Nuevamente Biología 2 El funcionamiento de los seres vivos CABA by Marcela Lalia

BIOLOGÍA 2

El funcionamiento de los seres vivos y sus cambios a través del tiempo Recursos para el docente BIOLOGÍA 2. El funcionamiento de los seres vivos y sus cambios a través del tiempo. Recursos para el docente

es una obra colectiva, creada y diseñada en el Departamento Editorial de Ediciones Santillana S. A., bajo la dirección de Herminia Mérega, por el siguiente equipo:

Nuevamente

Susana Alvarez María Gabriela Barderi Débora J. Frid Elina I. Godoy María Cristina Iglesias María Inés Rodríguez Vida Rosana M. Valli Edición: María Gabriela Barderi Jefa de edición: Patricia S. Granieri Gerencia de gestión editorial: Mónica Pavicich

Índice CABA 2.O año

Jefa de Arte: Claudia Fano. Diagramación: Daniel Balado. Corrección: Marta Castro. Este libro no puede ser reproducido total ni parcialmente en ninguna forma, ni por ningún medio o procedimiento, sea reprográfico, fotocopia, microfilmación, mimeógrafo o cualquier otro sistema mecánico, fotoquímico, electrónico, informático, magnético, electroóptico, etcétera. Cualquier reproducción sin permiso de la editorial viola derechos reservados, es ilegal y constituye un delito.

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Cuadro de contenidos, pág. 2 • Cómo es el libro, pág. 6 • Solucionario, pág. 16

Biología 2 : el funcionamiento de los seres vivos y sus cambios a través del tiempo : recursos para el docente / María Gabriela Barderi ... [et.al.]. - 1a ed. - Buenos Aires : Santillana, 2009. 32 p. ; 28x22 cm. - (Nuevamente)

Queda hecho el depósito que dispone la ley 11.723. Impreso en Argentina. Printed in Argentina. Primera edición: febrero de 2009. Este libro se terminó de imprimir en el mes de febrero de 2009, en Gráfica Vuelta de Página, Carlos Pellegrini 3652, Ciudadela, Buenos Aires, República Argentina.

ISBN 978-950-46-2105-8 1. Guía Docente. I. Barderi, María Gabriela CDD 371.1

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Explicar el origen de la vida apelando a la hipótesis de Oparin y Haldane. Reflexionar sobre los alcances y limitaciones acerca de las hipótesis formuladas para explicar el origen de la vida. Apreciar cómo las ideas teóricas dan cuenta de fenómenos observables pero, al mismo tiempo, son producto de la imaginación y pueden cambiar con el tiempo. Advertir cómo las ideas teóricas conducen a predicciones que pueden ser puestas a prueba empíricamente. Relacionar las formas de nutrición con la evolución de los primeros organismos. Construir argumentaciones a favor o en contra de hipótesis acerca del origen de la vida.

Analizar el concepto de sistema. Identificar las diferencias que existen entre sistemas cerrados, abiertos y aislados. Interpretar a los seres vivos como ejemplo de sistemas abiertos. Diseñar y elaborar modelos de diferentes seres vivos. Conocer las características que definen a un ser vivo. Identificar las semejanzas y diferencias entre seres vivos unicelulares y pluricelulares. Analizar diferentes posturas científicas sobre el origen de los organismos, en particular el debate histórico en torno de la generación espontánea.

Revisión de diferentes hipótesis referentes al origen de los primeros organismos. Construcción de relaciones entre la composición atmosférica y la presencia de vida en la Tierra. Análisis de la experiencia de Miller y su relación con la hipótesis quimiosintética. Lectura de imágenes y elaboración de predicciones sobre el posible origen de los primeros organismos. Modelización de la membrana celular e interpretación de estos modelos. Clasificación básica de los tipos de nutrición en los seres vivos. Análisis de gráficos cartesianos. Análisis de diferentes hipótesis sobre el origen de la vida: crítica y discusión. Relación entre la aparición de la vida, los cambios en la atmósfera y la evolución de las formas de nutrición. Identificación y caracterización de los sistemas cerrados, aislados y abiertos. Análisis de los seres vivos como ejemplos de sistemas abiertos. Elaboración de modelos de seres vivos sencillos y complejos. Enumeración de las características de los seres vivos. Diferenciación de organismos en unicelulares o pluricelulares. Interpretación de los conceptos de homeostasis, irritabilidad, crecimiento, desarrollo y reproducción. Análisis de la teoría celular y de diferentes posturas científicas sobre el origen de los seres vivos.. Análisis de las experiencias de Redi, Needham, Spallanzani y Pasteur.

Aparición de las primeras formas de vida: diversas explicaciones al respecto (creacionismo, teoría de la generación espontánea, hipótesis de las panspermias, hipótesis quimiosintética). La Tierra antes de la vida: características de la atmósfera primitiva. La hipótesis de Oparin y Haldane. La experiencia de Miller. La posible estructura de los primeros organismos: características de la primera membrana plasmática. Su composición química. Características de la membrana plasmática actual. La nutrición de los primeros seres vivos: características de los organismos heterótrofos fermentadores. La evolución de las formas de nutrición. Diversas hipótesis para la aparición de la vida en la Tierra.

Características de los sistemas: abiertos, cerrados y aislados. Los seres vivos como sistemas abiertos. Las células, unidades de vida. Organismos unicelulares y pluricelulares. Concepto de homeostasis, irritabilidad, crecimiento, desarrollo y reproducción. La teoría celular. Diferentes posturas científicas acerca del origen de los seres vivos. Experiencias de Redi, Needham, Spallanzani y Pasteur, en relación con la generación espontánea de los seres vivos.

Propósitos Comprender la ciencia como una actividad necesaria para el desarrollo de una sociedad. Sistematizar las características de los procedimientos científicos. Implementar la lectura comprensiva de textos científicos. Trabajar sobre las habilidades lingüísticas para fomentar su uso tanto en la expresión oral como en la escrita. Reflexionar sobre el uso de imágenes técnicas que puedan ayudar a la comprensión de un tema. Desarrollar gradualmente una actitud analítica y responsable frente a los medios de comunicación en cuanto a la divulgación científica de noticias.

Modos de conocer Identificación de las múltiples subdisciplinas incluidas dentro de la biología. Reconocimiento de las características propias de la ciencia: dinámica, provisional y perfectible. Lectura e interpretación de textos científicos y de divulgación. Identificación de hipótesis científicas y reflexión acerca de su importancia. Relación entre estas hipótesis y el trabajo experimental. Caracterización de los modelos científicos y su aplicación; diferenciación con respecto a los modelos escolares. Caracterización de las habilidades lingüísticas. Reconocimiento de la importancia de la comunicación en ciencias. Reflexión acerca de la visión de ciencia presente en los medios de comunicación. Lectura de una autobiografía, producción escrita a partir de esa lectura.

Conceptos

La biología y sus subdisciplinas. Las características de la ciencia. La imagen del científico y su trabajo. Las estrategias de investigación en ciencia. Los problemas, las hipótesis y las predicciones: ejemplos históricos. Los modelos científicos. Los modelos escolares. La comunicación y el lenguaje de las ciencias. La comunicación entre científicos. La divulgación científica. Internet como medio de divulgación científica.

Los seres vivos

El origen de la vida

Así es la ciencia

Capítulo

Cuadro de contenidos

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El núcleo y la expresión de la información genética

La nutrición celular

Las células

Identificar partes fundamentales de una célula y explicar sus funciones en términos sencillos. Reconocer diferentes tipos de células. Comprender las escalas microscópicas. Justificar la presencia de la membrana plasmática en relación con la importancia de establecer diferencias entre el medio intracelular y el extracelular. Explicar el origen de cloroplastos y mitocondrias. Relacionar el origen de las células eucariotas con la hipótesis endosimbiótica y con la idea de un ancestro hipotético. Interpretar cómo influye la relación entre la superficie y el volumen celular en los mecanismos de transporte.

Identificar, mediante esquemas, los orgánulos que intervienen en el proceso de nutrición celular. Analizar situaciones problemáticas donde se representan diversos tipos de transporte celular. Diseñar experimentos de laboratorio para estudiar el proceso de nutrición en organismos unicelulares. Analizar gráficos sobre los factores que influyen en la velocidad de la acción enzimática. Distinguir mediante ejemplos concretos las diferencias entre respiración anaeróbica y aeróbica. Relacionar el proceso de respiración anaeróbica, que realizan los organismos unicelulares, con la fabricación de diversos alimentos.

Reconocer las estructuras que intervienen en la división celular. Identificar las diferencias entre ADN y ARN. Internalizar el vocabulario científico específico relacionado con la expresión de la información genética. Analizar y comparar diversos textos de divulgación científica relacionados con el Proyecto Genoma Humano. Interpretar esquemas sobre la síntesis de proteínas. Relacionar las alteraciones de la información genética con diversos tipos de enfermedades. Identificar las diferencias entre la biotecnología tradicional y la biotecnología moderna. Analizar desde una perspectiva científica el argumento de una película de ciencia ficción.

Análisis de infografías que dan idea de la diversidad celular. Revisión y comparación de acontecimientos históricos ligados al descubrimiento de las células. Interpretación de tamaños celulares a través de comparaciones. Análisis e interpretación de imágenes microscópicas. Reflexión sobre el orden lógico de acontecimientos en la aparición de cloroplastos y mitocondrias. Análisis de la hipótesis de la endosimbiosis. Realización de una práctica de laboratorio para observar muestras de células vegetales. Análisis del crecimiento celular y de la relación entre la superficie y el volumen de la célula. Elaboración y observación de preparados con el microscopio. Realización de una práctica de laboratorio para comprobar la relación que existe entre la superficie y el volumen de la célula. Interpretación del concepto de nutrición celular. Análisis de las diferencias que existen entre la nutrición autótrofa y la heterótrofa. Búsqueda de las características de los diferentes tipos de transporte celular. Descripción de la función que cumplen las enzimas en el proceso de nutrición celular. Análisis de situaciones experimentales. Análisis de los factores que influyen en el proceso de fotosíntesis. Identificación de las diferencias entre la respiración aeróbica y la anaeróbica. Realización de una práctica de laboratorio para estudiar la respiración celular en condiciones aeróbicas y anaeróbicas. Identificación de los orgánulos y las moléculas que intervienen en el proceso de división celular. Análisis de las diferencias que existen entre las moléculas de ADN y ARN. Interpretación de la función que cumplen las diversas estructuras que intervienen en la división celular. Representaciones de las moléculas de ADN y ARN. Análisis de la relación existente entre genotipo y fenotipo. Búsqueda de información sobre el genoma humano y sus características. Interpretación de las aplicaciones de la ingeniería genética en la biotecnología. Análisis de la relación que existe entre el proceso de mitosis y la regeneración de tejidos en organismos pluricelulares.

Diversidad celular: células procariotas y eucariotas. Célula animal y célula vegetal. Los microscopios. La membrana celular. El material genético. El citoplasma y los orgánulos. El retículo endoplasmático y el aparato de Golgi. Los cloroplastos. Las mitocondrias. El origen de las mitocondrias y de los cloroplastos. El origen y la diversidad de las células eucariotas. Los niveles de organización: de los unicelulares a los pluricelulares. El origen de los organismos pluricelulares. Ventajas y desventajas adaptativas de la pluricelularidad. Multicelularidad y relación superficie/volumen.

Concepto de nutrición celular. Clasificación de las células de acuerdo con su nutrición: autótrofa o heterótrofa. Tipos de transporte celular y sus características. La obtención de nutrientes en las células heterótrofas. Concepto de enzimas: características. Relación de la función enzimática con la nutrición celular. La obtención de nutrientes en las células autótrofas. Etapas del proceso de fotosíntesis. Factores que influyen en el proceso de fotosíntesis. La obtención de energía: respiración aeróbica y anaeróbica. Características y ejemplos de ambos tipos de respiración.

Estructuras que intervienen en la división celular. Concepto de ADN, cromatina, cromosoma y gen. Diferentes tipos de ácidos nucleicos: su función en la reproducción celular. Función de los distintos tipos de ARN. Diferencias entre ADN y ARN. Características del gen. Concepto de genotipo y fenotipo. El genoma humano: características y secuenciación. Huella genética. ADN mitocondrial. Síntesis de proteínas. Concepto de transcripción y traducción. Alteraciones de la información genética y sus consecuencias. La variabilidad genética. Concepto de terapia génica y su utilidad en el tratamiento de enfermedades genéticas heredables. La biotecnología: concepto. Biotecnología tradicional y moderna. Técnica de ADN recombinante y organismos transgénicos.

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Propósitos Distinguir las características principales de las diferentes etapas del ciclo celular. Identificar en gráficos y esquemas la duración de las etapas del ciclo celular. Analizar por medio de gráficos la replicación de la molécula de ADN. Plantear un problema de investigación científica. Analizar textos de divulgación científica referidos a la regeneración celular.

Interpretar las diferencias que existen en el proceso de nutrición de autótrofos y heterótrofos. Comparar las funciones de digestión, respiración, circulación y excreción en diferentes niveles de organización biológica. Analizar textos relacionados con el proceso de nutrición en los heterótrofos. Identificar la relación que existe entre la evolución de los seres vivos, su adaptación al medio y los distintos modelos de digestión, respiración, circulación y excreción.

Modos de conocer Interpretación de las características del ciclo celular de las células eucariotas. Análisis de las diferentes etapas del ciclo celular. Identificación de las diferencias que existen entre una célula diploide y una célula haploide. Identificación de las diferentes partes que componen un cromosoma. Análisis de la relación que existe entre el ciclo celular y la replicación del ADN. Identificación de los diferentes tipos de reproducción asexual en los organismos unicelulares. Interpretación del concepto de célula madre y su relación con la terapia celular. Realización de una práctica de laboratorio en la que se extrae ADN de organismos eucarióticos. Comprensión del proceso de nutrición en autótrofos y heterótrofos. Análisis de las adaptaciones de la digestión, la respiración, la circulación y la excreción en los diferentes niveles de organización biológica. Interpretación de la función que cumplen la digestión, la respiración, la circulación y la excreción en el proceso de nutrición. Identificación de las estructuras especializadas que llevan a cabo las funciones de digestión, respiración, circulación y excreción. Realización de una práctica de laboratorio en la que se cultivan porotos de soja in vitro. Comprensión del proceso de nutrición en autótrofos y heterótrofos. Análisis de las adaptaciones de la digestión, la respiración, la circulación y la excreción en los diferentes niveles de organización biológica. Interpretación de la función que cumplen la digestión, la respiración, la circulación y la excreción en el proceso de nutrición. Identificación de las estructuras especializadas que llevan a cabo las funciones de digestión, respiración, circulación y excreción.

Conceptos

El ciclo celular de las células eucariotas: características. Etapas del ciclo celular: interfase y división celular (mitosis). La organización del material genético: cromatina y cromosomas. Concepto de célula haploide y diploide. Cariotipo humano: descripción. Estructura de un cromosoma. La replicación del ADN: características y su relación con el ciclo celular. La reproducción en organismos unicelulares. Relación de la función de mitosis con la regeneración de tejidos en los organismos pluricelulares. Concepto de célula madre y su relación con la terapia celular.

Características de la función de reproducción. Tipos de reproducción: sexual y asexual. Relación entre la reproducción sexual y la variabilidad de los seres vivos.. Concepto de fecundación. Fecundación interna y externa. Formación de gametos por meiosis en la reproducción sexual. Reproducción sexual en animales: ejemplos. Diferencias entre crecimiento y desarrollo. Desarrollo directo e indirecto. Reproducción sexual en plantas. Reproducción asexual en animales y en plantas. Ejemplos.

Concepto de nutrición: generalidades. La nutrición en las plantas. Adaptaciones de la nutrición de los vegetales a lo largo de su historia biológica. Función del xilema y del floema en la nutrición vegetal. Absorción de nutrientes, potencial hídrico y transpiración. Concepto de digestión. Diferencias entre digestión intracelular y extracelular. Concepto de enzima y su relación con el proceso digestivo. Función de circulación en el proceso de nutrición. Sistema circulatorio abierto y cerrado: descripción de ejemplos. Función de la respiración en el proceso de nutrición. Cambios adaptativos en la respiración de los seres vivos. Estructuras respiratorias especializadas: branquias, tráqueas y pulmones. Función de la excreción en el proceso de nutrición. Cambios adaptativos en la excreción de los seres vivos. Estructuras excretoras especializadas: protonefridios, metanefridios, tubos de Malpighi y nefrones. Estructuras excretoras complementarias.

Nutrición: unidad de función y diversidad de estructuras

La reproducción en organismos pluricelulares

Reproducción celular y transmisión de la información genética

Capítulo

Cuadro de contenidos

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Evolución y biodiversidad

La conservación de la biodiversidad

La selección natural

Comprender la importancia de los registros fósiles para explicar la evolución. Explicar el concepto de evolución a partir de sus evidencias. Argumentar la idea del ancestro común sobre la base de observaciones y predicciones. Analizar y explicar casos de adaptaciones de los seres vivos al ambiente y sus extinciones. Analizar críticamente textos. Interpretar árboles filogenéticos. Reconocer los diferentes criterios de clasificación biológica a lo largo del tiempo.

Conocer la teoría de la evolución propuesta por Darwin a partir de una revisión histórica. Comprender el concepto de selección natural. Analizar y explicar casos de adaptaciones de los seres vivos al ambiente y extinciones en términos de variabilidad en las poblaciones, presión ambiental y reproducción diferencial. Discutir otras teorías sobre la adaptación de los seres vivos al ambiente utilizando los argumentos que brinda la selección natural. Justificar la importancia del estudio de las poblaciones para comprender la adaptación de los seres vivos al ambiente y los mecanismos de especiación. Discutir otras teorías sobre la adaptación de los seres vivos al ambiente con argumentos de la selección natural.

Reconocer la importancia de la acción que ejerce el hombre sobre la preservación de la biodiversidad. Reflexionar sobre las actitudes que puede tener el hombre para cuidar y preservar la biodiversidad. Reconocer el impacto ambiental negativo que causan ciertas conductas humanas sobre el medioambiente. Reflexionar sobre las consecuencias para el planeta de la pérdida de biodiversidad.

Abordaje de algunos aspectos históricos de la historia de la paleontología. Reflexión acerca de diferentes teorías para el origen de la biodiversidad. Caracterización y clasificación de fósiles. Interpretación de textos periodísticos sobre “evolución”. Identificación de las evidencias de la evolución a partir de ejemplos: información que puede proporcionar un fósil; estudio comparativo de la estructura corporal de dos o más especies; comparación de desarrollos embrionarios de diferentes especies de vertebrados; interpretación del material genético. Análisis de la distribución geográfica de especies vivas y extintas. Interpretación de textos y de cladogramas. Análisis histórico de los diferentes modelos de clasificación biológica. Revisión histórica de diferentes posturas en torno a la evolución. Contextualización del momento histórico-cultural en el cual dichas ideas fueron enunciadas. Lectura e interpretación de textos referidos a la historia de la ciencia. Análisis del concepto de selección natural. Simulación y análisis del proceso de selección natural. Comparación entre la teoría de la selección natural y la herencia de los caracteres adquiridos. Elaboración de argumentaciones y narraciones. Reflexión acerca del impacto que causó la teoría propuesta por Darwin en el mundo científico. Análisis y ejemplificación del concepto de adaptación. Explicación y análisis de diferentes casos a la luz de distintas teorías evolutivas. Análisis del concepto de biodiversidad. Análisis de gráficos circulares que brindan información sobre la biodiversidad en el planeta. Discusión y reflexión acerca de las causas que están involucradas en la extinción de especies en la Argentina. Identificación de las especies extinguidas y amenazadas en la Argentina. Interpretación de la influencia de la selección artificial sobre la biodiversidad. Valoración del rol que cumple el hombre en la preservación de la biodiversidad. Comprensión de la relación que se establece entre el hombre y la biodiversidad.

El origen de la biodiversidad. Definición, existencia y distribución estratigráfica de los fósiles. Formas de fosilización. La edad de la Tierra. El concepto de evolución. Evidencias de la evolución: el registro fósil, la anatomía comparada, la embriología y el material genético. El ancestro común y el grado de parentesco entre los seres vivos. La evolución de los vertebrados. El árbol filogenético de la vida. La clasificación de los seres vivos. Sistema de clasificación binaria. Las clasificaciones a lo largo del tiempo. La clasificación actual en dominios y reinos. Características de los dominios: Archaea, Bacteria y Eurarya. Características de los reinos: Archaebacteria, Monera, Protista, Fungi, Plantae y Animalia.

Las primeras ideas sobre la evolución. La evolución según Lamarck. Los aportes de Darwin: origen histórico de la idea de selección natural. La selección natural. La distribución geográfica. La variabilidad. La supervivencia del más apto. La presión ambiental. Los caracteres heredables. La formación de especies. La teoría evolutiva de Darwin. Repercusiones. Variabilidad y evolución. El concepto de adaptación. Noción de especie.

Concepto de biodiversidad y de las extinción de especies. Extinciones en el pasado: ejemplos de especies extinguidas en la Argentina. Causas de la extinción de especies en la actualidad. La selección artificial y su influencia en la biodiversidad. Categorización de los diferentes grados de vulnerabilidad de las especies en cuanto a su peligro de extinción. Relación de la actividad humana y la biodiversidad. Diferentes estrategias que tienen por objetivo preservar la biodiversidad.

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Cómo es el libro

El libro de Biología 2 Así comienza El libro de Biología 2. El funcionamiento de los seres vivos y sus cambios a través del tiempo comienza con un capítulo introductorio llamado Así es la ciencia. En él se describen progresivamente algunas características del quehacer científico. Se hace uso de la historia de la ciencia como herramienta para la comprensión del proceso de construc-

ción científica, modalidad que se recupera a lo largo de todo el libro. Así es la ciencia mantiene la misma estructura que el resto de los capítulos; sin embargo, merecen mención especial algunos aspectos, que serán de interés para el trabajo en el aula.

El tratamiento de la historia Y la historia de la ciencia, también es una sección que permite que los alumnos reconozcan la importancia del estudio de la historia de la ciencia. Se espera que los alumnos dejen de ver los avances científicos como un resultado acabado, para comenzar a considerarlos dinámicos y generados a partir de la actividad de personas inmersas en un “escenario” social e histórico particular.

La imagen del científico Se trabaja la apropiación de una imagen realista de los científicos y de su trabajo, para confrontarla con la frecuente visión deformada que los alumnos tienen sobre ella.

Se trabaja con las aplicaciones modernas del conocimiento científico y con la forma en que este repercute en la vida cotidiana.

Es importante que los alumnos incorporen la idea de que la ciencia es una construcción colectiva, que resulta de los aportes y la colaboración de muchos científicos.

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Las habilidades lingüísticas Las habilidades lingüísticas se ponen de manifiesto en la comunicación con los diferentes actores educativos. Si el proceso de aprendizaje es una construcción personal mediada por dicha interacción, se hace necesario ayudar a los alumnos

a mejorar sus producciones orales y escritas. En esta introducción, los alumnos abordan las diferencias que existen entre las habilidades y las “pondrán en juego” a lo largo de todo el libro.

La sección Palabras en ciencia, al final de cada capítulo, propone el trabajo con las habilidades lingüísticas.

Las definiciones presentadas para las diferentes habilidades lingüísticas no son “estáticas”. Sugerimos que cada docente y sus alumnos las analicen y establezcan un consenso acerca de lo que se espera con cada una de ellas.

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¿Cómo continúa? El libro de Biología 2. El funcionamiento de los seres vivos y sus cambios a través del tiempo cuenta con once capítulos que abordan estas disciplinas de manera integrada. Además de lograr la

comprensión del contenido, se busca generar en el alumno la apropiación de modelos científicos actuales a partir del análisis y la discusión de los modelos antiguos.

La apertura del capítulo Cada capítulo comienza con dos historias que transcurren en paralelo, en formato de historieta, que intentan reflejar de qué

manera un hecho histórico está presente (o cómo influye) en nuestra vida cotidiana.

Número y título del capítulo.

La historieta de la izquierda remite a un hecho histórico y central para el tema que se desarrollará en el capítulo.

La historieta de la derecha se relaciona con un hecho cotidiano que se vincula, de algún modo, con la historia de la ciencia.

Las actividades presentadas luego de La historia bajo la lupa se resuelven siempre de manera grupal. Su objetivo es recuperar conceptos trabajados en la apertura, así como indagar en ideas previas.

La Hoja de ruta muestra la organización de contenidos que se desarrollarán a lo largo del capítulo.

Las actividades presentadas aquí siempre son de carácter individual. Su objetivo es la anticipación de contenidos. Las respuestas se recuperan al finalizar el capítulo en la sección Actividades finales.

En el momento de dar inicio a un capítulo, una estrategia para el docente puede ser llevar a cabo una lectura colectiva de las historietas. Esto permitirá un enriquecimiento del trabajo a partir de la opinión y el debate.

La sección La historia bajo la lupa pone en contexto ambas historias. Se incorporan nuevos datos, que son necesarios para resolver las actividades que continúan.

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El desarrollo del texto

El texto se presenta con un lenguaje sencillo y claro. Los títulos y subtítulos organizan el desarrollo de los contenidos.

Las actividades instantáneas intercaladas en el texto tienen como objetivo la anticipación de contenidos y se resuelven al finalizar el tema tratado. En otros casos, aplican o integran los contenidos.

Hora de ir al laboratorio son invitaciones para hacer un trabajo práctico fuera del aula. Siempre remiten a alguna página de la sección final del libro, donde se reúnen todas las prácticas de laboratorio.

Los esquemas, las fotografías y los gráficos son recursos que permiten una mejor comprensión de los conceptos. Están acompañados, en todos los casos, por epígrafes cortos y claros que en ocasiones proporcionan datos adicionales.

El desarrollo de los temas generalmente utiliza representaciones múltiples. Para favorecer una interrelación entre ideas, es interesante solicitarles a los alumnos, explícitamente, que utilicen más de un tipo de representación para abordar los contenidos.

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Las secciones especiales En cada capítulo hay por lo menos tres secciones especiales: Actividades, Pura ciencia y Autoevaluaciones.

Las actividades

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competencias científicas y activen diversas habilidades cognitivo-lingüísticas.

En algunos casos, los alumnos recuperan contenidos adquiridos en las páginas anteriores para “ponerlos en juego” en nuevas situaciones problemáticas.

En otros, se involucran con las características de los procesos científicos, recuperando contenidos trabajados en Así es la ciencia.

Asimismo, se presentan algunas actividades que dejan entrever la manera en que la ciencia y la tecnología forman parte de nuestra vida cotidiana e influyen en nuestra calidad de vida.

Finalmente, otras actividades favorecen el vínculo entre los temas desarrollados en el capítulo y noticias de actualidad.

Las páginas de actividades son fácilmente identificables, tanto por el color de fondo como por la banda inicial característica. Están pensadas para que los alumnos desarrollen

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Pura ciencia Se trata de una sección especial que se presenta una vez en cada capítulo. En cada una de ellas se propone un trabajo diferente que detalla una actividad distintiva y vinculada con el quehacer científico. Se la considera un espacio propicio

para el desarrollo de procedimientos, habilidades y destrezas. Cabe aclarar que en esta sección no se abordan actividades experimentales, que se encuentran al final del libro.

elos

Elaboración de mod

Análisis e in

terpretación

de imágenes Las habilidades que se propone trabajar en cada caso se explicitan en el subtítulo.

Generalmente, al comienzo se describe en forma breve la habilidad específica que se pretende trabajar, aunque han tenido un mayor tratamiento en la introducción del libro.

Planteo de

Diseño problema d

ión e investigac

de exp

erimen

tos

análisis Simulación ynaturales de procesos

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Con la intención de sostener el dinamismo de la página, en ocasiones aparece una caricatura animada, exclusiva de la sección. Suele hacerse preguntas relacionadas con el tema. No son actividades para los lectores, pero sí pueden encontrarse en ellas sugerencias interesantes para ampliar el tema de discusión o bien para resolver algún problema, relacionado con el tema, de manera oral.

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Autoevaluaciones Uno de los principales objetivos de la enseñanza es fomentar el desarrollo de aprendizajes significativos, y esto requiere una participación activa y reflexiva por parte de los alumnos. En este sentido, cobra especial importancia el desarrollo de habilidades metacognitivas, donde es el

propio alumno quien, a partir de la reflexión, regula sus procesos de aprendizaje, tomando conciencia tanto de sus dificultades como de sus facilidades para estudiar. Este es el objetivo de la Autoevaluación.

En Pura ciencia.

En Actividades.

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Las autoevaluaciones están ubicadas estratégicamente, de manera tal que colocan a los alumnos en situaciones de reflexión sobre los procedimientos que utilizan para aprender. Dichos procedimientos se retoman y se analizan al final de cada capítulo.

En las páginas de desarrollo de contenidos.

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Las actividades finales Al finalizar el desarrollo de contenidos se encuentran las Actividades finales, separadas en diferentes categorías:

Para recuperar conceptos incluye actividades de resolución simple y cerrada que buscan ordenar los contenidos centrales necesarios para la resolución de las demás actividades.

Palabras en ciencia, como ya se mencionó, pretende poner en juego las habilidades lingüísticas, trabajadas en Así es la ciencia, ajustadas a la temática del capítulo.

Con solución abierta propone una situación problemática que no posee una respuesta única. Tiene como objetivo que el alumno utilice los contenidos aprendidos y los transfiera a las situaciones propuestas.

Ciencia de todos los días propone el análisis de una situación cotidiana para aplicar los contenidos trabajados.

Para cerrar, volvemos a empezar tiene como objetivo trabajar con las respuestas dadas por los alumnos en la Hoja de ruta, para evaluarlas, reverlas, compararlas, ampliarlas, etcétera.

Autoevaluación retoma y analiza los procedimientos de estudio “puestos en juego” por parte de los alumnos.

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Entre capítulo y capítulo Una vez terminado el capítulo, dos páginas de neto corte divulgativo ofrecen la oportunidad de leer y disfrutar la ciencia. Curiosidades, anécdotas históricas, aspectos poco

conocidos de científicos famosos, la ciencia en las películas, “misterios” o casos no resueltos por la ciencia son algunas de las temáticas alrededor de las cuales giran los textos.

Entretelones de la ciencia

te Toulous

Una luz es

aje Amor salv

Exagerado por donde se lo mire

s : libélula Atención ta ro a la vis e d r a b m bo

Es verdad, aunque usted no lo crea

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Al final del libro Como cierre del libro se encuentra la sección Prácticas de laboratorio, en la que se presentan propuestas de experimentos de interés para los temas abordados. La realización de los trabajos prácticos es la ocasión ideal para integrar la teoría y la práctica. De esta manera, el alumno toma

conciencia de la importancia que cobra, en el momento de su realización, el hecho de poseer sólidos conocimientos teóricos sobre el tema. Asimismo, se incluyen propuestas de investigación que se derivan de las prácticas realizadas.

Prácticas de laboratorio

Número del capítulo al que pertenece la práctica. Listado de materiales requeridos, generalmente muy accesibles.

Título claro y conciso de la actividad experimental.

Imágenes de los dispositivos o pasos del procedimiento, que ayudan a una mejor comprensión de la experiencia.

Número de la práctica (no coincide, necesariamente, con el del capítulo).

Si bien en algunas prácticas de laboratorio aparecen “llamadas de atención” acerca de los cuidados que deben tomarse a la hora de su realización, sugerimos llevar a cabo una práctica introductoria que trate sobre las normas de seguridad, así como brindar un primer momento de exploración y familiarización con el material de trabajo con el que cuenta el laboratorio escolar.

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Solucionario

Solucionario Así es la ciencia (8-21)

Página 11 Esta actividad tiene como objetivo la indagación de ideas previas que tienen los alumnos en cuanto a la definición de ciencia y sus características principales. Página 13 2 a) Se pretende que los alumnos piensen en la ciencia como en una actividad propia de los seres humanos y, por lo tanto, como en una actividad propia de la sociedad. Este tema se puede relacionar con la influencia del contexto histórico y social en la actividad científica. b) Se espera que los alumnos puedan relacionar la idea de los avances científicos y tecnológicos con la cultura de los diferentes pueblos. Pueden analizarse ejemplos, tanto históricos como actuales, en los que un determinado descubrimiento científico no fue entendido como tal debido a cuestiones culturales de fuerte peso, por ejemplo, la negación a vacunarse de ciertas tribus africanas. 3 a) Los científicos “no viven en sus laboratorios”. No viven ajenos a las cuestiones sociales del lugar donde habitan. b) Respuesta abierta. c) Se pretende que los alumnos identifiquen el estereotipo del científico (despeinado, malhumorado, mal vestido, siempre con guardapolvo, etc.) y puedan encontrar contraejemplos a este modelo. Página 14 Esta actividad pretende indagar en las ideas previas de los alumnos sobre los procedimientos o estrategias que se ponen en juego en la investigación científica. Página 16 Esta actividad pretende acercar a los alumnos a la noción de mode-

lo. De ser posible, se sugiere entregarles cajas de zapatos cerradas, que contengan todas el mismo objeto. De esta manera, estarán diseñando, a partir de los datos recogidos, un modelo del objeto que está en el interior de cada caja y que no pueden ver. Es esperable que los alumnos se conecten con diferentes imágenes y que las comparen hasta definir si pertenecen a la categoría de modelo. A su vez, es interesante para el docente observar si los alumnos distinguen las diferencias que hay entre todas las imágenes. Las diferencias detectadas por ellos podrán utilizarse para trabajar los conceptos de modelos escolares y científicos. Los modelos escolares suelen ser dibujos o maquetas bien concretos. Página 17 4 a) En los tres modelos se puede observar que la sangre oxigenada se representa de color rojo y la sangre no oxigenada, de color azul. También se representan del mismo modo los capilares. Peces Tienen una sola aurícula y un solo ventrículo. Hay mezcla de sangre oxigenada con sangre no oxigenada. Tienen capilares branquiales. Por las arterias circula la sangre oxigenada y por las venas, la sangre no oxigenada.

Reptiles Tienen dos aurículas y un ventrículo. La sangre oxigenada y la no oxigenada se mezclan levemente, a nivel de las aurículas. Hay mezcla de sangre en el único ventrículo.

Aves y mamíferos No hay mezcla de sangre debido a la presencia de un tabique interauricular e interventricular.

b) Se puede explicar la cantidad de cavidades que presenta el corazón de los vertebrados, los principales vasos sanguíneos, el tipo de sangre que circula por ellos, y si hay mezcla de sangre oxigenada con sangre carbooxigenada. c) En el modelo que representa la circulación cerrada, la sangre nunca sale de conductos. En el modelo que representa la circulación abierta, en algún momento de su recorrido, la sangre baña directamente los órganos. d) Sí. Permiten afirmar que tienen circulación cerrada. e) En todos los casos se trató de modelos escolares porque, a partir de imágenes simples, se trata de explicar procesos complejos, como la circulación sanguínea. Página 21 5 a) Respuesta abierta. b) Narración y explicación. Narrar es relatar los hechos que les suceden a los personajes en un lugar y en un tiempo determinados. Explicar es dejar claras las cosas por las cuales sucede un evento o fenómeno. c) y d) Respuestas abiertas. d) Respuesta abierta.

1. El origen de la vida (22-37) Página 23 1 a) Esta historia muestra el proceso científico como construcción social, ya

que a partir de diferentes situaciones que sucedieron en distintos momentos históricos, diversos personajes aportan nuevos conocimientos para resolver una misma cuestión.

Página 9 1 a) Porque permitió describir en un lenguaje accesible y conocido los conocimientos y avances de la ciencia. De esta manera, toda la comunidad puede valorar e interpretar el proceso que llevan a cabo los científicos cuando investigan. b) Esta pregunta apunta a que cada grupo de alumnos piense y debata sobre qué ocurría en otros momentos históricos con respecto a la divulgación científica. Es importante que se relacione cómo influye el contexto histórico en el desarrollo de la ciencia y en su divulgación. c) Que la divulgación científica no consiste en revelar datos de la vida privada de las personas, sino que se refiere a contar a la “gente común” lo que los científicos investigan. d) Respuesta abierta. Se pretende indagar en las ideas previas de los alumnos sobre qué es y qué no es ciencia. También se busca trabajar con el típico estereotipo del científico, tan arraigado en la sociedad.

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b) La teoría de la generación espontánea diría que los hongos de los pies del protagonista de la historieta aparecieron “de la nada” de manera espontánea. Se apela a que los alumnos interpreten que estos hongos aparecieron de otros hongos de su misma especie y que fueron el producto del contagio en la pileta. c) Esta actividad pretende que los alumnos tomen la postura de un investigador y se atrevan a construir una explicación hipotética. Esto propicia la idea de la importancia que tienen en la investigación científica el trabajo en equipo, la formulación de hipótesis, la comprobación de dichas explicaciones y su reformulación en caso de que se lo considere necesario. Página 25 Los átomos que componen a los seres vivos son los mismos que componen la materia inerte. Hidrógeno y oxígeno, por ejemplo, están presentes tanto en el agua como en una medusa, en una bacteria o en el ser humano. Lo que diferencia a estos seres vivos de la materia inerte es cómo se organizan esos átomos y las moléculas que estos constituyen. Hoy sabemos que los seres vivos actuales no se forman espontáneamente, sino que se originan a partir de seres vivos preexistentes. Pero en el caso de los primeros organismos que habitaron la Tierra, que eran unicelulares como las bacterias actuales, parece que ese fue el modo en el que se originaron: a partir de la materia inerte. Página 26 El término “modelo” aparece en el texto cuando se explica que, en 1953, el químico estadounidense Stanley Miller, como parte de su tesis doctoral dirigida por Harold Urey, construyó un modelo que intentaba representar, de la manera más fielmente posible, las condiciones de la Tierra primitiva que, según Oparin, eran necesarias para el origen de la vida.

Página 27 3 a) Se relaciona en varios aspectos, pero el más destacado es que el texto de Oparin expresa que la necesidad de explicar el origen de la vida estuvo siempre presente en la humanidad y, entre los tantos intentos de encontrar una explicación, se formuló la teoría de la generación espontánea. De la misma manera, sin importar su nivel cultural ni su edad, el joven de la historieta se pregunta, en una situación cotidiana, de dónde han salido esos seres vivos (los hongos), cuestión que reafirma la opinión de Oparin. b) “[…] como agrupación espontánea de sustancias propiciada por las condiciones de la Tierra, en la que a partir de materia inorgánica se construyeron sustancias orgánicas que dieron lugar a los primeros y primitivos seres vivos”. 4 a) La posición de Pasteur no se contrapone, ya que él habla de lo que sucede en los seres vivos actuales, pero no dice nada sobre la aparición de los primeros organismos sobre la Tierra, de los cuales sí se cree que pueden haber aparecido espontáneamente. b) En la actualidad queda claro que todo ser vivo proviene de otro ser vivo. En cuanto al origen de la vida, también hay consenso sobre cómo los átomos se fueron organizando de manera cada vez más compleja hasta formar moléculas inorgánicas, moléculas orgánicas y biomoléculas. Luego, las biomoléculas se organizaron de tal manera que formaron una estructura a la que Oparin llamó “protocélulas” o “coacervados”. El paso siguiente de organización, de coacervado a la primera célula procariota, es algo que los científicos todavía están investigando. Cabe aclarar que algunos científicos no están de acuerdo con la idea de coacervado.

5 a) Oparin y Stanley Miller, en ese orden. b) Alexander Ivanovich Oparin (1894-1980) fue un biólogo y bioquímico soviético que postuló la hipótesis del origen de la vida que aún tiene vigencia en la comunidad científica. Stanley Miller (1930-2007) fue doctor en química y realizó un experimento en su tesis doctoral para comprobar la hipótesis de Oparin sobre el origen de la vida. c) Oparin: los rayos ultravioleta son indispensables para la vida sobre la Tierra. Las moléculas inorgánicas pudieron haber sido precursoras de los organismos vivos. Los coacervados provienen de moléculas orgánicas complejas. Miller: el objetivo de este modelo fue imitar las condiciones de la atmósfera primitiva. Página 30 El término “nutrición” involucra los procesos a partir de los cuales los seres vivos incorporan materia, la transforman, distribuyen los nutrientes hacia cada una de las células (de los organismos pluricelulares), donde se llevan a cabo reacciones bioquímicas para la obtención de energía y se eliminan los desechos que son producto de dichas reacciones. El esquema que armen los alumnos dependerá de su creatividad. Básicamente, esta es la idea que tiene que rescatarse: los seres anaeróbicos no necesitan oxígeno para obtener energía. Los organismos aeróbicos necesitan oxígeno para que se lleve a cabo la reacción bioquímica a partir de la cual obtienen energía. Página 31 6 a) Se considera que la Tierra tiene aproximadamente 4 600 millones de años. Al principio, según el gráfico, la atmósfera contenía vapor de agua y dióxido de carbono. b) El oxígeno comenzó a formar parte de la atmósfera en grandes cantidades hace aproximadamente 2 200 millones de años. c) Los signos de interrogación corresponden a datos que los científicos todavía no han corroborado; por ejemplo, cuánto metano había hace más de 3 800 millones de años. d) La sopa primitiva de Oparin debería ubicarse en el gráfico hace aproximadamente 3 800 millones de años. e) La concentración de dióxido de carbono va disminuyendo durante el período analizado, pero en los últimos tiempos se observa un aumento repentino. Esta actividad tiene por objetivo que los alumnos, a partir de sus conocimientos previos, puedan relacionar el aumento de dióxido de carbono atmosférico con la actividad humana y sus efectos en la contaminación atmosférica. Página 32 Los primeros organismos debieron ser necesariamente heterótrofos anaerobios, ya que no había oxígeno libre en la atmósfera. La atmósfera no era oxigénica, sino reductora. Había dióxido de carbono, metano y amoníaco. Luego, cuando los organismos autótrofos comenzaron a realizar la fotosíntesis, la atmósfera fue enriqueciéndose con oxígeno, lo que permitió la aparición de una nueva forma de vida: los organismos aeróbicos. Página 33 En este capítulo hablamos de “hipótesis” de Oparin porque su idea ha tenido una “comprobación parcial” a través del experimento de Miller, pero tiene varios puntos débiles, como la composición de la atmósfera primitiva o la formación de los coacervados. Algunos científicos consideran poco probable que la vida se haya originado como sugirió Oparin.

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Página 34 7 a) … una teoría que postula que los organismos se forman a partir de la materia inerte. b) … no existía o estaba escasamente representado, hasta la aparición de los organismos autótrofos. c) … estructuras hipotéticas formadas por una membrana y sustancias en su interior. d) … los experimentos que pusieron a prueba la hipótesis de Oparin. e) … aquellos que soportan altas temperaturas. f) … permitir el pasaje selectivo de sustancias y ser el límite de la célula. g) … heterótrofos anaerobios. h) … los organismos autótrofos. i) … el origen extraterrestre. 8 a) Se contradice. En este gráfico la curva asciende y en el gráfico de Pura ciencia desciende hasta la actualidad. b) Los datos se ubicarían al final de la línea con un leve ascenso de los valores teniendo en cuenta la escala. 9 b) Sin agua es imposible que haya vida, tal como la conocemos. La carencia de oxígeno no es imprescindible porque los organismos anaeróbicos pueden subsistir sin este gas. Si no hay compuestos orgánicos, es imposible que se formen coacervados, según lo formuló Oparin.

10 a) Se originan en el interior de la Tierra, de ahí sus elevadas temperaturas. b) Porque son termófilas. c) Seguramente son anaeróbicas, como la mayoría de las bacterias termófilas, y es posible que para obtener energía degraden compuestos químicos que contienen azufre. d) Mueren porque no son termófilos o porque no soportan altos porcentaje de azufre. Página 35 11 a) Se espera que los alumnos pidan los materiales que utilizó Miller. b) Además de pedir los materiales, los alumnos deberán justificar para qué se utilizará cada uno de ellos. c) En las conclusiones debe figurar que, a partir de los materiales utilizados y en las condiciones adecuadas, fue posible sintetizar materia orgánica a partir de materia inorgánica. 12 a) La gimnasia aeróbica es aquella en la que se realizan ejercicios físicos muy intensos, que requieren mucha energía. Por este motivo, la demanda de oxígeno aumenta para oxidar mayor cantidad de glucosa y de esta manera obtener más energía para el exceso de trabajo muscular. b) El modelo correcto de la página 30 es el de respiración aeróbica.

2. Los seres vivos (38-53)

Página 41 3 a) Se espera que los alumnos reflexionen sobre cuáles son las características comunes a todos los seres vivos. b) Respuesta abierta. c) Se espera que los alumnos revisen sus modelos y que recapaciten sobre la necesidad de incluir “algo” que se relacione con el intercambio de materia y de energía. Por ejemplo, si el modelo elegido fuera un animal, tendrían que incluir un sistema digestivo, representado por orificios de entrada (boca) y de salida (ano). d) Respuesta abierta. e) El esquema de la izquierda es una representación más adecuada. Si bien

el esquema no se parece a ningún vertebrado en particular, es una representación simplificada de los múltiples sistemas que lo conforman. Página 42 Un ejemplo son los peces. Las adaptaciones podrían ser: la presencia de aletas y de branquias; la forma hidrodinámica; la ausencia de párpados, etcétera. Página 44 Un ser vivo posible es una planta. Las etapas de su vida podrían ser: la semilla, la plántula con sus primeras hojas que se desarrolla y crece, y luego la planta en su etapa reproductiva con flores y frutos. Página 45 4 I a) Se relaciona con: intercambio de calor (energía) con el medio; intercambio de materia; reproducción; metabolismo; movimiento; irritabilidad. b) Respuesta abierta. II a) Esos microorganismos tienen interés científico porque su estudio permite explorar la posibilidad de que haya vida en otros planetas, cuyas características son similares a las de los lugares donde habitan extremófilos. b) Se espera que los alumnos reflexionen sobre la composición de la atmósfera de los distintos planetas (presencia de gases como el CO2 y el O2 y otros), así como sobre la relación existente entre la distancia al Sol y la temperatura de cada planeta. Página 46 La diferencia fundamental está en el aumento y en las características del microscopio empleado. El poder de resolución y la calidad de las lentes actuales son mucho mayores que en esa época.

Página 39 1 a) Pasteur sostenía que los microbios no aparecían espontáneamente en la materia inerte de la leche, sino que procedían, a su vez, de otros microbios. Para poner a prueba su hipótesis, realizó el experimento que muestra la historieta: empleó un caldo que propiciaba el crecimiento de microbios del aire, pero lo calentaba para matar los que ya pudiera haber en él. Luego curvaba el cuello del recipiente donde se encontraba el caldo, de modo que ingresara el aire, pero no los microbios del ambiente. b) Si se lo deja en contacto con el aire, los microorganismos podrán acceder hasta el caldo y crecer en él. El caldo debe ser calentado antes de “aislarlo”, para eliminar los microorganismos que pudiera haber en él desde antes del experimento. c) Porque de este modo ingresa el aire, pero los microorganismos que este acarrea quedan retenidos en la curvatura del cuello del matraz. d) En ambas historias, los personajes hierven los líquidos para eliminar los microorganismos presentes. e) La pasteurización es un proceso de calentamiento y enfriamiento rápidos, cuyo objetivo es disminuir la carga microbiana presente en la leche.

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Página 47 Se espera que los alumnos reflexionen sobre si la temperatura fue suficiente o sobre si la tapa de corcho permitía el paso de los microorganismos. Porque Spallanzani se aseguró de que la temperatura fuera la adecuada y de que el cierre fuera hermético. Página 48 Los coacervados propuestos por Oparin son considerados por algunos científicos como organizaciones prebióticas, es decir, antecesoras de las primeras células. En el interior de estas estructuras habrían ocurrido reacciones químicas que dieron lugar a la formación de sistemas cada vez más organizados, que realizaban un permanente intercambio de materia y energía con el medio. Debido a este intercambio con el medio, los coacervados se habrían hecho cada vez más complejos, hasta constituirse como células primitivas o protocélulas. Estas protocélulas eran organismos primitivos y debieron tener ciertas características distintivas que les permitieron sobrevivir. Página 49 5 A Se realiza este hervor para evitar que la mermelada se “contamine” con microorganismos y se pudra. B La esterilización del material odontológico se lleva a cabo para evitar las infecciones con microorganismos. C Este proceso, denominado “pasteurización”, o el tratamiento UAT (ultra alta temperatura), se realiza con el objetivo de disminuir la cantidad de bacterias presentes en la leche, para que esta dure más y su calidad se mantenga por más tiempo. D Esta recomendación tiene que ver con las condiciones en que los alimentos permanecen inalterados durante más tiempo, ya que el frío retarda la reproducción de los posibles microorganismos presentes en ellos. 6 a) Algunos de los hechos más importantes son: 1665: Hooke publica sus observaciones de las láminas de corcho. 1667: Van Helmont afirma que del trigo pueden surgir ratones espontáneamente. 1668: Redi experimenta con carne en frascos y observa las larvas de mosca. 1715: Schleiden describe las células. 1748: Needham experimenta con caldo en frascos tapados con corcho. 1768: Spallanzani experimenta con caldo en frascos cerrados herméticamente. 1852: Virchow formula la teoría celular. 1859: Darwin enuncia su teoría de la evolución. 1860: Louis Pasteur publica sus experimentos, en los cuales utilizó matraces con “cuello de cisne”. 1928: Walter Cannon acuña el término “homeostasis”.

b) En este punto, es importante que los alumnos reflexionen acerca de las dificultades que tenían los científicos en cuanto a los medios para experimentar y para comunicarse. Prácticamente todos los mencionados en la línea de tiempo trabajaban sin electricidad, sin bolígrafo, sin teléfono, sin máquinas en sus laboratorios, etcétera. Página 50 7 Las opciones que describen a todos los seres vivos son: a), b), d) y f). Las que no corresponden a los seres vivos son: g), h) e i). Corresponden a algunos seres vivos c) y e). 8 Respuesta abierta. 9 a) La primera definición podría ser de un texto secundario, porque es sencilla y acotada. La segunda corresponde a un diccionario, porque da dos asepciones y explica el origen de la palabra. La tercera definición podría pertenecer a un texto universitario. b) Las palabras que se repiten son “mantenimiento”, “medio interno” y “organismo”. Podría reemplazarse el término “organismo” por el de “ser vivo”. c) Algunas definiciones posibles son: “facilidad para irritarse”; “respuesta exagerada a los estímulos”. Página 51 10 a) Las preguntas deberían referirse a las características de los seres vivos, por ejemplo, al movimiento, a su temperatura (si cambia con el tiempo), a si responde a los estímulos, a su masa (si cambia con el tiempo), a la liberación de alguna sustancia al medio, a si crece y se reproduce, y a su aspecto. b) Respuesta abierta. 11 a) Uno de los mecanismos que lleva a cabo el cuerpo para mantener constante la temperatura corporal es la evaporación de agua a través de la superficie corporal (transpiración). Al transformarse el agua líquida en vapor de agua, se disipa el calor y la temperatura corporal disminuye. Otro mecanismo es la disminución del calor corporal interno, por ejemplo, dilatando los vasos sanguíneos (vasodilatación). También podemos mencionar la sensación de sed. Al incorporar agua al organismo, se restituye el equilibrio hídrico del agua perdida por transpiración. b) En el golpe de calor se produce una descompensación en el equilibrio de nuestro organismo. Parte de esa descompensación puede ser la pérdida excesiva de líquido. c) Por las razones mencionadas, una de las precauciones consiste en ingerir abundante cantidad de agua.

3. Las células (54-73) Página 55 1 a) La investigación de Priestley motivó a Ingen-Housz para descubrir que la luz es esencial en el crecimiento de los vegetales y que solo las partes verdes expuestas a la luz pueden liberar oxígeno. b) Senebier descubrió que la fotosíntesis se lleva a cabo en los cloroplastos y no en la hoja entera. c) Porque de esta manera se pudo comprobar que Senebier tenía razón cuando afirmaba que la fotosíntesis se lleva a cabo únicamente en los cloroplastos.

d) Los personajes de la historieta no quieren sacar el árbol porque, al igual que Ingen-Housz, saben que las hojas del árbol expuestas a la luz liberan oxígeno. Página 59 3 a) La imagen C es la que tiene mayor aumento. La imagen A tiene menor aumento. b) Célula procariota: imagen C; célula eucariota: imágenes A, B y D. c) Si tiene cloroplastos y pared celular compuesta por celulosa, es una célula vegetal.

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d) Esta pregunta pretende cumplir con dos objetivos: el primero es destacar la importancia de los epígrafes en el análisis de las imágenes y el segundo es que los alumnos puedan explicar la información proporcionada por las imágenes. e), f) y g) Respuestas abiertas. Página 62 Las bacterias autótrofas, ya que, al ser procariotas, carecen de cloroplastos. Página 63 4 a) Las amebas llevan a cabo la endocitosis. La membrana plasmática. b) Por ser eucariota podría observarse un núcleo y orgánulos formados por membrana, como las mitocondrias o el retículo endoplasmático. Como no es autótrofa, no hay cloroplastos.

7 a) Con las anémonas, porque también tienen más de un tipo de tejido. b) Seres humanos: sistema de órganos. Sus células son muy diferentes y forman órganos, tejidos y sistemas. Esponjas: nivel celular. Sus células son independientes y no forman tejidos. Medusas: nivel tisular. Hay diferenciación celular. Página 69 Su nutrición se vería perjudicada porque el proceso de difusión sería menos eficiente. Página 70 8 Podrán relacionar: Procariotas Cloroplastos Clorofila Reproducción Eucariotas Pared celular Mitocondrias Microscopios Endosimbiosis

Pared celular

Presencia de endomembranas

Más pequeñas

Sí

Más grandes

Sí

Más grandes

Tamaño

Presencia de orgánulos

Algunos ejemplos de oraciones: Las células eucariotas tienen núcleo. Las bacterias son ejemplos de células procariotas. 9

Sí

Página 64 En este proceso la membrana plasmática se invagina y envuelve a los nutrientes, que de esta manera ingresan al citoplasma, donde se llevará a cabo su degradación. Si los orgánulos fueron incorporados mediante endocitosis, es lógico que tengan una doble membrana, porque la membrana externa que los envuelve debe pertenecer a la misma célula que los fagocitó (es la membrana plasmática que se invaginó). La otra membrana es la del propio orgánulo. Página 67 6 a) Con este punto se pretende que los alumnos lleguen a la siguiente conclusión: antes, Giardia era considerada primitiva porque no tiene mitocondrias. Ahora se sabe que las tuvo y las perdió, por lo tanto, se piensa que es un organismo más reciente en la evolución. De esa antigua mitocondria parece ser que quedó un vestigio, el “mitosoma”. b) Esta pregunta pretende aclarar el proceso analizado en el punto a), utilizando los términos propios de Margulis, como por ejemplo, “endosimbiosis”. c) Antes de la endosimbiosis primaria solo había células procariotas, por lo que Giardia es posterior a ese proceso. Esto descarta también la idea de que sea anterior a las células eucariotas. Como estos microorganismos también tienen mitosomas, una hipótesis posible es que sean posteriores a las mitocondrias.

Algunas Sí

Célula eucariota animal No No

Célula eucariota vegetal No Sí

Sí

Algunas Algunas Sí No No No No

No Algunas Sí Sí Sí Sí Sí

No No Sí Sí Sí Sí Sí

Sí

Sí (dictiosomas)

Algunas

Estructura de la célula

Célula procariota

Cápsula Pared celular Membrana celular Membrana nuclear Pili Flagelo Ribosomas Mitocondrias Vacuolas REL RER Complejo de Golgi Mesosoma

10 a) Se pretende que los alumnos utilicen, entre otros, los siguientes términos: endocitosis y membranas internas. b) En este caso se espera que los alumnos puedan dejar explícito en el esquema el origen del núcleo celular, según la teoría de la invaginación de membranas.

Procariota (bacteria) Eucariota vegetal (alga) Eucariota animal (ameba)

Presencia de núcleo

Célula

5 a) y b) Un cuadro posible es el siguiente:

Bacterias Pigmento Cloroplastos Mitosis Núcleo Plasmodesmos Respiración Aumento Orgánulos

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11 a) En ambos casos se trata de células que no están diferenciadas y que pueden dar origen a otros tipos celulares. Las células de la lagartija, que pueden regenerar la cola, y las células madre deben ser similares. b) Porque podrían generarse, a partir de las células madre de un individuo, los órganos que este necesita. c) Se espera que los alumnos hagan referencia al proceso de mitosis.

Página 71 12 Se espera que los alumnos relacionen a Volvox con una colonia, a las células eucariotas fotosintéticas con el núcleo y los cloroplastos y, por último, a las células procariotas con la ausencia de núcleo.

4. La nutrición celular (74-87) Página 75 1 a) La fermentación. b) Porque toman nutrientes de esos alimentos y se multiplican. Al mismo tiempo, producen la descomposición de ese alimento. c) Porque muchos seres vivos, incluidos nosotros, necesitamos el oxígeno del aire para respirar. La fermentación de las levaduras descubierta por Pasteur es un proceso similar a la respiración aeróbica, pero que no requiere oxígeno para llevarse a cabo. d) Las levaduras son seres unicelulares y, como en cualquier organismo, en ellas ocurren reacciones químicas que les posibilitan vivir. El metabolismo celular incluye todo este tipo de reacciones. Página 77 3 a) Esta pregunta tiene por objetivo desarrollar en los alumnos la capacidad de explicar un hecho cotidiano aplicando el conocimiento científico. Un posible experimento puede ser el siguiente: en la boca del frasco se coloca un globo desinflado. Cuando las levaduras respiran producen dióxido de carbono, un gas que infla el globo. b) Las levaduras se desarrollan mejor en ambientes cálidos, más concretamente a 37 ºC. Para comprobar esto, los alumnos pueden preparar varios frascos de levaduras, agua y azúcar, pero colocarlos a distintas temperaturas y poner en todos los frascos un globo. En aquel frasco en el cual el globo se haya inflado más, hay mayor liberación de dióxido de carbono. Página 79 La intención de esta pregunta es que los alumnos comprendan que en una escala microscópica, en la célula ocurren procesos similares a nuestra digestión: materia que entra y se degrada. Posteriormente, una parte de ella se aprovecha y otra se elimina.

Página 80 Si la planta está en una maceta con el suelo apropiado, con ponerla a la luz y regarla, cuenta con todo lo necesario para alimentarse. Página 81 4 a) El transporte en masa. Aquí, al tratarse de la incorporación de una porción grande de materia (una bacteria), recibe el nombre particular de fagocitosis. b) En los lisosomas. c) Los lisosomas se unen a la vacuola fagocítica y se forma la vacuola digestiva que contiene enzimas, donde se produce, justamente, la digestión. 5 a) El pH 8, alcalino.

b) pH agua pura: neutro; pH vinagre: ácido; pH amoníaco: básico. La enzima actuará mejor en agua con amoníaco, porque esta sustancia alcaliniza el medio. c) La temperatura óptima es 37 ºC. Es muy frecuente que la mayoría de las enzimas actúen a esa temperatura. Si se modifica drásticamente, la enzima no actúa en forma óptima, incluso puede destruirse (se desnaturaliza la proteína, como se explica en el capítulo). d) Morirán, porque las enzimas detienen su actividad y no se producen los procesos metabólicos. Página 84 6 a) Fagosoma; b) Canales proteicos; c) Difusión simple; d) Transporte activo; e) Glucosa; f) Sodio; g) Facilitada. 7 a) Verdadero. Mientras que en la aeróbica se forman 38 ATP a partir de una glucosa, en la anaeróbica se originan solo 2. b) Falso. Hay organismos que respiran oxígeno, es decir que respiran aeróbicamente. c) Verdadero. Usaría el oxígeno que libera en la fotosíntesis para respirar. d) Verdadero. Es la primera etapa de ambos procesos. e) Falso. Hay otros pigmentos, como los carotenos, que favorecen la captación de la luz. f) Falso. Puede haber oxígeno pero la célula no cuenta con las enzimas necesarias para poder aprovecharlo. 8 a) El transporte activo es un tipo de transporte de membrana que ocurre con gasto de energía. La energía es provista por la molécula de ATP. b) La digestión celular (degradación de las moléculas complejas en moléculas más sencillas), realizada por las células heterótrofas, forma parte del proceso de nutrición. El proceso de nutrición celular también involucra la entrada del alimento, el aprovechamiento de los nutrientes y la salida de los desechos. c) La fotosíntesis es el proceso mediante el cual una célula autótrofa puede producir los nutrientes orgánicos que necesita a partir de dióxido de carbono y agua utilizando la energía de la luz solar. d) La fermentación es la obtención de energía a partir de un nutriente orgánico en ausencia de oxígeno. 9 a) Transporte en masa; b) Transporte activo; c) Exocitosis; d) Difusión (ósmosis); e) Difusión simple. 10 a) A la fermentación.

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b) El azúcar natural de la harina es el almidón, molécula formada por miles de moléculas de glucosa, que son las que finalmente fermentan. El gas que se produce es el dióxido de carbono y el alcohol, el alcohol etílico. c) Sí, de otra manera no ocurriría la fermentación; podría lograrse mediante el agregado de bicarbonato (polvo para hornear), pero los resultados de este levado químico no son tan eficientes como los que produce la fermentación. d) El dióxido de carbono que se produce. e) Porque el agregado de más levaduras no produce más masa sino que simplemente acelera la fermentación. De todos modos, no se recomienda agregar demasiado porque modifica el sabor de la masa.

Página 85 11 a) La diferencia está dada por el alimento a partir del cual ocurre la fermentación: malta, uvas o manzana en los casos mencionados. De todos modos, de estos alimentos los microorganismos toman la glucosa y a partir de ella siempre se obtienen alcohol y dióxido de carbono. b) Es la cantidad porcentual de alcohol con respecto a la cantidad total de bebida. c) La idea es que los alumnos vean la variedad de bebidas. La cerveza es una de las bebidas con menor tenor alcohólico, y las llamadas bebidas blancas (whisky, ron, gin, etc.) son las de mayor tenor. d) Que eso no es verdad, porque el alcohol es el mismo en todas las bebidas. Quien toma una gran cantidad de vino, por ejemplo, se hace tanto daño como el que toma varias bebidas.

5. El núcleo y la expresión de la información genética (88-101) Página 89 1 a) Watson y Crick buscaban determinar la estructura molecular del ADN (ácido desoxirribonucleico). Para esa época, ya se sabía que los genes están formados por ácido desoxirribonucleico y que la molécula de ADN es la que contiene la información genética del individuo y transmite las características hereditarias de una generación a otra. Estos científicos trataban de develar y desarrollar un modelo estructural para el ADN. b) Porque permitiría conocer cuáles son los mecanismos de la herencia y la forma en que es copiada la información genética durante la división celular. c) Los alumnos saben que los hijos, por lo general, se parecen a sus padres, tíos y abuelos. Seguramente, comentarán características físicas que creen haber heredado de su padre o de su madre. Aun teniendo en cuenta los genes heredados por los hermanos, habría que considerar las características individuales, que nunca son idénticas. Se podrían mencionar como ejemplo los casos de gemelos idénticos (producto de la unión de un óvulo y un espermatozoide), que se parecen en los rasgos físicos, el grupo de sangre y hasta tienen las huellas dactilares iguales, pero sus personalidades son diferentes. Se admite que la diferencia en estos casos se debe a la influencia del ambiente. d) Se podrían heredar, también, el color de la piel, los rasgos de la cara, la disposición de los dientes, la contextura física, el grupo sanguíneo, la predisposición a determinada enfermedad, etc. Los chicos aprenderán, a medida que se adentren en el capítulo, que además de los caracteres que se heredan están los que se adquieren debido a los factores ambientales, que van a dar lugar a los cambios y diferencias que se producen en cada individuo a lo largo de su vida.

podría, también, provocar “accidentes” genéticos (se estaría refiriendo a mutaciones, por ejemplo), con consecuencias impredecibles para las generaciones futuras. Mientras tanto, el doctor Matt Ridley nos transmite una idea más optimista en relación con los avances en la investigación de los genes humanos. Está convencido de que el conocimiento genético es beneficioso y necesario. Aunque comprende los riesgos que implica la posibilidad de modificar genéticamente a un individuo, a diferencia de Lewontin, está seguro de que, en genética, las incógnitas que surjan de los tratamientos se podrán resolver con facilidad. Realmente, estamos ante dos autores que, a partir del conocimiento cada vez mayor del genoma humano, tienen ideas similares en algunos aspectos, pero muestran una visión diferente sobre las posibles consecuencias que podrían surgir en el futuro con respecto a la manipulación de los genes.

Página 92 Porque varía la secuencia del ADN para cada organismo. Cuanto más parecidos son dos organismos, más similar es la secuencia de nucleótidos de sus moléculas de ADN.

La capa de ozono impide que nos lleguen parte de los rayos UV del Sol, los cuales provocan alteraciones en el ADN de las células. Por eso, la importancia de tomar sol en las horas de menor intensidad, ya que el adelgazamiento de la capa de ozono deja pasar parte de estas radiaciones dañinas para los seres vivos. El hecho de llegar a conocer los genes que causan las enfermedades les proporcionará a los científicos una mayor seguridad en la toma de decisiones con respecto a los tratamientos que se les deban dar a los pacientes, y una mayor certeza en el momento de realizar las terapias. Es fundamental, antes de implementar cualquier terapia génica, conocer los genes que se relacionan o que podrían estar implicados en el desarrollo de la patología o en la predisposición del individuo a contraer la enfermedad. Por eso, el conocimiento de los genes causales permitiría realizar las terapias génicas apropiadas y adecuadas a cada caso en particular.

Página 93 3 Los textos seleccionados para esta actividad pondrán a los alumnos en la necesidad de buscar los puntos de comparación de ambos autores y, de esa manera, no tendrán que repetir el contenido exacto de lo que leen. En este caso, lo similar es el tema y lo diferente es la actitud que asume, frente a ese tema, cada escritor. Uno de los autores, Richard Lewontin, parece más escéptico en lo que respecta a los alcances de las investigaciones sobre el genoma. A pesar de que se podrían tratar enfermedades a través de la terapia génica, considera que la posible implantación de genes para modificar una patología o malformación

Página 95 Los rayos X son radiaciones que atraviesan el cuerpo en el momento de sacarse una radiografía. Estos rayos hacen que los huesos y las partes blandas del cuerpo “impresionen” sobre la placa radiográfica, y se hagan visibles como solemos verlos. Las mujeres embarazadas no deben sacarse radiografías ni ingresar en una sala de rayos acompañando a alguien. En los primeros meses de embarazo, los riesgos son mayores debido a que las radiaciones podrían modificar la estructura genética del embrión y provocar malformaciones o lesiones irreparables. En la actualidad, la ecografía es la técnica más utilizada por los profesionales para controlar el desarrollo del bebé en el útero materno durante los meses de embarazo.

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Es importante que la terapia génica se realice en forma responsable y adecuada, mediante una investigación previa y minuciosa sobre el problema que se busca solucionar, y de acuerdo con la patología que haya que mejorar o curar. Página 96 Las bacterias se usan por su elevada velocidad de reproducción y por la facilidad para manipular sus cultivos. En pocos minutos se dividen y generan una nueva población. De este modo, si llevan insertado el gen que codifica para una determinada proteína, obtendremos una gran cantidad de esta en muy poco tiempo. Página 97 4 a) El protagonista, desde niño, desea fervientemente viajar al espacio. Vive en una época en la cual la genética determina las condiciones de gestación de las personas. Según sus características genéticas, él nació con ciertas insuficiencias físicas e intelectuales que lo determinaron y por las que no podría alcanzar su sueño. Con valentía, voluntad y perseverancia, no solo supera a su hermano, que había sido gestado con genes seleccionados como un individuo perfecto, sino que, además, llega a realizar lo que siempre había anhelado: hacer el viaje al espacio, superando con inteligencia y astucia sus supuestas deficiencias genéticas. b) Respuesta abierta. c) Podrían considerar aquí la importancia del ambiente y, en especial, los factores individuales, que son los que van a determinar cómo actuará cada persona ante una misma situación. Existen aspectos que atañen a cada ser humano y que no se podrían estimar o predecir teniendo en cuenta solo la genética. La herencia no es el único factor que determina la vida de una persona. El ambiente también lo hace. d) El éxito se logra a través de la capacidad, del esfuerzo personal, del trabajo, de la voluntad, del empeño, y un gen no podría determinar todo eso, ya que son virtudes y condiciones que tienen que ver, también, con cuestiones sociales y culturales, y van más allá de la genética. La perfección en sí misma es un valor excesivo imposible de lograr para la condición humana, por más que exista una selección genética en el individuo. Esa exigencia podría llegar a ser una carga pesada de soportar para cualquier persona. e) Respuesta abierta.

6 a) En el núcleo se produce la transcripción y en el citoplasma, la traducción. b) Sí, mediante la terapia génica se pueden insertar secuencias génicas correctoras en reemplazo de las defectuosas. c) No es exacto. También influyen los factores ambientales, sociales y culturales. d) Es inexacto, ya que justamente conocer la secuencia del genoma es saber en qué posición se encuentra cada uno de los genes y, también, determinar qué función cumple. e) No es así. Encontramos material genético en el núcleo y en las mitocondrias, y en los cloroplastos de las células vegetales. 7 a) Si queremos contar una película que hemos visto o un libro que hemos leído, hacemos una síntesis (extraemos lo fundamental) y expresamos lo más importante de su contenido. 8, 9 y 10 Respuestas abiertas. 11 a) Respuesta abierta. b) Los chicos pueden opinar que el autor relaciona el azar con el misterio del genoma humano. Sería esperable que ellos aportaran su propia opinión sobre la elección del título. c) Quizá los alumnos propongan diferencias en la redacción de un texto de divulgación científica y uno científico (más o menos formal, técnico, etcétera). d) Es esperable que los alumnos interpreten la intención del autor, que pretendería explicar que todo parece reducirse a la genética y no se contemplan los factores ambientales y culturales. e) Los alumnos podrían comentar libremente los diferentes aspectos que tiene esta expresión, desde lo seudocientífico, lo informal, lo subjetivo, lo predictivo como una fantasía, etcétera. f) Respuesta abierta. 12 Respuestas abiertas.

Página 98 5 a) Cromosomas; b) Gen; c) Proteínas; d) Mutación; e) Transgénico.

6. Reproducción celular y transmisión de la información genética (102-113) Página 103 1 a) Walther Flemming fue un científico interesado en conocer el proceso de la división celular y la manera en que se distribuye el material de la célula a las células hijas. Observó que la cromatina adopta forma de cintas, que se dividen en dos mitades iguales. Al proceso de la división celular le puso el nombre de “mitosis”. b) La estructura granulosa que Flemming y su ayudante ven por el microscopio es la cromatina, nombre que dio el científico al material del núcleo debido a que absorbía el tono de los colorantes muy rápidamente. La etimología de la palabra. El prefijo “cromo” deriva del griego (chroma) y significa “color”. c) Porque la capacidad de regeneración del tejido que forma la piel próxima

a la herida depende de la capacidad de dividirse de las células (de que realicen mitosis). Página 104 Como sufren un desgaste permanente, las células de la piel tienen una elevada tasa de reproducción. En la etapa de crecimiento las células óseas también tienen alta tasa de reproducción. Es esperable que los alumnos elijan como ideas principales las frases en las cuales hay conceptos resaltados, como el ciclo celular o la división celular. Página 106 Es una transcripción, o copia de las dos hebras de la doble hélice original.

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Página 110 4 a) y b) La multiplicación de las células en los individuos pluricelulares no (sí) equivale a la reproducción de un organismo completo. En realidad, las innumerables divisiones celulares provocan el crecimiento de los individuos y no permiten (permiten) la formación de sus tejidos. Las células avejentadas o enfermas de los tejidos son reemplazadas por otras nuevas que se producen durante la interfase (mitosis) del ciclo celular. Este ciclo se cumple en etapas: se produce una mitosis y la citocinesis o división del citoplasma; sigue otra mitosis (una interfase) y así sucesivamente, en forma cíclica. La etapa de la mitosis incluye la interfase (profase), la metafase, la anafase y la telofase. La profase (interfase), período de crecimiento celular durante el cual se duplica el material genético, es una etapa más prolongada. A su vez, la replicación del ADN, instancia fundamental del ciclo celular, se realiza durante la mitosis (interfase). Otro dato interesante es que los llamados “mecanismos de control”, que actúan en el transcurso del ciclo, hacen que el ADN se pueda (no se pueda) replicar dos veces, con el fin de garantizar la transmisión incompleta (completa) y equitativa de la información hereditaria a las células hijas. Nota: las palabras resaltadas en negrita son las correctas. 5 Es esperable que, paulatinamente, los alumnos vayan incorporando determinada terminología a medida que avanzan en los capítulos. Ampliar el vocabulario, entender qué están diciendo, y no solo apelar a la memoria, ayuda a la elaboración y comprensión de los contenidos. La idea es que expresen las relaciones que se les ocurran, basándose en lo estudiado, en el significado encontrado y, también, en toda información que sirva para explicar por qué estiman determinada relación. A División: es una separación en partes. En relación con el tema de este capítulo, es el proceso de reproducción de las células en el que se originan dos o más células hijas. Se puede relacionar con la división celular o con la multiplicación celular. B Replicación: se refiere a la duplicación, repetición o reiteración. En este caso, se refiere a la duplicación del ADN.

C D

E F

Multiplicación: es un aumento en cantidad. Aquí se refiere al producto de la reproducción celular. Cíclico: se refiere al hecho, proceso, etc., que se vuelve a repetir regularmente. En este caso, el ciclo celular, cuya duración varía según el tipo de célula. Cariotipo: es la presentación de los pares de cromosomas, agrupados según su tamaño. Tiene ese único significado. Regeneración: es la reconstrucción que hace un organismo vivo, por sí mismo, de sus partes perdidas o dañadas, o de las células que constituyen un tejido. En este caso se puede vincular con las células madre.

6 a) Debería estar subrayado: “investigación científica […] obtiene como producto final novedades teóricas o hechos novedosos”; “La investigación escolar imita el proceder de la científica, pero sus logros nunca alcanzan la novedad científica”. b) y c) Respuestas abiertas. 7 a) En este caso la regeneración celular se relaciona con la regeneración del órgano de un pollo que se logró por medio de la manipulación genética. Los avances en genética ayudan a los científicos a conocer más sobre los genomas de las diferentes especies. La manipulación de los genes permite que ocurran eventos como la regeneración del ala del pollo. Si no hubiera sido por la genética, no se habría llegado al logro científico que es la regeneración “inducida” de una parte del cuerpo de un individuo que había sido cortada. b) Esta pregunta podría tener más de una interpretación. Los alumnos se podrían preguntar sobre las posibilidades económicas de llegar a tener acceso a esos tratamientos que, seguramente, serán muy costosos (por lo menos, en un principio). Incluso podrían dudar de la posibilidad de que esas intervenciones lleguen a realizarse alguna vez en nuestro país. De todas maneras, en su imaginación, podrán forjar la idea de lo que significaría para el hombre poder regenerarse. c) Esta respuesta es una continuación de la anterior. Los alumnos podrán dar rienda suelta a su imaginación y crear un entorno posible de una sociedad del futuro que, si se puede regenerar, también llegará a multiplicarse de tal manera que podrían ocurrir consecuencias funestas para el planeta, que ya hoy tiene carencias de recursos naturales. Página 111 8 a) Cuando en los ciclos celulares no funcionan los mecanismos de control, que marcan el inicio y el final de cada período, se produce una multiplicación celular descontrolada. b) No están aclarados todos los posibles factores; se sabe que las mutaciones provocadas por radiaciones conducen a un crecimiento anormal de las células. c) La proliferación celular o multiplicación celular es necesaria para que la mayoría de los tejidos puedan renovar sus células, que se dañan por enfermedad o por envejecimiento natural. 9 En esta actividad, es muy valiosa la motivación de los chicos en lo referente a investigar y buscar material. Es importante que el docente acompañe y guíe las actividades de los grupos como coordinador de todas las tareas. Luego de que cada grupo elige su tema, sería fundamental planificar las actividades, el orden y la manera en la que los diferentes grupos van a realizar su búsqueda de información.

Página 107 3 a) Los problemas para encarar una investigación que figuran en el texto son: • ¿Qué se necesita para asegurar el correcto funcionamiento de facultades como la memoria y el olfato? • ¿Por qué algunos pacientes no recuperan ciertas facultades físicas al sufrir un accidente cerebrovascular? • Incógnitas sobre los procesos de división celular y el comportamiento de las neuronas. • ¿Cómo se forman las células nerviosas y cómo se puede estimular la generación de este tipo de células para revertir los daños que pueda sufrir el cerebro? b) A partir de las dudas (problemas) de los científicos sobre las funciones cerebrales, es decir, sobre cómo funciona el cerebro. c) Los interrogantes surgieron a partir de la confirmación de que el funcionamiento correcto de la memoria y del olfato está determinado por la renovación constante de células nerviosas. d) Las hipótesis son: • La renovación constante de células nerviosas determina el buen funcionamiento de la memoria y del olfato. • Luego de un accidente cerebrovascular, los pacientes que no recuperan ciertas facultades físicas manifiestan una falta de producción de nuevas células nerviosas, provocada por el mismo accidente. • Ante el bloqueo de la capacidad de generación de nuevas células nerviosas, los ratones manipulados pierden completamente la memoria y solo algunos de ellos recuperan el sentido del olfato a los cuatro meses.

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7. La reproducción en organismos pluricelulares (114-131) Página 115 1 a) Un embrión se forma como producto de la reproducción sexual, a partir de la unión de las células sexuales, óvulos y espermatozoides. b) La teoría preformista propone que un organismo ya está formado desde su nacimiento, tal como será cuando adulto, pero en miniatura. Solo debe aumentar de tamaño. c) La idea de Maximow se refiere a las células madre de la sangre. Hoy se sabe que son células indiferenciadas que pueden dar origen a todas las células sanguíneas. Es el caso de las células que se encuentran en la sangre del cordón umbilical, que dan origen a células especializadas. Página 116 No, un organismo puede vivir sin reproducirse. Los seres vivos tienen la capacidad o el potencial de reproducirse pero, a diferencia de otras funciones, como la alimentación o la respiración, la reproducción no se considera vital. No. Los gemelos son genéticamente idénticos. Página 118 Respuesta abierta. Página 119 3 a)

Cromosomas

Espermatozoide

Óvulo

Fecundación

Cigoto

Cromosomas

b) Como resultado de la meiosis se originan en cada individuo células que tienen la mitad del material genético. Al unirse estos gametos en la fecundación, una de las etapas de la reproducción sexual, se origina un cigoto en el cual se completa el número de cromosomas propio de la especie (46 en el ser humano). c) Los gametos se forman por el proceso de meiosis. d) Los gametos se forman a partir de la meiosis. Este proceso, previa duplicación del material genético, consiste en dos divisiones celulares consecutivas. En la primera se separan los cromosomas homólogos y en la segunda se separan cromátidas hermanas. Como producto de la meiosis se obtienen células con la mitad del número de cromosomas que las células que las originaron. e) Cigoto. Tiene el doble del número de cromosomas que los gametos. 4 a) Los resultados muestran las bandas que se obtienen al extraer y fragmentar el ADN de cada individuo. b) El hijo obtiene el ADN de sus padres, a través de los gametos, en la fe-

cundación. Todas las células del hijo tienen el mismo ADN, mitad de cada progenitor. c) El análisis de ADN del niño presenta bandas que coinciden con bandas de su madre y con bandas de su padre. d) Sí. Porque ambos tienen bandas similares. e) Si el niño no fuera hijo de este señor, no tendría bandas coincidentes con él. Página 120 Entre la diversidad de células, hay células de la piel que envuelven y protegen el cuerpo, glóbulos rojos que transportan oxígeno, neuronas que transmiten información nerviosa, células musculares que se contraen y relajan y que permiten el movimiento, gametos que intervienen en la reproducción sexual, células cardíacas que forman el corazón, cuya función es bombear sangre, etcétera. Página 123 5 a) El primer esquema representa la reproducción asexual porque de un único progenitor se obtienen dos descendientes, mientras que en los otros casos intervienen dos progenitores que se unen y forman un descendiente (reproducción sexual). b) Representan la fecundación. c) Los gametos se incluirían en cada uno de los progenitores, B, C y D. d) El esquema B representa la fecundación externa y los esquemas C y D, la fecundación interna. Vivíparos: esquema D. Ovíparos: esquemas B y C. e) D: ser humano, ballena, delfín, tiburón; B: sapo, trucha; C: tortuga, paloma, serpiente (ovovivíparo); A: levadura, bacteria. Nota: también hay tiburones ovíparos y ovovivíparos. 6 a) Debido a que los organismos que se reproducen asexualmente son idénticos entre sí (excepto que ocurran mutaciones) y se encuentran adaptados a un ambiente, si llega a ocurrir un cambio en el ambiente y los organismos no tienen la característica que les permita sobrevivir, tampoco la tendrán sus descendientes. Esto podría provocar la extinción de la especie. b) Es probable, porque como la reproducción sexual genera variabilidad, puede ser que esta nueva variedad no se adapte al ambiente en el cual se desarrolla esta especie que se reproduce asexualmente. Página 125 No. Porque los individuos se originan a partir de óvulos no fecundados. Página 127 7 a) A diferencia de las células animales, las células vegetales son totipotentes. Es decir que en las plantas, cualquier célula puede dar origen a un organismo completo, igual al original. b) Sí, es una forma de reproducción asexual, ya que no intervienen dos individuos que aportan células sexuales, sino que el nuevo organismo se origina por la multiplicación de las células, y se obtiene un organismo idéntico al original. c) Porque de otra manera se corre el riesgo de que la muestra se contamine y no se puedan regenerar las plantas. Página 128 8 a) Falso (es una función esencial para la continuidad de la especie, pero no del individuo mismo); b) verdadero; c) verdadero; d) falso (hay posibilidad de que ocurran mutaciones); e) verdadero; f) verdadero; g) verdadero.

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Participación de progenitores Formación de gametos Formación del cigoto Desarrollo del embrión Variabilidad entre los descendientes

Reproducción sexual Sí, dos Sí Sí Sí Sí

Reproducción asexual Sí, uno No No No No (excepto que ocurran mutaciones)

10 Óvulo

Fecundación

Meiosis Espermatozoide Cigoto Meiosis Hembra

Macho y hembra se aparean.

11 a) Se necesitan dos individuos de diferente sexo, puesto que son seres vivos que se reproducen sexualmente. b) Se podrían llevar frutos, ya que llevan dentro las semillas. c) Sí, se deberían llevar flores de ambos sexos o hermafroditas, porque las flores son los órganos reproductores de la planta. d) Sí, sería útil, puesto que dentro de las semillas se encuentra el embrión. En condiciones adecuadas, el embrión germina y forma una nueva planta. e) En ese caso, se podría cortar un gajo de la planta y obtener a partir de él plantas iguales a la original. f) No sería necesario incluir dos individuos de cada especie, con uno alcanzaría porque se reproducen asexualmente. Página 129 12 Se espera que los alumnos incluyan en su lista los términos: asexual, sexualmente, reproducción, clones, diversidad.

Macho

Desarrollo

13 La reproducción mediante gajos es del tipo asexual, es decir que no aporta diversidad (excepto que ocurra una mutación). De este modo, si el agricultor tiene una especie que le resulta rentable porque da buenos frutos o flores más vistosas, le conviene que las futuras plantas sean iguales. Así se garantizan la productividad y la comercialización de sus productos.

Página 133 1 a) Hales pretendía estudiar por qué las plantas toman tanta agua y cómo es el transporte de sustancias en el interior del cuerpo vegetal. b) Esta pregunta es de anticipación. Se espera que puedan pensar que las plantas requieren más cantidad de agua en determinados momentos del día y que esto podría estar relacionado con la pérdida de agua. c) Porque las plantas, cuando hace calor, pueden perder más cantidad de agua y deben reponerla. d) Esta pregunta es de anticipación. Se espera que puedan pensar que debe existir alguna manera de que el agua no se pierda. En los animales, el agua recircula por la sangre y parte es reabsorbida en los riñones.

b) c) d) e)

f) Página 134 Esta pregunta es de anticipación y permite reflexionar acerca de las adaptaciones de las plantas a cada tipo de ambiente. Página 135 Aquellas plantas que viven en ambientes cálidos y secos tienen menos, evitando así la pérdida de agua. Sin embargo, tampoco entraría tanto CO2 para la fotosíntesis. En el ambiente acuático, hay menor cantidad de estomas, puesto que están en contacto con el agua y absorben directamente los gases disueltos en este medio. Página 136 Esta pregunta es de anticipación. Se espera que los alumnos puedan pensar que esto permite una digestión más especializada y completa. Página 137 3 a) Pretendían investigar la evolución en la digestión de las proteínas. Ellos

g) h)

sostienen que esta estaría relacionada con la ingestión de presas más grandes, en las cuales la sustancia que forma el esqueleto se digiere mejor en un medio ácido. Aplicaron diferentes pH (de 2 a 10). En relación con la enzima midieron la variable “actividad”. Es decir, si funciona (mucho o poco) o no funciona en ese medio. El pH óptimo de funcionamiento para la muestra control es aproximadamente 2, mientras que para la muestra 2 es pH 8. Es importante la muestra control porque permite comparar con lo que desconocemos. En este caso, el invertebrado. Utilizaron a los vertebrados porque son los que aparecieron más tarde en la historia evolutiva y saben cómo es la digestión de proteínas en ellos. Si bien parece que las enzimas funcionan a diferentes pH, ambos grupos pueden digerir proteínas. Esto significa que en el transcurso de la evolución esta enzima permaneció. El ADN tiene la información genética para sintetizar todas las enzimas y se transmite de generación en generación. Entonces, esta información genética se transmitió en el transcurso de la evolución. Evidentemente, esta enzima es más eficiente en los vertebrados, que deben digerir presas grandes y con sustancia esquelética difícil de digerir. En principio parece que sí, puesto que la enzima proteasa en invertebrados está presente y no manifiesta actividad en el medio ácido. No, no alcanza con esta sola experiencia porque solo se estudió un invertebrado. Habría que realizar experiencias semejantes en otros invertebrados más.

Página 138 Los colibríes están en constante movimiento. Entonces, un elevado metabolismo requiere un sistema de transporte similar al de un animal de tamaño enorme.

8. Nutrición: unidad de función y diversidad de estructuras (132-149)

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Página 140 El gráfico muestra que a medida que el tamaño corporal aumenta, el consumo de oxígeno disminuye. Evidentemente, el ratón tiene mucho más actividad metabólica y debe reponer el oxígeno en sus células con más rapidez. Página 141 4 a) De acuerdo con el nivel de organización al cual pertenezcan podemos considerar el sistema circulatorio cerrado (venas, arterias y capilares), el sistema circulatorio abierto (hemolinfa), las corrientes citoplasmáticas, etcétera. b) Porque son mucho más complejos y los nutrientes y desechos recorren “grandes distancias”. El corazón es la bomba que da el impulso que colabora para que este transporte sea más eficiente. c) Arterias: transportan nutrientes desde el corazón hacia las células; venas: transportan los desechos metabólicos hacia los órganos de excreción; capilares: son indispensables para el intercambio de nutrientes y desechos entre las células y el sistema circulatorio. 5 a) Cuando la boca se abre, el opérculo se cierra. b) Porque de esta manera se produce el intercambio gaseoso. Para que una membrana respiratoria sea eficiente tiene que ser húmeda, fina y permeable a los gases. Si la membrana se seca, los gases no difunden y el pez muere. Esta es la razón por la cual los peces mueren fuera del agua. 6 a) Los peces esturiones se alimentan por la boca mientras succionan el agua. Evidentemente no pueden respirar y comer a la vez. Deben tener algún otro lugar por donde el agua puede ingresar. Nota: los peces esturiones efectivamente poseen un segundo orificio de entrada y solo lo utilizan durante la alimentación. b) Respuesta abierta. Página 142 Esta actividad pretende que los alumnos reflexionen respecto de los posibles cambios adaptativos que permiten hoy a cada animal vivir en su ambiente. Por ejemplo, los que habitan el ambiente aeroterrestre no tienen tanta humedad como los que viven en un ambiente acuático. Aclaración: En el transcurso de la evolución se vieron favorecidos aquellos que tenían una estructura respiratoria interna y estaban en contacto con algún fluido.

Página 143 El amoníaco está presente en aquellos animales que habitan el medio acuático, ya que debe eliminarse en abundante agua. La urea necesita agua, pero en menor cantidad. Y el ácido úrico debe estar presente en animales que habitan en ambientes donde no abunda el agua y deben retenerla. Página 145 7 a) La metamorfosis consiste en las trasnformaciones morfofisiológicas que sufren los anfibios del estado larvario al estado adulto. b) La excreción está dada por los riñones. Las larvas acuáticas excretan amoníaco. En el estado adulto y terrestre, excretan los desechos nitrogenados en forma de urea. La metamorfosis en la rana se acompaña de cambios en la fisiología del riñón; en el estado de larva excreta amoníaco y en el estado adulto excreta urea. 8 a) Los peces de agua dulce viven en un ambiente que es menos concentrado

en sales que el interior de su cuerpo. El agua tiende a entrar por ósmosis. La orina de estos peces debe tener más agua que la orina de los de agua salada. Algunas pocas sales y solutos se pierden junto con la orina. Algunas sales también pueden obtenerse junto con el alimento. Las sales que se pierden con la orina se reemplazan por absorción, a través de células especializadas situadas en las branquias. b) La idea es que puedan proponer un esquema similar al de la página 143, pero ahora comparando ambos tipos de peces. Es decir, pensando si la filtración o absorción es similar en ellos o no, en función del medio en el que viven. Página 146 9 a) 1: f; 2: a; 3: e; 4: d; 5: b; 6: c. 10 I. a) En este relato se intenta explicar la manera en que la sangre circula a través del cuerpo animal. Este texto responde a preguntas del tipo “¿cómo es?”, en este caso, la circulación. b) Se relaciona con la circulación de los animales, en especial, con el modelo de circulación cerrada. c) Aquí se busca que puedan seleccionar alguna forma de acompañar esta explicación, por ejemplo, con un esquema que ponga en imágenes lo que Harvey expresó en palabras. También pueden pensar si esa imagen tendría que tener algún epígrafe o flechas que aclaren algo más o destaquen algo. d) Aquí se pretende que busquen alguna de las descripciones, por ejemplo, en sistema respiratorio o nutrición en las plantas, y presten atención a los esquemas o fotos que acompañan el tema. Además, pueden “jugar” a cambiar estas imágenes por alguna otra, y al describirla y explicarla no solo están poniendo en juego esta habilidad cognitiva sino que además favorecen la comprensión del tema, construyendo sus propios esquemas de estudio. II. a) Pretende hacer entendible el proceso de la nutrición en los animales. b) Los animales incorporan alimentos a través del sistema digestivo (agua, alimento y sales). Como son heterótrofos, deben digerirlos hasta obtener moléculas sencillas. Algunas de ellas se degradarán para obtener energía y para esto es necesaria la incorporación de oxígeno, que será transportado por circulación hasta las células. De este metabolismo se libera dióxido de carbono, que se elimina al exterior a través del sistema respiratorio. Otros alimentos, luego de ser digeridos, serán parte del metabolismo de las proteínas. Los productos que se obtienen pueden ser de tres tipos (urea, amoníaco o ácido úrico). Todos ellos son desechos que deben ser eliminados a través del sistema excretor. 11 Respuesta abierta. Podría ser que estos invertebrados tuvieran enzimas proteasas ácidas y en este caso habría que modificar la hipótesis de los científicos. Por otro lado, teniendo en cuenta los modelos de digestión estudiados, puede tratarse de los animales que poseen una digestión mixta. Quizás expulsan el ácido para desintegrar en fragmentos y después continúan la digestión intracelular. Y en estos casos, no es necesaria una enzima proteasa ácida. Página 147 12 a) La página plantea que es muy tóxico y que puede causar desde cefaleas hasta la muerte. b) Su peligrosidad radica en que se combina con la sangre a través de los pulmones y, al parecer, mucho más fácilmente que el oxígeno.

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c) Si el monóxido entra a los pulmones y pasa a la sangre, y se plantea que lo hace más fácilmente que el oxígeno, la sangre tiene menos “lugar” para alojar o llevar oxígeno y, en consecuencia, no se puede reponer el oxígeno que se consume. d) La fosforilación oxidativa. e) No. Porque son organismos anaeróbicos. No necesitan oxígeno para obtener energía.

f) Algunas propuestas pueden ser: dormir siempre con una ventana abierta y llamar al gasista para que controle si hay una buena combustión en los artefactos que funcionen con gas. Como producto de una buena combustión, la llama siempre tiene que ser de color azul.

9. Evolución y biodiversidad (150-169)

Página 152 Se considera fósil a cualquier evidencia o rastro de un ser vivo. Para que sea considerado fósil debe tener al menos 10 000 años de antigüedad. Página 155 3 I: Opción b). II: Opción b). Página 156 Los fósiles son indicadores paleoecológicos, paleoclimáticos y paleogeográficos porque a través de ellos podemos conocer cómo eran la ecología, el clima y la geografía en el pasado. Página 157 Es probable que los alumnos digan que son muy parecidos en su aspecto externo y la similitud en su ADN lo confirmaría. El alto porcentaje de homología entre ambos ADN significa que están muy emparentados. Página 158 El pariente más cercano del chimpancé es el ser humano. Esto se sabe a partir del análisis del ADN de las tres especies. El 98% del ADN del ser humano es igual al del chimpancé. Existe mayor diferencia entre el ADN del gorila y el del chimpancé. Página 159 4 a) Archaeopteryx: dos extremidades posteriores o patas, con garras, como algunas aves de rapiña. Un par de extremidades anteriores o alas, con plumas similares a las de las aves actuales, con un eje central y plumas laterales. Unenlagia: dos extremidades anteriores que plegaba al costado del cuerpo, al igual que las aves. El tamaño era similar al de un avestruz y probablemente tenía plumas.

b) Archaeopteryx: cola larga y huesuda con vértebras libres. Boca con dientes. Carecía de la larga quilla, o hueso de la pechuga, que en las modernas aves voladoras es el lugar donde se insertan los músculos pectorales que permiten el vuelo. Unenlagia: se asemejaba a los dinosaurios corredores, como el velocirraptor, por la presencia de garras y de dientes. c) Porque comparten características de ambos grupos y también pueden presentar características propias que no comparten ni con las aves ni con los dinosaurios exclusivamente. Por ejemplo, algunos de los dinosaurios emplumados tienen plumas que no son exactamente como las de las aves actuales, sino que reúnen algunas similitudes intermedias entre el pelo y el plumón, útiles para cubrirse del frío. Este tipo de pluma, más conocida como “protopluma”, se considera precursora del tipo que tienen las aves modernas. En el caso de Archaeopteryx, por ejemplo, los dientes son cónicos, sin bordes dentados, y aparecen ampliamente espaciados. d) Las vértebras de la región torácica son libres y móviles, en lugar de las fusionadas de las aves. Presencia de Gastralia: costillas en la región abdominal, que se encuentran en los reptiles y en los terápodos pero no en las aves. Hueso sacro de solo 6 vértebras, en lugar de las 11 a 23 encontradas en las aves (según los géneros). Huesos sólidos carentes de sacos aéreos, en lugar de los ahuecados huesos neumáticos de las aves; y una larga cola huesuda con vértebras libres, en lugar del pequeño “rabo” de las aves. e) Según el análisis del esqueleto, Novas dice que Unenlagia tiene una mezcla de rasgos anatómicos intermedios entre los velocirraptores y las aves. El elemento más interesante es la escápula, uno de los huesos del hombro; tal como ocurre en las aves actuales, la articulación para el húmero se orienta hacia afuera, en contraste con la mayoría de los dinosaurios, en los cuales dicha cavidad se orienta hacia atrás y hacia abajo. Esa disposición de la articulación del hombro implica que los brazos del Unenlagia no colgaban debajo del cuerpo, sino que se plegaban contra este a la manera de las aves modernas y permitían ampliar el rango de elevación de la extremidad anterior. Por lo tanto, Unenlagia podía batir los brazos pero no podía volar. Y ese batir de los brazos lo ayudaba a aumentar su velocidad durante una persecución, a mantener el equilibrio y a controlar la orientación del cuerpo mientras corría y saltaba. Página 163 5 a) Las especies más cercanas son el cerdo y el pecarí, porque las distancias entre ellos son las menores del cladograma. b) La especie más cercana a las ballenas actuales es el hipopótamo. c) Hay mayores similitudes entre ciervos y vacas. Los camellos están más alejados. d) No, porque el cladograma se basa en homologías y caracteres compartidos con un antecesor común. Las extremidades de los crustáceos son análogas pero no homólogas a las extremidades de los mamíferos. e) Que el nombre no era correcto, ya que sus parientes más cercanos son las ballenas y no los caballos ni los cerdos.

Página 151 1 a) Se refiere a fósiles de peces. Antiguamente no se los llamaba así y se pensaba que eran casualidades de la Naturaleza. b) Hutton planteó que los procesos de formación de la Tierra son muy lentos e introdujo la idea del tiempo geológico. c) Según Smith, las capas superiores de roca contienen seres que vivieron más recientemente, o sea que son más modernos que los seres vivos que quedaron sepultados por capas y capas de roca, en lugares más profundos, que son los más antiguos. d) Porque a lo largo de su vida nunca vio un ejemplar así, y tampoco escuchó comentarios de sus antepasados. e) Hallaron el fósil de un animal con aspecto de pez, pero que también tenía patas. Son ejemplos de la transición entre la vida acuática y la vida terrestre. f) Luciano ha estudiado el tema de los fósiles en la escuela y conoce la escala de tiempo necesaria para su formación, por eso sabe que es imposible que sus bisabuelos hayan pescado un ejemplar de esos.

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Nota para el docente: El origen de los hipopótamos se ha estado debatiendo ferozmente desde hace casi doscientos años, desde que fueron redescubiertos por el paleontólogo francés Georges Cuvier. Su interpretación de que estaban emparentados con los cerdos y con los pecaríes se basaba en la forma de sus molares. En un artículo publicado recientemente, a partir del análisis de ciertas secuencias de ADN, un grupo de científicos considera que las ballenas y los hipopótamos tuvieron un ancestro común que vivió entre cincuenta y sesenta millones de años atrás. De ese ancestro evolucionaron dos grupos, los primeros cetáceos, que gradualmente se transformaron en especies totalmente acuáticas, y un grupo grande y diverso de animales parecidos a cerdos llamados “anthracotheres”. Estos animales proliferaron (formaron 37 géneros distintos en todo el mundo) antes de desaparecer y dejar solo un descendiente hace 2,5 millones de años: el hipopótamo. Fuente: Boisserie, Jean-Renaud, Lihoreau, Fabrice y Brunet, Michel. Proceedings of the National Academy of Science USA. 102(5): 1537-1541, 2005.

Página 166 6 a) Verdadero; b) falso: en la antigua Grecia ya existían ideas evolucionistas; c) falso: una mínima parte de los seres vivos se convierte en fósil; d) verdadero; e) falso: los fósiles que se encuentran en las rocas sedimentarias superiores son los que se han formado más recientemente; f) verdadero; g) falso: actualmente los seres vivos se agrupan en tres dominios y seis reinos; h) falso: el sistema de clasificación binario consiste en nombrar a los seres vivos según el género y la especie a la cual pertenecen. 7 a) Definición: se considera fósil cualquier resto o evidencia de un organismo que vivió en épocas pasadas y que se ha conservado de alguna manera. Descripción: los seres humanos pertenecemos al orden de los primates, en el que se incluye a los monos, como el tití o el mandril, y a los llamados antropomorfos, que significa “con forma humana”, como el gorila o el chimpancé, que son nuestros parientes cercanos. Explicación: las extremidades anteriores de las aves y de los mamíferos pueden tener funciones muy distintas, como nadar, caminar o volar; sin embargo, al comparar su anatomía interna, se ve que están “construidas” con un mismo patrón: las patas de la oveja, las alas del murciélago y las aletas del delfín, por ejemplo, contienen igual número de huesos, que están dispuestos de la misma manera. Explicación: Linneo construyó un sistema para designar a las especies con un nombre doble: el primero corresponde al género, cuya función es incluir a las especies parecidas, y el segundo indica la especie. El sistema se basa en la comparación de estructuras similares, como las patas y las alas de los vertebrados. Por ejemplo: el tigre se denomina Panthera tigris y el león, Panthera leo. Estos nombres indican que ambas especies presentan similitudes suficientes como para pertenecer al mismo género,

con lo cual quedan en evidencia las relaciones de parentesco. Los géneros se incluyen en órdenes, los órdenes se agrupan en clases y así sucesivamente. 8 Respuestas abiertas. 9 a) Algunas posibles preguntas: • ¿Está compuesto por células eucariotas o procariotas? • ¿Son autótrofos o heterótrofos? • ¿Qué tipo de reproducción tienen? b) En libros de taxonomía, es decir, de clasificación biológica. 10 Probablemente digan, basándose en el ejemplo del mamut, que se puede comparar el ADN del amonite y el de las aguas vivas actuales. Es interesante discutir con los chicos que los moldes solo conservan la forma del organismo, no hay ningún material preservado; por lo tanto, no se puede obtener el ADN. En los huesos fósiles, el material orgánico es reemplazado por los minerales del suelo, de tal modo que tampoco se puede obtener ADN. Sin embargo, recientemente se ha hallado tejido fresco dentro de huesos de tiranosaurios y se ha podido conseguir material genético. Por la antigüedad de las rocas, se puede calcular la época en que vivió el animal y compararla con los datos sobre la evolución de las medusas. Además, se establecen comparaciones estructurales y funcionales que han permitido determinar que los amonites son antepasados cercanos de los moluscos actuales. El Nautilus, un cefalópodo actual, es su pariente más cercano. Las medusas divergieron antes de la línea que luego condujo a los moluscos y a los artrópodos. 11 a) Algunas preguntas interesantes pueden ser: • ¿Por qué la Argentina es un lugar tan visitado por los traficantes de fósiles? • ¿Por qué es importante no sacar los fósiles del lugar donde se encuentran? • ¿Qué otros factores sociales inciden en el robo y en el tráfico de estas piezas? b) Respuesta abierta. c) Este es un aspecto interesante para discutir con los chicos. ¿De quién son? En realidad, pertenecen al mundo entero, ya que la información que brindan permite conocer nuestro origen y nuestra historia pasada. Es importante que los alumnos comprendan que para una persona común son solo adornos. Las personas idóneas para coleccionarlos y analizarlos son los paleontólogos o las instituciones como museos nacionales, encargados de preservarlos y de exponerlos.

10. La selección natural (170-187) Página 171 1 a) Se refiere a cambios climáticos. En el caso de las jirafas, Lamarck creía que habían estirado su cuello debido a la falta de alimento. La necesidad de alcanzar los brotes de las ramas más altas de los árboles provocó el estiramiento del cuello. b) Se basan en las ideas de Lamarck sobre la capacidad de los seres vivos para adaptarse a los cambios ambientales. c) Fracasó porque los cereales que plantó no estaban adaptados al frío. d) Lysenko creía que las plantas se adaptarían y transmitirían a su descendencia las características adquiridas en respuesta al frío.

e) El papá hace referencia al hecho de que el mismo insecticida que antes mataba a todas las cucarachas ahora no tiene el mismo efecto, por eso plantea que estas se acostumbraron. f) La idea es la misma, los cereales se acostumbrarán al frío, del mismo modo que las cucarachas se acostumbraron al insecticida. g) El insecticida mata a la mayoría de las cucarachas, pero puede suceder que haya algunas que tengan ciertas características (previas al contacto con el veneno) que les permitan tolerarlo, y que no las afecte.

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Página 173 Posiblemente diría que es una parte de la dentadura que los seres humanos dejamos de utilizar hace muchísimos años, y luego de varias generaciones de no usarla, se atrofió. Por esta razón aparece tardíamente e incluso hay algunas personas que no la tienen.

b) A lo largo del tiempo, si las condiciones ambientales son estables, se espera que aumente el número de insectos de la población B y disminuya el de la población A. c) Esto puede invertir, o al menos emparejar, la situación, ya que sobre la corteza oscura de los árboles pueden distinguirse ambos insectos por igual.

Página 174 Es probable que los alumnos mencionen las dentaduras de ciertos animales. Los carnívoros tienen dientes especiales que utilizan para desgarrar y cortar la carne. Los herbívoros tienen dientes planos que les permiten machacar y moler fibras vegetales. En los insectos existe una gran variedad de aparatos bucales adaptados a la ingesta de diferentes tipos de alimentos: hay piezas que permiten cortar, perforar, raspar, succionar, etcétera.

Página 183 6 a) Seis insectos. b) La disminución en la longitud del labio. c) Dentro de la población de chinches, había algunas cuyo labio tenía menor tamaño, entre 5,5 mm y 6,5 mm. Tal vez ese pequeño labio no era suficiente para perforar los frutos grandes y llegar a las semillas. En cambio, sí era útil para perforar y succionar los jugos de los frutos más pequeños del árbol recientemente introducido. Esto pudo haber permitido que mayor cantidad de insectos de labio pequeño llegaran a la edad reproductiva y tuvieran crías, también con labio pequeño. Así, durante sucesivas generaciones, fue aumentando la proporción de insectos con esta característica. d) La aparición de la planta asiática de frutos pequeños les confirió una ventaja adaptativa a los insectos de labio pequeño. e) Las colecciones de los museos se obtuvieron de su ambiente natural y pueden ser un reflejo de cómo estaban representados en la población los distintos tamaños de labios. f) Sí, porque las ideas fijistas plantean que las especies no cambian. En este ejemplo se ve que las características de la chinche no son inmutables y cambian con el tiempo. g) Tal como se muestra en esta actividad, en la actualidad puede verificarse el proceso evolutivo en algunas poblaciones de organismos en menor tiempo.

Página 177 En ciertas situaciones, puede ser que los más aptos sean los más fuertes. Por ejemplo, en las poblaciones de lobos marinos, los machos compiten por las hembras y el que gana suele ser el más fuerte. En otras ocasiones, el más apto puede ser el más débil o el más pequeño, depende de cuál sea el factor de presión ambiental. Página 178 Una barrera geográfica: el mar. Página 179 4 a) En las tres situaciones se captura mayor cantidad de círculos cuando estos son de distinto color del de la base. b) Un predador. c) Las presas. d) Al ambiente. 5 a) El insecto de la población A es bastante visible en el ambiente y puede ser fácilmente cazado. El insecto de la población B se mimetiza con el fondo y puede pasar inadvertido para sus predadores.

Página 184 7 a) El fijismo. b) La variabilidad, la herencia de los caracteres adquiridos. c) La variabilidad, la heredabilidad. d) La evolución, la adaptación, la variabilidad. e) La heredabilidad, la adaptación. f) El aislamiento reproductivo, la barrera geográfica. 8 Lamarck podría haber argumentado que el alimento escaseaba en el mar y, para buscar comida, los peces se fueron introduciendo en zonas menos iluminadas, donde los ojos no eran útiles. A medida que se dirigían hacia zonas más profundas y oscuras, utilizaron cada vez menos la vista, de modo que luego de un tiempo de no usarla, esta se atrofió. Esta característica fue transmitida a sus descendientes y así, después de varias generaciones de peces con poca visión, se llega a los actuales habitantes de las profundidades, que son totalmente ciegos. Otros peces en condiciones similares, a los que se les dificultaba buscar alimento con tan poca luz, ante la necesidad de iluminar el ambiente, intentaron producir luz. Luego de varios intentos, lograron producir una pequeña cantidad de luz. Esa capacidad la heredaron sus descendientes, que siguieron esforzándose y produjeron más luz. Así, a lo largo de sucesivas generaciones, se formaron los peces luminosos. 9 a) Las frases I, III y V hacen referencia a un contexto biológico. Sin embargo, la frase I se refiere más bien al concepto de “acomodación”. La frase II hace referencia al concepto de adaptación desde un punto de vista cultural, que involucra a la cultura y al arte cinematográfico. La frase IV corresponde a un contexto social de relación entre los individuos. En la frase VI, que corresponde a un contexto de producción, el concepto de “adaptación” se utiliza en el sentido de mejora para dar respuesta a las necesidades de un discapacitado motor.

Página 175 3 a) Darwin, ante el manuscrito de Wallace, lo terminó rápidamente antes de que “otro” le robara la idea. b) Tal vez porque él había considerado unos pocos datos y había llegado a conclusiones similares a las de Darwin, pero no tenía las pruebas que este último había acumulado durante 20 años. c) A Darwin. El concepto de selección natural y la forma en que ocurre en la Naturaleza les pertenece a ambos. d) Probablemente Darwin no se habría enterado de que otro científico había llegado a las mismas conclusiones que él. e) Cuvier desestimó las ideas de Lamarck porque se oponían a su hipótesis catastrofista. Wallace, en cambio, reconoció la labor de Darwin. f) La pregunta intenta analizar el concepto de “ciencia” como una actividad humana. Es interesante discutir con los alumnos que los científicos, ante todo, son humanos y que los mejores proyectos de investigación surgen como resultado del trabajo en equipo. g) La ciencia es producto del accionar del hombre, por lo tanto, está imbuida de los pensamientos y de la forma de actuar de los humanos. La actitud de los científicos debería ser solidaria y tendrían que poner al servicio de la sociedad sus investigaciones, pero esto no siempre es así. h) El conocimiento es una construcción humana, realizada por el aporte de muchas personas a lo largo de la historia de la ciencia; por lo tanto, es un bien compartido, aunque se le adjudiquen los logros a un grupo selecto de personas.

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b) La frase V. Hace referencia a una adaptación morfológica presente en las salamandras. c) En muchos textos suele encontrarse el concepto de “adaptación” utilizado en la frase III. Erróneamente se plantea el concepto de adaptación como “algo” que los seres vivos realizan para acomodarse al medioambiente y ya vimos que los organismos no “se adaptan” sino que “están adaptados” previamente. 10 a) El texto 1 se relaciona con la postura de Lamarck, ya que hace referencia al uso y desuso de los órganos. El texto 2 se relaciona con la postura de Darwin, porque plantea que las adaptaciones eran preexistentes. b) Texto 1: los reptiles, al igual que otros animales vertebrados, tienen cuatro patas. Las serpientes, sin embargo, no las poseen. En una población de reptiles, probablemente algunos tenían el cuerpo más largo que otros. En algún momento, en esa misma población de reptiles, algunos nacieron sin patas. Al desplazarse, lo hicieron arrastrando el cuerpo, y la ausencia de patas pudo darles alguna ventaja a los de cuerpo largo respecto de los otros: tal vez les permitió escurrirse por lugares angostos más fácilmente que los que tenían patas y ocultarse mejor de sus depredadores. Esta ventaja adaptativa les permitió llegar a la etapa reproductiva y tener descendientes, algunos de los cuales pudieron heredar esas características. Con el tiempo, la proporción en la población de los reptiles de cuerpo largo sin patas fue aumentando, y luego de sucesivas generaciones dieron origen a las serpientes actuales.

Texto 2: plantea que las aves actuales son “dinosaurios voladores”. Se supone que hace millones de años existió un grupo de dinosaurios pequeños que podían subirse a los árboles en busca de alimento. En algún momento, cuando este escaseaba, tuvieron que buscar comida en otros árboles, pero existía el riesgo de ser capturados por dinosaurios carnívoros. Entonces, empezaron a dar saltos para ir de un árbol a otro y, a medida que saltaban, fueron estirando sus extremidades y desarrollaron plumas para evitar caídas bruscas y mantenerse en el aire por más tiempo. Sus hijos heredaron las plumas y continuaron extendiendo las extremidades. Así, durante sucesivas generaciones, se desarrollaron las alas y se fue perfeccionando el vuelo, lo que dio origen a la diversidad de aves actuales. Página 185 11 a) El concepto de evolución que aparece es el de mejorar, avanzar hacia un mejor estado. b) Este concepto se asocia con la teoría de Lamarck. c) y d) La lectora plantea el maltrato de animales prehistóricos como un hecho posible. Es interesante trabajar con los alumnos el uso y abuso de cualquier clase de seres vivos en las publicidades o en otros ámbitos. Las preguntas c) y d) tienen por objetivo que los alumnos analicen los errores biológicos de ciertas publicidades: los seres humanos no convivieron con los reptiles voladores ni con los dinosaurios.

11. La conservación de la biodiversidad (188-201) Página 189 1 a) Se llama “especia” a los condimentos: pimienta, clavo de olor, comino, etc. Especie es un taxón usado en la clasificación binomial. Los individuos pertenecientes a la misma especie pueden cruzarse y dar descendencia fértil. b) Algunas de las especies originarias de América que los alumnos pueden mencionar son: la tuna, la mandioca, el cacao, etcétera. c) Se enriquecieron la flora y la fauna a ambos lados del océano, pero también se introdujeron especies que compitieron con las del lugar y las desplazaron. d) En la época de la conquista no se conocían los efectos adversos de la introducción de especies exóticas en un determinado lugar. Los avances científicos y tecnológicos permiten anticipar en gran medida los efectos de la introducción de una especie nueva en un ecosistema. En la actualidad, el Protocolo de Cartagena es un documento que tiene por objetivo garantizar la seguridad de la transferencia, manipulación y utilización de organismos vivos modificados genéticamente para no afectar la diversidad biológica.

Página 190 Se espera que los alumnos reflexionen sobre el significado de este término y sus implicancias, promoviendo el debate. No se podría combatir a esa toxina o a ese virus. Se tendrían que buscar otras sustancias químicas que la combatieran, con el riesgo de que mucha gente enfermara mientras los científicos investigan. Porque si una especie introducida tiene adaptaciones más ajustadas al ambiente, es probable que desplace a las especies autóctonas. Página 191 3 a) El círculo total representa los principales grupos de organismos que se encuentran en el planeta. Cada porción del gráfico representa el por-

centaje de cada uno de los principales grupos de organismos. Sin los porcentajes el gráfico no se comprendería porque no se sabría cuál es el grado de representatividad de cada grupo. b) El grupo más diverso es el de los insectos. Han podido colonizar todos los ambientes. c) El 55,71% son artrópodos. El 8,11% de ellos no son insectos. Página 193 Hoy tenemos más herramientas científicas y tecnológicas para hacerlo, y además hay más información. Lo que falta es que esa información se difunda en toda la población. Página 194 Los animales mencionados no son domésticos, aunque algunas personas los tengan como mascotas. El contrabando de fauna es uno de los negocios que más dinero mueven en el mundo. Si se tomara conciencia del daño que se inflige a esa especie en general y al equilibrio de la biodiversidad toda, mucha gente dejaría de adquirir este tipo de “mascotas”. Página 195 4 a) La observación de aves se ha transformado en los últimos tiempos en un hobby muy de moda. Se organizan viajes con gente que comparte esta actividad. b) Contribuir a la conservación de la biodiversidad. c) La respuesta depende de los resultados. d) Porque de este modo los ojos del mundo estarán atentos a esta reserva. Es un momento para promocionar la reserva como destino turístico. e) La sensibilidad de quienes usan el arte como modo de expresión es muy útil en estos eventos. Los artistas aportan un aspecto que completa la intención de quienes están interesados en conservar. f) Respuesta abierta.

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Página 198 5 a) Falso; b) verdadero; c) verdadero; d) falso; e) falso; f) verdadero; g) verdadero. 6 a) Jabalí, águilas. b) y e) Respuestas abiertas. c) La liberación de la jaula del cazador, la recuperación del águila, la educación que hace la escuela cuando lleva a los alumnos a ver la liberación del águila. d) El rol esperable es de divulgación, para promover el cuidado de las especies. 7 a) Su nombre científico es Felis onca. Vulgarmente se lo conoce como “jaguar”, “yaguareté” (en guaraní), “uturuncu” (en quechua) o “nawell” (en mapuche). Su cabeza es grande y su cuerpo es musculoso, y tiene una cola larga y fina. Sus patas son muy fuertes y su pelo es corto, espeso y suave. El color del fondo es amarillo rojizo y tiene manchas negras. Originalmente se extendía desde el sudoeste de los Estados Unidos hasta las orillas del río Negro, en la Argentina. En la actualidad, solo se lo puede encontrar, eventualmente, en la Argentina, en las provincias de Misiones, norte y este de Salta, este de Jujuy, nordeste de Santiago del Estero, noroeste del Chaco y de Formosa. Le gusta frecuentar bosques tupidos, en especial, sitios cercanos al agua.

b) Los dos tienen manchas y una cola larga y fina. En el esquema, solo se observan dos patas. c) Las causas son la alteración de los ambientes naturales y la persecución por parte de los cazadores. Desde la época colonial se lo persiguió debido al valor de su piel y a su fama de animal peligroso. d) En la época en que los aborígenes seguramente dibujaron estas representaciones era muy común ver los yaguaretés en la selva. Eran animales muy respetados y venerados. Nuestra cultura ha tenido una actitud muy diferente con el yaguareté. No lo hemos respetado, y algunas de nuestras actitudes lo han puesto en peligro de extinción. Con la disminución de individuos de esta especie, cada vez será más difícil encontrarlos y, por lo tanto, será más complejo entender estas representaciones artísticas. Página 199 8 a) Respuesta abierta. b) Hay que cuidar la energía eléctrica, el agua y todos los recursos naturales. c) La cantidad de residuos dentro de una zona protegida debe ser nula o mínima. Porque al acumularse residuos, la contaminación puede afectar a alguna de las especies del lugar. d) Respuesta abierta. e) Conviene informarse acerca del lugar, de este modo podremos ir preparados con todos los elementos para disfrutar. Además, lo que se conoce se respeta y se cuida. f) Cuando vamos a otro lugar, no debemos comprar “mascotas” exóticas. Si no hay quien compre, no hay negocio, no hay tráfico.

Prácticas de laboratorio (203-208)

Página 204 Práctica de laboratorio 2 a) Cuanto más chicos son los cubos, mayor es la relación superficie/volumen. b) Los cubos del plato 3. c) Cuanto menor es el tamaño de los cubos, mayor es la superficie coloreada. d) El azul de metileno representa las sustancias que se trasladan desde el medio extracelular hacia el medio intracelular. El transporte es más eficiente en los cubos más pequeños porque la relación superficie/volumen es mayor. e) En las células más pequeñas, la relación superficie/volumen es mayor que en las células más grandes y, por lo tanto, el pasaje de moléculas a través de la membrana plasmática se optimiza. Página 205 Práctica de laboratorio 3 a) Tiempo Frasco sin vaselina 20 XXX 40 XX 60 X

Frasco con vaselina XX X

b) En el vaso con vaselina se reproducen las condiciones anaeróbicas y en el vaso sin vaselina, las condiciones aeróbicas. c) Se espera que luego de una hora todavía haya azúcar en la muestra tomada del vaso en condiciones aeróbicas.

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d) Para que no se modifiquen las condiciones de aerobiosis y anaerobiosis. e) Para detener la actividad celular por muerte de las levaduras. f) Como la respiración aeróbica es más eficiente que la anaeróbica, las levaduras en aerobiosis consumen menos cantidad de glucosa para obtener la misma cantidad de energía para vivir y reproducirse. Página 206 Práctica de laboratorio 4 a) El objetivo es separar las células entre sí. b) Esto dependerá de las fuentes seleccionadas. c) En el filtrado habrá quedado ADN y el resto del preparado queda retenido en el filtro. Página 208 Práctica de laboratorio 5 a) Sustancias nutritivas, por ejemplo, azúcar, para los embriones que se desarrollan en las semillas o para cualquier organismo que crezca en ese medio. b) El medio de cultivo se debe esterilizar para eliminar cualquier agente extraño, como microorganismos que puedan haberlo contaminado y que podrían alterar los resultados de la experiencia. c) El objetivo es desinfectar las semillas para que las plantas crezcan libres de patógenos. d) No. Existen grandes probabilidades de que se contamine el cultivo y de que las semillas no se desarrollen. e) El hilio es el punto que queda después de separar la semilla del tallo, por donde crecen las raíces. Debe quedar en contacto con el medio de cultivo para que las raíces puedan absorber los nutrientes necesarios. f) Una temperatura moderada (24°C-26°C) y luz, para realizar la fotosíntesis.

Página 203 Práctica de laboratorio 1 a) En ambos casos se observan pared celular y núcleo. La forma de las células es poliédrica, característica de las células vegetales. b) En las hojas de elodea. El movimiento de los cloroplastos se denomina ciclosis. c) No. Solamente podrían haber dicho que son células eucariotas vegetales, por su forma poliédrica. No podrían saber a qué planta pertenece cada una.

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