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LibreTexts Español

1.4: El método científico

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    Objetivos de aprendizaje

    Objetivos:

    • Utilizar los pasos del método científico para diseñar, recopilar e interpretar datos científicos.

    Resultados de aprendizaje de los estudiantes:

    Al finalizar este laboratorio, los estudiantes serán capaces de:

    • Formular una hipótesis basada en una observación.
    • Diseñar su propio método experimental incluyendo controles adecuados.
    • Recopilar resultados y describir el crecimiento de colonias (morfología) presente.
    • Determinar si los datos recopilados apoyan su hipótesis

    INTRODUCCIÓN

    Los microbios están a nuestro alrededor. En este laboratorio, se te presentará esto así como el método científico. A lo largo del semestre, aprenderás a trabajar asépticamente con bacterias; es decir, aprender a cultivar bacterias sin contaminarte y mantener una muestra pura de bacterias libres de otras bacterias no deseadas. Durante este ejercicio de laboratorio, vas a hacer un hisopo en un área de tu elección para ver qué bacterias y/u hongos están presentes allí. También probarás el efecto de algunos desinfectantes sobre la bacteria Escherichia coli (E. coli) Utilizando el método científico, diseñarás un experimento, recopilarás datos e interpretarás tus resultados.

    El método científico es una herramienta generalizada utilizada para ayudar a formular y responder una pregunta científica mediante la realización de observaciones y la realización de experimentos. Hay pasos que generalmente se siguen al realizar y diseñar un experimento. Primero, se hace una observación inicial. Una observación puede implicar anotar cualquier evento (un patrón, una acción, un comportamiento o una reacción). Después de hacer una observación, se puede hacer una pregunta sobre el evento. Una vez que se hace una pregunta, entonces se puede descubrir la investigación sobre lo que ya se conoce relacionado con esta pregunta (encontrar material de fondo) para comprender mejor la observación. Esta información de fondo generalmente proviene de publicaciones en literatura científica, como artículos de revistas y reseñas. Una vez entendida la información de fondo, se puede formar una hipótesis. Esta recopilación de información y su aplicación a una solución es un ejemplo de razonamiento inductivo. La hipótesis es entonces apoyada o rechazada dependiendo del análisis de los resultados de experimentos bien diseñados. Cada experimento necesita variables dependientes e independientes. Se determina el valor de la variable dependiente y es una función de la variable independiente. En una configuración experimental ideal, la variable independiente es algo sobre lo que tenemos cierto control y cambios de alguna manera predeterminada, mientras que se observan y miden los cambios en la variable dependiente. Una hipótesis debe incluir ambas variables. Se puede generar una hipótesis mediante la creación de una declaración “sif-then”. Por ejemplo, “Si trato las células cancerosas con droga x entonces morirán. ”

    Parte I: Método de Difusión en Disco para Evaluar Desinfectantes

    Para esta parte del laboratorio, se le proporcionará el protocolo/instrucciones pero elegirá las sustancias a probar. Desarrollarás y probarás tu hipótesis.

    fórceps que sujetan un pequeño disco de papel circular estéril
    Figura 1. Pinzas con disco estéril.

    Materiales

    • 1 cultivo de E. coli
    • hisopos estériles (se necesita 1 hisopo por placa)
    • discos de papel absorbente estéril
    • agua estéril (control negativo)
    • 10% de lejía (control positivo)
    • 30% de peróxido de hidrógeno (control positivo)
    • 4 soluciones desinfectantes de prueba
    • 1 placa Petri (que contiene agar nutriente estéril)

    Método

    1. Planifica tu experimento. Además de los controles, ¿qué soluciones te gustaría probar?
    2. Responda las partes A, B y C a continuación para ayudarle con su planeación.
    3. Sumerja el hisopo estéril en la solución de E. coli y luego extiéndalo sobre toda la superficie de la placa de NA frotando el hisopo sobre toda la superficie. Se quiere recubrir toda la superficie con las bacterias así que no dejes espacios que no hayan estado en contacto con el hisopo. Tenga cuidado de abrir solo la tapa del plato lo suficiente para que funcione (como una concha). Si abres la tapa por completo, corres el riesgo de contaminar la superficie con bacterias/hongos no deseados del medio ambiente.
    4. Deseche el hisopo en el contenedor de desechos apropiado.
    5. Usando pinzas estériles (pinzas) dedicadas a la solución a ensayar, sumerja los discos estériles uno a la vez en las siguientes soluciones y colóquelos sobre la superficie de agar que ha sido inoculada con E. coli. Asegúrese de no permitir que las propias pinzas entren en contacto con el agar porque eso hará que se contaminen con bacterias.
    6. Incluya todas las respuestas a sus preguntas en su cuaderno de laboratorio junto con su procedimiento para probar los desinfectantes.

    Observación

    • Con base en tu experiencia y observaciones, ¿qué soluciones crees que inhibirán más el crecimiento (o matarán) a E. coli? ¿Qué soluciones le interesan probar?

    Hipótesis

    • Con base en tus observaciones, escribe la hipótesis que deseas probar.

    Diseño Experimental

    Trabaja con tu grupo para escribir un protocolo para tu experimento basado en las preguntas a continuación. Comienza con las instrucciones e inserta los detalles necesarios para que una persona sin conocimiento de tu proyecto pueda leer tu protocolo y entender completamente qué hacer.

    1. En base a su hipótesis, ¿qué soluciones tendrán la mayor zona de inhibición alrededor de los discos?
    2. ¿Qué incluirás como tus controles experimentales? (¿Qué soluciones inhibirán o NO inhibirán a las bacterias)?
    3. ¿Cómo configurarás tu experimento? (Te recomiendo escribir un mapa en tu plato en el lado del agar donde colocarás los discos y luego hacer una llave del mapa en tu cuaderno de laboratorio).

    Protocolo de ejemplo

    1. En la parte inferior de tu placa de agar NA (el lado con el agar, NO la tapa!!) , etiquetar la placa usando un marcador permanente con sus iniciales, “Biotech Lab”, la fecha, prueba de E. coli, y donde está colocando cada disco.
    2. Tomar el hisopo estéril y sumergirlo en el cultivo de E. coli. (¡No coloques la tapa de la E. coli en el escritorio o ya estará contaminada!) Coloque el plato etiquetado en el escritorio frente a usted con el lado de la tapa del plato hacia arriba. Con una mano, abre la tapa (solo ábrela un poco para que puedas tener acceso al agar; piensa en una concha de almeja) y usa el hisopo para esparcir las bacterias por todo el plato. Asegúrese de mover el hisopo para cubrir toda la placa.
    3. Cubra la placa con la tapa y deseche el hisopo en el contenedor de desechos apropiado
    4. Usando fórceps dedicados, sumerja un disco de papel estéril en una solución a probar y luego coloque el disco sobre la superficie inoculada con E. coli. Abra el plato como una concha cada vez que coloque un disco y luego cierre la tapa inmediatamente cuando termine.
      región circular sin crecimiento bacteriano alrededor de un disco de papel circular
      Figura 2. Zona de inhibición
    5. Colocar la placa en una incubadora a 37⁰C, con el agar hacia arriba. (nota: puedes colocarlo en la misma incubadora 32⁰C que el siguiente experimento)
    6. La placa crecerá en la incubadora durante 48 horas.
    7. Cuando se complete la incubación, mida el diámetro de cualquier zona de inhibición usando una escala milimétrica (mm). Reporta datos en la siguiente tabla.

    Resultados

    1. Retire sus placas de la incubadora. ¡NO ABRE LAS PLACAS!
    2. Toma una foto de tus platos e inclúyalos en tu cuaderno de laboratorio. Asegúrese de etiquetar claramente cada porción de la placa.
    3. Haga la siguiente tabla en su cuaderno y registre sus datos.
    Cuadro 1. Comparación de Zonas de Inhibición para Soluciones Probadas
    Solución probada
    Diámetro de la zona de inhibición (mm)

    Conclusión

    1. ¿Qué solución utilizó como control negativo? ¿Este control proporcionó el resultado esperado?
    2. Con base en sus observaciones, ¿qué solución tuvo el mayor efecto en la E. coli? ¿Cuál tiene poco o ningún efecto?

    Parte II: Muestreo Ambiental

    Para esta parte del laboratorio, desarrollarás y probarás tu hipótesis así como diseñarás el método para probarla.

    Materiales

    • 1 tubo de agua estéril
    • hisopos estériles (1 hisopo por cada muestra a recolectar)
    • Placas de caldo Luria (LB) o agar nutritivo (NA) (1 placa por cada muestra a recolectar)

    Método

    1. Trabajando con su grupo, determine su diseño experimental para este laboratorio.
    2. Complete las partes A, B y C a continuación para ayudarle con su planificación.
    3. Incluya todas las respuestas a sus preguntas en su cuaderno de laboratorio junto con su procedimiento para recolectar sus muestras.

    Observación

    • En base a tus observaciones del mundo que te rodea ¿qué superficies crees que son más “sucias” o “limpias”? ¿Qué superficies te interesan probar?

    Hipótesis

    • Con base en sus observaciones escriba la hipótesis que desea probar en su cuaderno de laboratorio.

    Diseño Experimental

    1. En base a su hipótesis, ¿cuántas superficies/muestras probará?
    2. ¿Qué incluirás como tu control experimental?
    3. ¿Cómo realizarás tu experimento? (Recomiendo sumergir su hisopo estéril en el agua estéril y luego limpiar su muestra).
    4. ¿Cuánto tiempo y en qué patrón limpiarás tus muestras? (rollo, zigzag, etc.)
    5. ¿Cuántas placas necesitarás y cómo las seccionarás? (puede usar un sharpie para etiquetar la parte inferior de la placa y dibujar secciones si es necesario).

    En base a estas preguntas: Trabaja con tu grupo para escribir un protocolo para tu experimento. Incluye suficiente detalle para que una persona sin conocimiento de tu proyecto pueda leer tu protocolo y entender completamente qué hacer. A continuación se muestra un protocolo general para este laboratorio para ayudarlo a comenzar.

    Protocolo de ejemplo

    1. En la parte inferior de tu placa de agar NA (el lado con el agar, NO la tapa!!) , etiquetar la placa usando un marcador permanente con sus iniciales, “Biotech Lab”, la fecha y dónde está eligiendo hisopo.
    2. Toma el hisopo estéril y suméjalo en el agua estéril (¡no coloques la tapa para el agua estéril en el escritorio o ahora estará contaminada!). Luego toca el hisopo húmedo a cualquier superficie que quieras probar para recoger las bacterias. Coloque el plato etiquetado en el escritorio frente a usted con la tapa hacia arriba. Con una mano, abre la tapa (solo ábrela un poco para que puedas tener acceso al agar; piensa en una concha de almeja) y usa el hisopo para esparcir las bacterias por todo el plato. Asegúrese de mover el hisopo para cubrir toda la placa.
    3. Cubra la placa con la tapa y deseche el hisopo.
    4. Colocar la placa en una incubadora a 32⁰C, con el agar hacia arriba. (Algunos organismos en el ambiente no crecen bien a 37⁰C.)
    5. La placa crecerá en la incubadora durante 48 horas.

    Resultados

    1. Retire sus placas de la incubadora. ¡NO ABRE LAS PLACAS!
    2. Toma una foto de tus platos e inclúyalos en tu cuaderno de laboratorio. Asegúrese de etiquetar claramente cada porción de la placa.
    3. Haga las tablas 2 y 3 en su libreta; registre sus datos.
    Cuadro 2. Comparación del crecimiento de colonias bacterianas en superficies abiertas

    Muestra recolectada

    Número de Colonias Presentes
    Cuadro 3 Morfología del crecimiento de colonias en superficies abiertas

    Muestra recolectada

    Morfología de colonias presentes

    Usa la imagen de abajo para ayudarte a describir la morfología de las colonias presentes en tus placas.

    Se trata de una imagen compleja de figuras científicas. Comuníquese con su centro de recursos de accesibilidad para obtener más información.
    Figura 3. Morfologías del crecimiento de colonias [por Madeco (CC-BY-SA) vía Wikimedia Commons].
    Placa de medio agar nutritivo con varios tipos de colonias creciendo en ella
    Figura 4. Placa de medio agar nutritivo con varios tipos de colonias creciendo en ella

    Conclusión

    1. Con base en sus datos experimentales, ¿qué superficies tuvieron más crecimiento bacteriano o fúngico?
    2. ¿Qué superficie tuvo el número más diverso de bacterias/hongos?
    3. En base a tus observaciones, ¿qué tipos de bacterias/hongos crees que estaban presentes en tu plato?

    Preguntas de Estudio

    1. ¿Cuáles son los pasos del método científico?
    2. Ser capaz de escribir una hipótesis basada en una observación dada.
    3. ¿Cuál es el propósito de un control experimental?
    4. ¿Cuál es la definición de una variable independiente? ¿Una variable dependiente?
    5. ¿Por qué incubamos las placas boca abajo?
    6. ¿Por qué etiquetamos el lado de agar de la placa?
    7. ¿Cuál es el propósito de incubar las placas?
    8. ¿Cuál es el propósito del LB o NA en la placa?
    9. Dado un conjunto de datos, ser capaz de formular una conclusión con base en los resultados dados.

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