Laboratorio virtual de halos de inhibición: antisépticos

Este laboratorio virtual de halos de inhibición sigue la práctica obligatoria (required practical) de AQA GCSE Biology sobre antisépticos y antibióticos. Los estudiantes preparan una placa de agar con técnica aséptica, colocan discos empapados en clorhexidina a cuatro concentraciones e incuban tres placas. Miden cada halo con una regla en pantalla, calculan su área con πr² y comparan las medias. Si se salta un paso a propósito, crecen colonias contaminantes. Todos los números de esta guía se leyeron en la simulación.

Relación con el currículo

• AQA GCSE Biology: especificación 4.1.1.6 (cultivo de microorganismos, solo en Biology) y su práctica obligatoria sobre cómo afectan los antisépticos o los antibióticos al crecimiento bacteriano, medido como halos de inhibición. Incluye la destreza matemática de calcular el área de un halo con πr².
• AP Biology: la misma técnica aséptica se usa antes de la investigación sobre transformación bacteriana. Consulta el laboratorio virtual de biotecnología.
• Simulic no está afiliado al College Board ni a AQA, ni cuenta con su respaldo.

Antes del laboratorio (5 min)

Pregunta: "Cuatro discos tienen clorhexidina al 0,2 %, 0,1 %, 0,05 % y 0,02 %. ¿Cómo cambiará el halo a medida que baja la concentración?" Los estudiantes eligen una respuesta y dan una razón. En un enlace de clase es la pregunta 1; la simulación se desbloquea cuando responden.

Método en la simulación

1. En los valores iniciales bajo la simulación, elige Bacillus subtilis, Clorhexidina a 4 concentraciones, 25 °C y 48 h. Deja la variación aleatoria en 5 %. El disco E está empapado en agua estéril: es el control.
2. Placa 1: pulsa el botón azul de técnica en cada uno de los ocho pasos, desde "A la llama, enfriar" hasta "Invertir, incubar a 25 °C". Lee la razón que aparece bajo cada paso.
3. Tras la incubación, pon Ampliar en Disco A. Arrastra la regla para que su borde pase por el centro del disco, pon el 0 en un borde del halo y lee el otro borde. Anota el diámetro incluyendo el disco de 6 mm. Si no hay halo, anota 6.
4. Mide los discos B a E de la misma forma, escribe los diámetros en la tabla de resultados y pulsa Comprobar medidas. Las lecturas con un error de hasta 1 mm se marcan como correctas.
5. Pulsa Nueva placa (repetir) y luego Rápido, todos los pasos bien. Mide la placa 2 y haz lo mismo con la placa 3.
6. Lee en la tabla el diámetro medio d̄ y el área A de cada disco. Usa Calcular para para ver los pasos con πr².
7. Prueba de contaminación: pulsa Empezar de nuevo. Pulsa "A la llama, enfriar", luego Omitir en "Trabaja cerca de la llama del mechero" y después la ejecución rápida. Cuenta las colonias que se ven distintas del césped bacteriano.

Disco	Clorhexidina (%)	d placa 1 (mm)	d placa 2 (mm)	d placa 3 (mm)	Media d̄ (mm)	Área πr² (mm²)
A	0,2
B	0,1
C	0,05
D	0,02
E	0 (agua estéril)

Resultados esperados

Sin variación aleatoria, los halos miden 20,3 mm (A), 18,6 mm (B), 16,7 mm (C) y 13,8 mm (D). El disco E siempre da 6 mm: no hay halo. Con un 5 % de variación cada placa cambia un poco. En nuestras placas de prueba, el disco A midió 20,7; 20,8; 21,3 y 21,5 mm. La media de tres placas casi siempre queda entre 18,5 y 22 mm.

Las áreas medias son de unos 320, 270, 220 y 150 mm². Cada vez que se duplica la concentración, el área crece más o menos en la misma cantidad, unos 50 mm². No se duplica: pasar de 0,1 % a 0,2 % multiplica el área solo por 1,2 aproximadamente. El agente se difunde hacia fuera, así que su concentración baja bruscamente con la distancia al disco.

Al omitir "Trabaja cerca de la llama del mechero", en la placa crecieron 2 o 3 colonias contaminantes (moho algodonoso, amarillas o rosadas), y la nota bajo la placa indicó que estaba contaminada. Los halos en sí no cambiaron.

Preguntas para los estudiantes

1. Predicción: ¿cómo cambiará el halo a medida que la concentración de clorhexidina baja de 0,2 % a 0,02 %?
2. ¿Cuál es una variable controlada en esta investigación?
3. Disco A (0,2 %), tres placas: ¿cuál es el diámetro medio de su halo?
4. De 0,1 % a 0,2 % la concentración se duplica. ¿Qué le pasa al área media del halo?
5. Omite "Trabaja cerca de la llama del mechero" en una placa nueva. Describe lo que crece y explica por qué importa ese paso.

Respuestas para el docente:

1. Los halos se hacen más pequeños.
2. La temperatura y el tiempo de incubación (también las bacterias, el tamaño de los discos y el volumen de cultivo).
3. Unos 20 mm; se acepta cualquier media de 17,5 a 23 mm.
4. Aumenta, pero solo unas 1,2 veces, no el doble.
5. Crecen colonias contaminantes (moho, amarillas o rosadas) entre el césped bacteriano. El aire caliente que sube de la llama aleja las esporas y el polvo de la placa abierta. Sin ella, los microbios del aire caen sobre el agar, compiten con el césped, pueden ser patógenos y hacen que los resultados no sean fiables.

Ideas erróneas frecuentes

• "Un halo más grande significa que las bacterias son más grandes." El halo muestra dónde el agente detuvo el crecimiento. Un halo mayor significa un agente más eficaz a esa concentración.
• "El doble de concentración, el doble de halo." El área aumenta más o menos en el mismo escalón con cada duplicación.
• "El etanol es débil porque su halo es pequeño." El etanol se evapora del disco y el aceite de árbol de té se difunde mal en el agar. Los dos matan bien las bacterias por contacto.
• "A 37 °C es mejor porque las bacterias crecen más deprisa." En la escuela nunca se pasa de 25 °C, porque los patógenos humanos crecen mejor a la temperatura corporal. En la simulación, además, los halos son algo más pequeños a 37 °C.

Ampliación

• Bacterias gramnegativas. Elige E. coli K-12 y el conjunto Antibióticos y antisépticos. La penicilina da unos 30 mm con B. subtilis, pero ningún halo con E. coli. Pregunta a los estudiantes por qué.
• Comparar antisépticos. Usa el conjunto Cuatro antisépticos y ordénalos por área media.

Preguntas frecuentes

¿Sustituye esto a la práctica obligatoria?

No. Las prácticas obligatorias de AQA se tienen que hacer a mano. Usa la simulación para planificar y practicar la técnica aséptica, o para comentar resultados. Consulta laboratorios virtuales frente a laboratorios reales.

¿Por qué mis halos son distintos de los de mi compañero?

Cada placa tiene un poco de variación aleatoria, como las placas reales. Por eso el método usa tres placas y una media. Para dar a todos placas idénticas, pon la variación aleatoria en 0 % en los valores iniciales de tu enlace de clase.

¿Puedo fijar los ajustes para mi clase?

Sí. En la página Compartir, crea un enlace y fija en los valores iniciales las bacterias, el conjunto de discos, la temperatura, el tiempo de incubación y la variación.

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