UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO RECINTO DE BAYAMÓN Math and Science Partnership for the 21st Century Elementary and Middle School MSP-21

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1 UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO RECINTO DE BAYAMÓN Math and Science Partnership for the 21st Century Elementary and Middle School MSP-21 VERANO DE ENRIQUECIMIENTO JUNIO 2015 BOSQUEJO DE LA ACTIVIDAD TÍTULO: NIVEL: EL CICLO DE NITRÓGENO Y LA PECERA DEL VECINO Intermedio: 7 mo a 9 no grado PROFESORES: Gilda Díaz (Ciencias) Introducción En este taller los participantes utilizarán un acuario o pecera para identificar los metabolitos correspondientes al ciclo de nitrógeno en un ecosistema acuático. Analizaran si es un sistema abierto o cerrado, y las fuentes de nitrógeno presentes. Se establecerán las condiciones del acuario a base de los resultados obtenidos con respecto al ph, NH 3/NH 4+, NO 2-, NO 3-, dureza general y dureza de carbonatos. Los participantes utilizarán modelos moleculares para la mejor comprensión de enlaces covalentes y enlaces peptídicos. Mediante la actividad, se espera que los estudiantes: 1. Identificar los bioelementos. 2. Definir enlace covalente. 3. Utilizar la Tabla Periódica para indicar el número de enlaces covalentes que pueden formar C, H, O, N, P y S. 4. Utilizar los modelos moleculares para la construcción de las moléculas de H 2O, CO 2, H 2CO 3 y el ion HCO Utilizar los modelos moleculares para la construcción de dos aminoácidos e identificar sus partes. 6. Utilizar los modelos moleculares para demostrar la formación de un enlace peptídico, y la correspondiente pérdida de agua. 7. Reconocer la formación de un enlace peptídico como biosíntesis o anabolismo. 8. Reconocer la hidrólisis de un enlace peptídico como catabolismo. 9. Establecer por medio de modelos moleculares la relación que existe entre el ph, la dureza de agua y la disponibilidad de CO 2 disuelto. ESTANDARES/ INDICACORES EI.F.CF1.EM.3 Describe los procesos por los cuales las sustancias se combinan para formar compuestos. El énfasis está en los enlaces iónicos y covalentes simples, las estructuras de Lewis y los electrones de valencia. EI.T.CT2.IE.3 Identifica los componentes y describe el proceso que ocurre en los ciclos biogeoquímicos de carbono, nitrógeno y fósforo, entre otros.

2 EI.F.CF1.EM.8 Analiza las propiedades generales de los ácidos y las bases (sustancias alcalinas) y las aplica en la determinación cualitativa del ph de distintos materiales (mezclas y sustancias) como medio para clasificarlas como ácidas o alcalinas, así como proveer ejemplos de sus usos y aplicaciones en las ciencias y la vida cotidiana. Ejemplos pueden ser el uso de antiácidos para controlar el ph del jugo gástrico, el ph de las piscinas, lluvia ácida, productos de higiene y limpieza. ESTAS ACTIVIDADES SON PARTE DE UNA PRESENTACION EN POWERPOINT SOBRE EL MISMO TEMA. ACTIVIDAD 1 LOS BIOELEMENTOS Materiales: Tabla Periódica Modelos Moleculares Defina: 1. Bioelementos: 2. Elementos representativos: Procedimiento ZONAS: 1. METALES ALCALINOS, ALCALINO TERREOS (METALES ACTIVOS) 2. METALES DE TIERRAS RARAS 3. NO-METALES Y GASES NOBLES 4. METALES DE TRANSICION 1. Utilice la Tabla Periódica para identificar en qué zona se encuentran los siguientes elementos: Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Fosforo, Nitrógeno y Azufre 2. Establezca el número de enlaces que pueden formar los siguientes bioelementos, de acuerdo a su posición en la tabla. Tome en cuenta que son elementos representativos.

3 ELEMENTO SÍMBOLO REGIÓN NÚMERO DE ENLACES ACTIVIDAD 2 MOLECULAS SIMPLES y NO TAN SIMPLES Materiales Modelos Moleculares Definiciones 1. Enlace covalente: 2. Enlace iónico: 3. Enlace peptídico: 4. Péptido: Procedimiento Utilice los modelos moleculares para construir las siguientes moléculas de la vida. Verifique cuantos enlaces forma cada elemento. Fórmula Molecular Estructura Modelo tridimensional CO 2 H 2O CH 4

4 Fórmula Molecular Estructura Modelo tridimensional Glucosa C 6H 12O 6 Alanina Glicina FORMACIÓN DEL ENLACE PÉPTIDICOS Forme un enlace peptídico entre alanina y glicina Forme un enlace peptídico entre glicina y alanina Cuál es la diferencia? Cómo se le llama a este péptido? Cuántos aminoácidos pueden tener una proteína? Se puede considerar la proteína una fuente de nitrógeno?

5 ACTIVIDAD 3 Comprobación de la presencia de proteínas en la comida de peces. Propósito 1. Verificar el contenido proteico del alimento de peces Materiales Comida de peces Mortero y maseta Reactivo Biuret, 20 ml (solucion al 1% en Sulfato de Cobre y al 10 % en NaOH) Agua 2 Pipetas desechables o goteros Agitador para decantar Papel de filtro, y embudo (si fuera necesario filtrar) (a) Rotular los 2 tubos de ensayo: 1. Agua, 2. Alimento para peces (b) Si el alimento está sólido, colocarlo en un mortero y triturarlo con 10 ml de agua. (c) Transferir 2.0 ml de alimento (decantando o filtrando si fuera necesario) al tubo de ensayo asignado. (e) Transfiera 2.0 ml de agua al tubo asignado. Esta parte puede variar si el reactivo ya viene preparado. ATENTOS. (f)añadir 20 gotas de la solución de hidróxido de sodio (NaOH. ( CUIDADO!) a cada tubo. (e) Añadir 20 gotas de la solución de sulfato de cobre a cada tubo, y agitar el tubo para mezclar el contenido. Colocar el tubo de ensayo en la gradilla y esperar uno minutos a que ser revele el color. (f) Contestar las preguntas. De qué color se torna la mezcla? Mezcla Color inicial Color final Agua Color inicial Color final Qué función desempeña el tubo de ensayo con agua? Qué implica que la mezcla se torne violeta con el reactivo Biuret? Puede haber otros nutrientes en la comida de peces? Cómo lo sabes?

6 ACTIVIDAD 4 ANALISIS DE LA PECERA DEL VECINO Materiales Kit para monitoreo de ph, NH 3/NH 4+, NO 2-, NO 3-, dureza general y dureza de carbonatos Envase para tomar muestra de agua Termómetro Pecera establecida (por lo menos 1 mes), con plantas y pez/peces Definiciones 1. Sistema abierto 2. Sistema cerrado Procedimiento 1. Describa/dibuje/ tome foto de la pecera. 2. Recoja una muestra de agua de la pecera en envase. 3. Haga las pruebas de ph, NH 3/NH 4+, NO 2-, NO 3-, dureza general y dureza de carbonatos. 4. Tome la temperatura de la pecera. 5. Opcional: prueba de turbidez, y prueba de oxigeno disuelto. Datos Dibujo y composición de la pecera. Incluya plantas, # de peces, y tamaño de la pecera. TABLA DE DATOS: PARAMETRO RESULTADO CONDICION (normal/bajo/alto) ph NH 3/NH 4+, - NO 2 - NO 3 KH (dureza de carbonatos) Dureza general Temperatura Oxígeno disuelto Observaciones

7 Turbidez Análisis La pecera es un sistema abierto o un sistema cerrado? Cuál o cuáles son las fuentes de nitrógeno en este acuario? Qué relación guardan los valores de NH 3/NH 4+, NO 2-, NO 3 - con la presencia de bacterias en el sistema? Qué relación guarda la dureza de carbonatos con el ph y la concentración de CO 2 disuelto? Qué efecto tiene el tener pocos peces y muchas plantas en la concentración de CO 2 disuelto? Cómo afecta el ph al equilibrio de CO 2 disuelto y dureza KH?

8 EVALUE ESTA TABLA CON RELACION AL CICLO DE NITROGENO