Guia Elizabeth Blackwell 4t. Mostra. Biologia i geologia

O I I A G B O L i GEO O IA LG

4

GUIA D’AULA ESO

Programa

Elizabeth Blackwell

Aquest projecte editorial de l’àmbit científicotecnològic ha estat elaborat d’acord amb les dimensions competencials i els continguts descrits en el decret d’ordenació curricular publicat pel Departament d’Ensenyament de la Generalitat de Catalunya l’any 2015; aquest decret es fonamenta en la Llei d’educació de Catalunya i en les directrius de la Unió Europea, i respon al marc normatiu i a la legalitat vigent.

Equip editorial: Cap del projecte editorial: Montse Ballaró Edició: Mariajosep Sintes Correcció: Immaculada Riera Documentalista: Cristina Boj Coordinació artística i disseny: Laura R. Dengra Coordinació tècnica i maquetació: Cristina Montero Fotografia: emiliozv/Shuterstock.com Aquesta guia d'aula correspon als continguts del llibre de Biologia i Geologia 4 (Programa Elizabeth Blackwell), de Silvia Clemente Roca, Mª Aurora Domínguez Culebras, Ana Belén Ruiz García Assessorament pedagògic: M. Rosa Bobé, Fèlix Junyent © 2021 d’aquesta edició: Editorial Barcanova, SA Rosa Sensat, 9-11, 4a planta. 08005 Barcelona Telèfon 932 172 054 barcanova@barcanova.cat www.barcanova.cat Primera edició: juny de 2021 ISBN: 978-84-489-5342-3 DL B. 12179-2021 Printed in Spain

Reservats tots els drets. El contingut d’aquesta obra està protegit per la llei, que estableix penes de presó i multes, a més de les indemnitzacions corresponents per danys i perjudicis, per a aquells que reproduïssin, plagiessin o comuniquessin públicament, totalment o parcialment, una obra literària, artística o científica, o la seva transformació, interpretació o execució artística fixada en qualsevol tipus de suport o comunicada per qualsevol mitjà, sense l’autorització preceptiva.

» ÍNDEX » EL PROJECTE DE BIOLOGIA I GEOLOGIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Presentació . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

» UN CURRÍCULUM COMPETENCIAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Les competències, les rúbriques i les dianes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Competències de l’àmbit cientificotecnològic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Els objectius de desenvolupament sostenible (ODS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

» DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Índex de Biologia i Geologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Temporització orientativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Desenvolupament de les unitats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Unitat 1. La cèl·lula: la base de la vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Unitat 2. La genètica: l’herència biològica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Unitat 3. L’origen i l’evolució de la vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Projecte. Biotecnologia per al tractament de malalties. Fase 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Unitat 4. L’ecosistema i els seus components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Unitat 5. La dinàmica de l’ecosistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Unitat 6. El medi ambient i l’ésser humà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Projecte. Biotecnologia per al tractament de malalties. Fase 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Unitat 7. L’interior de la Terra i la seva dinàmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Unitat 8. Els riscos geològics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 Unitat 9. La història de la Terra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Projecte. Biotecnologia per al tractament de malalties. Fase 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

EL PROJECTE

O I B OL GIA i GEO O IA LG DE

» PRESENTACIÓ

EL PROJECTE DE BIOLOGIA I GEOLOGIA

» PRESENTACIÓ El projecte per a l’Educació Secundària Obligatòria que Editorial Barcanova ofereix, permet avançar des del marc de l’escola curricular fins a l’escola competencial, responent a la demanda de noves eines que aquest nou model necessita. Es tracta de formar alumnes competents a l’hora de connectar els continguts i els aprenentatges que ja coneixen amb la nova informació i que de tot això en resulti un aprenentatge significatiu que els permeti interactuar amb l’entorn, que tingui un sentit d’utilitat transversal i que els ajudi a resoldre els problemes i reptes que els planteja el seu procés d’aprenentatge i la societat en què vivim.

Per facilitar el procés d’aprenentatge competencial proposem un material educatiu amb un contingut teòric com a font d’informació de tot allò que estableix el currículum per a la matèria i el curs corresponent, i unes activitats perquè l’alumne aprengui a gestionar la informació i adquireixi la competència d’aprendre a aprendre. A més a més, el docent disposa d’un llibre digital descarregable, multisuport, multidispositiu i multiplataforma, que conté recursos exclusius, com ara suggeriments didàctics, vídeos i enllaços d’interès per ajudar a dinamitzar l’aula i motivar l’alumnat.

Aquesta Guia d’aula per a l’àmbit cientificotecnològic, Ciències de la naturalesa: Biologia i geologia, forma part del projecte competencial elaborat per l’editorial seguint el currículum del Departament d’Ensenyament. Cobreix totes les necessitats del docent per afrontar el currículum competencial enfocat a treballar les competències pròpies de l’àmbit, agrupades per dimensions.

BIOLOGIA i GEOLOGIA

IOLOGIA B i

GEOLOGIA4 ESO

IOLOGIA B i

ITAL

ESO

DIG

LLIC IN ÈNC CLOU IA D IGIT AL

GEOLOGIA

4 ESO

Programa

Elizabeth Blackwell

7

EL PROJECTE DE BIOLOGIA I GEOLOGIA La guia d’aula està pensada per facilitar la tasca del professorat a l’aula. Per això es presenta la reproducció de les pàgines del llibre amb la informació necessària per ser utilitzada en cada moment i les solucions de totes les activitats.

A més a més, conté: • • • • •

La temporització orientativa del contingut del llibre.

Una proposta de programació competencial de cada unitat.

Els continguts clau que es treballen en cada unitat.

La indicació de les activitats vinculades amb la consulta d’internet ( ).

La indicació de les activitats proposades per avaluar per dimensions i competències amb l’aplicació AvaluApp ( ).

• La indicació de les activitats relacionades amb els objectius de desenvolupament sostenible (ODS, ).

DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE » UNITAT 3

TEMPORITZACIÓ ORIENTATIVA

» DESENVOLUPAMENT DE LES UNITATS

» TEMPORITZACIÓ ORIENTATIVA

» UNITAT 3. L’ORIGEN I L’EVOLUCIÓ DE LA VIDA

El currículum estableix 105 hores per a la matèria de Biologia i geologia optativa de 4t d’ESO (3 hores per setmana). Es fa difícil establir una temporització que sigui aplicable a tots els grups, perquè els ritmes d’aprenentatge solen ser diversos. A més, pot haver-hi alguna part de l’alumnat que, per les seves característiques, no treballi tots els continguts i activitats que presentem. És per això que la temporització que oferim aquí només és orientativa.

Les tres fases del projecte, un per a cada trimestre, estan pensades perquè els alumnes les facin a casa, ja que requereixen un temps, que pot ser llarg; tanmateix, en aquesta temporització destinem tres hores per a cada fase de preparació i posada en comú a l’aula. També hi ha la possibilitat de fer tot el projecte seguit, a final de curs. Igualment, l’apartat d’«Aprendre a emprendre» que és un treball en grup, també creiem que és millor fer-lo fora d’hores de classe.

UNITAT 1

HORES LECTIVES

UNITAT 3

1h

Presentació de la unitat 1. L’origen de la biodiversitat

1h

2. La cèl·lula

1h

2. Les primeres teories sobre l’origen de la biodiversitat

1,5 h

3. Les cèl·lules procariotes

1h

3. Les teories evolutives actuals

4. Les cèl·lules eucariotes

1,5 h

5. La nutrició i la relació en les cèl·lules eucariotes

0,5 h 1h

7. La mitosi i la citocinesi

0,5 h

8. La meiosi i la reproducció sexual

1h

Taller científic

2h

Posa’t a prova

1h

UNITAT 2

HORES LECTIVES

Presentació de la unitat 1. Dels caràcters als gens

1h

2. Els experiments de Mendel

1h

1h

4. Les proves de l’evolució

1,5 h

5. L’evolució humana

1h

6. Les hipòtesis sobre l’origen de la vida

2h

Posa’t a prova

1h

Projecte. Fase 1

Presentació de la unitat 1. L’ecosistema i els seus components 2. Els factors abiòtics i les adaptacions

1h

4. Els factors biòtics. Les relacions

1,5 h

1,5 h 2h 1h

Taller científic

2h

Posa’t a prova

1h

9.1. Coneix el concepte d’adaptació i els seus tipus.

1,5 h

3. Els factors biòtics. Les poblacions

8. Les aplicacions de l’enginyeria genètica

9. L’alumnat ha de ser capaç d’Identificar evidències de l’evolució de les espècies i interpretar-les mitjançant teories evolutives per argumentar alguns processos que la fan possible.

1h

1,5 h

7. L’enginyeria genètica

INDICADORS 2.1. Coneix les diferents hipòtesis sobre l’origen de la vida: origen sobrenatural, generació espontània, la hipòtesi d’Oparin i Haldane, la teoria endosimbiòtica.

HORES LECTIVES

1,5 h

6. L’expressió dels gens

CRITERIS 2. L’alumnat ha de ser capaç d’interpretar registres del passat, evidències i representacions de l’espai i el temps d’acord amb el coneixement dels processos que originen els canvis a la Terra i la vida, reconstruint de manera elemental la història d’un territori.

3h

UNITAT 4

4. Excepcions de les lleis de Mendel

1h

COMPETÈNCIES C2. Identificar i caracteritzar els sistemes biològics i geològics des de la perspectiva dels models, per comunicar i predir el comportament dels fenòmens naturals.

1,5 h

Taller científic

3. Les lleis de Mendel

5. La informació genètica: l’ADN

Dimensió Indagació de fenòmens naturals i de la vida quotidiana

HORES LECTIVES

Presentació de la unitat 1. Els nivells d’organització de la matèria viva

6. La reproducció en les cèl·lules eucariotes

Programació competencial d’aula i concreció de les dimensions

Taller científic

2h

Posa’t a prova

1h

CONTINGUTS

2.2. Coneix l’evolució de les cèl·lules: les procariotes heteròtrofes i autòtrofes, les procariotes heteròtrofes aeròbiques i les eucariotes.

9.2. Coneix el concepte d’evolució biològica.

ACTIVITATS

- L’origen de la biodiversitat: la biodiversitat i l’adaptació, la biodiversitat i l’evolució

El repte: «Les observacions de Darwin»

- Les primeres teories sobre l’origen de la biodiversitat: teories fixistes, la teoria de l’evolució de Lamarck, la teoria de Darwin: la teoria de la selecció natural - Les teories evolutives actuals: el neodarwinisme, el puntualisme, el neutralisme - L’especiació - Les proves de l’evolució: paleontològiques, biogeogràfiques, d’anatomia comparada, embriològiques i les proves bioquímiques.

9.3. Coneix i distingeix les primeres teories sobre l’origen de la biodiversitat: teories fixistes, de Lamarck i de Darwin.

9.4. Coneix les teories evolutives actuals: el neodarwinisme, el puntualisme, el neutralisme.

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 Treballa amb la imatge: T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7 Taller científic: «Interpreta un arbre filogenètic» Aprendre a emprendre Posa’t a prova: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14

- L’evolució humana: el procés d’hominització, els nostres avantpassats.

9.5. Coneix els conceptes d’espècie i d’especiació.

- Les hipòtesis sobre l’origen de la vida: l’origen sobrenatural, la generació espontània, la hipòtesi d’Oparin i Haldane.

61

23

UNITAT 1 « DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE

UNITAT

1

LA CÈL·LULA: LA BASE DE LA VIDA

UNITAT 8 « DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE UNITAT 8 » ELS RISCOS GEOLÒGICS

Què estudiaràs?

DIMENSIÓ INDAGACIÓ DE FENÒMENS NATURALS I DE LA VIDA QUOTIDIANA

1. Els nivells d’organització de la matèria viva 2. La cèl·lula 3. Les cèl·lules procariotes 4. Les cèl·lules eucariotes 5. La nutrició i la relació en les cèl·lules eucariotes 6. La reproducció en les cèl·lules eucariotes 7. La mitosi i la citocinesi 8. La meiosi i la reproducció sexual

DIMENSIÓ SALUT

La unitat de vida Tots els éssers vius que habiten en el nostre planeta estan formats per cèl·lules, que constitueixen el nivell mínim d’organització en el qual s’assoleix la capacitat de realitzar les tres funcions vitals.

Fins i tot les cèl·lules més senzilles són extraordinàriament complexes, i en el seu interior hi tenen lloc una multitud de processos. Una única cèl·lula microscòpica és capaç d’intercanviar matèria i energia amb el medi i mantenir, així, les seves estructures; pot detectar els canvis que es produeixen en el seu entorn i adaptar-se a les seves condicions; i està programada genèticament per perpetuar-se en el temps, en transmetre tota la informació necessària a la seva descendència.

Tipus de productes volcànics

La viscositat dels magmes

Tipus d’erupcions volcàniques

• Gasos. En les erupcions, el volcà expulsa diversos gasos, principalment diòxid de carboni, diòxid de sofre, monòxid de carboni i, també, vapor d’aigua. Els gasos expulsats poden formar núvols que poden ascendir, en alguns casos, fins a diversos milers de metres. Els gasos es barregen amb les cendres expulsades i formen la columna eruptiva.

• Lava. És la fracció líquida del magma quan aquest ja ha expulsat la major part dels gasos que conté. Quan surt pel cràter del volcà, genera les colades de lava que descendeixen per les valls.

• Piroclasts. Són fragments sòlids que provenen del refredament de la lava a l’aire. En funció de la seva mida es classifiquen en cendres (fragments molt fins com la sorra), en lapil·li (amb una mida similar a la grava) i bombes volcàniques (quan el diàmetre dels fragments és superior a 1 cm).

Tant els materials sòlids com la lava, que solidifica en refredar-se, formen les acumulacions volcàniques que constitueixen els edificis volcànics.

La viscositat d’un magma és un paràmetre important, ja que determinarà el seu procés de solidificació i el tipus d’erupció volcànica que causarà. Quatre factors intervenen en la viscositat del magma: • Temperatura. Tal com passa en altres materials, quan augmenta la temperatura, disminueix la viscositat del magma.

• Pressió. Quan el magma està sotmès a pressions elevades, els minerals que conté es comprimeixen i aleshores s’incrementa la viscositat del magma.

• Gasos dissolts. Com més abundants són, menys dens és el magma.

• Composició química. Un component important dels magmes és la sílice (SiO2). Una quantitat de sílice elevada fa que el magma sigui més viscós. Els magmes rics en sílice són àcids, mentre que els que en contenen menys són bàsics.

Com hem vist, l’erupció no sorgeix de la mateixa manera en tots els volcans. Varia molt en funció de l’explosivitat amb què expulsen els materials i la naturalesa d’aquests, que és el que influeix més en la perillositat de cada erupció.

Erupció vulcaniana o vesuviana. Formades per magmes molt viscosos, les laves solidifiquen amb facilitat i poden obstruir el cràter en alguns moments. El tap fa que la pressió dels gasos augmenti, causant explosions violentes que llancen piroclasts a gran alçària.

Erupció peleana. El magma és molt viscós i pràcticament no permet la sortida dels gasos. La lava solidifica a mesura que surt del cràter i forma una espècie de con amb l’escorça sòlida però, a l’interior, el material roman fos a temperatures altíssimes. La pressió augmenta fins que es produeix una explosió lateral, formant-se una gran quantitat de piroclasts ardents incandescents que descendeixen pels pendents de l’edifici volcànic a gran velocitat i originen el que es coneix com a núvol ardent o flux piroclàstic, que arrasa i sepulta tot el que troba al seu pas.

5 Erupció pliniana i ultrapliniana. En la pliniana, la lava és tan viscosa que tapona la sortida, cosa que genera explosions fortes de gas i sortida de molts piroclats i una columna de cendra i fum que pot arribar a l’estratosfera. En la ultrapliniana, la lava és tan densa que produeix explosions tan violentes que fan esfondrar la càmera magmàtica.

3

4

La diversitat d’erupcions es deu, principalment, a la composició del magma que origina cada volcà.

En funció d’aquests factors, les erupcions volcàniques es poden classificar en cinc tipus: 1

2

En funció del tipus de magma d’un volcà, es produiran erupcions efusives, en les quals el magma és bàsic i flueix sense dificultat, alliberant els gasos que conté de manera gradual; o erupcions explosives, generades per magmes àcids (més viscosos) que retenen els gasos i fan augmentar la pressió dins del volcà, cosa que provoca explosions que emeten piroclasts.

Erupció hawaiana. És de tipus efusiu, formada per magmes molt fluids que deixen sortir els gasos sense produir explosions i no s’expulsen piroclasts. La lava, per tant, flueix amb facilitat i recorre grans distàncies, fent que els pendents d’aquest tipus de volcà siguin suaus.

Erupció estromboliana. Expulsen magmes bàsics que tenen certa viscositat i dificulten la sortida de gasos, cosa que origina explosions poc violentes amb intervals de períodes curts durant els quals llancen piroclasts que cauen i s’acumulen formant edificis cònics, generalment petits.

Tipus de volcans 1

Volcà hawaià

Edifici en escut, format per capes de lava molt fluida

2

Volcà estrombolià Emissió de piroclasts; sobretot, cendra i lapil·li Edifici cònic petit, format per piroclasts molt solts

TR EBALLA AMB LA I MATGE

Contesteu en grup

T3.

3

En aquesta erupció s’observa la lava que emet el volcà. Justifica si aquesta lava és fluida o viscosa.

EL REPTE l’embaràs per intentar identificar la presència de possibles defectes congènits en el fetus, o bé factors de risc materns que poden requerir controls al llarg de la gestació.

Erupció amb gran expulsió de piroclasts.

Edifici cònic molt gran format per capes alternes de lava i piroclasts 5

El diagnòstic precoç de qualsevol defecte congènit en el fetus possibilita l’adopció de les mesures més adequades, tant durant l’embaràs com durant el part, per evitar riscos innecessaris a la mare i al fetus i intentar millorar el pronòstic del nounat.

6.

Busca quins són els gasos principals que trobem en els magmes i que es desprenen durant una erupció volcànica.

7

4

Volcà peleà Emissió violenta de piroclasts i gasos ardents (colada piroclàstica)

Dom de lava molt viscosa, amb l’escorça sòlida

En el plinià, magma molt dens que no forma colades amb emissió violenta de piroclasts i gasos ardents. En l’ultraplinià, les emissions encara són molt més violentes.

188

En aquesta primera unitat s’aborda l’estudi de la base estructural i funcional dels éssers vius: la cèl· lula. Es treballen els continguts relatius a l’estructu· ra i a la composició de la cèl·lula i els processos mitjançant els quals desenvolupa les funcions vi· tals, com a unitat dels éssers vius.

A l’inici de la unitat és convenient detectar els coneixements previs que té l’alumnat sobre la cèl· lula. En la primera part de la unitat és d’especial importància treballar en profunditat els continguts relatius al nucli eucariota. L’alumnat té coneixe· ments molt bàsics de cursos anteriors sobre l’es· tructura del nucli. En aquest moment, convé que aprofundeixin en aquests continguts, que necessi· taran assimilar per poder entendre la divisió cel·lu· lar.

CONT ING UT S CLAU DE LE S COM PE T È NCIE S CC9. Model de cèl·lula CC10. Model d’ésser viu.

CC15. Fases d’una investigació. Disseny d’un procedi· ment experimental.

CCD9. Eines d’edició de documents de text, presenta· cions multimèdia i processament de dades numèri· ques.

CCD13. Fonts d’informació digital: selecció i valoració.

Edifici cònic, gran, en forma de dom volcànic o de caldera

189

Solucionari Solucionari Contesteu en grup

5.

ODS (11) Els magmes fluids i calents produeixen erupcions menys perilloses, ja que els gasos poden alliberar-se fàcilment, sense produir explosions. A més, la seva temperatura més alta fa que aquestes laves no solidifiquin a la xemeneia i tapin el cràter generant pressió. En canvi, els magmes viscosos, que no són tan calents, produeixen explosions i erupcions més perilloses perquè se solidifiquen i tapen la sortida dels gasos, la qual cosa propicia explosions i la projecció de núvols ardents.

1. L’alumnat hauria de poder indicar que una cèl·lu·

la és la unitat mínima de vida capaç de realitzar les tres funcions vitals: la nutrició, la relació i la repro· ducció. Alguns podran proporcionar una definició més precisa, com ara el fet que la cèl·lula és la uni· tat estructural, funcional i de reproducció dels és· sers vius.

2. La majoria de l’alumnat recordarà que totes les

cèl·lules tenen en comú una membrana plasmàtica, un citoplasma i un material genètic en forma d’ADN. També podran afegir l’únic orgànul universal: els ri· bosomes.

6. El gas més abundant és el vapor d’aigua, amb un

dos orígens: una part prové del magma i l’altra part és aigua superficial com, per exemple, la d’un llac, o bé subterrània, i es transforma en vapor quan entra en contacte amb el magma.

La resta de gasos, per ordre d’abundància, són aquests: CO2, S, H2S, SO2, HCl, CO (molt tòxic). Els gasos estan dissolts en el magma i, quan disminueix la pressió, se’n separen i arriben a la superfície.

T3. Treballa amb la imatge

La lava d’aquest volcà ha de ser fluida, ja que podem veure que recorre grans distàncies ocupant tot el vessant de l’edifici volcànic. Si la lava fos viscosa, no assoliria les distàncies que es poden observar en la imatge.

percentatge d’entre el 60 i el 90 %; aquest gas té

3. Els alumnes i les alumnes han de conèixer els dos

tipus d’organització cel·lular i, per tant, que existei· xen cèl·lules procariotes i cèl·lules eucariotes.

Notes

4.

Haurien de recordar que les cèl·lules, quan es di· videixen, copien el seu material genètic per trans· metre’l a les seves cèl·lules filla. Gran part de l’alum· nat pot recordar que els bacteris i altres cèl·lules eucariotes es divideixen per bipartició, i, en menor mesura, que existeixen els processos de gemmació i esporulació.

27

8

Volcà plinià i ultraplinià

ACTI VI TATS

5.

Explica per què la perillositat d’un volcà depèn de la composició del seu magma.

Una de les tècniques més habituals de diagnòstic prenatal és l’amniocentesi. Expliqueu en què consisteix aquesta prova, quina informació genètica aporta i quines conclusions poden obtenir els metges.

6

Volcà vulcanià o vesuvià

Cràter ampli a causa de les explosions

Per diagnòstic prenatal s’entén el conjunt de proves diagnòstiques que es duen a terme durant

Formeu grups per respondre a les qüestions següents: 1. Què és una cèl·lula?

2. Què tenen en comú totes les cèl·lules?

3. Quins tipus de cèl·lules existeixen?

4. Com es reprodueixen les cèl·lules?

173

Per tal de completar les eines per al professorat, el docent pot comptar amb material complementari preparat per ser fotocopiat. Aquest material el podrà descarregar des de l’espai personal del web www.barcanova.cat en format Word, perquè el pugui modificar i adaptar a les necessitats particulars dels seus alumnes.

L LOU ITA INC CIA DIG ÈN

BIOLOGIA i GEOLOGIA

IOLOGIA B i

LLIC

ESO • Avaluacions curriculars.

• Avaluacions competencials: seguint el model de les proves PISA. • Activitats de reforç i ampliació.

• Rúbriques i dianes d’avaluació.

GEOLOGIA

4

ESPAI PERSONAL

ESO

Programa

Elizabeth Blackwell

S DE REFORÇ ACTIVITAT IA 4t ESO I GEOLOG

BIOLOGIA

_______

_________

_________

___ Nom ______

CA: LA GENÈTI UNITAT 2.

ICA A BIOLÒG

L’HERÈNCI

üents: termes seg l amb els conceptua a l’esquema 1. Complet zigòtic. pur, hetero id, híbr zigòtic,

___ Grup ______ ___ Data ______

ls, homogens al·le

ENCIAL

MPET CIÓ CO 4t ESO AVALUA OLOGIA IA I GE

_ ______ Grup __ _ _ ______ ______ Data __ ______ ______ _____ ______ ______ __ IÓ __ ió ICAC Avaluac QUALIF

BIOLOG ____ Nom __

VIDA Ó DE LA VOLUCI N I L’E

Quins tipus hi ha? roques magmàtiques?

2. Com es formen les ___ _______ _______ _______ _____________________ _____________________ ___ _____________________ _____________________ _____________________ no és certa? roques metamòrfiques ions següents sobre les 3. Quina de les afirmac

s. existent ja de transformació de roques A. S’originen per un procés

que les origina: foliades segons el metamorfisme B. N’hi ha de dos tipus

_____ _________ AVALUA _________ otip. _________ CIÓ CUineix genotip i fen ________ _________ 2. Def RRICUL___ _________ BIOLOG AR _________ _________ IA I___ ______ GE___ _____ _________ OL ___ ___ OG ___ ___ IA 4t ES _________ Nom __ ______ ador i no foliades. ________ ___O _________ erats. un roseg a hàbits __ ________ ____________ marbres i els conglom l Sud, _________ _________ , mostr rfiques les pissarres, els rica de _________ ________ C. Són roques metamò _________ talp. Un A l’Amè r, el tuco-tuco __ ____________ que el s per cristalls _________ Avaluac do _______________ terranis at sovint em no foliades estan formade excava ________ _________ ió rfiques ___ ___ sub __ metamò s ___ __ ___ Gr roques mé ________ D. Les oa caç ______ _________ up ________ encara _____ e n’havi n cecs, i un tuc _________ ___ __ qu __ ___ _ ___ __ yol ___ ___ ___ . ___ era e ere espan _________ ___ Da grossos o mitjans. ___ viu, ho ta ___ urar qu ________ UNITAT _________ _________ va asseg vaig conservar certament, QU___ _ _________ 4. L’ECO ALIFICA ______ , e _________

SISTEM tuco qu els ulls no són imals amb CIÓ _________ A I ELS e an _________ SEUS ___ Com qu per als ió de la ___ les ucc CO o red sab MPONEN a rfiques (MT) hesió indispen terranis, un Activita ntàries (S), metamò TS , amb l’ad sub t 1 – Dim següents en sedime hàbits tament per sobre seu 4. Classifica les roques ensió ind da, jun ll agació Complet seva mi rpelles i la pe uir un de fenòm a la defin constit pa magmàtiques (MG): ens natur st cas, de les (__), basalt (__), ició d’e s Ships als i de en aque Un ecosis cosistem (__), andesita (__), gabre Majesty' 1836. la vida podria, argiles (__), quarsites tem a: of His (__), d es . es a an 1 quotidia evaporit és ag tge un ........ voy rs 1826 na avanta (__) i riolita (__) veying ............ o conjun the yea es (__), sorres (__), gneis the sur ......... for t d’orga tween esquists (__), amfibolit tive of nismes agle be mat per : Narra de diferen e and Be una ........ que és el DARWIN ts espèci Adventur ............ medi on CHARLES nt es, ............ viu per me en (amb iva un ........ . i ............ les seves ............ rs relat do

.... ga .... car .... ............ acterístiq ............ . rose evolutiu ............ .., ues ........ d’uns entre una roca i un mineral s’estable procés ) i les ....

5. Explica la diferència ............ ament, ixen ent aquest _________________ ............ ............ re ells. evolutiv mena _____________________ ............ ... eixen, m s’ano _____________________ ............ _______ proced __________ cs. Co ___ _______ ce .... co __ _______ ... __ en -tu _______ que _______ ____ tuco no er _____________________ ______ s que _______ 1. Els ___ ______ __ ratolin Activita ______ ______ ts als t 2 – Dim ______ ______ semblan ensió ind ______ _____ ______ ir? agació Subratlla ______ ______ ______ de fenòm va sorg ______ ______ ______ , en verm ___ i quan ______ ens natur ______ ______ ell, els ______ i minerals (M): (R) ______ ______ ______ __ roques als __ __ __ biò en __ t fac __ __ __ i de la vid següen tics. tors ab __ __ __ ____ ___ ca els termes de la llista iòtics d’u a quoti ______ ______ ______ __Classifi ______ 6. fluorita (__), diana ______ ______ ______ ______ n ecosist calcita (__), calcària (__), Una plaga ______ ______ ______ ______ ema i, en mica (__), basalt (__), ______ ______ ______ ______ de llagost quars (__), granit (__), blau, els ______ ______ ______ es, el clim ta (__) i marbre (__). ______ ______ ______ població a de la zon feldespat (__), magneti ______ ______ ______ de rosega diamant (__), olivina (__), ______ ______ a, la quant dors, la ______ ______ __ __ ita __ __ sal t de llum grups nom __ __ initat de , un aug ______

brosos. l’aigua i ______ ment en

la tendèn ______ la

cia d’una

espècie

ts no correspon als minerals? a forma s següen

rístique

r caracte

7. Quina de les Activita

t 3

natura. la – Dimensió

en estat sòlid a ☐ Es troben indagaci

De

qu ó de fen è depene

òmens n les dif

part dels éssers vius. formen

na No ☐ tur

erències parts. als i de ra en els

igual en totes les seves la vida en la dis

diferents quotidia determinada que es manté ponibilit 1 medis ter na ☐ Tenen una composició humans. at de llu a) De la restres? són fabricats pels éssers m i la tem inclinació Marca la un origen natural, alguns peratude l’eix ☐ Tot i que la majoria tenen resposta de la Ter del Sol. correcta ra i la tra ............ amb ✗: nsl .... ació del ............

planeta b) De la ............

al .... rot

vol

ació ter tant ................

restre. ....

2

............

............ c) De l’al ............ ............ titud de ............

............ cada ter ............ reny res ............ pecte del 1 .......... nivell del mar. .... ............ ............ .

UNITAT

GE 3. L’ORI

uco El tuco-t

9

UN CURRÍCULUM

M T E CO P ENCIAL

» LES COMPETÈNCIES, LES RÚBRIQUES I LES DIANES » COMPETÈNCIES DE L’ÀMBIT CIENTIFICOTECNOLÒGIC » ELS OBJECTIUS DE DESENVOLUPAMENT SOSTENIBLE (ODS)

UN CURRÍCULUM COMPETENCIAL

» LES COMPETÈNCIES, LES RÚBRIQUES I LES DIANES Les competències Una competència és el resultat d’integrar coneixements, habilitats i actituds d’una manera pràctica i saber-les aplicar a contextos diversos, siguin de l’àmbit acadèmic o de l’àmbit no acadèmic.

Les competències són, per tant, combinacions de coneixements, habilitats i actituds adquirides que interactuen per donar una resposta eficient al treball o a l’activitat que es duu a terme.

L’objectiu principal de l’aprenentatge és el desenvolupament de les competències. La nomenclatura de les competències que utilitzem en aquesta Guia d’aula és la que estableix el Departament d’Ensenyament en el document Competències bàsiques de l’àmbit cientificotecnològic.

Les competències s’han de considerar totalment integrades amb els continguts del currículum.

Per a l’adquisició de cada competència són necessaris continguts molt diversos que s’hauran d’anar assolint progressivament al llarg dels cursos. Les competències de cada àmbit de coneixement s’estableixen per a tota l’etapa educativa; per tant, la seva adquisició s’haurà d’anar consolidant amb els aprenentatges que es vagin aconseguint en els diversos cursos de l’ESO. Cal assenyalar que no totes les activitats que requereix un alumne per assolir plenament els continguts tenen un caràcter competencial. També són necessàries les activitats d’aplicació directa dels continguts.

         

OBJECTES I SISTEMES TECNOLÒGICS DE LA VIDA QUOTIDIANA

         

    

SALUT

DIMENSIÓ







INDAGACIÓ DE FENÒMENS NATURALS I DE LA VIDA QUOTIDIANA

MEDI AMBIENT

13

     

UN CURRÍCULUM COMPETENCIAL

Les rúbriques Les rúbriques són eines d’autoavaluació dels alumnes que serveixen perquè siguin conscients del seu nivell d’aprenentatge, però també són una eina excel·lent per al docent per copsar la percepció que cada alumne té d’aquest aprenentatge i, si cal, establir estratègies perquè millorin.

Es poden fer servir en l’avaluació de determinades activitats i descriuen les característiques específiques d’aquella activitat en diversos nivells de rendiment, per tal d’aclarir allò que s’espera del treball de l’alumne, valorar-ne l’execució i facilitar el feedback (retroalimentació).

Així, doncs, la rúbrica és un instrument d’avaluació que no solament serveix per al docent, que la utilitza per mostrar a l’alumnat, d’una manera clara, el que es valorarà d’aquella tasca i com hi poden arribar, sinó també per a l’alumne, ja que facilita l’autoreflexió i la seva implicació activa i, per tant, és una eina per guiar-ne l’aprenentatge. A més, la rúbrica pot ser motivadora si orienta l’alumnat sobre com pot millorar.

Si es vol que sigui una eina potent per a l’aprenentatge de l’alumnat, cal involucrar-lo en la seva elaboració, posada en pràctica i revisió. En aquest programa de Biologia i geologia posem a l’abast del docent diferents rúbriques perquè les pugueu fotocopiar, comentar i lliurar a cada un dels vostres alumnes abans de fer l’activitat a què es refereix i, si ho creieu convenient, modificar-la conjuntament, de manera que sigui una mena de contracte entre docent i alumnat.

Per a cada descriptor s’estableix una gradació en quatre nivells, cada un amb un valor: expert (4), avançat (3), aprenent (2) i novell (1), i s’estableix un percentatge per a cada ítem, de manera que, tots sumats, arribin a 100.

Si d’una competència indiquem que té un percentatge del 5 %, l’alumne que marqui l’opció expert obtindrà el 100 % del percentatge de la nota, és a dir, un 5 %; el que hagi marcat l’opció avançat, obtindrà un 75 % del 5 %, és a dir, un 3,75 %; l’aprenent, un 50 % del 5 %, és a dir, un 2,5 %, i el novell, un 25 % del 5 %, és a dir, un 1,25 %. Sumats els valors obtinguts per a cada ítem, tindrà el valor global d’assoliment d’aquella activitat i el percentatge corresponent a cada competència.

Tant els descriptors de les competències —o ítems— com RÚBRIQUES • Unitat 2 • La genèt ica: l’herència els percentatges que hem atorgat a cada un els podeu modifibiològica car segons el vostre criteri. El que cal és que, repartits els percentatges, el total faci 100. També, a partir d’aquests models, vosaltres mateixos podeu elaborar rúbriques per a altres activitats o treballs del vostre alumnat.

Dimensió indagació de fenòmen s naturals i de la vida quotidia na Dimensió salut

Pàgina 42, activitat T5

Descriptors

1. Cerca i selecció de la informació

2. Seguiment del procediment

3. Resultats de l’activitat

Expert 4 (100 %)

He buscat la informació en diverses fonts (per internet i en paper), l’he trobada fàcilment perquè tenia clar el que havia de buscar i he seleccionat la informació correcta per portar a terme l’activitat.

He seguit el procediment adequat per fer l’activitat sense cap dificultat.

He pogut indicar el genotip i el fenotip de cada individu de manera correcta.

Nivell d’assoliment Avançat Aprenent 3 (75 %) 2 (50 %)

He buscat la informació en diverses fonts (per internet i en paper) però m’ha costat una mica perquè no sabia prou el que havia de buscar, però he seleccionat la informació correcta per portar a terme l’activitat.

He tingut alguna dificultat per seguir el procediment adequat per fer aquesta activitat però finalment he aconseguit fer-la sense cap ajuda.

He buscat la informació en diverses fonts però he necessitat

la guia del docent per trobar la informació que necessitava i m’ha costat seleccionar la informació correcta per portar a terme l’activitat.

Novell 1 (25 %)

20 %

He tingut He tingut moltes dificultats per dificultats per seguir el seguir el procediment procediment adequat per fer adequat per aquesta activitat resoldre aquesta i en algun moment activitat i he he necessitat necessitat sovint l’ajuda del docent. l’ajuda del docent.

He pogut indicar He pogut resoldre el genotip correctament i el fenotip de les activitats cada individu però proposades amb no sé si tots l’ajuda del docent. els resultats són correctes.

Pes

He copiat la informació del llibre de text sense aportar nova informació.

Tot i l’ajuda del docent, no he pogut resoldre correctament totes les activitats

20 %

60 %

2

14

Les dianes La diana d’autoavaluació és una altra eina que ens permet avaluar les competències d’una activitat que considerem rellevant, d’una manera ràpida i àgil, a partir de la percepció que l’alumne té del seu aprenentatge. És una eina més senzilla que la rúbrica però, de vegades, és suficient.

La representació de la diana presenta quatre cercles concèntrics, que determinen el grau d’assoliment de les competències que es volen avaluar, amb una numeració de l’1 al 4: al cercle més intern li correspon l’1 i al més extern, el 4. Vindrien a ser els graus d’assoliment de les rúbriques (expert, avançat, aprenent i novell).

Aquesta diana es divideix en tants sectors com descriptors de les competències o ítems es vulguin avaluar. Cada línia que separa els sectors representa un dels ítems. De vegades es posa el descriptor de la competència a la part externa del cercle o, si no hi ha espai, un número i la llegenda corresponent a cada un dels ítems al costat de la diana.

Per fer l’autoavaluació, l’alumne ha de valorar si l’ítem corresponent l’ha assolit de manera excel·lent (Sempre), bé (Gairebé sempre), suficient (De vegades) o cal que s’ho revisi (Mai), segons el que indiqui la llegenda de la diana, i marcar un punt en la intersecció entre la línia de l’ítem i el cercle de la numeració corresponent. Quan l’alumne ha valorat tots els ítems, ha de traçar una línia per unir tots els punts i pintar l’àrea del polígon resultant. Com més gran sigui l’àrea, més assoliment hi ha de les competències de l’activitat que s’avalua. Finalment, els alumnes poden comparar el dibuix resultant de la seva diana amb el de la resta dels companys i companyes.

pre 4 Sem

a osistem 4 • L’ec • Unitat s DIANES ponent m co rals ens natu i els seus

ireb é 3 Ga

2 1

DIANES

sem pre

De veg ade Ma i

de fenòm bient agació medi am nsió ind dimensió ió Dime Dimens a quotidiana i vid la i de T1 Pàgina

at

90, activit

4 Sem pre 3 2 1

es en divers ormació sta a la Busco inf r la respo r troba ? a. ??? fonts pe plantejad pregunta

4 Puc re respond a de maner a les correcta s pregunte es. plantejad

• Unita t8•

Els risc Dimens os geo ió quotidian indagació de lògics fenò a i dime nsió me mens natura Pàgina ls i de la di ambi 207, ac ent tivitat 2 vida

s

3

DIANES • Unitat 6 • El medi ambient i l’ésser humà

amb Llegeixo nció molta ate tota la ació orm inf??? ? . recollida

Dimensió indagació de fenòmens naturals i de la vida quotidiana i dimensió medi ambient

2

Puc

4 Sempre 3

Gairebé sempre

2

De vegades

1

Mai

Busco inf ormaci ó en div fonts pe erses r trobar la respo pregunta sta a la plantejad a.

respond re de mane ra correcta a les qüestion s plantejad es.

4 3

Pàgina 132, activitat T2

2

1

Ga ireb é sem pre De veg ade s

Ma i

1

Llegeixo amb molta ate nció tota la informaci ó recollida .

Busco informació en diverses fonts per trobar la resposta a la pregunta plantejada.

el text Redacto?????? amb la . resposta

Puc respondre de manera correcta a la pregunta

tenc la En ????? ó informaci . recollida

4

Llegeixo amb molta atenció tota la informació recollida.

3

plantejada.

2 1

3

Redacto el text amb la meva opinió sobre les cimeres de medi ambient.

Entenc la informació recollida.

Puc dib uixar l’estructu ra plane tària a partir del grà fic.

Entenc la informaci ó recollida .

5

4

15

COMPETÈNCIES DE L’ÀMBIT CIENTIFICOTECNOLÒGIC » BIOLOGIA I GEOLOGIA

DIMENSIONS

INDAGACIÓ DE FENÒMENS NATURALS I DE LA VIDA QUOTIDIANA

OBJECTES I SISTEMES TECNOLÒGICS DE LA VIDA QUOTIDIANA

MEDI AMBIENT

C1

Competència 1. Identificar i caracteritzar els sistemes físics i químics des de la perspectiva dels models, per comunicar i predir el comportament dels fenòmens naturals.

C2

Competència 2. Identificar i caracteritzar els sistemes biològics i geològics des de la perspectiva dels models, per comunicar i predir el comportament dels fenòmens naturals.

C3

Competència 3. Interpretar la història de l’Univers, de la Terra i de la vida, utilitzant els registres del passat.

C4

Competència 4. Identificar i resoldre problemes científics susceptibles de ser investigats en l’àmbit escolar, que impliquin el disseny, la realització i la comunicació d’investigacions experimentals.

C5

Competència 5. Resoldre problemes de la vida quotidiana aplicant el raonament científic.

C6

Competència 6. Reconèixer i aplicar els processos implicats en l’elaboració i va­lidació del coneixement científic.

C7

Competència 7. Utilitzar objectes tecnològics de la vida quotidiana amb el coneixement bàsic del seu funcionament, manteniment i accions a fer per minimitzar els riscos en la manipulació i en l’impacte mediambiental.

C8

Competència 8. Analitzar sistemes tecnològics d’abast industrial, avaluar-ne els avantatges personals i socials, així com l’impacte en la salubritat i el medi ambient.

C9

Competència 9. Dissenyar i construir objectes tecnològics senzills que resolguin un problema i avaluar-ne la idoneïtat del resultat.

C10

Competència 10. Prendre decisions amb criteris científics que permetin preveure i evitar o minimitzar l’exposició als riscos naturals.

C11

Competència 11. Adoptar mesures amb criteris científics que evitin o minimitzin els impactes mediambientals derivats de la intervenció humana.

C12

Competència 12. Adoptar mesures de prevenció i hàbits saludables a nivell individual i social fonamentades en el coneixement de les estratègies de detecció i resposta del cos humà.

C13

Competència 13. Aplicar les mesures preventives adequades, utilitzant el coneixement científic, en relació amb les conductes de risc i malalties associades al consum de substàncies addictives.

C14

Competència 14. Adoptar hàbits d’alimentació variada i equilibrada que promoguin la salut i evitin conductes de risc, trastorns alimentaris i malalties associades.

C15

Competència 15. Donar resposta a les qüestions sobre sexualitat i reproducció humanes, a partir del coneixement científic, valorant les conseqüències de les conductes de risc.

SALUT

16

UN CURRÍCULUM COMPETENCIAL

» ELS OBJECTIUS DE DESENVOLUPAMENT SOSTENIBLE (ODS) Els objectius de desenvolupament sostenible són una crida universal per a l’acció per posar fi a la pobresa, protegir el planeta i garantir que totes les persones tinguin accés a l’educació, la igualtat, l’aigua, l’energia neta, la pau i la prosperitat.

Es tracta d’un pla de mesures amb 17 objectius i 169 metes per aconseguir un món més igualitari i habitable i que s’haurien de complir abans de 2030.

Aquests objectius porten implícit un esperit de col·laboració i pragmatisme amb la finalitat de millorar la vida, de manera sostenible, de les generacions futures.

A més, en si mateixos són una agenda inclusiva en tant que tracten les causes fonamentals de la pobresa i uneixen tots els estats que hi participen per aconseguir així un canvi positiu en benefici de les persones i del planeta.

La lluita contra el canvi climàtic és un element transversal i decisiu que influeix en tots els aspectes del desenvolupament sostenible i l’Agenda 2030.

Fer conscient l’alumnat dels reptes imminents plantejats en els objectius de desenvolupament sostenible en aquest programa pedagògic proporciona un marc de treball a partir del qual articular aprenentatges competencials que activin l’alumne, no tan sols quant al saber sinó també pel que fa al saber fer i al saber ser, i reforcin la seva preparació com a futurs ciutadans compromesos amb la realitat del seu temps. La primera forma de contribuir a la consecució d’aquests ODS és contribuir a augmentar la consciència pública d’aquests en tots els àmbits, i l’aula és un espai fonamental d’aprenentatge de la convivència de les generacions futures.

L’Agenda Educativa 2030, sorgida del Fòrum Educatiu Mundial celebrat a Inch’ŏn, República de Corea (UNESCO, 2015; Nacions Unides, 2015), va situar l’educació com una de les eines fonamentals per forjar un desenvolupament que sigui a la vegada sostenible, inclusiu, just, pacífic i cohesiu.

17

UN CURRÍCULUM COMPETENCIAL

Els 17 objectius de desenvolupament sostenible

18

U S V DE EN OL PAMENT

O DEL PR JECTE

» ÍNDEX DE BIOLOGIA I GEOLOGIA » TEMPORITZACIÓ ORIENTATIVA » DESENVOLUPAMENT DE LES UNITATS

DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE

» ÍNDEX DE BIOLOGIA I GEOLOGIA UNITAT 1

CONTINGUTS

TALLER CIENTÍFIC APRENDRE A EMPRENDRE AUTOAVALUACIÓ

LA CÈL·LULA: LA BASE DE LA VIDA 1. Els nivells d’organització de la matèria viva 2. La cèl·lula 3. Les cèl·lules procariotes 4. Les cèl·lules eucariotes Observa la mitosi Inventa un conte curt sobre la mitosi Posa’t a prova

UNITAT 2

CONTINGUTS

TALLER CIENTÍFIC APRENDRE A EMPRENDRE AUTOAVALUACIÓ

LA GENÈTICA: L’HERÈNCIA BIOLÒGICA 1. Dels caràcters als gens 2. Els experiments de Mendel 3. Les lleis de Mendel 4. Excepcions de les lleis de Mendel

TALLER CIENTÍFIC APRENDRE A EMPRENDRE AUTOAVALUACIÓ PROJECTE PRIMER TRIMESTRE

20

5. La informació genètica: l’ADN 6. L’expressió dels gens 7. L’enginyeria genètica 8. Les aplicacions de l’enginyeria genètica

Interpreta un arbre genealògic / Extraiem ADN de les cèl·lules Prepara una enquesta Posa’t a prova

UNITAT 3 CONTINGUTS

5. La nutrició i la relació en les cèl·lules eucariotes 6. La reproducció en les cèl·lules eucariotes 7. La mitosi i la citocinesi 8. La meiosi i la reproducció sexual

L’ORIGEN I L’EVOLUCIÓ DE LA VIDA 1. L’origen de la biodiversitat 2. Les primeres teories sobre l’origen de la biodiversitat 3. Les teories evolutives actuals

4. Les proves de l’evolució 5. L’evolució humana 6. Les hipòtesis sobre l’origen de la vida

Interpreta un arbre filogenètic Organitza un debat Posa’t a prova Biotecnologia per al tractament de malalties Fase 1

UNITAT 4 CONTINGUTS TALLER CIENTÍFIC APRENDRE A EMPRENDRE AUTOAVALUACIÓ

L’ECOSISTEMA I ELS SEUS COMPONENTS 1. L’ecosistema i els seus components 2. Els factors abiòtics i les adaptacions

Estudia els factors limitants / Estudia una població Construeix models de plantes Posa’t a prova

UNITAT 5

CONTINGUTS

TALLER CIENTÍFIC APRENDRE A EMPRENDRE AUTOAVALUACIÓ

LA DINÀMICA DE L’ECOSISTEMA 1. Els nivells tròfics 2. La circulació de la matèria i de l’energia en l’ecosistema 3. Les cadenes i les xarxes tròfiques

TALLER CIENTÍFIC APRENDRE A EMPRENDRE AUTOAVALUACIÓ PROJECTE SEGON TRIMESTRE

4. Els paràmetres tròfics i les piràmides ecològiques 5. Els cicles biogeoquímics 6. Les successions ecològiques 7. L’ecosistema s’autoregula

Calcula la biomassa d’un bosc Filma un documental Posa’t a prova

UNITAT 6 CONTINGUTS

3. Els factors biòtics. Les poblacions 4. Els factors biòtics. Les relacions

EL MEDI AMBIENT I L’ÉSSER HUMÀ 1. El medi ambient i la seva situació actual 2. La gestió sostenible dels recursos de la biosfera

3. La gestió sostenible de l’aigua 4. La gestió sostenible de l’energia 5. La gestió sostenible dels residus

Avalua l’impacte ambiental Organitza un cinefòrum Posa’t a prova Biotecnologia per al tractament de malalties Fase 2

21

DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE UNITAT 7 CONTINGUTS

TALLER CIENTÍFIC APRENDRE A EMPRENDRE AUTOAVALUACIÓ

L’INTERIOR DE LA TERRA I LA SEVA DINÀMICA 1. La composició i l’estructura de l’interior de la Terra 2. La dinàmica terrestre Reconstrucció de Pangea Viatge a Islàndia Posa’t a prova

UNITAT 8 CONTINGUTS TALLER CIENTÍFIC APRENDRE A EMPRENDRE AUTOAVALUACIÓ

ELS RISCOS GEOLÒGICS 1. La geosfera i els seus riscos 2. Els volcans 3. Riscos associats als volcans

TALLER CIENTÍFIC APRENDRE A EMPRENDRE AUTOAVALUACIÓ PROJECTE TERCER TRIMESTRE

22

4. Els terratrèmols 5. Riscos associats als terratrèmols

Interpreta ones sísmiques Escriu una sol·licitud Posa’t a prova

UNITAT 9 CONTINGUTS

3. La teoria de la tectònica de plaques 4. Les conseqüències de la dinàmica litosfèrica

LA HISTÒRIA DE LA TERRA 1. El registre de la història de la Terra 2. La datació del registre 3. El temps geològic. Una història de canvis.

4. Les grans unitats geològiques de Catalunya 5. La teoria de Gaia

Reconstrueix el passat / Com s’interpreten els fòssils Munteu un museu a l’aula Posa’t a prova Biotecnologia per al tractament de malalties Fase 3

TEMPORITZACIÓ ORIENTATIVA

» TEMPORITZACIÓ ORIENTATIVA El currículum estableix 105 hores per a la matèria de Biologia i geologia optativa de 4t d’ESO (3 hores per setmana). Es fa difícil establir una temporització que sigui aplicable a tots els grups, perquè els ritmes d’aprenentatge solen ser diversos. A més, pot haver-hi alguna part de l’alumnat que, per les seves característiques, no treballi tots els continguts i activitats que presentem. És per això que la temporització que oferim aquí només és orientativa.

Les tres fases del projecte, un per a cada trimestre, estan pensades perquè els alumnes les facin a casa, ja que requereixen un temps, que pot ser llarg; tanmateix, en aquesta temporització destinem tres hores per a cada fase de preparació i posada en comú a l’aula. També hi ha la possibilitat de fer tot el projecte seguit, a final de curs. Igualment, l’apartat d’«Aprendre a emprendre» que és un treball en grup, també creiem que és millor fer-lo fora d’hores de classe.

UNITAT 1 Presentació de la unitat 1. Els nivells d’organització de la matèria viva 2. La cèl·lula

HORES LECTIVES

UNITAT 3

HORES LECTIVES

1h

Presentació de la unitat 1. L’origen de la biodiversitat

1h

1h

2. Les primeres teories sobre l’origen de la biodiversitat

1,5 h

3. Les cèl·lules procariotes

1h

3. Les teories evolutives actuals

4. Les cèl·lules eucariotes

1,5 h

5. La nutrició i la relació en les cèl·lules eucariotes

0,5 h

6. La reproducció en les cèl·lules eucariotes 7. La mitosi i la citocinesi

1h 0,5 h

8. La meiosi i la reproducció sexual

1h

Taller científic

2h

Posa’t a prova

1h

UNITAT 2

HORES LECTIVES

Presentació de la unitat 1. Dels caràcters als gens

1h

2. Els experiments de Mendel

1h

4. Les proves de l’evolució 5. L’evolució humana 6. Les hipòtesis sobre l’origen de la vida

1h 1,5 h 1h 1,5 h

Taller científic

2h

Posa’t a prova

1h

Projecte. Fase 1

3h

UNITAT 4 Presentació de la unitat 1. L’ecosistema i els seus components

HORES LECTIVES 1h

2. Els factors abiòtics i les adaptacions

1,5 h

3. Les lleis de Mendel

1,5 h

1h

4. Excepcions de les lleis de Mendel

3. Els factors biòtics. Les poblacions

1,5 h

4. Els factors biòtics. Les relacions

1,5 h

5. La informació genètica: l’ADN

1h

6. L’expressió dels gens

1,5 h

7. L’enginyeria genètica

2h

8. Les aplicacions de l’enginyeria genètica

1h

Taller científic

2h

Posa’t a prova

1h

Taller científic

2h

Posa’t a prova

1h

23

TEMPORITZACIÓ ORIENTATIVA UNITAT 5 Presentació de la unitat 1. Els nivells tròfics

1h

2. La circulació de la matèria i de l’energia en l’ecosistema

1h

3. Les cadenes i les xarxes tròfiques 4. Els paràmetres tròfics i les piràmides ecològiques 5. Els cicles biogeoquímics

2. Els volcans

1h 1,5 h

1h

4. Els terratrèmols

1h

1h

5. Riscos associats als terratrèmols

2h

Taller científic

2h

Posa’t a prova

1h

1,5 h

7. L’ecosistema s’autoregula

1h

Taller científic

2h

Posa’t a prova

1h

HORES LECTIVES

Presentació de la unitat 1. El medi ambient i la seva situació actual

1,5 h

2. La gestió sostenible dels recursos de la biosfera

1,5 h 1h

4. La gestió sostenible de l’energia

2h

5. La gestió sostenible dels residus

1h

Taller científic

2h

Posa’t a prova

1h

Projecte. Fase 2

3h

UNITAT 7

Presentació de la unitat 1. La geosfera i els seus riscos

HORES LECTIVES

2h

1h

3. La gestió sostenible de l’aigua

UNITAT 8

3. Riscos associats als volcans

6. Les successions ecològiques

UNITAT 6

24

HORES LECTIVES

HORES LECTIVES

Presentació de la unitat 1. La composició i l’estructura de l’interior de la Terra

2h

2. La dinàmica terrestre

2h

3. La teoria de la tectònica de plaques

1,5 h

4. Les conseqüències de la dinàmica litosfèrica

1,5 h

Taller científic

1,5 h

Posa’t a prova

1h

UNITAT 9 Presentació de la unitat 1. El registre de la història de la Terra 2. La datació del registre

HORES LECTIVES 2h 1,5 h

3. El temps geològic. Una història de canvis

2h

4. Les grans unitats geològiques de Catalunya

0,5 h

5. La teoria de Gaia

1h

Taller científic

2h

Posa’t a prova

1h

Projecte. Fase 3

3h

DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE » UNITAT 1

» DESENVOLUPAMENT DE LES UNITATS » UNITAT 1. LA CÈL·LULA: LA BASE DE LA VIDA Programació competencial d’aula i concreció de les dimensions Dimensió Indagació de fenòmens naturals i de la vida quotidiana COMPETÈNCIES C2. Identificar

i caracteritzar els sistemes biològics i geològics des de la perspectiva dels models, per comunicar i predir el comportament dels fenòmens naturals.

CRITERIS

INDICADORS

5. L’alumne ha de ser capaç de comparar els diferents tipus de cèl·lula i reconèixer les funcions dels orgànuls cel·lulars i la relació entre morfologia i funció.

5.1. Coneix els diferents nivells d’organització dels éssers vius.

-E ls nivells d’organització de la matèria viva

El Repte: «El diagnòstic prenatal»

5.2. Coneix les diferents biomolècules dels éssers vius.

- Les biomolècules

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49

5.3. Coneix el concepte de cèl·lula.

5.4. Coneix la teoria cel·lular i la seva importància.

CONTINGUTS

- La teoria cel·lular - Els tipus de cèl·lula -L es estructures comunes a totes les cèl·lules -L es cèl·lules procariotes

5.5. Coneix els diferents tipus de cèl·lula eucariota. - L es funcions vitals dels bacteris 5.6. Coneix la morfologia i la funció dels diferents - Les cèl·lules orgànuls d’una cèl·lula eucariotes eucariota.

- Els tipus de cèl·lula 5.7. Coneix l’estructura eucariota del nucli de les cèl·lules - Les funcions dels eucariotes i la seva funció. orgànuls de les 5.8. Coneix l’estructura cèl·lules i els diferents tipus de - El nucli cel·lular cromosomes.

- La nutrició i la 5.9. Coneix les cèl·lules relació en les procariotes. cèl·lules eucariotes 5.10. Sap diferenciar les - La reproducció cèl·lules procariotes de en les cèl·lules les eucariotes. eucariotes: el cicle 5.11. Coneix els diferents cel·lular mecanismes a través - La mitosi i la dels quals la cèl·lula fa citocinesi les funcions de nutrició i relació.

- La meiosi i la reproducció sexual

ACTIVITATS

Treballa amb la imatge: T1, T2, T3, T4, T5 Taller científic: «Observació de la mitosi» Aprendre a emprendre Posa’t a prova: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11

25

DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE » UNITAT 1 COMPETÈNCIES

CRITERIS 6. L’alumne ha de ser capaç de reconèixer les característiques bàsiques del cicle cel·lular i descriure el procés de la reproducció cel·lular, identificant les diferències i similituds bàsiques entre la mitosi i la meiosi per interpretar el seu significat biològic.

C4. Identificar i resoldre problemes científics susceptibles de ser investigats en l’àmbit escolar, que impliquin el disseny, la realització i la comunicació d’investigacions experimentals.

1. L’alumne ha de ser capaç de planificar i dur a terme una recerca experimental per resoldre problemes científics senzills, que comportin la realització de totes les fases del procés d’investigació i comunicar el procés i els resultats C5. Resoldre mitjançant un problemes de la vida informe escrit quotidiana aplicant el i una presentació. raonament científic.

INDICADORS 6.1. Coneix la funció de reproducció cel·lular.

6.2. Coneix i entén el procés de mitosi.

6.3. Coneix i entén el procés de meiosi.

6.4. Diferencia els processos de mitosi i meiosi.

CONTINGUTS

ACTIVITATS

-L a reproducció en les cèl·lules eucariotes: el cicle cel·lular

27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49

-L a mitosi i la citocinesi

Treballa amb la imatge: T5

- La meiosi i la reproducció sexual

Taller científic: «Observació de la mitosi» Aprendre a emprendre Posa’t a prova: 8, 9, 10, 11

1.1. Duu a terme una investigació seguint el mètode científic.

-O bservació de la mitosi

12

-U tilització de vocabulari científic

Treballa amb la imatge: T1, T2, T3, T4, T5

-D ibuix de les diferents fases de la mitosi.

Taller científic: «Observació de la mitosi»

-C aracterístiques del teixit meristemàtic i perquè s’utilitza per observar la mitosi - I niciativa i creativitat en el plantejament de propostes per resoldre qüestions científiques -U tilització de vocabulari científic

12, 16, 35, 46, Treballa amb la imatge: T1, T2, T3, T4, T5, Taller científic: «Observació de la mitosi» Posa’t a prova: 6, 11

Dimensió salut COMPETÈNCIES C12. Adoptar mesures de prevenció i hàbits saludables a nivell individual i social fonamentades en el coneixement de les estratègies de detecció i resposta del cos humà.

26

CRITERIS 11. Relacionar la replicació de l’ADN amb la conservació de la informació genètica i amb el concepte de gen.

INDICADORS 11.1. Sap la relació que hi ha entre el dany dels gens que controlen el cicle cel·lular i certs tipus de càncer.

CONTINGUTS - El cicle cel·lular

ACTIVITATS 32 El Repte: «El diagnòstic prenatal»

UNITAT 1 « DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE

UNITAT

1

LA CÈL·LULA: LA BASE DE LA VIDA

Què estudiaràs?

DIMENSIÓ INDAGACIÓ DE FENÒMENS NATURALS I DE LA VIDA QUOTIDIANA

1. Els nivells d’organització de la matèria viva 2. La cèl·lula 3. Les cèl·lules procariotes 4. Les cèl·lules eucariotes 5. La nutrició i la relació en les cèl·lules eucariotes 6. La reproducció en les cèl·lules eucariotes 7. La mitosi i la citocinesi 8. La meiosi i la reproducció sexual

DIMENSIÓ SALUT

La unitat de vida Tots els éssers vius que habiten en el nostre planeta estan formats per cèl·lules, que constitueixen el nivell mínim d’organització en el qual s’assoleix la capacitat de realitzar les tres funcions vitals.

Fins i tot les cèl·lules més senzilles són extraordinàriament complexes, i en el seu interior hi tenen lloc una multitud de processos. Una única cèl·lula microscòpica és capaç d’intercanviar matèria i energia amb el medi i mantenir, així, les seves estructures; pot detectar els canvis que es produeixen en el seu entorn i adaptar-se a les seves condicions; i està programada genèticament per perpetuar-se en el temps, en transmetre tota la informació necessària a la seva descendència.

Contesteu en grup Formeu grups per respondre a les qüestions següents: 1. Què és una cèl·lula?

2. Què tenen en comú totes les cèl·lules?

3. Quins tipus de cèl·lules existeixen?

4. Com es reprodueixen les cèl·lules?

EL REPTE Per diagnòstic prenatal s’entén el conjunt de proves diagnòstiques que es duen a terme durant l’embaràs per intentar identificar la presència de possibles defectes congènits en el fetus, o bé factors de risc materns que poden requerir controls al llarg de la gestació.

El diagnòstic precoç de qualsevol defecte congènit en el fetus possibilita l’adopció de les mesures més adequades, tant durant l’embaràs com durant el part, per evitar riscos innecessaris a la mare i al fetus i intentar millorar el pronòstic del nounat.

Una de les tècniques més habituals de diagnòstic prenatal és l’amniocentesi. Expliqueu en què consisteix aquesta prova, quina informació genètica aporta i quines conclusions poden obtenir els metges.

6

En aquesta primera unitat s’aborda l’estudi de la base estructural i funcional dels éssers vius: la cèl· lula. Es treballen els continguts relatius a l’estructura i a la composició de la cèl·lula i els processos mitjançant els quals desenvolupa les funcions vitals, com a unitat dels éssers vius.

A l’inici de la unitat és convenient detectar els coneixements previs que té l’alumnat sobre la cèl· lula. En la primera part de la unitat és d’especial importància treballar en profunditat els continguts relatius al nucli eucariota. L’alumnat té coneixements molt bàsics de cursos anteriors sobre l’estructura del nucli. En aquest moment, convé que aprofundeixin en aquests continguts, que necessitaran assimilar per poder entendre la divisió cel·lular.

C O N T I N G U T S C L A U D E L E S C O M P E T È NC I E S CC9. Model de cèl·lula CC10. Model d’ésser viu.

CC15. Fases d’una investigació. Disseny d’un procediment experimental.

CCD9. Eines d’edició de documents de text, presentacions multimèdia i processament de dades numèriques.

CCD13. Fonts d’informació digital: selecció i valoració.

7

Solucionari Contesteu en grup

1. L’alumnat hauria de poder indicar que una cèl·lu-

la és la unitat mínima de vida capaç de realitzar les tres funcions vitals: la nutrició, la relació i la reproducció. Alguns podran proporcionar una definició més precisa, com ara el fet que la cèl·lula és la unitat estructural, funcional i de reproducció dels éssers vius.

2. La majoria de l’alumnat recordarà que totes les

cèl·lules tenen en comú una membrana plasmàtica, un citoplasma i un material genètic en forma d’ADN. També podran afegir l’únic orgànul universal: els ribosomes.

3. Els alumnes i les alumnes han de conèixer els dos tipus d’organització cel·lular i, per tant, que existeixen cèl·lules procariotes i cèl·lules eucariotes.

4. Haurien de recordar que les cèl·lules, quan es di-

videixen, copien el seu material genètic per transmetre’l a les seves cèl·lules filla. Gran part de l’alumnat pot recordar que els bacteris i altres cèl·lules eucariotes es divideixen per bipartició, i, en menor mesura, que existeixen els processos de gemmació i esporulació.

27

DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE » UNITAT 1 UNITAT 1 » LA CÈL·LULA: LA BASE DE LA VIDA

1. ELS NIVELLS D’ORGANITZACIÓ DE LA MATÈRIA VIVA

Les biomolècules

Les biomolècules orgàniques

Els éssers vius estan formats per dos tipus de biomolècules: les biomolècules inorgàniques i les biomolècules orgàniques.

Els éssers vius, com la resta de la matèria de l’univers, estan formats per àtoms que es combinen entre si. Tanmateix, la complexitat química i estructural de la matèria viva és molt més gran. Això és a causa de la gran versatilitat química de les biomolècules i al fet que els éssers vius s’organitzen en una sèrie de nivells de diferent complexitat que van molt més enllà de les molècules.

Les biomolècules inorgàniques

La biomolècules orgàniques, també denominades macromolècules, són molt complexes. Aquestes molècules són exclusives dels éssers vius. Les principals són les següents: • Els glúcids, que poden ser complexos com la cel·lulosa, la qual forma les parets de les cèl·lules vegetals; o senzills, com la glucosa, que proporciona energia a la cèl·lula.

• Els lípids, que són substàncies de naturalesa química molt diversa. Alguns, com els triglicèrids, serveixen de reserva energètica per a la cèl·lula; d’altres, com el colesterol, tenen un paper estructural; també hi ha lípids que formen part de molècules que regulen processos de l’organisme, com ara, les hormones sexuals.

• Les proteïnes, que són el segon component estructural dels éssers vius, després de l’aigua. Realitzen gran varietat de funcions; per exemple, els enzims catalitzen les reaccions químiques; l’hemoglobina dels glòbuls vermells transporta l’oxigen a la sang; altres proteïnes regulen l’intercanvi de substàncies a través de la membrana plasmàtica…

• Els àcids nucleics, que són l’ADN (àcid desoxiribonucleic) i l’ARN (àcid ribonucleic). Són molècules que contenen la informació genètica, que transmeten a la descendència, i es fan servir per controlar les funcions cel·lulars.

ACTI VITA TS

Nivells d’organització dels éssers vius Els nivells d’organització de la matèria viva són, de menys a més complexitat, els següents: els àtoms, les molècules, els orgànuls i les estructures cel·lulars, les cèl·lules, els teixits, els òrgans i els aparells i sistemes, que formen organismes.

Cada un d’aquests nivells està format per elements del nivell anterior i, al seu torn, s’organitzen en el nivell següent. Amb cada nivell, la matèria adquireix propietats noves, que no eren presents en el nivell anterior i que anomenem propietats emergents. Per exemple, en associar-se entre si tots els teixits que formen el cor, s’adquireix la capacitat de bombar sang.

Hi ha éssers vius que no presenten tots els nivells d’organització.

Alguns organismes, com per exemple els protozous, són unicel·lulars i només assoleixen el nivell cel·lular. Altres organismes, com ara les algues, són pluricel·lulars però no formen teixits.

Per sobre dels organismes (individus) trobem nivells superiors, ja que aquests s’agrupen en poblacions, les poblacions en comunitats, les diverses comunitats conformen els ecosistemes i aquests, la biosfera.

4 Nivell cel·lular

5 Teixit

1.

Indica a quin nivell d’organització de la matèria viva corresponen els elements següents: circulatori, bacteri, mitocondri, ADN, calci, sang i colònia d’ocells.

2.

Dedueix. Quina propietat emergent creus que hi ha en cada un dels nivells d’organització següents? a) Nivell cel·lular. b) Nivell organisme.

6 Òrgans

Es troben tant en la matèria viva com en la matèria inerta; són l’aigua i les sals minerals: • L’aigua (H2O) és el component majoritari dels éssers vius. És el medi en el qual tenen lloc totes les reaccions químiques cel·lulars, és essencial per al transport de substàncies dins dels organismes i també un regulador tèrmic important.

• Les sals minerals constitueixen els esquelets de molts organismes, com el fosfat càlcic dels ossos o el carbonat càlcic de les closques dels mol·luscs. A més, regulen moltes funcions cel·lulars, com la transmissió de l’impuls nerviós, en la qual intervenen el calci, el sodi i el potassi.

Glúcids Lípids Proteïna

7 Sistemes

A C TIVITA TS

3. Quins

8 Individus

Colesterol

3 Nivell subcel·lular 2 Nivell molecular

1 Nivell atòmic

9 Població 12 Biosfera

11 Ecosistema

10 Comunitat

Els nivells d’organització de la matèria viva

Detall de la membrana plasmàtica Les cèl·lules estan compostes per biomolècules inorgàniques i orgàniques. A la membrana plasmàtica és possible trobar-hi diversos tipus de biomolècules.

8

Solucionari

1. Nivell d’organització: circulatori (sistema), bacteri (cel·lular), mitocondri (subcel·lular), ADN (molecular), calci (molecular), sang (teixit) i colònia d’ocells (població).

2. a) El nivell cel·lular: la coordinació de tots els or-

gànuls fa que aparegui la vida; és a dir, un ésser viu capaç de realitzar per si mateix les tres funcions vitals. b) El nivell organisme: la unió de tots els sistemes —cada un especialitzat a contribuir en alguna de les funcions vitals— fa que aparegui un individu pluricel·lular complex amb més avantatges per colonitzar el medi ambient que l’envolta.

3. Existeixen dos tipus de biomolècules: les inorgàniques, que es troben tant en la matèria viva com en la matèria inerta, i les orgàniques, que són exclusives dels éssers vius.

4.

ODS (3) a) La transmissió de l’impuls nerviós: el calci, el sodi i el potassi, que són sals minerals (inorgàniques). b) La transmissió de la informació genètica d’una cèl·lula als seus descendents: l’ADN (orgànica).

28

dos grans tipus de biomolècules existeixen? En què es diferencien?

4.

Indica quina biomolècula realitza cada una de les funcions següents i classifica-la com a orgànica o inorgànica. a) La transmissió de l’impuls nerviós. b) La transmissió de la informació genètica d’una cèl·lula als seus descendents. c) L’obtenció d’energia. d) La regulació tèrmica dels organismes. e) La funció catalitzadora de les reaccions químiques cel·lulars.

9

c) L’obtenció d’energia: els glúcids i els lípids (orgàniques). d) La regulació tèrmica dels organismes: l’aigua (inorgànica). e) La funció catalitzadora de les reaccions químiques cel·lulars: les proteïnes (orgàniques).

Notes

UNITAT 1 « DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE UNITAT 1 » LA CÈL·LULA: LA BASE DE LA VIDA

2. LA CÈL·LULA

Com són les cèl·lules

A C TIVITA TS

7. Anomena les estructures comu-

El descobriment de la cèl·lula Les cèl·lules que formen els éssers vius són microscòpiques. La seva mida es troba molt per sota del límit de resolució de l’ull humà, per la qual cosa només es van poder estudiar després de la invenció del microscopi.

Les primeres cèl·lules van ser observades el 1665 pel científic britànic Robert Hooke amb un microscopi que va construir ell mateix. Va utilitzar el terme cèl·lula per descriure cada una de les «cel·les» que componien una fina làmina de suro. Encara que el que va observar aquest científic eren en realitat les parets cel·lulars de cèl·lules mortes, el seu descobriment va suposar l’inici de la biologia cel·lular.

ACTI V ITA TS

5.

Explica els tres postulats de la teoria cel·lular.

nes a tots els tipus de cèl·lules i explica les seves funcions.

8.

Quina és la característica diferenciadora entre les cèl·lules procariotes i les eucariotes?

6.

Cita tres de les característiques que tenen en comú tots els éssers vius.

La teoria cel·lular Després del descobriment de Hooke i amb el perfeccionament del microscopi va avançar el coneixement de la cèl·lula. El 1838 i el 1839, després de nombroses observacions de mostres vegetals i animals, el botànic Matthias J. Schleiden i el zoòleg Theodor Schwann van arribar a la conclusió que tots els éssers vius estan formats per cèl·lules.

La teoria cel·lular es basa en tres postulats: • La cèl·lula és la unitat estructural dels éssers vius. És a dir, tots els éssers vius estan formats per cèl·lules i una sola cèl·lula pot constituir un organisme.

• La cèl·lula és la unitat funcional dels éssers vius. La cèl·lula és la mínima unitat de vida; és a dir, la part més petita d’un ésser viu capaç de realitzar les tres funcions vitals.

• Tota cèl·lula procedeix d’una altra cèl·lula, mitjançant la reproducció.

La teoria cel·lular afirma que la cèl·lula és la unitat estructural, funcional i reproductora dels éssers vius.

T1.

La unitat que s’utilitza per mesurar les cèl·lules és la micra o micròmetre (µm). Una micra equival a la milionèsima part d’un metre (mil·lèsima de mil·límetre). Amb una imatge presa al microscopi i coneixent el nombre d’augments, pots calcular la mida real en micres de les cèl·lules observades. a) Amb un regle mesura les dimensions de la cèl·lula de la imatge. Quant mesuren el seu diàmetre major i el seu diàmetre menor en centímetres? b) Si sabem que la imatge de la fotografia ha estat presa amb un microscopi òptic augmentant la imatge 1.200 vegades, calcula les dimensions reals en micres de la cèl·lula que has mesurat.

T2.

Observa les cèl·lules de la imatge. La microfotografia a ha estat obtinguda amb un microscopi electrònic, mentre que les corresponents b , c i d han estat fetes amb un microscopi òptic.

Indica si aquestes cèl·lules són procariotes o eucariotes. Justifica la teva resposta. a

Tipus de cèl·lules Depenent del lloc on es localitzi l’ADN en la cèl·lula, es parla de dos tipus d’organització cel·lular: • Les cèl·lules procariotes. Són cèl·lules senzilles, de mida petita (0,5 - 5 µm), que no tenen nucli ni orgànuls membranosos. El seu material genètic es troba dispers al citoplasma. Les cèl·lules bacterianes són procariotes.

• Les cèl·lules eucariotes. Són cèl·lules més complexes i de mida més gran que les procariotes (10 - 100 µm). Presenten un nucli, que conté el material genètic i gran varietat d’orgànuls membranosos. Hi ha dos tipus de cèl·lules eucariotes: les de tipus animal, que formen part d’organismes com ara els animals, els protozous i els fongs; i les de tipus vegetal, que constitueixen organismes com les plantes i les algues.

Estructures comunes a totes les cèl·lules

TR EBA LLA A M B LA IM A TGE TREBA LLA A M B LA IM A TGE

Encara que les cèl·lules són la unitat comuna dels éssers vius, no totes són iguals, ni tenen la mateixa complexitat o organització cel·lular.

Existeixen una sèrie d’estructures comunes a tots els tipus cel·lulars (membrana plasmàtica, citoplasma, ADN i ribosomes) i d’altres que són específiques d’algunes cèl·lules (cloroplasts, cilis, flagels, etc.).

b

Les estructures comunes a totes les cèl·lules són aquestes: • La membrana plasmàtica, que és el fi embolcall que envolta la cèl·lula i separa el seu contingut de l’exterior. Regula l’intercanvi de substàncies entre l’interior i el medi que l’envolta.

• El citoplasma, que és la substància gelatinosa que omple la cèl·lula i és el medi en el qual es troba el contingut cel·lular.

• L’ADN, que és una substància química complexa. Constitueix el material genètic de la cèl·lula.

• Els ribosomes, que són petites partícules en les quals se sintetitzen les proteïnes. c

d

× 1.200 La mida de les cèl·lules

Diferents tipus de cèl·lules

10

Solucionari

5. • La cèl·lula és la unitat estructural dels éssers

vius; significa que tots els éssers vius estan formats per cèl·lules i una sola cèl·lula pot constituir un organisme.

• La cèl·lula és la unitat funcional dels éssers vius; significa que és la part més petita d’un ésser viu capaç de realitzar les tres funcions vitals.

• La cèl·lula és la unitat reproductora; significa que tota cèl·lula procedeix d’una altra cèl·lula mitjançant la reproducció.

6.

ODS (3) Estan constituïts per les mateixes biomolècules, formats per cèl·lules i realitzen les tres funcions vitals.

T1.

Treballa amb la imatge Aquesta activitat contribueix a desenvolupar la competència cientificomatemàtica de l’alumnat. En primer lloc hauran de mesurar, en centímetres, dues dimensions de la cèl·lula: longitud i amplada. a) Per calcular la mesura en micres, hauran de canviar d’unitats, deduint que, si 1 m són 1.000.000 micròmetres, 1 cm són 10.000 micròmetres.

11

b) Posteriorment, hauran de dividir la mesura per 1.200, ja que la imatge de la fotografia ha estat presa amb un microscopi òptic que ha augmentat la imatge 1.200 vegades.

7. L’alumnat ha d’anomenar les estructures comunes a tots els tipus de cèl·lules i explicar les seves funcions, fent una descripció similar a la que apareix en el llibre de text.

8. La característica diferenciadora és com es disposa l’ADN en cada tipus de cèl·lula.

T2.

Treballa amb la imatge Observant les cèl·lules de les imatges, l’alumnat pot indicar que la primera cèl·lula (a) és l’única procario­ ta perquè el seu ADN es troba dispers pel citoplasma i no està protegit a l’interior d’un nucli. Un altre aspecte que poden considerar és que presenta una mida similar a la de les altres, malgrat que està presa amb un microscopi electrònic, per la qual cosa la seva mida és menor.

29

DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE » UNITAT 1 UNITAT 1 » LA CÈL·LULA: LA BASE DE LA VIDA

3. LES CÈL·LULES PROCARIOTES

A C TIVITA TS

11. En què s’assemblen i en què es

Les primeres cèl·lules que van aparèixer sobre la superfície de la Terra fa uns 4.000 milions d’anys eren cèl·lules molt senzilles, probablement semblants als bacteris actuals.

Les cèl·lules procariotes constitueixen el tipus d’organització cellular més senzill, no tenen un nucli que separi el material genètic del citoplasma, ni orgànuls envoltats de membrana que realitzin funcions específiques. Per això, les funcions cel·lulars bàsiques tenen lloc al citoplasma d’aquestes cèl·lules.

diferencien la fotosíntesi i la quimiosíntesi?

12. Els bacteris es diferencien, en

funció de com sigui la seva paret bacteriana, en dos grups: grampositius i gramnegatius. Busca’n informació i explica quines diferències tenen en la paret aquests dos grups de bacteris.

Com són les cèl·lules procariotes?

Les cèl·lules procariotes, a més de tenir les estructures comunes a totes les cèl·lules (membrana plasmàtica, material genètic o ADN, citoplasma i ribosomes), tenen les característiques particulars següents: • L’ADN dels bacteris es troba formant part d’un únic filament o cromosoma circular que ocupa una regió del citoplasma anomenada nucleoide. Els bacteris poden contenir també un nombre elevat de petites molècules circulars d’ADN denominades plasmidis.

• El seu citoplasma no conté orgànuls, a excepció dels ribosomes, que són de mida més petita que els de les cèl·lules eucariotes.

• La membrana plasmàtica d’algunes cèl·lules procariotes té uns replegaments denominats mesosomes, on es produeix una gran activitat metabòlica.

• Tenen una paret cel·lular que envolta la membrana i dona forma a la cèl·lula. La seva composició química és diferent de la de les parets cel·lulars vegetals. Alguns bacteris desenvolupen una càpsula que envolta la paret cel·lular i els proporciona més protecció.

• Algunes espècies de bacteris tenen flagels, que són apèndixs llargs que els proporcionen moviment. A la superfície d’alguns bacteris també hi pot haver petits filaments denominats pili, la funció dels quals és l’intercanvi de material genètic amb altres bacteris.

Material genètic (ADN)

13. La divisió bacteriana és un pro-

cés molt ràpid. En condicions òptimes, alguns bacteris poden dividir-se cada mitja hora, duplicant així el seu nombre. Suposant que partim d’un únic bacteri, calcula el nombre de bacteris que es poden assolir després de vint-i-quatre hores.

Les funcions vitals en els bacteris Nutrició Les cèl·lules procariotes poden ser autòtrofes o heteròtrofes.

• La majoria dels bacteris autòtrofs són fotosintètics i, per tant, sintetitzen compostos orgànics a partir de la matèria inorgànica del medi, utilitzant l’energia de la llum solar. Tanmateix, hi ha bacteris que realitzen un procés autòtrof denominat quimiosíntesi, en el qual sintetitzen compostos orgànics, utilitzant l’energia que s’allibera en determinades reaccions químiques que duen a terme.

• Els bacteris heteròtrofs obtenen els compostos orgànics a partir d’altres organismes. Poden ser paràsits, sapròfits o simbiòtics.

Relació Alguns bacteris es desplacen gràcies a la presència de flagels, realitzant un moviment vibràtil. Altres bacteris romanen immòbils i no tenen estructures especialitzades per desplaçar-se. Generalment viuen aïllats però en ocasions s’agrupen i formen colònies.

Reproducció Els bacteris es reprodueixen mitjançant bipartició. Les cèl·lules dupliquen el seu ADN i escindeixen el seu citoplasma en dues meitats, cada una de les quals rep un cromosoma bacterià i una part del contingut cel·lular.

La divisió cel·lular en procariotes

ACTI V ITA TS

9. Explica les funcions del nucleoi-

de, els pili i els mesosomes de les cèl·lules procariotes.

1 El bacteri creix prou i fa una còpia del seu material genètic (ADN).

2 El bacteri s’estreny pel centre i desenvolupa un septe transversal que permet la separació del seu contingut en dues cèl·lules filles.

Cèl·lula filla

10. Què són els plasmidis?

Ribosomes Plasmidi Pili

3 Se separen les dues cèl·lules filles.

TREBA LLA A M B LA IM A TGE

T3.

Paret cel·lular Citoplasma Membrana plasmàtica Flagel

Mesosoma

Observa els elements de la cèllula procariota de la il·lustració i classifica en una taula les estructures comunes a totes les cèl·lules procariotes i les característiques pròpies del bacteri de la imatge.

Cèl·lula mare Cèl·lula filla

L’estructura d’una cèl·lula

procariota

12

13

Solucionari

9.

• Nucleoide: lloc que ocupa l’únic filament de l’ADN o cromosoma circular.

• Pili: petits filaments la funció dels quals és l’intercanvi de material genètic amb altres bacteris.

• Mesosomes: replegaments de la membrana plasmàtica on té lloc una gran activitat metabòlica.

10.

Els plasmidis són petites molècules circulars d’ADN que es troben en nombre elevat al citoplasma de les cèl·lules procariotes.

T3. Treballa amb la imatge

En aquesta activitat, l’alumnat ha d’elaborar una taula, a partir de l’observació de la cèl·lula procariota de la il·lustració, que classifiqui les estructures cel·lulars en comunes o en pròpies.

Estructures comunes a totes les cèl·lules procariotes Material genètic (ADN) Paret cel·lular Membrana plasmàtica Ribosoma Citoplasma

Estructures pròpies d’aquesta cèl·lula procariota Pili Flagel Plasmidi Mesosoma

11. En els dos processos se sintetitzen compostos

orgànics a partir de la matèria inorgànica del medi,

30

utilitzant energia, però, en la fotosíntesi, la font d’energia és la llum solar, i en la quimiosíntesi, és l’energia que s’allibera en determinades reaccions químiques que duen a terme els bacteris.

12. La tinció de Gram va ser introduïda per Christi-

an Gram (1884). És diferencial: classifica els bacteris en Gram+ (que es tenyeixen de color morat) i Gram- (que es tenyeixen de color vermell-rosat).

Primerament, es fixen els bacteris al portaobjectes i, a continuació, es tenyeixen amb cristall violeta.

Després s’hi afegeix lugol (solució iodada). El iode forma una laca amb el cristall violeta que el fa insoluble en aigua però soluble en alcohol i acetona.

Després s’hi afegeix una solució d’alcohol-acetona que permetrà diferenciar els dos tipus de bacteris: els Gram+ i els Gram-. Els Gram+ conserven el colorant i es tenyeixen de color morat, però els Gram- perden el color per l’alcohol i cal tractar-los amb fucsina bàsica o safranina, i aleshores queden tenyits de color vermell-rosat.

El responsable d’aquest comportament en la tinció són els diferents esquelets de la paret cel·lular; l’esquelet està format per cadenes de N-Acetilglucosamina i N-Acetil-muràmic que s’uneixen amb enllaços peptídics. En el cas dels Gram-, la capa de mureïna està formada per una sola capa i represen-

UNITAT 1 « DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE UNITAT 1 » LA CÈL·LULA: LA BASE DE LA VIDA

4. LES CÈL·LULES EUCARIOTES

Les funcions dels orgànuls de les cèl·lules

Cèl·lula eucariota animal

Les cèl·lules eucariotes, més grosses i amb més grau de complexitat que les cèl·lules procariotes, es caracteritzen per tenir un nucli delimitat per una membrana, a l’interior del qual es troba protegit el material genètic o l’ADN. A més, presenten multitud d’orgànuls cel·lulars especialitzats a realitzar determinades funcions.

La mida de les cèl·lules eucariotes oscil·la entre 10 i 100 µm.

Quant a la forma, és molt variable, ja que depèn de la funció, de l’edat i de l’organisme; és a dir, si es tracta d’un organisme unicel·lular o d’una cèl·lula especialitzada que forma part d’un teixit.

Nucli

Aparell de Golgi

Centríols

Són estructures ovalades amb doble membrana. Obtenen energia per a la cèl·lula mitjançant la respiració cel·lular.

Ribosomes

Petites estructures adherides al reticle endoplasmàtic (RE) i disperses pel citoplasma. S’encarreguen de fabricar les proteïnes.

Reticle endoplasmàtic (RE)

Conjunt de sacs i canals comunicats entre si. El reticle endoplasmàtic rugós (RER) fabrica proteïnes mitjançant els ribosomes que té adherits, i les emmagatzema o les transporta a l’aparell de Golgi. El reticle endoplasmàtic llis (REL) sintetitza lípids.

✔ No tenen paret cel·lular ni cloroplasts. ✔ No tenen grans vacúols. ✔ Tenen dos centríols. ✔ Algunes tenen cilis o flagels.

Aparell de Golgi

Conjunt de sàculs aplanats que modifica substàncies i, mitjançant les seves vesícules, les transporta a diferents parts de la cèl·lula o a l’exterior.

Lisosomes i altres vesícules

Els lisosomes són vesícules procedents de l’aparell de Golgi, plenes de substàncies digestives. Altres vesícules relacionades amb l’activitat de l’aparell de Golgi contenen diferents tipus de substàncies que desenvolupen altres funcions.

Cèl·lula eucariota vegetal

Vacúols

Conjunt de sacs i canals comunicats entre si. El reticle endoplasmàtic rugós (RER) fabrica proteïnes mitjançant els ribosomes que té adherits, i les emmagatzema o les transporta a l’aparell de Golgi. El reticle endoplasmàtic llis (REL) sintetitza lípids.

Vacúols

Mitocondri Lisosoma

Citoesquelet

Citoplasma Membrana plasmàtica

Nucli Ribosomes Reticle endoplasmàtic

Citoesquelet

Mitocondri

Aparell de Golgi

Tipus de cèl·lules eucariotes Les cèl·lules eucariotes formen la majoria dels éssers vius i es classifiquen en dos tipus: • Cèl·lules eucariotes de tipus animal, com les que conformen els animals i alguns organismes unicel·lulars com ara els protozous.

Aquestes cèl·lules tenen centríols i, de vegades, unes estructures per al moviment (cilis i flagels).

• Cèl·lules eucariotes de tipus vegetal, presents en les plantes i les algues. Tenen paret cel·lular, orgànuls exclusius com els cloroplasts, especialitzats a realitzar la fotosíntesi, i vacúols grossos en els quals emmagatzemen substàncies.

Orgànuls comuns en totes les cèl·lules eucariotes Mitocondris

Així són les cèl·lules eucariotes Totes les cèl·lules eucariotes tenen grans similituds: • Tenen nucli; és a dir, el seu ADN es troba envoltat per una membrana.

• Tenen citoesquelet, que és una xarxa de filaments que dona forma a la cèl·lula i permet el seu moviment.

• Tenen una gran varietat d’orgànuls. Alguns d’aquests orgànuls, com els ribosomes, els mitocondris, l’aparell de Golgi, el reticle endoplasmàtic (RE) i els lisosomes són presents en totes les cèl·lules eucariotes; però d’altres són específics de les cèl·lules de determinats organismes com ara els cloroplasts i els vacúols grossos, entre altres.

Les funcions dels principals orgànuls de les cèl·lules eucariotes les podem trobar en les taules següents:

Reticle endoplasmàtic Ribosomes

Lisosoma

Paret cel·lular

Són prolongacions de la membrana. Els cilis són curts i nombrosos, mentre que els flagels són llargs i presents en menor quantitat. Permeten la locomoció de les cèl·lules i el moviment de les partícules del medi que envolten la cèl·lula.

Cloroplasts

Són orgànuls ovalats i amb doble membrana, que contenen clorofil·la, i en els quals es realitza el procés de la fotosíntesi.

Paret cel·lular

És un embolcall extern a la membrana plasmàtica. Dona protecció i consistència a la cèl·lula. Les cèl·lules de les plantes, les algues i els fongs tenen paret cel·lular, essent la seva composició diferent segons el tipus de cèl·lula. El component principal de la paret cel·lular és la cel·lulosa.

A C TIVITA TS

15. Elabora un quadre resum en el qual indiquis la funció de cada una de les estructures d’una cèl·lula eucariota animal i d’una cèl·lula eucariota vegetal.

Vacúol

Cloroplast Citoplasma

Membrana plasmàtica

✔ Tenen paret cel·lular i cloroplasts. ✔ Tenen vacúols grossos. ✔ No tenen centríols.

16.

Observa la fotografia de la dreta i indica: a) Quin tipus de cèl·lula és? b) Anomena les estructures que hi reconeguis. c) Si el cursor (línia vermella) representa una mida real de 5 micròmetres, calcula la mida real de la cèl·lula sencera i d’un mitocondri.

5 micròmetres

15

13. En aquesta activitat, que busca reforçar la com-

petència matemàtica, l’alumnat ha de calcular que, si el bacteri es divideix cada mitja hora, en 24 hores hi ha 48 divisions.

Atès que en cada bipartició, de cada cèl·lula existent s’obtenen dues cèl·lules filla; l’operació que han de fer és aquesta: 248.

14. L’alumnat ha de ser capaç d’observar les il·lus-

tracions i recopilar, en una taula, les semblances i les diferències entre els dos tipus de cèl·lules eucariotes:

Tenen nucli.

Tenen citoesquelet.

Tenen una gran varietat d’orgànuls: ribosomes, mitocondris, aparell de Golgi, reticle endoplàsmatic (RE), lisosomes i altres vesícules.

Cilis i flagels

eucariotes de la pàgina anterior i recopila en una taula les diferències i les semblances que tenen.

ta el 12 % de la paret cel·lular, mentre que, en el cas dels bacteris Gram+, la paret té diverses capes de mureïna i això fa que es comportin de manera diferent, retenint o no els colorants.

Cèl·lules eucariotes

Són dos cilindres buits formats per filaments. Dirigeixen el moviment del citoesquelet i intervenen en la divisió de la cèl·lula.

14. Observa les il·lustracions dels dos tipus de cèl·lules

14

SEMBLANCES

Orgànuls no comuns en totes les cèl·lules eucariotes Centríols

DIFERÈNCIES Cèl·lula e. animal No tenen paret cel·lular ni cloroplasts.

No tenen vacúols grossos.

Tenen dos centríols.

Algunes tenen cilis o flagels.

Cèl·lula e. vegetal Tenen paret cel·lular i cloroplasts.

Tenen vacúols grossos.

No tenen centríols.

No presenten cilis ni flagels.

15. L’alumnat ha d’elaborar el seu propi quadre re-

sum sobre les estructures cel·lulars d’una cèl·lula animal i d’una altra de vegetal, quadre que haurà de reunir els aspectes més importants que apareixen en el llibre de l’alumnat.

16.

En aquesta activitat, l’alumnat ha d’observar una imatge d’una cèl·lula obtinguda amb un microscopi electrònic i deduir que és una cèl·lula eucariota animal, ja que s’observa la seva forma arrodonida, el citoplasma, el nucli i orgànuls com els ribosomes, els mitocondris, l’aparell de Golgi, el reticle endoplasmàtic (RE), els lisosomes i altres vesícules.

Si observen amb atenció, poden comprovar l’absència de cloroplasts, grans vacúols i, també, de paret cel·lular. Finalment, per calcular la mida real de la cèl·lula i el mitocondri, han de mesurar el cursor i la cèl·lula.

La cèl·lula en qüestió mesura entre 5 i 7 cm, en funció del lloc pel qual es mesuri, per tant, la mida real seria entre 16,25 i 17,5 micròmetres. En el cas de la llargada del mitocondri, mesura 1,3 cm que equivalen a 3,25 micròmetres.

31

DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE » UNITAT 1 UNITAT 1 » LA CÈL·LULA: LA BASE DE LA VIDA L’estructura del nucli en divisió

El nucli cel·lular Braç

El nucli és l’estructura més important de la cèl·lula. Conté la informació per dirigir el funcionament cel·lular i també la informació hereditària que determina les característiques d’aquesta.

Centròmer

Quan el nucli no està en divisió, es denomina etapa interfàsica. S’hi observa com una estructura més o menys esfèrica, amb una mida determinada per a cada tipus de cèl·lula. Hi distingim els elements següents: • L’embolcall nuclear. És una doble membrana que separa el nucleoplasma del citoplasma cel·lular. Està travessada per una sèrie de porus que permeten el transport selectiu de determinades molècules, com l’ARN. • El nucleoplasma. És el medi aquós que omple el nucli, on es produeix la síntesi dels àcids nucleics.

• El nuclèol. És una estructura esfèrica, formada per ADN, ARN i proteïnes. La seva funció és sintetitzar i organitzar els ribosomes; per això és més gros en les cèl·lules amb una intensa síntesi proteica, en les quals pot aparèixer més d’un nuclèol.

• La cromatina. És el material genètic de la cèl·lula, el component més important del nucli. Està formada per l’ADN unit a proteïnes. Al microscopi electrònic es veu com un cabdell de fibres entortolligades.

Braç

L’estructura del nucli interfàsic

Microfotografia d’un nucli interfàsic Cromàtides germanes Parts d’un cromosoma

A C TIVITA TS

19. Explica les semblances i les diferències entre els cromosomes i la cromatina.

20. Explica amb les teves paraules què és un cromosoma homòleg.

21. A què ens referim quan diem

El nucli interfàsic Membrana nuclear

que una espècie té 2n cromosomes?

Porus nuclears

ACTI VITA TS

lular.

Cromatina

18. Dibuixa un nucli interfàsic i ex-

En la imatge s’observa un cariotip humà, que és el conjunt de cromosomes d’una cèl·lula o d’un organisme, ordenats per parells d’homòlegs. Observa’l amb atenció i respon: a) A quin sexe correspon aquest cariotip? Quants cromosomes observes en aquest cariotip?

Correspon a un cariotip dins dels paràmetres de la normalitat? b) Esbrina a quina síndrome correspon aquesta anomalia i quines són les seves conseqüències.

plica cada una de les estructures que té i la funció que fan.

El cariotip humà. El conjunt de cromosomes d’una cèl·lula o d’un organisme, ordenats per parells d’homòlegs, es coneix amb el nom de cariotip.

17

16

Solucionari

17. La funció del nucli és la de contenir la informació per dirigir el funcionament de la cèl·lula i la informació hereditària que determina les característiques d’aquesta i que serà transmesa a les cèl·lules filles.

18. L’alumnat, després de dibuixar un nucli similar al

que apareix en el seu llibre de text, indicarà les funcions de cada una de les estructures d’aquest: la membrana nuclear, el nucleoplasma, la cromatina i el nuclèol.

19. Ambdós termes corresponen a fibres de l’ADN

enrotllat sobre proteïnes, però a la cromatina les fibres formen un cabdell, mentre que, en els cromosomes, les fibres estan duplicades, condensades i enrotllades, fent-se més curtes i amples, per la qual cosa són visibles en el microscopi.

En aquesta activitat, l’alumnat ha d’explicar amb, les seves pròpies paraules, que en els organismes amb reproducció sexual, cada cromosoma té la seva parella o cromosoma homòleg, que conté el mateix tipus d’informació genètica, però no idèntica. Un cromosoma procedeix del pare, i l’altre, de la mare.

32

Les cèl·lules de tots els individus d’una espècie tenen un nombre constant de cromosomes. En els organismes amb reproducció sexual, cada cromosoma té el seu cromosoma homòleg, que conté el mateix tipus d’informació. D’aquesta manera, existeixen dos jocs complets de cromosomes, un de cada progenitor. Això significa que la cèl·lula és diploide, és a dir, que té dos jocs de cromosomes o 2n cromosomes. Si una cèl·lula té un únic joc de cromosomes o n cromosomes, es diu que és haploide.

En l’espècie humana (diploide), les cèl·lules contenen 46 cromosomes; és a dir, 23 parells de cromosomes homòlegs. Un d’aquests parells de cromosomes determina el sexe; són els cromosomes sexuals, que són l’X i l’Y. Les dones tenen dos cromosomes X, mentre que els homes tenen un cromosoma X i un cromosoma Y.

TR EBA LLA A M B LA IM A TGE

17. Explica la funció del nucli cel-

20.

Nombre de cromosomes

T4.

Nuclèol

Nucleoplasma

Durant la divisió cel·lular, l’activitat metabòlica disminueix, i el nucli té les transformacions següents: • L’embolcall nuclear es desorganitza i deixa dispers el nucleoplasma.

• El nuclèol es desintegra.

• Les fibres de cromatina, després de duplicar-se (fer una còpia de si mateixes), es condensen i s’enrotllen de manera que es fan més curtes i amples fins que es transformen en cromosomes, que són visibles al microscopi òptic. Cada cromosoma està format per dues fibres de cromatina (les dues còpies originades de la duplicació de la cromatina), anomenades cromàtides germanes, que estan unides per un punt, el centròmer. Segons la posició del centròmer, es diferencien diversos tipus de cromosomes.

21. Aquesta activitat pretén assegurar-se que l’alumnat entén perfectament que, quan diem que una espècie té 2n cromosomes, significa que existeixen dos jocs complets de cromosomes, un joc procedent de cada progenitor.

T4.

ODS (3, 5) Treballa amb la imatge L’alumnat sol presentar interès en imatges relacionades amb aplicacions pràctiques o reals. En aquesta s’observa un cariotip humà, en el qual els cromosomes d’una cèl·lula s’ordenen per parelles d’homòlegs. La seva observació detallada ens permet indicar el següent: a) Correspon al sexe masculí perquè la parella de cromosomes sexuals és XY. S’observen 47 cromosomes, perquè apareix un trio en el lloc de la parella 21. b) Aquesta anomalia genètica es correspon amb la síndrome de Down, les conseqüències de la qual són un grau variable de discapacitat cognitiva, trets físics peculiars, com ara els ulls ametllats, i una probabilitat alta de patir malalties del cor, sistema digestiu i sistema endocrí. Les teràpies d’estimulació precoç milloren les capacitats intel·lectuals i la qualitat de vida dels qui la pateixen.

UNITAT 1 « DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE UNITAT 1 » LA CÈL·LULA: LA BASE DE LA VIDA

5. LA NUTRICIÓ I LA RELACIÓ EN LES CÈL·LULES EUCARIOTES

La relació Les cèl·lules detecten estímuls i responen davant d’aquests. Cada cèl·lula té la capacitat de realitzar tots els processos. Les respostes són senzilles; generalment són moviments i secreció de substàncies.

Existeixen tres tipus de moviment cel·lular: • Moviment ameboide. Es produeix gràcies a prolongacions del citoplasma, denominades pseudopodis, dirigides pel citoesquelet.

• Moviment contràctil. Es deu a fibres del citoesquelet que es contreuen i s’estiren, de manera que modifiquen la longitud de la cèl·lula.

• Moviment vibràtil. Es fa mitjançant cilis i flagels, que són prolongacions del citoplasma que contenen fibres similars a les del citoesquelet.

La nutrició La nutrició comprèn tots els processos que proporcionen a la cèl·lula matèria i energia per créixer, renovar les seves estructures, dividir-se i relacionar-se.

Obtenció de matèria Segons la manera d’obtenir la matèria, existeixen dos tipus de nutrició cel·lular: • La nutrició heteròtrofa. Consisteix a obtenir biomolècules orgàniques procedents d’una altra cèl·lula o organisme. Les molècules orgàniques simples (com la glucosa) poden ser incorporades directament per la cèl·lula; les complexes necessiten ser digerides i transformades en molècules més simples. Les cèl·lules dels animals, els fongs i molts protoctists són heteròtrofes.

• La nutrició autòtrofa. Consisteix a sintetitzar biomolècules orgàniques (com la glucosa) a partir de matèria inorgànica (CO2 i aigua), fent servir una font d’energia externa (l’energia lluminosa procedent del sol).

• Aquest procés, anomenat fotosíntesi, a més de generar glucosa, genera oxigen, que serà utilitzat per la cèl·lula en altres processos cel·lulars. La fotosíntesi es duu a terme en els cloroplasts de les cèl·lules de les plantes i de les algues.

Respiració cel·lular

Exemples de moviments cel·lulars

Moviment ameboide

O2

CO2

Moviment contràctil

L’ameba detecta un estímul, que, en aquest cas, serà la presència d’un bacteri.

Davant de certs estímuls externs, aquest protozou (vorticel·la) contreu el peduncle amb què roman fix a un substrat.

La nutrició heteròtrofa

L’ameba emet prolongacions del seu citoplasma o pseudopodis per capturar el bacteri.

O2

Respiració cel·lular

CO2

Glucosa

Energia Glucosa

Obtenció d’energia • La respiració cel·lular. Totes les cèl·lules eucariotes realitzen el procés denominat respiració cel·lular, que té lloc en els mitocondris on les molècules de glucosa, en presència d’oxigen, es transformen en diòxid de carboni (CO2) i en aigua. En aquest procés s’allibera gran quantitat d’energia.

Una part d’aquesta energia es fa servir per realitzar funcions cel·lulars; una altra part es perd en forma de calor; i, finalment, una altra és utilitzada en reaccions químiques diverses.

• La fermentació. Algunes cèl·lules, com per exemple els llevats i alguns tipus de bacteris, tenen la capacitat de degradar la matèria orgànica en absència d’oxigen. Aquest procés es denomina fermentació i genera residus orgànics, com per exemple l’alcohol.

Energia

Glucosa

Moviment vibràtil Alguns protozous, com el parameci, tenen uns petits filaments mòbils a la seva superfície anomenats cilis.

Energia lluminosa

Algunes cèl·lules tenen un flagel el moviment vibràtil del qual actua com un fuet i fa que puguin desplaçar-se ràpidament.

CO2

Fotosíntesi

O2

Quan els cilis es mouen, el protozou pot desplaçar-se pel medi.

La nutrició autòtrofa

ACTI V I TATS

A C TIVITA TS

22. Redacta un text breu explicant en què consis-

24. Fes un esquema en el qual expliquis com es duu a

23. Elabora una taula comparativa entre la respi-

25. Explica quina estructura cel·lular és essencial per

teix el procés de la fotosíntesi.

ració cel·lular i la fotosíntesi.

terme el moviment ameboide.

26. Proposa exemples d’éssers vius que duguin a terme

un moviment ameboide, un moviment vibràtil i un moviment contràctil.

dur a terme el moviment contràctil.

18

19

Solucionari

22. Aquesta activitat té per objectiu que l’alumnat

redacti un petit text, explicant el procés de la fotosíntesi. En els cloroplasts de les cèl·lules eucariotes vegetals, l’aigua i el CO2 absorbits reaccionen químicament gràcies a l’energia procedent del sol, i se sintetitzen en glucosa. En el procés s’allibera oxigen, que, en part, es fa servir per a altres processos cel·lulars, i la resta s’elimina com a rebuig.

23.

FOTOSÍNTESI

RESPIRACIÓ CEL·LULAR

Només la fan les cèl·lules fotosintètiques, procariotes o eucariotes.

La duen a terme totes les cèl·lules eucariotes i algunes de procariotes.

Té lloc en els cloroplasts.

Té lloc en els mitocondris de les cèl·lules eucariotes.

L’aigua i el CO2 reaccionen químicament gràcies a l’energia procedent del sol, se sintetitza glucosa i s’allibera oxigen.

La glucosa, en presència d’oxigen, es transforma en CO2 i en aigua. En aquest procés s’allibera gran quantitat d’energia.

plasma, denominades pseudopodis, que permeten que la cèl·lu la avanci.

25. El moviment contràctil es deu a fibres del citoesquelet que es contreuen i s’estiren.

26.

En aquesta activitat, l’alumnat ha de buscar exemples d’éssers vius que duguin a terme un moviment ameboide (l’ameba), un moviment vibràtil (el parameci) i un moviment contràctil (la vorticel· la).

Notes

24. En aquesta activitat, l’alumnat ha de fer un es-

quema explicant el moviment ameboide. Hauran d’elaborar un dibuix en què es mostri, en diferents etapes, com s’emeten les prolongacions del cito-

33

DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE » UNITAT 1 UNITAT 1 » LA CÈL·LULA: LA BASE DE LA VIDA

6. LA REPRODUCCIÓ EN LES CÈL·LULES EUCARIOTES

A C TIVITA TS

29. Defineix mitosi i citocinesi.

30. Fes un esquema d’una cèl·lula

Com es reprodueixen les cèl·lules eucariotes?

en el qual representis el material genètic per explicar com varia l’aspecte de l’esmentat material segons com se succeeixen les etapes del cicle cel·lular.

La reproducció cel·lular (o divisió cel·lular) és la capacitat d’una cèl·lula de dividir-se en dues o més cèl·lules filles idèntiques.

En els organismes unicel·lulars, la divisió cel·lular té per objectiu la reproducció de l’organisme; en els organismes pluricel·lulars, la divisió cel·lular serveix perquè l’organisme creixi i perquè regeneri els seus teixits; és a dir, perquè substitueixi les cèl·lules que van morint.

Hi ha diferents mecanismes de divisió cel·lular en eucariotes: • La bipartició. La cèl·lula duplica el seu ADN i genera dues cèl·lules filles genèticament idèntiques i de la mateixa mida. Entre les eucariotes que es divideixen per bipartició hi ha els protozous.

• La gemmació. La cèl·lula duplica el seu ADN i genera una gemma, que es desenvolupa i se separa de la cèl·lula mare. Es formen dues cèl·lules filles, genèticament idèntiques, però de diferent mida. Així es reprodueixen fongs unicel·lulars com els llevats.

• L’esporulació o divisió múltiple. La cèl·lula genera múltiples còpies del seu ADN, que s’envolten d’una porció de citoplasma. La membrana de la cèl·lula progenitora es trenca i s’alliberen les espores.

Els fongs, moltes plantes i alguns protozous es reprodueixen així.

31. Raona. Creus que les cèl·lules moren? Argumenta-ho.

32.

ACTIVITA TS

27. Per a què utilitzen la reproduc-

ció cel·lular els organismes pluricellulars?

28. Proposa exemples d’organismes

Les investigacions que estudien l’origen de certs tipus de càncer troben relació amb danys en gens que controlen el cicle cellular. Esbrina en què consisteix aquesta malaltia i la seva relació amb el cicle cel·lular.

la reproducció cel·lular dels quals succeeixi: a) Mitjançant bipartició. b) Mitjançant gemmació. c) Mitjançant esporulació.

El cicle cel·lular El cicle cel·lular és el conjunt de processos que tenen lloc des que una cèl·lula neix fins que es reprodueix.

En les cèl·lules eucariotes, el cicle cel·lular és molt complex. Es divideix en dos períodes: la interfase i la fase mitòtica.

La interfase És una llarga etapa durant la qual la cèl·lula creix, duplica el seu ADN i es prepara per a la divisió. Consta de les fases següents: • Fase G1 o de primer creixement. La cèl·lula filla, que acaba de néixer, augmenta de mida i multiplica els seus orgànuls.

• Fase S o de síntesi de l’ADN. La cèl·lula realitza una còpia exacta del seu material genètic (duplicació o replicació de l’ADN).

• Fase G2 o de segon creixement. La cèl·lula experimenta una nova etapa de creixement i assoleix la mida adequada per a la divisió cel·lular. Els centríols es dupliquen en aquesta etapa.

Fase mitòtica o de divisió cel·lular És una breu etapa durant la qual la cèl·lula divideix primer el seu nucli (cariocinesi) i després el seu citoplasma (citocinesi).

• Mitosi o fase M. La cèl·lula divideix el seu nucli, és a dir, reparteix el material genètic entre les dues cèl·lules que s’estan formant.

La mitosi consta de quatre fases, denominades profase, metafase, anafase i telofase.

• Citocinesi. La cèl·lula divideix el seu citoplasma i els seus orgànuls entre les dues cèl·lules filles que contenen una dotació cromosòmica idèntica a la de la cèl·lula mare.

Tipus de reproducció cel·lular

La bipartició

El cicle cel·lular Cèl·lules filles idèntiques

Interfase

Cèl·lula mare

Fase S: L’ADN de la cèl·lula es duplica.

TR EBA LLA A M B LA IM A TGE

Les espores s’alliberen

Cèl·lula mare

Indica en quina fase del cicle cel·lular ocorren els processos següents: a) La duplicació de l’ADN. b) La duplicació dels orgànuls. c) La divisió del nucli. d) La duplicació dels centríols. e) La divisió del citoplasma.

20

Solucionari

27. Els organismes pluricel·lulars utilitzen la divisió

cel·lular perquè l’organisme creixi i perquè regeneri els seus teixits; és a dir, substitueixi les cèl·lules que van morint.

28. a) Mitjançant bipartició: bacteris, protozous, al-

gunes algues; b) Mitjançant gemmació: alguns fongs, com els llevats; c) Mitjançant esporulació: alguns fongs, falgueres, molses, algunes algues.

Fase M o Mitosi

21

31. En aquesta activitat, l’alumnat ha d’analitzar les

etapes del cicle cel·lular i argumentar si la cèl·lula mor. Un argument a favor del fet que la cèl·lula no mor consisteix a dir que la cèl·lula mare es divideix en dues cèl·lules filla i que totes les seves estructures es reparteixen entre les dues. Tanmateix, les cèl· lules moren per traumatismes, substàncies tòxiques, etc.; fins i tot moltes estan programades per induir la seva pròpia mort en un moment determinat del cicle cel·lular o pel fet de patir danys.

32.

divisió del citoplasma.

ODS (3, 5) Quan les cèl·lules se salten la temporització que marca el cicle o la seva mort programada, es converteixen en cèl·lules tumorals i llavors creixen sense control.

30. Durant la interfase (fases G1, S i G2), l’ADN es

T5.

29. La mitosi és la divisió del nucli; la citocinesi, la

troba en forma de cromatina, per la qual cosa presenta un aspecte de filaments. En la divisió cel·lular, durant la mitosi, la cromatina es condensa i els cromosomes es fan visibles; una vegada s’ha dividit el nucli, té lloc la citocinesi, en què el material genètic es descondensa i presenta, de nou, un aspecte cromatínic.

34

o cit

se fa

El nucli es divideix

Espores

fase meta

L’esporulació

Fase G2: La cèl·lula assoleix la mida adequada. i

es

cin

o pr

T5.

Cèl·lula mare

Fase G1: Es produeix creixement cel·lular, es dupliquen el nombre d’orgànuls i d’estructures citoplasmàtiques. fa se

Cèl·lules filles

te lo

La gemmació

anaf ase

Gemma

Les cèl·lules filles formen noves gemmes

Treballa amb la imatge En aquesta activitat han d’indicar en quina fase del cicle cel·lular ocorren els processos següents: a) La duplicació de l’ADN: fase S. b) La duplicació dels orgànuls: fase G1. c) La divisió del nucli: fase M. d) La duplicació dels centríols: fase G2. e) La divisió del citoplasma: fase citocinesi.

UNITAT 1 « DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE » LACÈL·LULA: UNITAT1 »1 LA CÈL·LULA:LALABASE BASEDEDELALAVIDA VIDA UNITAT

7. LA MITOSI I LA CITOCINESI

La citocinesi La citocinesi és el procés pel qual la cèl·lula divideix el seu citoplasma i els seus orgànuls entre les dues cèl·lules filles.

La mitosi La mitosi és el procés a través del qual es produeix la divisió del nucli de la cèl·lula.

La citocinesi varia d’un tipus cel·lular a l’altre, a causa de la diferent estructura dels seus embolcalls externs. Les cèl·lules eucariotes de tipus animal només estan delimitades per la membrana plasmàtica, per la qual cosa poden deformar-se fàcilment. Al contrari, en les cèl·lules eucariotes de tipus vegetal, la membrana està envoltada d’una gruixuda i rígida paret cel·lular que impedeix que es deformin.

Significat biològic de la mitosi En els organismes pluricel·lulars, la mitosi té com a funció permetre el creixement de l’individu mitjançant divisions successives i la renovació de les cèl·lules deteriorades. En els organismes unicel·lulars, la mitosi és un mecanisme de reproducció asexual, que permet augmentar el nombre d’organismes d’una espècie.

El procés de la citocinesi

Citocinesi d’una cèl·lula animal

Citocinesi d’una cèl·lula vegetal

• Els centríols es mantenen en els pols oposats de la cèl·lula.

• El citoplasma es divideix per estrangulació de la membrana.

• La gruixuda i rígida paret cel·lular impedeix l’estrangulació.

• Els components de l’embolcall nuclear estan dispersos pel citoplasma.

• Es forma un anell a l’equador de la cèl·lula que es va estrenyent.

• La divisió del citoplasma es realitza mitjançant la formació d’un septe a l’equador de la cèl·lula denominat fragmoplast.

• Els cromosomes se situen a l’equador de la cèl·lula i s’uneixen a les fibres del fus acromàtic.

• Finalment, la membrana es trenca i la cèl·lula es divideix en dues cèl·lules filles.

• El septe avança des del centre de la cèl·lula cap a l’exterior i es forma una paret cel·lular entre les cèl·lules filles.

El procés de la mitosi 1

Profase

• Cada parell de centríols migra a un pol de la cèl·lula i entre ells es forma el fus acromàtic, un feix de fibres del citoesquelet que es dirigeixen cap a l’altre extrem de la cèl·lula.

• L’embolcall nuclear es desintegra.

• L’ADN es condensa en forma de cromosomes, formats per dues cromàtides germanes.

4

Telofase

Metafase

2

3

Anafase

ACTIVITATS

33. Explica el significat biològic de la mitosi.

34. Com aconsegueixen, les cèl·lules, conservar el ma-

a

b

c

d

teix nombre de cromosomes generació rere generació?

35. Argumenta. Quins avantatges té el fet que l’ADN es • Els centríols escurcen les fibres del fus acromàtic, fins que aquest es desintegra.

• Els centríols comencen a escurçar les fibres del fus acromàtic, estirant els cromosomes en direccions oposades.

• Es forma un nou embolcall nuclear, al voltant de cada conjunt de cromosomes.

• Els components de la membrana nuclear continuen dispersos pel citoplasma.

• L’ADN de les cromàtides comença a descondensar-se, fins a tornar a tenir forma de cromatina.

• Se separen les dues cromàtides germanes de cada cromosoma i migren cap als pols de la cèl·lula.

trobi en forma de cromosomes durant la mitosi i en forma de cromatina en la interfase?

36. Relaciona el tipus d’embolcall cel·lular amb el procés de citocinesi.

37. Identifica en la imatge cada una de les etapes de la mitosi.

22

Solucionari

33. La mitosi és el procés de divisió del nucli, que

assegura un repartiment idèntic del material genètic entre les cèl·lules filles.

En els organismes pluricel·lulars, la mitosi té com a funció permetre el creixement de l’individu mitjançant divisions successives i la renovació de les cèl·lules deteriorades. En els organismes unicel· lulars, la mitosi és un mecanisme de reproducció asexual que permet augmentar el nombre d’organismes d’una espècie.

23

com a cromatina durant la interfase és que és més fàcil trobar els gens en brins dispersos de l’ADN a l’hora de sintetitzar les proteïnes necessàries per créixer o fabricar orgànuls.

36. En aquesta activitat, l’alumnat ha de relacionar

conserven el mateix nombre de cromosomes, han de posar en context la mitosi dins del cicle cel·lular, i recordar que, prèviament, en la fase S, o de síntesi, es duplica l’ADN.

el tipus d’embolcall cel·lular amb el procés de citocinesi.

• En la cèl·lula animal, la membrana no és rígida, per la qual cosa el citoplasma es divideix per estrangulació de la membrana. Es forma un anell en l’equador de la cèl·lula que es va estrenyent fins que es formen dues cèl·lules filla.

• En la cèl·lula vegetal, la rígida paret cel·lular impedeix l’estrangulació, per la qual cosa la divisió del citoplasma es realitza mitjançant la formació d’un septe de nova paret cel·lular en l’equador de la cèl· lula, denominat fragmoplast.

35. Aquesta activitat pretén que l’alumnat relacioni

37. En la imatge:

34. Perquè l’alumnat expliqui per què les cèl·lules

l’aspecte que presenta l’ADN en cada fase, amb els processos que s’hi produeixen. L’avantatge que té el fet que l’ADN es trobi en forma de cromosomes durant la mitosi és que és més fàcil el repartiment equitatiu del material genètic. L’avantatge d’estar

a) S’observa una anafase. b) S’observa una metafase. c) Es pot apreciar una profase. d) Es pot apreciar una telofase primerenca, prèvia a la descondensació dels cromosomes.

35

DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE » UNITAT 1 » LACÈL·LULA: UNITAT1 »1 LA CÈL·LULA:LALABASE BASEDEDELALAVIDA VIDA UNITAT

8. LA MEIOSI I LA REPRODUCCIÓ SEXUAL

La meiosi pas a pas: primera divisió meiòtica

Profase I

La reproducció sexual En la reproducció sexual es necessiten dos progenitors per formar un nou individu, i el descendent és una combinació de les característiques dels seus progenitors.

Els organismes amb reproducció sexual tenen dos tipus de cèl·lules: • Les que formen part del cos, les denominades cèl·lules somàtiques, que són cèl·lules diploides (2n).

• Les cèl·lules especialitzades en la reproducció, denominades cèl·lules germinals; són diploides (2n) però, a través d’una divisió especial anomenada meiosi, donen lloc a les cèl·lules sexuals o gàmetes, que són haploides (n).

• Així, quan té lloc la fecundació, el gàmeta masculí (n) s’uneix al gàmeta femení (n), per donar lloc al zigot o cèl·lula ou (2n), amb el mateix nombre de cromosomes que els seus progenitors.

1 És l’etapa més llarga de la meiosi.

En aquesta fase, les fibres de cromatina que es van duplicar en la interfase es condensen i es visualitzen com a cromosomes.

2 Cada un dels cromosomes reconeix el seu homòleg apropant-s’hi i tancant-se com una cremallera, fenomen denominat sinapsi.

2 Els parells de cromosomes

homòlegs es mantenen units pels punts d’entrecreuament i se situen a l’equador de la cèl·lula, enganxats als filaments del fus.

La meiosi és el procés especial de divisió a través del qual es formen cèl·lules haploides com els gàmetes.

Significat biològic de la meiosi

El procés de la meiosi • Com veuràs a les pàgines següents, la meiosi consta de dues divisions consecutives; entre les dues divisions no hi ha duplicació de l’ADN, ja que aquest només es duplica en la interfase: • La primera divisió meiòtica separa els parells de cromosomes homòlegs. Consta de profase I, metafase I, anafase I i telofase I. • La segona divisió meiòtica separa les dues cromàtides germanes de cada cromosoma. Consta de profase II, metafase II, anafase II i telofase II, després de la qual, es produeix la citocinesi.

Anafase I 2 En separar-se, els braços

2 Les fibres del fus s’escurcen i separen

entrecreuats s’emporten els fragments de les cromàtides no germanes, com a conseqüència de la recombinació genètica produïda en la primera etapa meiòtica.

els cromosomes de cada parell d’homòlegs, els quals es dirigeixen als pols oposats.

Telofase I

ACTI VITA TS

38. Indica la dotació cromosòmica en a) b) c) d)

cada cas: Un gàmeta.

Una cèl·lula somàtica.

Un zigot.

Una cèl·lula germinal.

39. Defineix meiosi.

40. Explica el significat biològic de la meiosi.

2 Les fibres del fus desapareixen i els

cromosomes es descondensen. Es forma de nou la membrana nuclear.

Solucionari

38. Aquesta activitat pretén que l’alumnat recordi la dotació cromosòmica en cada cas: a) Un gàmeta (n). b) Una cèl·lula somàtica (2n). c) Un zigot (2n). d) Una cèl·lula germinal (2n).

39. La meiosi és el procés especial de divisió a través del qual es formen cèl·lules haploides.

40. El significat biològic de la meiosi és reduir a la

meitat el nombre de cromosomes durant la formació de les cèl·lules sexuals o gàmetes. A més, la meiosi serveix per augmentar la variabilitat genètica, ja que, en aquest procés, es produeix el fenomen de l’entrecreuament entre els cromosomes homòlegs.

41. L’activitat pretén que l’alumnat expliqui com té lloc l’entrecreuament durant la profase I. Cada un dels cromosomes reconeix el seu homòleg, s’hi encavalca i intercanvia fragments entre les cromàtides no germanes. Això dona lloc a un intercanvi d’informació genètica o recombinació genètica entre ambdós cromosomes.

2 Finalment, el citoplasma es divideix i es formen dues cèl·lules filles (n) el nombre de cromosomes de les quals s’ha dividit a la meitat.

ACTIVITATS

41. Explica en el teu quadern, basant-te en un esquema, com succeeix l’entrecreuament durant la profase I.

24

36

intercanvi de fragments entre les cromàtides no germanes, fenomen denominat entrecreuament. Això origina un intercanvi d’informació hereditària o recombinació genètica entre els cromosomes.

Metafase I

La meiosi

• La meiosi és un procés indispensable per reduir a la meitat el nombre de cromosomes durant la formació de les cèl·lules sexuals. Així, a partir de cèl·lules diploides (2n), amb dos jocs complets de cromosomes, s’obtenen cèl·lules haploides (n), amb un únic joc de cromosomes.

• Durant la meiosi, com veuràs en detall en les pàgines següents, té lloc l'encreuament o intercanvi de fragments de cromàtides germanes entre els cromosomes homòlegs (recombinació homòloga). Aquest intercanvi d’informació fa que s’obtinguin cèl·lules genèticament diferents de la cèl·lula mare, la qual cosa genera la denominada variabilitat genètica; és a dir, modificacions en la informació genètica que produeixen organismes diversos.

3 A continuació, es produeix un

42. Explica quantes cèl·lules s’obtenen en la meiosi i com

és la dotació cromosòmica de cada una en concloure la meiosi I.

25

42. En acabar la meiosi I, s’obtenen 2 cèl·lules amb

una dotació cromosòmica 2n (la mateixa que la de la cèl·lula germinal).

Notes

UNITAT 1 « DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE » LACÈL·LULA: UNITAT1 »1 LA CÈL·LULA:LALABASE BASEDEDELALAVIDA VIDA UNITAT La meiosi pas a pas: segona divisió meiòtica

La formació de gàmetes i la meiosi

Profase II

Les cèl·lules germinals donen lloc a les cèl·lules sexuals o gàmetes, mitjançant el procés de gametogènesi, que és un procés de meiosi. En els animals, aquest procés es denomina espermatogènesi, quan es produeixen els gàmetes masculins o espermatozoides, i ovogènesi, quan es formen els gàmetes femenins o òvuls.

2 Aquesta divisió es produeix de

manera simultània a les dues cèl·lules resultants de la primera divisió.

Espermatogènesi

2 Sense passar per una interfase,

Ovogènesi

desapareix la membrana del nucli i els cromosomes tornen a ser visibles.

Metafase II

1

2 Els cromosomes se situen a l’equador

1

2

de la cèl·lula i formen la placa equatorial.

2

3

3

Anafase II

2 Les dues cromàtides de cada

cromosoma se separen i migren, cada una d’elles, a un pol cel·lular.

1 Es produeix la primera divisió meiòtica, en la qual

se separen els cromosomes homòlegs entre les dues cèl·lules filles.

2 Es produeix la segona divisió meiòtica, en la qual es

reparteixen les cromàtides de cada cromosoma entre les cèl·lules filles.

3 Les cèl·lules filles maduren fins a formar

Telofase II

espermatozoides (n).

1 Es produeix la primera divisió meiòtica. Se separen els cromosomes homòlegs i es produeix una distribució desigual del citoplasma. La cèl·lula grossa és l’oòcit, i la petita, el corpuscle polar.

2 Es produeix la segona divisió meiòtica. Es reparteixen les cromàtides de cada cromosoma entre les cèl·lules filles.

3 El resultat és la formació d’un òvul (n) i tres corpuscles polars (n).

ACTIVITATS

45. Quants cromosomes tenen els gàmetes humans?

2 Els cromosomes es descondensen

i es forma la cromatina.

Es constitueix la membrana nuclear.

2 Després de la telofase té lloc la divisió del citoplasma i el repartiment d’orgànuls entre les cèl·lules filles.

2 El resultat final és que es formen

quatre cèl·lules filles n; és a dir, amb la meitat de cromosomes que la cèl·lula mare.

ACTI V I TATS

43. Explica, basant-te en un esquema, quins esdeveniments succeeixen en l’anafase II i compara’ls amb els que tenen lloc en l’anafase I.

44. Explica quantes cèl·lules s’obtenen en la meiosi i com

són des del punt de vista genètic en comparació amb la cèl·lula mare.

Són haploides o diploides?

46. Esbrina quants cromosomes tenen la granota, el

gat, el ratolí i la gallina. Quants cromosomes tindran els òvuls i els espermatozoides d’aquestes espècies?

47. Indica quins cromosomes sexuals portaran els espermatozoides formats durant l’espermatogènesi.

49.

Completa en el teu quadern les frases següents: a) La meiosi és absolutament necessària per mantenir el nombre de en les espècies de reproducció sexual. b) Els espermatozoides i els òvuls de l’espècie humana s’originen per a partir de cèl·lules , amb parells de cromosomes homòlegs. c) Si els gàmetes fossin diploides, el nombre de de l’espècie es generació rere generació.

48. Indica les diferències entre l’espermatogènesi i l’ovogènesi.

26

Solucionari

43. Durant l’anafase II, les dues cromàtides de cada

cromosoma se separen i migren, cada una d’elles a un pol cel·lular, mentre que, en l’anafase I, el que succeeix és que se separen els cromosomes de cada parella d’homòlegs.

44. Aquesta activitat pretén que l’alumnat expliqui

que, mitjançant la meiosi, s’obtenen quatre cèl·lules, que contenen la meitat de cromosomes que la cèl·lula mare. No es tracta d’una meitat qualsevol, sinó d’un dels dos jocs complets de cromosomes.

45.

En aquesta activitat, l’alumnat ha d’aplicar, a l’ésser humà, els coneixements adquirits, indicant que, en els seus gàmetes, hi ha 23 cromosomes, per la qual cosa són haploides.

46. Aquesta activitat pretén que l’alumnat busqui a

internet informació molt específica: el nombre de cromosomes que tenen la granota (26), el gat (38), el ratolí (40) i la gallina (78). Finalment hauran d’indicar que els seus òvuls i els seus espermatozoides tenen la meitat de cromosomes.

27

47. L’alumnat ha de deduir que, com que els mas-

cles presenten els cromosomes sexuals XY, el 50 % dels espermatozoides formats durant l’espermatogènesi portaran el cromosoma sexual X, i l’altre 50 % el cromosoma Y.

48. L’espermatogènesi dona lloc a quatre esperma-

tozoides equivalents, i l’ovogènesi a un òvul, que acumula totes les reserves nutritives, i a tres corpuscles polars.

49.

ODS (3) a) La meiosi és absolutament necessària per mantenir constants el nombre de cromosomes en les espècies de reproducció sexual. b) Els espermatozoides i els òvuls de l’espècie humana s’originen per meiosi a partir de cèl·lules germinals, amb 23 parells de cromosomes homòlegs. c) Si els gàmetes fossin diploides, el nombre de cromosomes de l’espècie es duplicaria generació rere generació.

37

DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE » UNITAT 1 UNITAT 1 » LA CÈL·LULA: LA BASE DE LA VIDA

» TALLER CIENTÍFIC

Material que necessites

Observa la mitosi Per poder fer observacions al microscopi, és necessari preparar les mostres que es volen observar; per això, necessitem obtenir talls dels teixits, fixar-los i tenyir-los.

Una aplicació pràctica és l’observació de les cèl·lules de l’arrel de la ceba. En els àpexs de les arrels en creixement existeixen teixits meristemàtics en els quals les cèl·lules es divideixen contínuament i es poden tenyir els cromosomes, cosa que permet observar les fases de la mitosi.

» Una ceba » Microscopi » Portaobjectes i cobreobjectes » Pinces, cúter o tisores » Tires de paper de filtre » Vas de precipitats » Flascó netejador » Comptagotes » Orceïna acètica clorhídrica

A C TIVITA TS

1. Dibuixa les fases de la mitosi que observis amb el mi-

croscopi i comptabilitza el nombre de vegades que observes cada fase.

2.

Per què s’utilitza el meristema de l’arrel? Podríem haver observat cèl·lules en mitosi en altres teixits de la planta?

Procediment ca

tica, col·lo abans de la pràc a, 1 Uns cinc dies ipitats amb aigu vas de prec una ceba en un el·les que es només les radic de manera que l’aigua. en contacte amb formin estiguin

a de de l’extrem d’un 2 Talla 5 mm e col·loca-la sobr les radicel·les i un portaobjectes.

Aprendre a emprendre tros d’arrel 3 Col·loca el objectes sobre un porta més i talla una mica les radicel·les.

gotes 4 Afegeix tres d’orceïna acètica, ï durant deixa que actu teix 10 minuts i repe l’operació dues més. vegades

s sobre

cobreobjecte 5 Col·loca un

servir un paper la mostra i fes nar l’excés de de filtre per elimi ar amb cura la colorant i aixaf radicel·la.

preparació 6 Observa la

això, enfoca al microscopi. Per aconseguir la mostra fins a a. Pots millorar una imatge nítid t l’anell la imatge giran que d’enfocament, corregeix els defectes visuals.

la mitosi Inventa un conte curt sobre fer un viatge al

de cromosoma i que has Imagina que ets un en divisió. voltant d’una cèl·lula el que veureu un conte curt sobre Per grups: inventeu s consells que pollarg del viatge. Algun i experimentareu al nts: següe deu seguir són els a. En aquest explicar la vostra històri » Centreu l’acció per com es puque s’aproximi, tant cas, és molt important ic real. gui, al procés biològ conte. Encara que nir l’estructura d’un mante u oblide No » una introtot conte ha de tenir sigui un relat molt curt, llaç. ducció, un nus i un desen è els lectors adequadament perqu » Ambienteu el conte el narracurt, molt text ntar un s’hi enganxin. Per ambie i el to apropiat. llenguatge adequat dor ha d’utilitzar el at al vostre conte. adequ títol un » Poseu acompanyin la parell d’imatges que » Il·lustreu-lo amb un conte. presentació del vostre grup. conte inventat per cada » Llegiu a classe el

29

28

Taller científic. Observa la mitosi Orientacions metodològiques L’observació de la mitosi en el microscopi és un experiment força senzill. A més d’observar els cromosomes eucariotes, aquesta activitat permetrà, a l’alumnat, d’adquirir destresa en la preparació de mostres i perfeccionar el maneig del microscopi.

Posteriorment, l’alumnat prepararà les mostres de teixit d’arrel de ceba. És interessant que comptin el nombre de cèl·lules que observen en cada una de les fases de la mitosi i que relacionin aquesta freqüència amb la durada de l’etapa. D’aquesta manera, les etapes més curtes, com ara l’anafase, estaran menys representades en la mostra, mentre que, en les etapes més llargues, com ara la profase, podran observar un nombre més gran de cèl·lules.

Solucionari L’alumnat haurà de dibuixar cada una de les fases de la mitosi que han observat en el microscopi i comptar el nombre de cèl·lules trobades en cada una. La major part de les cèl·lules es trobaran en profase o metafase, ja que són les fases més llargues. L’anafase és l’etapa més curta, per la qual cosa estarà menys representada.

1.

2. Els meristemes són teixits de creixement i, per

tant, en aquests teixits, les cèl·lules es divideixen activament. En altres teixits també hi ha divisió cel· lular, però en una proporció molt més baixa, per la qual cosa seria molt difícil observar-hi aquest procés.

Aprendre a emprendre Aquesta tasca té, per objectiu, el foment de l’emprenedoria i del treball en equip. Es pretén que l’alumnat dugui a terme tasques més integradores dels continguts, desenvolupant les seves capacitats i la seva autonomia personal.

Per desenvolupar-la, es proposa la tècnica del full giratori. Es formen equips heterogenis de quatre membres. Es proporciona, a cada membre de l’equip, un full en blanc i un retolador de color diferent, amb l’objectiu que hi escriguin un conte o una història breu sobre la mitosi. Cada membre de l’equip farà, per torns, una o diverses aportacions per escrit; la resta estaran pendents d’aquestes aportacions per matisar o debatre el que s’ha escrit. El resultat final serà responsabilitat de tot l’equip. Una vegada completat el conte, es posarà en comú en el grup classe.

Resposta oberta.

38

UNITAT 1 « DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE UNITAT 1 » LA CÈL·LULA: LA BASE DE LA VIDA

» POSA’T A PROVA

1.

Copia i completa l’esquema següent per tal de tenir organitzades les idees principals treballades en la unitat:

Organitza les idees La unitat funcional

La cèl·lula

capaç de realitzar-les

és

…

1

Unitat de …

13

de

pot ser

2…

Heteròtrofa

després de

Relació

Nutrició

Reproducció

mitjançant

Unitat estructural

Culminar el seu cicle cel·lular

pot ser de

Bipartició …

4 …

Moviment Secreció de …3

després de

5

pot ser

C. …6

C. eucariota formada per

formada per

paret membrana citoplasma ribosomes ADN

es divideix per

Tots els …7

Membrana

8…

Nucli

conté

…

14

Meiosi

es formen

es formen

2 cèl·lules

…

15

amb

amb

igual nombre de16 …

La meitat de cromosomes

Orgànuls com ara

Practica 2.

Estableix a quin nivell d’organització de la matèria correspon cada terme: e) Hemoglobina a) Fetge f) Esquelet b) Leucòcit g) Colesterol c) Carboni h) Mitocondri d) Formigues en un formiguer

3. Enuncia la teoria cel·lular.

mitocondris ribosomes 9… …10 11 … …12

4.

Explica en què es diferencien una cèl·lula procariota fotosintètica i una cèl·lula procariota quimiosintètica.

5.

Defineix els termes següents: d) Citocinesi a) Biomolècula e) Esporulació b) Nuclèol f) Entrecreuament c) Fermentació

30

Solucionari

1. 1. Funcions 2. Autòtrofa 3. substàncies 4. Gem-

mació 5. Esporulació 6. procariota 7. éssers vius 8. Citoplasma 9. Aparell de Golgi 10. Reticle endoplasmàtic 11. Cloroplasts 12. Vacúols 13. reproducció 14. Mitosi 15. 4 cèl·lules 16. Cromosomes

2. a) Fetge — Nivell d’òrgans. b) Leucòcit — Nivell

cel·lular. c) Carboni — Nivell atòmic. d) Formigues en un formiguer — Nivell poblacional. e) Hemoglobina — Nivell molecular. f) Esquelet — Nivell de sistema. g) Colesterol — Nivell molecular. h) Mitocondri — Nivell cel·lular

3. La teoria cel·lular defensa que la cèl·lula és la uni-

tat funcional, estructural i reproductora dels éssers vius. Aquesta teoria es basa en tres postulats: • La cèl·lula és la unitat estructural dels éssers vius. És a dir, tots els éssers vius estan formats per cèl·lules i una sola cèl·lula pot constituir un organisme.

• La cèl·lula és la unitat funcional dels éssers vius.

La cèl·lula és la mínima unitat de vida; és a dir, la part més petita d’un ésser viu capaç de realitzar les tres funcions vitals.

• Tota cèl·lula procedeix de la reproducció d’una altra cèl·lula.

4. La diferència rau en la font d’energia que utilitzen

per sintetitzar compostos orgànics a partir de matèria inorgànica, que, en les fotosintètiques, és l’energia de la llum solar i, en les quimiosintètiques, l’energia despresa en determinades reaccions químiques.

5. a) Biomolècula: Molècula que forma part dels és-

sers vius. b) Nuclèol: Estructura esfèrica composta per ADN, ARN i proteïnes, que té la funció de sintetitzar i organitzar els ribosomes. c) Fermentació: Procés anaeròbic d’obtenció d’energia en el qual es degrada un substrat orgànic produït per llevats, alguns bacteris i fongs. d) Citocinesi: Divisió del citoplasma. En les cèl·lules animals té lloc per estrangulació i, en les vegetals, per mitjà d’un septe que es forma a l’interior de la cèl·lula. e) Esporulació: Procés per mitjà del qual es generen moltes còpies de l’ADN de la cèl·lula. Aquestes còpies s’envolten d’una part de citoplasma. La membrana de la cèl· lula original es trenca i s’alliberen les espores. Els organismes que fan aquest procés són els fongs, moltes plantes i alguns protozous. f) Entrecreuament: Procés d’intercanvi de fragments d’ADN que fan els cromosomes homòlegs abans de repartir-se en les cèl·lules filla, durant la meiosi.

39

DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE » UNITAT 1 UNITAT 1 » LA CÈL·LULA: LA BASE DE LA VIDA

6.

Raona si la cèl·lula de la fotografia és una cèl·lula procariota o eucariota (tipus animal o tipus vegetal).

Posa nom als orgànuls numerats que hi reconeguis i indica la funció de cada un.

6 7

1

10. Explica per què els organismes amb reproducció sexual sempre tenen un nombre parell de cromosomes en les seves cèl·lules somàtiques.

11. Les micrografies següents mostren cèl·lules en

diferents fases de la divisió per meiosi. Indica en quina fase del procés es troben les cèl·lules assenyalades amb nombres i ordena-les.

2 1

2 4 5

3

7.

Explica com obté la matèria i l’energia una cèl·lula eucariota vegetal.

8. Fes un dibuix del cicle cel·lular d’una cèl·lula euca-

riota i indica-hi les fases i els processos que hi tenen lloc.

9. Compara els processos de meiosi i mitosi i completa la taula següent:

Tipus de cèl·lules que hi intervenen: haploides o diploides.

Nombre de cromosomes de les cèl·lules filles.

Nombre de vegades en què es divideix el nucli.

Nombre de cèl·lules filles que s’obtenen.

Se separen els cromosomes homòlegs.

S’intercanvien fragments entre els cromosomes homòlegs.

Meiosi

Mitosi

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

4 3

COMPROVA EL REPTE L’amniocentesi és una prova diagnòstica que es fa a les dones embarassades. S’analitza el cariotip del fetus a partir de les cèl·lules embrionàries presents en el líquid amniòtic.

Després d’estudiar la unitat sabeu que el cariotip és el conjunt de cromosomes d’una cèl·lula o d’un organisme, ordenats per parells d’homòlegs. En l’espècie humana, el cariotip consta de vint-i-tres parells de cromosomes, l’últim dels quals és el parell de cromosomes que determina el sexe. Els cromosomes no són tots iguals. En construir el cariotip, s’ordenen segons la seva mida i la posició del centròmer. En cas d’observar un nombre de cromosomes diferent de l’esperat, voldrà dir que el fetus té alguna anomalia que caldrà controlar.

31

6. Es tracta d’una cèl·lula eucariota, ja que s’aprecia

un nucli definit, i de tipus vegetal, ja que es reconeixen molt bé la paret cel·lular, alguns cloroplasts i un gran vacúol. També hi ha una multitud de mitocondris i el nuclèol, dins del nucli.

1. Cloroplast; 2. Vacúol; 3. Mitocondris; 4. Nucli; 5.

Nuclèol; 6. Pare; 7. Membrana.

7. Obtenen la matèria orgànica mitjançant la foto-

síntesi. Consisteix a sintetitzar biomolècules orgàniques (com els glúcids) a partir de compostos inorgànics (aigua, sals minerals i diòxid de carboni), utilitzant, com a font d’energia, la llum solar. Es duu a terme en els cloroplasts i genera oxigen.

L’obtenció d’energia té lloc en els mitocondris, mitjançant la respiració cel·lular, que consisteix a degradar, en presència d’oxigen, les biomolècules orgàniques, extraient-los l’energia.

8. L’alumnat ha de dibuixar un esquema semblant al de la T5 i indicar-hi: • Interfase. Etapa en què la cèl·lula creix, duplica el seu ADN i es prepara per a la divisió. Consta de: – Fase G1: la cèl·lula filla, que acaba de néixer, augmenta de mida i multiplica els seus orgànuls.

– Fase S: la cèl·lula realitza una còpia exacta del seu material genètic.

40

– Fase G2: la cèl·lula continua creixent i duplica el centrosoma, l’estructura necessària per a la divisió cel·lular.

• Fase mitòtica o de divisió cel·lular. Etapa durant la qual la cèl·lula divideix primer el seu nucli (fase M) i després el seu citoplasma (citocinesi).

9. Meiosi: Haploides / La meitat de la cèl·lula mare

/ Dues / Quatre / Sí / Sí.

Mitosi: Diploides / Es conserven els de la cèl·lula mare / Una / Dues / No/ No.

10. En la reproducció sexual, cada progenitor apor-

ta una dotació cromosòmica, per la qual cosa el genoma de la descendència està organitzat per parells de cromosomes.

11. Indiquen: 1, telofase II; 2, metafase II; 3, anafase II i 4, profase II. Ordenades: (4) profase II, (2) metafase II, (3) anafase II i (1) telofase II. Comprova el repte Convé que l’alumnat comprovi la resposta al repte plantejat al començament de la unitat i que prengui consciència de l’aprenentatge que ha anat adquirint durant el desenvolupament d’aquesta unitat.