Laboratorio virtual de índice mitótico: raíz y chi cuadrado

Este laboratorio virtual de índice mitótico sigue la práctica de aplastado de ápices de raíz de A-level, AP e IB Biology. Los estudiantes hidrolizan un ápice de raíz de cebolla en ácido clorhídrico, lo tiñen y lo aplastan, y después clasifican las células a ×400 en interfase, profase, metafase, anafase o telofase. Comparan con una prueba de chi cuadrado el índice mitótico de distintas zonas de la raíz y de raíces tratadas con lectina, y estiman cuánto dura cada fase. No hace falta ácido caliente ni colorantes tóxicos.

Relación con el currículo

• AQA A-level Biology 7402, práctica obligatoria 2 (required practical 2, sección 3.2.2): aplastados teñidos de células del ápice de la raíz, identificación de las fases de la mitosis y cálculo del índice mitótico.
• AP Biology Unit 4 (ciclo celular, tema 4.6) y la investigación de AP sobre la división celular, que compara con una prueba de chi cuadrado el índice mitótico de raíces control y de raíces tratadas con lectina, y cuenta ascas de Sordaria.
• IB Biology D2.1 (división celular y nuclear): identificar las fases de la mitosis en micrografías y calcular el índice mitótico.

Simulic no está afiliado a AQA, al College Board ni al IB, ni cuenta con su respaldo.

Antes del laboratorio (5 min)

Pregunta: "¿Qué parte de una raíz de cebolla tiene el índice mitótico más alto: la zona a 0–2 mm del ápice o la zona a 5–10 mm del ápice?" En un enlace de clase es la pregunta 1; la simulación se desbloquea cuando los estudiantes responden.

Método en la simulación

1. En Preparar la muestra, deja Hidrólisis en HCl en 5 min y Colorante en Azul de toluidina, y pulsa Ver los pasos. Prueba también 0 y 20 min.
2. En Microscopio, elige un botón de fase, toca todas las células enteras del campo y pulsa Comprobar. Cuenta tú mismo un campo antes de usar Contar por mí.
3. En Comparar muestras, deja Tratamiento en Control (agua) y Zona en 0–2 mm del ápice. Pulsa Contar 300 células tres veces (muestras M1–M3).
4. Pon Zona en 5–10 mm del ápice y pulsa Contar 300 células una vez (M4). Elige M1 en Muestra A y M4 en Muestra B, y lee el panel de chi cuadrado.
5. Vuelve a poner Zona en 0–2 mm y Tratamiento en Lectina, y cuenta tres muestras más (M5–M7). Compara M1 con M5.

Muestra	Tratamiento	Zona (mm)	I	P	M	A	T	n	Índice mitótico (%)
M1–M3	Control	0–2						300 cada una
M4	Control	5–10						300
M5–M7	Lectina	0–2						300 cada una

Resultados esperados

Los campos se generan al azar, así que cada grupo obtiene recuentos distintos. El índice control del modelo es del 14 % a 0–2 mm, del 5 % a 2–5 mm y del 0,8 % a 5–10 mm; la lectina lo sube a un 24 % aproximadamente. Los intervalos salen de 100 000 ejecuciones del modelo y se comprobaron en el navegador.

• Una muestra control de 300 células a 0–2 mm: casi siempre entre el 8 % y el 21 %. La media de tres muestras queda entre el 10 % y el 18 %.
• Un ensayo en el navegador: M1–M3 dieron 14,0; 14,0 y 17,0 % (media 15,0 %); M4, a 5–10 mm, dio 1,3 %, con χ² = 34,00, muy por encima de 3,84.
• Lectina: M5–M7 dieron 20,0; 24,3 y 22,0 %. Aun así, M1 frente a M5 dio χ² = 3,83: no significativo. Aproximadamente en 1 de cada 8 ensayos, una sola pareja de muestras de 300 células no alcanza la significación. Juntar las tres muestras de cada tratamiento (135 de 900 frente a 198 de 900 células en mitosis) da χ² ≈ 14,6.
• Duración de las fases: la profase reúne aproximadamente la mitad de las células en mitosis. Con un ciclo celular de 24 h, las 900 células control juntas dan una profase de 1,0–2,4 h (2,0 h en el ensayo del navegador).

Preguntas para los estudiantes

1. (Predicción, se repite después del laboratorio) ¿Qué zona tiene el índice mitótico más alto: la de 0–2 mm o la de 5–10 mm del ápice?
2. Al comparar raíces control y raíces tratadas con lectina, ¿qué variables deben mantenerse iguales?
3. Cuenta automáticamente tres muestras control de 300 células a 0–2 mm. ¿Cuál es su índice mitótico medio?
4. Usa los recuentos de profase de esas tres muestras y un ciclo celular de 24 h. ¿Cuánto dura la profase?
5. Un estudiante compara una muestra control y una muestra con lectina y obtiene χ² = 3,83. ¿Qué debe concluir y cómo podría mejorar la investigación?

Respuestas para el docente: (1) 0–2 mm, el meristemo; 5–10 mm es la zona de elongación. (2) La zona muestreada, el tiempo de hidrólisis y el colorante. (3) Se acepta 10–18 %. (4) Células en profase ÷ 900 × 24 h; se acepta 1,0–2,4 h. (5) χ² es menor que 3,84, así que no se rechaza la hipótesis nula: la diferencia podría deberse al azar. Hay que contar más células, de más raíces, y juntar las muestras antes de repetir la prueba.

Ideas erróneas frecuentes

• "La interfase es una fase de reposo." En la interfase, la fase más larga, las células crecen y copian su ADN.
• "El índice mitótico solo cuenta las células en metafase." Cuenta todas las células en profase, metafase, anafase o telofase.
• "Una diferencia porcentual mayor demuestra un efecto." M1 y M5 se diferencian en 6 puntos porcentuales y aun así no superan la prueba.
• "La colchicina acelera la mitosis." Impide que se forme el huso, así que las células se acumulan en metafase.

Ampliación

• Colchicina: cuenta automáticamente raíces tratadas y explica por qué aparecen tantas células en metafase.
• Sordaria (AP): en la pestaña Sordaria, clasifica las ascas como 4:4 o con entrecruzamiento. Diez campos con Contar por mí dieron 101 ascas con entrecruzamiento de 199: 50,8 %, es decir, 25,4 unidades de mapa.

Preguntas frecuentes

¿Puede el enlace de clase abrirse en Comparar muestras?

Sí. En la página Compartir, fija Pantalla en "Comparar muestras" en los valores iniciales del enlace. También puedes fijar Tratamiento de la raíz y Zona de la raíz muestreada. Si no, el paso 3 indica a los estudiantes que abran la pestaña.

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

Cada campo se genera al azar, como en una preparación real. Por eso las preguntas aceptan un intervalo.

¿Deben los estudiantes usar el recuento automático?

Sí, después de haber contado un campo a mano y de haber usado Comprobar. El recuento a mano enseña las fases; Contar 300 células da suficientes células para la estadística.

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