en algunas cosas la Profesora nos corrigió, por lo tanto nos dejó investigar cada una de sus partes y que función tienen.


El aparato digestivo.

Es un conjunto de órganos cuya misión primordial consiste en promover la progresión ordenada del alimento, la digestión y la absorción del mismo.

Para ello, tienen que ocurrir una serie de fenómenos a lo largo de las diferentes partes que lo constituyen.
El aparato digestivo está formado por el tracto digestivo, una serie de órganos huecos que forman un largo y tortuoso tubo que va de la boca al ano, y otros órganos que ayudan al cuerpo a transformar y absorber los alimentos.
Los órganos que forman el tracto digestivo son la boca, el esófago, el estómago, el intestino delgado, el intestino grueso (también llamado colon), el recto y el ano.
El interior de estos órganos huecos está revestido por una membrana llamada mucosa. La mucosa de la boca, el estómago y el intestino delgado contiene glándulas diminutas que producen jugos que contribuyen a la digestión de los alimentos.
El tracto digestivo también contiene una capa muscular suave que ayuda a transformar los alimentos y transportarlos a lo largo del tubo.

Descripción anatómica.

Boca En ella se alojan la lengua y los dientes, vierten su contenido las glándulas salivares, y tiene lugar la masticación y salivación de los alimentos, formándose el bolo alimenticio que facilita su deglución.
Esófago
El esófago es un conducto o músculo membranoso que se extiende desde la faringe hasta el estómago.
Alcanza a medir 25 cm y tiene una estructura formada por dos capas de músculos, que permiten la contracción y relajación en sentido descendente del esófago. Estas ondas reciben el nombre de movimientos peristálticos y son las que provocan el avance del alimento hacia el estómago.

Estómago Debe realizar tres tareas mecánicas. Primero, debe almacenar los alimentos y los líquidos ingeridos. Para ello, el músculo de la parte superior del estómago debe relajarse y aceptar volúmenes grandes de material ingerido. La segunda tarea es mezclar los alimentos, los líquidos y el jugo digestivo producido por el estómago. La acción muscular de la parte inferior del estómago se encarga de esto. La tercera tarea del estómago es vaciar su contenido lentamente en el intestino delgado.
En su interior encontramos principalmente dos tipos de células, las células parietales, las cuales secretan el ácido clorhídrico (HCL) y el factor intrínseco, una glucoproteína utilizada en la absorción de vitamina B12 en el intestino delgado; además contiene las células principales u Oxínticas las cuales secretan pepsinógeno, precursor enzimático que se activa con el HCL formando 3 pepsinas cada uno.
La secreción de jugo gástrico está regulada tanto por el sistema nervioso como el sistema endocrino, proceso en el que actúan: la gastrina, la colecistoquinina (CCK), la secretina y el péptido inhibidor gástrico (PIG).
En el estómago se realiza la digestión de proteínas (pepsina), lípidos, azúcares y agua; otras funciones del estomago son la eliminación de la flora bacteriana que viene con los alimentos por acción del ácido clorhídrico.

Intestino Delgado En el intestino delgado tiene lugar la verdadera digestión de los alimentos en componentes elementales aptos para su absorción, y para ello es fundamental la participación de la bilis, el jugo pancreático (que contiene la amilasa, lipasa y tripsina) y el propio jugo intestinal secretado por las células intestinales. El tubo está repleto de vellosidades que amplían la superficie de absorción. En el intestino delgado, principalmente en el duodeno (donde el éste intestino comienza) se realiza la digestión de proteínas, lípidos, ácidos nucleicos, y carbohidratos.

Intestino Grueso

Todos los nutrientes digeridos se absorben a través de las paredes intestinales y se transportan a todo el cuerpo. Los productos de desecho de este proceso comprenden partes no digeridas de los alimentos, conocidas como fibra, y células viejas que se han desprendido de la mucosa. Estos materiales son impulsados hacia el colon, donde permanecen hasta que se expulsa la materia fecal durante la deposición.
Otros dos órganos digestivos “macizos”, el hígado y el páncreas, producen jugos que llegan al intestino a través de pequeños tubos llamados conductos. La vesícula biliar almacena los jugos digestivos del hígado hasta que son necesarios en el intestino delgado, liberados por el duodeno. Algunos componentes de los sistemas nervioso y circulatorio también juegan un papel importante en el aparato digestivo.

Algunos videos

http://www.youtube.com/watch?v=7FveU_xDF5w
http://www.youtube.com/watch?v=urYAAdjDBC4 Este es un programa de ciencia que pasaban en el canal 11, hace aproximadamente 10 años y aunque no está tan completo como el primer video, es muy interactivo. Lo de digestión comienza en el minuto 2:56

Bibliografía

http://www.ua-cc.org/anatomia.jsp
http://www.digestive.niddk.nih.gov/spanish/pubs/yrdd/index.htm

Fried, George H. Biología editorial McGRAW-HILL, México, 1994 , 430 pp.