Santillana guía y recursos by Ely Gomez Blas

guÍa y RECURSOS

BIOLOGÍA

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GUÍA Y RECURSOS

BIOLOGÍA Biología. Guía y recursos es una obra colectiva creada y diseñada en el Departamento Editorial de Ediciones Santillana bajo la dirección de Herminia Mérega y Graciela Pérez de Lois, por el siguiente equipo: María Gabriela Barderi s Mónica H. Capurro s Eduardo M. Fernández Guillermo E. Haut s Amalia B. López Editora: María Gabriela Barderi. Jefa de edición: Patricia S. Granieri. Diagramación: Diego Ariel Estévez. Corrección: Lía B. Reznik y Susana Alvarez. Jefa de arte: Claudia Fano. Gerente de gestión editorial: Mónica Pavicich.

Índice Recursos para la planificación ¿Cómo está organizado el libro del alumno? Mapas de conceptos Clave de respuestas

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Intervinieron en Biología. Guía y recursos 1.a edición: Mónica H. Capurro. Eduardo M. Fernández. Guillermo E. Haut. Amalia B. López. Editora: Silvia A. Fernández. Editor sénior: Fernando D. Majas. Subdirectora editorial: Lidia Mazzalomo. Diagramación: María Laura Nassar. Fotografía: archivo Santillana. Corrección: Lía B. Reznik. Escáner y películas: Miriam Barrios, Orlando Del Giúdice, Mariano Fernández, Gastón García, Carlos Solís y Gabriela Scalamandré. Subgerente de Producción: Gregorio Branca.

Este libro no puede ser reproducido total ni parcialmente en ninguna forma, ni por ningún medio o procedimiento, sea reprográfico, fotocopia, microfilmación, mimeógrafo o cualquier otro sistema mecánico, fotoquímico, electrónico, informático, magnético, electroóptico, etcétera. Cualquier reproducción sin el permiso previo por escrito de la editorial viola derechos reservados, es ilegal y constituye un delito. © 2010, EDICIONES SANTILLANA S. A. Av. L. N. Alem 720 (C1001AAP), Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. ISBN: 978-950-46-2203-1 Queda hecho el depósito que dispone la ley 11.723. Impreso en Argentina. Printed in Argentina. Primera edición: marzo de 1999. Segunda edición: enero de 2010. Este libro se terminó de imprimir en el mes de enero de 2010 en Grafisur S.A., Cortejarena 2943, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, República Argentina.

Biología, citología, anatomía y fisiología, genética, salud y enfermedad : guía y recursos : edición revisada y actualizada / María Gabriela Barderi ... [et.al.]. - 1a ed. - Buenos Aires : Santillana, 2010. 48 p. ; 28x22 cm. ISBN 978-950-46-2203-1 1. Biología. 2. Enseñanza Secundaria. 3. Libro del Docente. I. Barderi, María Gabriela CDD 570.712

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Recursos para la planificación Introducción. El lenguaje de la Ciencia

Identificar las principales características de las ciencias fácticas o experimentales. Reconocer el campo de estudio de la Biología y sus ramas. Comprender la naturaleza de la Ciencia. Identificar las características propias del trabajo científico, su metodología y sus implicancias en la sociedad. Reflexionar críticamente sobre la producción y el desarrollo del conocimiento científico, reconociendo su carácter provisorio e histórico. Desarrollar el interés hacia la Biología como disciplina científica y su aprendizaje.

Interpretar la energía y sus transformaciones como conceptos fundamentales de las Ciencias naturales. Comprender la noción de sistema termodinámicamente abierto en el contexto de los sistemas biológicos. Interpretar experiencias históricas de laboratorio sobre energía y calor. Clasificar los sistemas en aislados, abiertos y cerrados. Interpretar las formas en que se manifiestan las ondas electromagnéticas. Diferenciar las reacciones químicas anabólicas, o de síntesis, de las catabólicas, o de degradación. Identificar las etapas que componen el proceso de la fotosíntesis. Diferenciar entre respiración aeróbica y anaeróbica. Fomentar la adquisición de una postura reflexiva y crítica frente a los aportes realizados por investigadores de diferentes épocas. Desarrollar el interés por participar en actividades y experiencias sencillas que permitan verificar los hechos y conceptos estudiados. Valorar positivamente el trabajo en equipo propio de la investigación científica.

Reconocer los distintos niveles de organización de los seres vivos. Identificar a la célula como la unidad de estructura y función de los seres vivos. Identificar tejidos y células a partir de la observación de láminas, gráficos y fotografías. Distinguir las principales características de los niveles de organización subcelulares y supraorgánicos. Analizar la diversidad de formas vivientes organizadas en grados de creciente complejidad y especialización. Comparar la división de los cigotos en distintos organismos e interpretar las diferentes formas de crecimiento. Reconocer las características fundamentales de las células, los tejidos, los órganos y los sistemas de órganos. Analizar y comparar los tejidos vegetales y los animales. Practicar y aplicar técnicas para la observación microscópica de tejidos y células. Elaborar criterios personales sobre cuestiones científicas y tecnológicas básicas de nuestra época, mediante el contraste y la evaluación de informaciones obtenidas en distintas fuentes. Valorar el trabajo de científicos actuales y de otras épocas.

Las Ciencias naturales y el conocimiento científico. Características de la Ciencia. Objeto de estudio de la Biología. Ramas de la Biología. Análisis interdisciplinario y áreas-frontera. Características del conocimiento científico a partir de algunos ejemplos de la Biología. Trabajo de laboratorio y trabajo de campo. El perfil de un científico. El método científico. Reseña histórica de la Biología. Análisis de textos y resolución de problemas.

La termodinámica. Sistemas aislados, abiertos y cerrados. El Sol como fuente de energía de los sistemas biológicos. La biosfera como sistema termodinámico abierto. El flujo de la energía en la cadena trófica. Respiración y fotosíntesis. Leyes de la termodinámica. Proyecto Biosfera 2 como ejemplo de sistema biológico. La entropía y los sistemas biológicos: síntesis de nuevos compuestos químicos. Interpretación de gráficos y esquemas. Experimentación y control de variables sobre la fotosíntesis. Utilización de modelos para simular el efecto invernadero.

La célula como unidad de estructura y función. Los niveles de organización de los seres vivos. Niveles subcelulares y supraorgánicos. Los niveles de organización en relación con la biosfera, la geosfera, la hidrosfera y la atmósfera. La multicelularidad y el inicio de la diferenciación. Diversificación celular y diferenciación de los tejidos. Órganos y sistemas de órganos. Tejidos vegetales y animales. Historia de las observaciones microscópicas. Cultivo de células. Preparación de cortes histológicos mediante la construcción y utilización de un micrótomo. Aplicación de técnicas para la observación de tejidos y células con el microscopio óptico.

ontenidos

Multicelularidad y niveles de organización

xpectativas de logro

Los sistemas biológicos

Metabolismo celular

El sistema digestivo

Identificar las partes fundamentales de las células y analizar las funciones que cumplen. Identificar las biomoléculas y sus funciones principales. Distinguir las similitudes y diferencias entre organismos procariontes y eucariontes, y entre una célula vegetal y una célula animal. Interpretar el proceso de transporte a través de la membrana celular. Identificar los mecanismos de reproducción celular. Planificar investigaciones sencillas de modo autónomo. Desarrollar actitudes de respeto en el trabajo cooperativo. Valorar el uso del microscopio para la observación biológica. Valorar el conocimiento científico como un proceso de construcción ligado a las características y necesidades de la sociedad en cada momento histórico y sometido a evolución y revisión continua.

Comprender las diferencias fundamentales entre los organismos anaerobios y los aerobios. Interpretar el concepto de metabolismo y la función que tienen las reacciones anabólicas y catabólicas para los seres vivos. Reconocer el papel de las enzimas en el metabolismo celular. Identificar la molécula de ATP como “moneda” de intercambio energético en las reacciones metabólicas. Interpretar gráficos, esquemas y ecuaciones de procesos metabólicos clave, como la respiración aeróbica, la fermentación y la fotosíntesis. Reflexionar críticamente acerca del trabajo realizado por diferentes científicos e investigadores. Desarrollar el interés por la elaboración y la realización de experiencias y por el manejo adecuado del material de laboratorio.

Interpretar el concepto de nutrición y reconocer los sistemas que intervienen en ella. Comparar y analizar las diferencias en los procesos de ingestión, digestión y egestión entre los organismos unicelulares y pluricelulares. Diferenciar la digestión intracelular de la extracelular. Analizar la relación que existe entre la digestión mecánica y química y su papel en la eficiencia del proceso digestivo. Reconocer la acción de las enzimas sobre los distintos tipos de nutrientes orgánicos. Identificar las patologías digestivas más comunes y reconocer modos de prevención. Utilizar los conocimientos sobre el funcionamiento del cuerpo humano para desarrollar y afianzar hábitos de cuidado que propicien un clima individual y social saludable. Valorar la utilización de un vocabulario preciso que permita la comunicación, la reflexión, el debate de ideas y la participación grupal.

La teoría celular. La célula como unidad de estructura y función de los seres vivos. Especialización celular. Biomoléculas: glúcidos o hidratos de carbono, lípidos o grasas, aminoácidos y proteínas, ácidos nucleicos. Organismos procariontes y eucariontes. Síntesis de proteínas y código genético. Orgánulos de las células animales y vegetales. Transporte a través de la membrana celular. Reproducción celular: mitosis y meiosis. Realización de trabajos de laboratorio sobre técnicas para la preparación de células y tejidos vivos. Tipos de microscopios. Proteómica y técnicas para el estudio de las proteínas.

Las fases del metabolismo: catabolismo y anabolismo. Las enzimas. La energía y las moléculas de ATP. La respiración aeróbica: glucólisis, ciclo de Krebs y cadena respiratoria. La fermentación láctica y alcohólica. Síntesis del colesterol. La fotosíntesis. Aplicaciones industriales de las enzimas. Métodos de estudio del metabolismo. Realización de experiencias de laboratorio para el estudio de la glucólisis en las levaduras. Realización de investigaciones sobre los efectos del alcohol en el organismo, en especial sobre el sistema nervioso.

La función de nutrición y el sistema digestivo. Ingestión, digestión y egestión. Evolución de las estructuras digestivas: de los poríferos a los vertebrados. Estructura y función del sistema digestivo humano. Ingestión y digestión en la boca. Etapas de la deglución. Digestión en el estómago. Digestión y absorción en el intestino. Hígado, vesícula biliar y páncreas. Absorción de agua y egestión. Sistemas digestivos especializados. Úlceras. Tecnologías para el diagnóstico de enfermedades digestivas. Formulación de problemas, diseño y desarrollo de exploraciones y experimentaciones referidas al funcionamiento de los sistemas estudiados. Comunicación de resultados mediante informes, monografías y otras formas de presentación.

xpectativas de logro

Células y biomoléculas: la vida en su mínima expresión

ontenidos

El sistema respiratorio

Los sistemas circulatorio y excretor

El sistema ósteo-artromuscular

Identificar las etapas del proceso respiratorio. Ubicar y reconocer los órganos que forman el sistema respiratorio y sus funciones. Valorar la importancia de la práctica de deportes para el desarrollo pulmonar. Interpretar el intercambio gaseoso ocurrido en los alvéolos pulmonares. Comprender y describir la mecánica respiratoria. Reconocer las alteraciones y enfermedades comunes del sistema respiratorio. Plantear normas de cuidado y prevención de enfermedades. Valorar la utilización de un vocabulario preciso que permita la comunicación, la reflexión, el debate de ideas y la participación grupal. Apreciar el trabajo cooperativo para el mejoramiento de la investigación y el aprendizaje de las ciencias.

Concebir el organismo humano como un sistema complejo y coordinado. Identificar los componentes de la sangre y analizar sus funciones. Interpretar el origen y la formación de las células sanguíneas. Describir los pasos de la coagulación sanguínea. Analizar las características del corazón y de su funcionamiento. Describir el sistema linfático, las partes que lo componen y sus funciones. Analizar las características de los líquidos circulatorios en los animales. Describir los órganos que forman el sistema urinario y sus funciones. Comprender el mecanismo de formación de la orina. Comparar los órganos excretores y sus funciones en diferentes animales. Debatir la importancia de la donación de órganos. Valorar la importancia de la Medicina preventiva. Discutir y valorar críticamente el avance de la Ciencia y los cambios que repercuten en la sociedad.

Clasificar los esqueletos según su ubicación, su estructura o su función. Relacionar la forma y el tamaño de los organismos con su tipo de locomoción. Identificar las partes del esqueleto humano y las cavidades corporales. Interpretar imágenes microscópicas de distintas variedades de tejidos óseos. Relacionar la forma de los huesos con su localización y función. Comparar los diferentes tipos de articulaciones y su función. Clasificar los músculos según su ubicación, las características de las células que los forman, y el tipo de estimulación o control nervioso. Identificar las palancas en el cuerpo humano. Analizar la fisiología de la contracción muscular. Identificar los músculos del cuerpo humano y su localización. Apreciar el trabajo cooperativo para el mejoramiento de la investigación y el aprendizaje de las ciencias. Valorar los avances alcanzados en distintas áreas de la Medicina durante los siglos XIX y XX.

Concepto biológico de la función respiratoria. Composición del aire. Organización del sistema respiratorio humano. Características, importancia y función de los pulmones. Intercambio gaseoso: hematosis y niveles de la difusión. Mecánica respiratoria. Volúmenes de aire y respiración pulmonar. Alteraciones de la mecánica respiratoria normal y enfermedades comunes del sistema respiratorio. Respiración aerobia y respiración anaerobia. La respiración en los animales: estructuras y órganos respiratorios. Respiración en las plantas. La tuberculosis. El trabajo de los neumonólogos. Construcción y utilización de un espirómetro. Utilización de la observación como método de indagación científica.

Componentes y funciones de la sangre. El mecanismo de coagulación. El sistema circulatorio en los vertebrados y en el ser humano. Características y funcionamiento del corazón, el ciclo cardíaco. Sistema cardiovascular humano. Circulación mayor y circulación menor. Características de las venas, las arterias y los capilares. Enfermedades cardiovasculares comunes. El sistema linfático. Líquidos y sistemas circulatorios en los invertebrados. La excreción y el sistema urinario. El nefrón y la formación de orina. Análisis de orina y enfermedades urinarias. La insuficiencia renal y el sistema circulatorio. Tipos de órganos excretores en los animales. La diálisis y los trasplantes de riñón. Tecnología para el diagnóstico de enfermedades cardiovasculares. Realización de un trabajo de campo sobre la presión arterial.

Características de los esqueletos de homínidos primitivos. Funciones del esqueleto en el sostén corporal y el movimiento. Exoesqueletos y endoesqueletos. El esqueleto y las regiones corporales. Las cavidades corporales y el celoma. Clasificación de los huesos. La estructura de los huesos; crecimiento en longitud y en grosor. Evolución del cráneo y huesos que lo forman. Evolución de la columna vertebral y del esqueleto apendicular; huesos que los forman. Las articulaciones. Los músculos: antagonismo y palancas. Fisiología de la contracción muscular. Distribución y tipos de los músculos esqueléticos. Estudio de la anatomía humana: perspectiva histórica. La naturaleza biónica. Observación y reconocimiento de los huesos en una radiografía. Disección de una articulación de vaca, de un pez óseo y de un pez cartilaginoso.

xpectativas de logro

ontenidos

Los órganos sensoriales

El sistema endocrino

Interpretar el mecanismo de la coordinación nerviosa. Comparar la coordinación nerviosa en diferentes animales. Identificar las partes de una neurona y las funciones que cumple. Interpretar el proceso de formación y transmisión de un impulso nervioso. Comprender cómo se relacionan las neuronas a través de la sinapsis. Analizar la organización del sistema nervioso de los vertebrados. Identificar la constitución y las funciones que cumplen las distintas divisiones del sistema nervioso. Comprender la ocurrencia de actos reflejos y su modelo interpretativo. Analizar el efecto antagónico del sistema simpático y del parasimpático sobre algunos órganos. Conocer algunas enfermedades que afectan al sistema nervioso. Planificar y realizar trabajos grupales, asumiendo responsabilidades en el desarrollo de tareas.

Identificar las características de los receptores sensoriales. Reconocer los tipos de receptores según la procedencia y la naturaleza del estímulo. Identificar las funciones que cumplen los órganos sensoriales en diferentes animales. Interpretar cómo se desencadenan las sensaciones gustativas. Identificar las tres clases de papilas gustativas, su localización en la lengua y su mecanismo de acción. Analizar la estructura del ojo humano y reconocer las funciones que cumplen sus distintas partes. Interpretar el proceso de formación y de elaboración de imágenes. Interpretar la fisiología de la audición y del equilibrio. Identificar los receptores de la piel. Analizar y debatir sobre los avances científico-tecnológicos que facilitaron los trasplantes de órganos. Valorar la ciencia como fuente de conocimiento sobre el entorno y como motor del desarrollo de la tecnología.

Caracterizar las hormonas. Diferenciar entre glándulas de secreción interna y glándulas de secreción externa. Localizar las glándulas endocrinas en el cuerpo humano. Interpretar los mecanismos de acción hormonal. Identificar la acción reguladora de la hipófisis y su relación con todas las otras glándulas del cuerpo. Relacionar e integrar las funciones de los sistemas nervioso y endocrino. Comprender el mecanismo de control de retroalimentación o feedback. Identificar las hormonas que secreta y las funciones que cumplen las principales glándulas endocrinas. Reconocer hormonas y feromonas en los animales y hormonas en vegetales. Desarrollar el interés por comprender la anatomía y fisiología humanas, y utilizar los conocimientos para desarrollar y afianzar hábitos de salud e higiene. Valorar la existencia de un espacio de indagación y experimentación científica en el propio ámbito escolar.

Sistema nervoso y movimiento. Coordinación nerviosa en los animales. Ubicación y funcionamiento de las neuronas, los ganglios y los nervios. Estructura de una neurona. Generación del impulso nervioso. Sinapsis y transmisión del impulso nervioso; sinapsis química y eléctrica; velocidad del impulso nervioso. Organización del sistema nervioso de los vertebrados. Estructura y funciones del SNC y el SNS. El encéfalo. Las meninges y el líquido cefalorraquídeo. La médula espinal y los nervios raquídeos. El encéfalo y los nervios craneales. El acto reflejo y el arco reflejo. Las funciones nerviosas complejas en el cerebro humano; las áreas corticales. Estructura y funciones del SNA. Órganos y funciones de los sistemas simpático y parasimpático. Enfermedades del sistema nervioso. Camillo Golgi y Santiago Ramón y Cajal: reticularismo y neurismo. Técnicas para estudiar la actividad encefálica y diagnosticar sus alteraciones. Observación e interpretación de esquemas gráficos del encéfalo, las meninges, la médula espinal y los nervios raquídeos. Realización de un trabajo de laboratorio sobre la disección de un encéfalo de vaca o de cordero.

La ecolocalización en murciélagos y delfines. Características de los receptores sensoriales. Tipos de receptores según la procedencia del estímulo y según la naturaleza del estímulo. Quimiorreceptores, fotorreceptores, mecanorreceptores y termorreceptores. El olfato; células sensoriales encargadas de captar los olores. El gusto; las papilas gustativas. La vista. Estructura del ojo humano; formación de imágenes en la retina. Visión estereoscópica y agudeza visual. La audición y el equilibrio. La constitución del oído; fisiología de la audición y del equilibrio. El tacto; los receptores de la piel. Características y estímulos que captan las terminaciones nerviosas sensitivas. El sistema Braille. Técnicas de implante coclear auditivo, queratoplastia y ojos biónicos. Identificación de los quimiorreceptores del gusto y de los mecanorreceptores y los termorreceptores de la piel, a partir de la realización de trabajos de laboratorio.

Características y funciones de las hormonas. Ubicación de las glándulas endocrinas en el cuerpo humano. Glándulas endocrinas, exocrinas y merocrinas. Clasificación de las hormonas y mecanismos de acción hormonal. Ubicación y funciones que cumple la hipófisis. Procesos de neurosecreción y de neurotransmisión. Función del hipotálamo; regulación neuroendocrina. Control de la secreción hormonal. Tiroides, paratiroides y glándula pineal. Glándulas suprarrenales. Las gónadas. El páncreas. Órganos con función endocrina en los vertebrados. Hormonas y feromonas de los invertebrados. Las hormonas vegetales. Realización de un trabajo de campo sobre la frecuencia de las enfermedades endocrinas. Observación y análisis de una glándula endocrina. El bocio endémico. Hormonas, metabolismo y obesidad. Endocrinología e Ingeniería genética.

xpectativas de logro

El sistema nervioso

ontenidos

Inmunidad y homeostasis

Respuestas a los estímulos y comportamiento

Reproducción y sexualidad

Identificar y describir las barreras defensivas del cuerpo humano. Interpretar la respuesta inmune inespecífica ante una infección. Reconocer los cinco tipos de inmunoglobulinas o anticuerpos. Interpretar los conceptos de inmunidad específica y de memoria inmunológica. Diferenciar la inmunidad adquirida activa de la pasiva. Identificar las diferencias más notorias entre las vacunas y los sueros. Interpretar el concepto de homeostasis. Interpretar la termorregulación como uno de los mecanismos que utiliza el cuerpo para lograr la homeostasis. Interpretar el concepto de osmorregulación. Valorar la gran importancia de la Medicina preventiva y de algunos de los métodos que utiliza en la lucha contra las enfermedades. Adoptar una actitud crítica y fundamentada ante los grandes problemas que hoy plantean las relaciones entre ciencia y sociedad.

Interpretar los movimientos involucrados en los tropismos positivos y negativos y en las nastias. Analizar las distintas respuestas de los animales frente a los estímulos. Clasificar los estímulos según su procedencia. Diferenciar las taxias según el estímulo. Reconocer las diferencias entre comportamiento instintivo y adquirido. Analizar experiencias sobre comportamientos por ensayo y error. Interpretar el aprendizaje por discernimiento o inteligencia. Comprender algunas características del comportamiento humano. Identificar comportamientos propios de sociedades animales. Realizar salidas de campo, trabajos de laboratorio e investigaciones científicas que ayuden a abordar los temas estudiados. Establecer una posición reflexiva y crítica frente a los aportes realizados por investigadores de diferentes épocas.

Reconocer las diferencias entre los diversos ciclos de vida. Observar y analizar fotografías y esquemas sobre reproducción en plantas y animales. Localizar los órganos de los sistemas reproductores humanos, masculino y femenino, y describir las funciones de los órganos genitales externos e internos. Identificar las cuatro etapas principales de la fecundación. Describir las características de la ovulación y del ciclo menstrual. Conocer los métodos anticonceptivos más comunes. Identificar el agente y los síntomas de las infecciones de transmisión sexual más frecuentes. Adoptar una postura crítica, reflexiva y comprometida en los trabajos e investigaciones realizados en el ámbito escolar. Valorar las posibilidades de comunicación de las ideas que brinda el debate grupal. Conocer y prevenir las infecciones de transmisión sexual.

La inmunología celular. Las barreras primarias: piel, sudor, ácidos grasos, mucus, lágrimas, saliva, jugos digestivos y bacteria de la flora intestinal. Los microorganismos patógenos y las infecciones. Las barreras secundarias. La fagocitosis. Inmunidad no específica o inespecífica. Las barreras terciarias y los anticuerpos. Tolerancia inmunológica. Respuesta inmunitaria. Las inmunoglobulinas. La inmunidad específica y la memoria inmunológica. Inmunidad humoral y tisular. Inmunidad activa e inmunidad pasiva, las vacunas y los sueros. La homeostasis. Mecanismos fisiológicos de regulación de la temperatura. Balance hídrico y osmorregulación. Trasplantes de tejidos. Grupos sanguíneos y transfusiones. Técnicas bioquímicas al servicio de la salud. Realización de un trabajo de laboratorio sobre la osmorregulación en el paramecio.

Respuestas de las plantas a los estímulos. Los tropismos: fototropismos, hidrotropismos, geotropismos y tigmotropismos. Nastias: tigmonastia y seismonastia. El comportamiento. Las taxias o taxismos: quimiotaxia, fototaxia y fobotaxia. Instinto y comportamiento innato. Sistema de actos y reflejos condicionados. Aprendizaje y comportamiento adquirido. Aprendizaje por ensayo y error, la impronta. Aprendizaje por discernimiento o inteligencia. Algunas características del comportamiento humano. Etología o ciencia del comportamiento. Análisis de la respuesta a la estimulación mecánica de los zarcillos a partir de un trabajo de campo. Determinación de conductas de las lombrices frente al estímulo luminoso a partir de un trabajo de laboratorio.

Generación espontánea, teoría de la preformación y epigénesis. El descubrimiento del ADN. La importancia de la reproducción. Reproducción en organismos unicelulares procariontes y eucariontes y en pluricelulares. Ciclos de vida. Reproducción sexual en las plantas y en los animales. Reproducción asexual en las plantas y en los animales. Reproducción en el ser humano. El sistema reproductor masculino. El sistema reproductor femenino. Gametogénesis y fecundación. Ovulación y ciclo menstrual. Planificación familiar: los métodos anticonceptivos. Infecciones de transmisión sexual (ITS). El descubrimiento del VIH e historia del sida. La reproducción asistida en el ser humano. Estudio de una muestra de polen de flores frescas. Observación de las dos variantes de reproducción en un organismo unicelular.

xpectativas de logro

ontenidos

Herencia y Genética

Promoción y protección de la salud

Diferenciar los términos crecimiento y desarrollo. Identificar las etapas del desarrollo embrionario en los animales pluricelulares. Comparar distintos tipos de huevos y de segmentación. Analizar y comparar las diferentes formas de desarrollo en los animales. Identificar los cambios que ocurren desde el comienzo del embarazo hasta su culminación con el parto. Interpretar el recorrido del cigoto desde el oviducto hasta su implantación en el útero. Analizar los cambios ocurridos en la gestación. Reconocer las principales características del recién nacido y sus reflejos. Valorar la importancia de la lactancia materna. Describir los cambios que ocurren durante la etapa de crecimiento y desarrollo desde el niño al adulto. Valorar el trabajo de científicos actuales y de otra época.

Interpretar un árbol genealógico. Comparar las relaciones entre las investigaciones realizadas por Mendel y las realizadas por Darwin. Describir e interpretar las observaciones realizadas por Mendel. Reconocer la terminología moderna utilizada para representar simbólicamente las características hereditarias. Usar adecuadamente términos como fenotipo, genotipo y alelos. Diferenciar entre dominancia completa y dominancia incompleta o codominancia. Interpretar las investigaciones realizadas por los científicos sobre la herencia ligada al sexo. Comprender la teoría cromosómica de la herencia. Identificar y describir las características de las enfermedades cromosómicas y las terapias génicas. Adoptar un postura crítica, responsable y constructiva en relación con las investigaciones relacionadas con el estudio del ADN y los alcances de la Genética.

Analizar la definición de salud elaborada por la OMS. Identificar los factores que inciden sobre la salud de una población humana. Identificar las principales etapas que van de la salud a la enfermedad. Reconocer las acciones de salud dirigidas al individuo y las dirigidas al ambiente. Identificar y diferenciar las acciones de promoción, las de prevención primaria, las de prevención secundaria, las de recuperación, las de rehabilitación y las de reinserción social. Identificar las áreas fundamentales que comprende la salud pública, así como las acciones a las que apunta. Identificar los factores que influyen en el ciclo económico de la enfermedad. Analizar críticamente problemas de salud, en particular los que tienen mayor relevancia en nuestro país. Desarrollar y afianzar hábitos de cuidado de la salud.

La muerte celular programada o apoptosis. Crecimiento y desarrollo. La Embriología; teoría de la recapitulación. Desarrollo embrionario en los animales: la segmentación, la morfogénesis y la diferenciación. Anexos extraembrionarios. Desarrollo posembrionario: anamniotas y amniotas; ovíparos, ovovivíparos y vivíparos; desarrollo directo y desarrollo indirecto. Desarrollo embrionario en las espermatofitas. Desarrollo en el ser humano. El embarazo y las primeras etapas prenatales. La gestación de un nuevo ser humano. Nacimiento y alumbramiento. Etapa posnatal: principales características del recién nacido; reflejos. Etapas del crecimiento y desarrollo. Características de la adolescencia. La problemática del aborto. Tecnología al servicio del embarazo. Realización de un trabajo de campo sobre mediciones de altura y peso en diferentes niños y niñas. Debate acerca de la problemática del aborto.

Las genealogías. La herencia antes de Mendel: la teoría de la evolución de Darwin; la técnica de la hibridación en plantas con flores. La primera ley de Mendel. Representación simbólica y terminología moderna. La Genética. La simbología utilizada por Mendel. La segunda ley de Mendel. La tercera ley de Mendel. Las mutaciones y el redescubrimiento de la Genética. Herencia cuantitativa. Dominancia incompleta y codominancia. Las experiencias de Morgan y el ligamiento de los genes. Cariotipo y herencia ligada al sexo. Teoría cromosómica de la herencia y Genética molecular. Enfermedades hereditarias y terapias génicas. El Proyecto Genoma Humano. Realización de un estudio genealógico. Observación de cromosomas en las células de la raíz de la cebolla. Extracción de ADN.

Principales programas que se desarrollan en la OMS. Definición de salud. Componentes del nivel de salud. Recursos de infraestructura, materiales, humanos, financieros y administrativos de la política sanitaria del país. Principales etapas desde la salud hasta la enfermedad. Acciones de salud dirigidas al ambiente y al individuo. Protección de la salud a partir del individuo. Acciones de prevención primaria, secundaria y terciaria. Medicina preventiva, asistencial y social. Protección de la salud a partir del ambiente. Áreas que comprende la salud pública. Administración pública y salud. Ciclo económico de la enfermedad. Intoxicaciones provocadas por arsénico. Los médicos sanitaristas. Realización de un trabajo cooperativo acerca de distintas problemáticas de salud relacionadas con el ambiente. Observación de fotografías de problemas ambientales y propuesta de soluciones a dichos problemas.

xpectativas de logro

Desarrollo y crecimiento

ontenidos

Noxas y enfermedades

Nutrición. Enfermedades nutricionales

Drogodependencias

Describir las cuatro etapas referidas al estudio y el conocimiento de las enfermedades, desde el punto de vista histórico. Identificar epidemias y endemias que afecten a nuestro país. Diferenciar las vías de transmisión de las noxas. Clasificar las enfermedades según causas externas o internas. Describir los componentes de la cadena de infección de las enfermedades infectocontagiosas. Conocer las principales enfermedades infectocontagiosas e identificar sus agentes patógenos. Conocer algunos problemas sanitarios argentinos. Adoptar una actitud crítica y fundamentada ante los grandes problemas sanitarios de nuestro país. Valorar la gran importancia de la medicina preventiva. Desarrollar y afianzar hábitos de cuidado de la salud.

Identificar las funciones de los alimentos. Analizar las principales características de los nutrientes y el porcentaje del peso corporal que estos representan. Interpretar las leyes de la alimentación. Analizar una tabla que muestra el requerimiento diario de nutrientes y de calorías de un adulto. Relacionar el déficit o el exceso de determinados nutrientes con la ocurrencia de trastornos o enfermedades nutricionales. Conocer los requerimientos normales de minerales y vitaminas, así como las principales enfermedades relacionadas con su déficit. Interpretar las recomendaciones para la preservación y el consumo de alimentos en buen estado. Valorar el intercambio de ideas como fuente de construcción de conocimientos. Participar en actividades y experiencias sencillas que permitan verificar los hechos y conceptos estudiados. Desarrollar y afianzar hábitos de cuidado de la salud.

Identificar los mecanismos moleculares que intervienen en las adicciones, la euforia momentánea y los efectos del síndrome de abstinencia. Reconocer los órganos que resultan más afectados por el consumo de drogas. Conocer la acción farmacológica de algunas de las principales drogas. Analizar las consecuencias psíquicas de las adicciones. Analizar y debatir sobre las consecuencias y los riesgos que ocasionan el alcoholismo, el tabaquismo y las drogadicciones en general. Identificar los factores de desarrollo y las etapas de las drogodependencias. Reflexionar críticamente acerca de las medidas que la sociedad adopta para prevenir la drogadicción, controlar el narcotráfico y rehabilitar a los adictos. Valorar la utilización de un vocabulario preciso y claro para lograr una adecuada comunicación de los conocimientos adquiridos. Desarrollar y afianzar hábitos de cuidado de la salud.

Los virus y las enfermedades infecciosas: el virus de la influenza A. Conceptos epidemiológicos: epidemia, endemia y pandemia. Noxas o agentes patógenos; su clasificación. Vías de transmisión directa e indirecta. Tipos de enfermedades según las causas externas e internas. Nuevas enfermedades virales, antiguas enfermedades que reaparecen, superbacterias, priones, enfermedades relacionadas con el agua y con los alimentos, depresión, estrés y violencia. Enfermedades infectocontagiosas; zoonosis y epizootias. Ciclo de vida y vías de transmisión del agente causal de la hidatidosis. Principales enfermedades infectocontagiosas causadas por microorganismos. Enfermedades parasitarias causadas por metazoos. Problemas sanitarios argentinos. Mal de Chagas-Mazza. Toxoplasmosis y paludismo. Enfermedades hídricas. La prevención de enfermedades. Realización de un estudio sobre el dengue. Experimentación sobre la relación entre el tiempo de lavado de manos y la cantidad de microorganismos.

La alimentación y la nutrición en los seres vivos. Estructuras especializadas en la captura del alimento de diferentes animales. Función de los alimentos. Dieta equilibrada. Los nutrientes: proteínas, lípidos, glúcidos o hidratos de carbono, vitaminas, minerales, agua. Pirámide nutricional. Leyes de la alimentación. Nutrientes y calorías; requerimiento diario de un adulto según la actividad realizada. Enfermedades nutricionales: marasmo, osteoporosis, enfermedades coronarias. Importancia en la dieta de los minerales y de las vitaminas. Obesidad y desnutrición. Anorexia y bulimia. Métodos de conservación de los alimentos. Contaminación química y contaminación biológica de los alimentos. Fast food y slow food. Nuevos alimentos: probióticos, prebióticos y nutracéuticos. Análisis de la composición de alimentos envasados de consumo habitual, a partir de la lectura de las etiquetas. Investigación sobre la presencia de microorganismos en la leche.

Los mecanismos de la adicción. Acción física de las drogas. Drogas legales o lícitas y drogas ilegales o ilícitas. Acción neurofisiológica de las drogas. Consecuencias psíquicas de la adición. Tabaquismo y alcoholismo. Factores de desarrollo y etapas de la drogodependencia. La prevención de la drogadicción. La rehabilitación. Historia de las drogas. Las drogas en el deporte. Realización de una encuesta sobre el tabaquismo. Realización de un trabajo de laboratorio sobre la eficacia del filtro de los cigarrillos. Análisis, investigación y debate sobre el descubrimiento de la morfina, los alcaloides, las drogas naturales, las artificiales y el narcotráfico.

xpectativas de logro

ontenidos

Integraciones multidisciplinarias

Expectativas de logro: Analizar el origen de la vida desde un punto de vista interdisciplinario, incluyendo fuentes de energía

Milagros moleculares

Contenidos: Origen de la vida. Química prebiótica experimental: experiencia de Miller. Protocélulas. Las biomoléculas y fuentes de

y biomoléculas primordiales. Interpretar un árbol filogenético y describir el origen de las células procariotas y eucariotas. Desarrollar el interés por el debate y la especulación científica.

energía en el inicio de la vida.

Expectativas de logro: Analizar e interpretar gráficos sobre absorción de oxígeno por pigmentos respiratorios. Comparar los

Cuando el intercambio de gases es sinónimo de vida

Contenidos: Pigmentos respiratorios en los animales. Tensión de carga y descarga. Porcentaje de saturación. La hemoglobina

III

Expectativas de logro: Realizar una experiencia de laboratorio de estudio sobre la velocidad de conducción del impulso nervio-

Contracción muscular e impulso nervioso

Contenidos: Placa neuromuscular. Ley del todo o nada. Intercambio iónico en la contracción. La miastenia gravis. Las proteínas

Expectativas de logro: Analizar esquemas y gráficos sobre la influencia de la congelación en los seres vivos. Investigar acerca

Maestros de la criopreservación

síntomas relacionados con las variaciones del nivel de oxígeno y dióxido de carbono en sangre. Valorar la utilización de gráficos y tablas para la organización de datos. Comprender la importancia de los pigmentos para la diversidad biológica del planeta. humana. Pigmentos fotosintéticos. Pigmentos florales. Leghemoglobinas y fijación del nitrógeno.

so. Investigar acerca de las consecuencias que trae para el ser humano la tetania. Desarrollar el interés por la realización de experiencias que permitan reafirmar o refutar las hipótesis planteadas. actina y miosina. La acetilcolinesterasa.

de las adaptaciones fisiológicas y etológicas del ser humano a las temperaturas. Valorar los avances tecnológicos y sus aplicaciones médicas. Conocer adaptaciones extremas de los seres vivos.

Contenidos: La criopreservación. La regla de Bergman. Proteínas anticongelantes. Glicerol y etilenglicol. Lípidos insaturados. Hibernación y migración. Nucleadores y crioprotectores coligativos. Relación con la fermentación.

Expectativas de logro: Analizar y reflexionar acerca del Proyecto Genoma Humano. Resolver problemas relacionados con la

Biotecnología e Ingenería genética, ¿alternativas para un mundo mejor...?

Contenidos: La Biotecnología moderna. Organismos transgénicos. ADN clonado. Técnicas biotecnológicas aplicadas a la industria alimentaria y farmacéutica.

Expectativas de logro: Analizar los contaminantes del ambiente. Investigar sobre los contaminantes que se relacionan con las

Contaminación ambiental y salud humana

Contenidos: Contaminación del agua. Contaminación del aire. Contaminación del suelo. Contaminación alimentaria.

Biotecnología adoptando una postura crítica. Adquirir curiosidad e interés por conocer los avances biotecnológicos.

radiaciones y el aumento de la temperatura del agua. Interpretar las características y los efectos tóxicos de los compuestos químicos denominados “genotóxicos”. Investigar sobre los metales contaminantes. Desarrollar actitudes de respeto por el entorno que fomenten la conservación de la Naturaleza y el mantenimiento de la biodiversidad.

Expectativas de logro: Conocer algunos de los procedimientos básicas para el trabajo científico. Contenidos: Resolución de situaciones problemáticas. Selección de datos. Interpretación de datos. Elaboración de conclusiones. Reconocimiento de causas y consecuencias de los hechos. Identificación e interpretación de variables. Elaboración de autocuestionarios. Aprendizaje mediante gráficos. Registro de datos y confección de tablas. Interpretación de gráficos. Utilización de instrumentos ópticos para el trabajo de laboratorio. Análisis del microscopio óptico.

Recursos para el trabajo científico

Expectativas de logro: Poner en práctica la metodología científica en el desarrollo de las investigaciones propuestas. Contenidos: Selección de diferentes medios para la comunicación y exposición escolar. Realización de talleres acerca de enfermedades psicosomáticas. Realización de entrevistas a partir de la confección de cuestionarios orientadores. Interpretación y traducción de un texto científico. Realización de prácticas de laboratorio modelo. Elaboración de hipótesis e inferencia de resultados en modelos del cuerpo humano. Realización de un proyecto de investigación científica.

Talleres de la ciencia

Expectativas de logro: Leer, comprender y analizar críticamente las lecturas propuestas. Contenidos: Los extremófilos y sus sistemas enzimáticos. El origen de las células eucariotas y la endosimbiosis. Criobiología. Nanomedicina. Trasplantes de órganos. Las células madre. Genes y sida. Enfermedades emergentes. Contaminación alimentaria y microorganismos, aditivos químicos.

Documentos

Expectativas de logro: Aprender a usar los contenidos de la Web para la resolución de investigaciones sobre temáticas significativas para los adolescentes. Favorecer las dinámicas grupales y el trabajo cooperativo. Contenidos: Alimentación saludable. Sexualidad responsable. Adicciones: drogas y alcohol.

Webquests

¿Cómo está organizado el libro del alumno?

Los capítulos de este libro están organizados en: • una sección introductoria: El lenguaje de la Ciencia; • seis secciones temáticas principales: I. Del organismo a las moléculas, II. Funciones de nutrición, III. Funciones de relación y coordinación, IV. Funciones de regulación y defensa, V. La continuidad de la vida y VI. El cuidado de la salud; • una sección de Recursos para el trabajo científico y Talleres de ciencias; • una sección de Documentos; • una sección de Webquests. 10

El lenguaje de la Ciencia En esta sección se trabaja con la investigación científica; la clasificación de las Ciencias naturales; la Biología y sus ramas; la integración entre las disciplinas de las Ciencias naturales; el trabajo de campo y de laboratorio; el método científico aplicado a la Biología y una cronología de esta ciencia hasta la actualidad.

Secciones temáticas Cada sección consta de: • una doble página de apertura; • tres o cuatro capítulos; • una doble página final, denominada integración multidisciplinaria.

Apertura de sección En la apertura se presenta a un científico importante que investigó sobre alguno de los temas que se estudian en la sección, se describen las fotografías de los copetes de cada capítulo y se formulan preguntas exploratorias. Además, figura un sumario de la sección. Los temas propuestos en las aperturas están vinculados con los conceptos impartidos en los capítulos de cada sección.

Capítulos Los capítulos comienzan con una doble página de apertura en la que se presenta el tema a través de investigaciones históricas o de importancia tecnológica y social, controversias o temas de actualidad, a partir de trabajos científicos de publicación reciente. Las fotografías e ilustraciones describen o complementan la lectura inicial. Más abajo, con el título “Análisis del trabajo científico”, se presentan preguntas exploratorias para indagar los conocimientos previos y analizar específicamente el tema presentado.

La enseñanza de las Ciencias naturales en la escuela secundaria propicia una formación integral: contribuye a potenciar las habilidades intelectuales, orienta a los alumnos hacia la comprensión y explicación objetiva de los diversos hechos, fenómenos y seres naturales y favorece el desarrollo de la creatividad y la participación responsable. Para que los alumnos adquieran competencias científicas y comiencen a tener una postura crítica frente a los hechos de la vida diaria, comprendan la sociedad en que viven y contribuyan con el bienestar de la comunidad, tomando decisiones responsables, es necesario que desde la escuela se brinde la mayor cantidad de recursos de la mejor calidad posible. Por ello, corresponde seleccionar herramientas que transformen la escuela tradicional, basada en la repetición memorística de conceptos, en una escuela formadora de alumnos creativos, reflexivos y con una postura crítica frente al conocimiento. Los textos que se desarrollan en el libro Biología y las actividades que allí se proponen están relacionados con la mejora de las competencias científicas, apuntan al “hacer” y al “pensar”, a la práctica y a la teoría, y favorecen la optimización de las habilidades en el alumno.

Los capítulos se jerarquizan a través de múltiples recursos que facilitan el aprendizaje. Los temas de cada página se introducen a partir de situaciones problemáticas, ejemplos cotidianos y el análisis de imágenes y gráficos. En todos los capítulos hay uno o más apartados, bajo la denominación “Fue noticia”, en los que se desarrollan aspectos históricos, biográficos o anecdóticos de descubrimientos científicos clave del pasado remoto o reciente, incluso actuales, y que se presentan como notas periodísticas. En todos los capítulos hay temas seleccionados que se trabajan a partir de imágenes. Es la sección “Temas con imágenes”.

Al finalizar el desarrollo de los contenidos, cada capítulo incluye cuatro páginas de trabajos prácticos que consisten en: • aplicación y análisis de lo aprendido; • investigación o búsqueda de información para profundizar determinados temas; • trabajos de campo para aplicar los conocimientos en el mundo natural; • resolución de problemas a través de la interpretación de enunciados, aplicación de algoritmos, análisis de gráficos, y comparación y contraste de posibles respuestas e interpretaciones;

país. La segunda página especial se denomina “Ciencia en acción”, y explora aspectos prácticos de cada rama de la Biología, la investigación científica y el trabajo multidisciplinario en distintos temas, y puede contribuir asimismo con la orientación vocacional y el desarrollo de actitudes científicas. Además, las dos páginas especiales cuentan con actividades que pueden ser análisis, debates, investigaciones, resolución de problemas, experiencias o trabajos de campo.

Integración multidisciplinaria En esta doble página que cierra cada sección, se analiza un texto y se proponen muchas actividades destinadas a asociar los conocimientos de la Biología con los provenientes de las demás disciplinas de las Ciencias naturales.

Recursos para el trabajo científico y Talleres de ciencias Los recursos para el trabajo científico consisten en una explicación de diversas técnicas específicas que se utilizan en Biología para facilitar el aprendizaje de los distintos temas. Los talleres de ciencias, por su parte, consisten en actividades encadenadas de producción y difusión escolar, simulación y elaboración de modelos y proyectos de investigación que permiten nuevas aplicaciones de los recursos.

• opinión y debate en un espacio de trabajo grupal, para propiciar la discusión y el intercambio de opiniones;

Documentos

• trabajos de laboratorio para la indagación y la examinación de los problemas planteados a través de la observación de los fenómenos naturales.

Esta sección permite trabajar con diversas fuentes bibliográficas y aplicar los conocimientos adquiridos a nuevas situaciones problemáticas. Incluyen textos, ilustraciones, gráficos, fotografías, fuentes bibliográficas, sitios de Internet y actividades para aplicar, analizar y resolver sobre la base del texto presentado.

Por último, los capítulos finalizan con páginas especiales: La primera puede ser alguna de las siguientes: “Historia de la ciencia”, “Ciencia, tecnología y sociedad” o “Viajando por nuestro país”. En ellas se trabaja la información básica a través de los aspectos históricos, de las aplicaciones tecnológicas y los desarrollos sociales, o de las problemáticas locales y regionales de distintas áreas de nuestro

Webquests La última sección del libro intenta darle un buen uso a una herramienta muy utilizada por los jóvenes: Internet. A través de propuestas de trabajo guiadas por el docente, la Web puede convertirse en un recurso útil y provechoso. Por otra parte, se propicia el trabajo cooperativo, ya que todas las propuestas son grupales. 11

Mapa de conceptos: sección I formado por

formado por

UNIVERSO

MATERIA

ENERGÍA ENTROPÍA

BIOSFERA

aumentan

BIOMAS

SISTEMAS BIOLÓGICOS

SOL

COMUNIDADES

INDIVIDUOS

SERES VIVOS

ÓRGANOS

REINOS

SIST. ÓRGANOS

AUTÓTROFOS

son

HETERÓTROFOS

METABOLISMO

CATABOLISMO

ANABOLISMO

TEJIDOS PROCARIOTAS

CÉLULAS

RESPIRACIÓN AERÓBICA

SÍNTESIS PROTEICA

ORGÁNULOS

FERMENTACIÓN

FOTOSÍNTESIS

EUCARIOTAS

BIOMOLÉCULAS

MITOSIS

MEIOSIS

MOLÉCULAS

ALCOHÓLICA

ÁTOMOS

LÍPIDOS POLISACÁRIDOS PROTEÍNAS AC. NUCLEICOS

LÁCTICA

POBLACIONES

Mapa de conceptos: sección II

S. DIGESTIVO

INGRESO Y PROCESAMIENTO DEL ALIMENTO

S. CIRCULATORIO

S. RESPIRATORIO

S. EXCRETOR

INGRESO O2

RIÑÓN

OXIGENACIÓN

TRANSPORTE

EXCRECIÓN CO2

REABSORCIÓN

GASES DIGESTIÓN

VENTILACIÓN PULMONAR

ALIMENTO

MECÁNICA

QUÍMICA

CORAZÓN

INTERCAMBIO DE GASES

VASOS

FILTRADO DE METABOLITOS TÓXICOS

impulsa la

BOCA ESTÓMAGO INTESTINO

SANGRE

TAMAÑO ADECUADO DEL ALIMENTO

ARTERIAS

VENAS pasan a

CALOR

MOLÉCULAS O AGREGADOS MOLECULARES ALIMENTICIOS

CAPILARES

PRESIÓN SANGUÍNEA EN VALORES FISIOLÓGICOS NORMALES

Mapa de conceptos: sección III

SISTEMA ÓSTEOARTROMUSCULAR HUMANO

MÚSCULOS

ARTICULACIONES

SISTEMA NERVIOSO

POSTURA ERGUIDA Y LOCOMOCIÓN BÍPEDA

HUESOS

TEJIDO NERVIOSO

FIJAS TEJIDO MUSCULAR ESTRIADO

SEMIMÓVILES

CAVIDADES ÓSEAS

TEJIDO ÓSEO

CÉLULAS DE LA GLÍA Y DE SCHWANN

INTERCONECTADAS POR SINAPSIS

COMPACTO

ESPONJOSO

CÉLULAS NERVIOSAS (NEURONAS)

CRÁNEO

CONDUCTO RAQUÍDEO

ENCÉFALO

MÉDULA ESPINAL

GANGLIOS

PRODUCEN, PROCESAN Y TRANSMITEN INFORMACIÓN (IMPULSOS NERVIOSOS)

PERIFÉRICO (SNP)

CENTRAL (SNC)

NERVIOS RECEPTORES SENSORIALES RECIBEN INFORMACIÓN DEL MEDIO EXTERNO E INTERNO

SOMÁTICO ÓRGANOS SENSORIALES

FOTORRECEPCIÓN QUIMIORRECEPCIÓN TERMORRECEPCIÓN MECANORRECEPCIÓN

SIMPÁTICO PARASIMPÁTICO

AUTÓNOMO (SNA)

MÓVILES

Mapa de conceptos: sección IV

SISTEMA NEUROENDOCRINO

HOMEOSTASIS

BARRERA 1.a

SISTEMA INMUNITARIO

PIEL MUCOSAS JUGOS DIGESTIVOS FLORA INTESTINAL SUDOR LÁGRIMAS SALIVA

COMPORTAMIENTO

HIPOTÁLAMO

TAXISMOS Y TROPISMOS

HIPÓFISIS

REFLEJOS

ANTERIOR O ADENOHIPÓFISIS

INNATOS

ADQUIRIDOS

IMPRONTA

GLÁNDULAS ENDOCRINAS

son

POSTERIOR O NEUROHIPÓFISIS (ALMACÉN DE HORMONAS HIPOTALÁMICAS)

TIROIDES

producen

HORMONAS

TIROXINA

PARATIROIDES

PARATHORMONA

INMUNIDAD ADQUIRIDA BARRERA 3.a

INMUNIDAD INNATA BARRERA 2.a

ACCIONES INSTINTIVAS

HORMONA ANTIDIURÉTICA

PINEAL

OCITOCINA

LEUCOCITOS PMN

TIMO

MACRÓFAGOS

BAZO

COORDINACIÓN HEREDITARIA (PATRONES DE ACCIÓN FIJOS) TAXIAS

LINFOCITOS “T”

MELATONINA

APRENDIZAJE

MÉDULA SUPRARRENAL

HORMONA DEL CRECIMIENTO

CORTEZA SUPRARRENAL

TIROTROFINA GONADOTROFINAS ADRENOCORTICOTROFINA

CORTICOIDES

PROLACTINA

ADRENALINA

LINFOCITOS “B”

GÓNADAS ANDRÓGENOS Y ESTRÓGENOS

RECONOCEN ANTÍGENOS ANTICUERPOS: INMUNOGLOBULINAS IgA IgE IgM IgD

SON TRANSPORTADAS POR LA SANGRE

OPERAN SOBRE CÉLULAS “BLANCO”, ACTIVAN O INHIBEN SÍNTESIS PROTEICA

LIPOSOLUBLES

HIDROSOLUBLES

ATRAVIESAN MEMBRANA DE CÉLULAS “BLANCO”

NO ATRAVIESAN MEMBRANA DE CÉLULAS “BLANCO”.

Mapa de conceptos: sección V

REPRODUCCIÓN

HERENCIA BIOLÓGICA

EUCARIOTAS UNICELULARES Y MULTICELULARES

ADN

“FACTORES HEREDITARIOS”

PROCARIOTAS

CONJUGACIÓN TRANSDUCCIÓN TRANSFORMACIÓN

CROMOSOMAS

ASEXUAL

SEXUAL

ESPORAS

MEIOSIS

GAMETOS

MULTIPLICACIÓN VEGETATIVA

CICLOS DE VIDA

FECUNDACIÓN

AMBIENTE GENOTIPO

FENOTIPO

ALELOS

RECESIVIDAD

DOMINANCIA

CÉLULAS VEGETATIVAS

EXTERNA

COMPLETA / INCOMPLETA

HAPLONTE

CODOMINANCIA

DIPLONTE

ALELOS MÚLTIPLES

HAPLODIPLONTE

INTERNA

OVULÍPAROS

OVOVIVÍPAROS OVÍPAROS CIGOTO

TRANSPORTADOS POR GAMETOS

EMBRIÓN

PRESENTES EN TODAS LAS CÉLULAS DEL ORGANISMO MULTIPLICACIÓN CÉLULAR

INDEPENDIENTES

ISOLECITOS

VIVÍPAROS

SEGMENTACIÓN

CRECIMIENTO

DESARROLLO EMBRIONARIO

MORFOGÉNESIS

DIFERENCIACIÓN

GASTRULACIÓN

HISTOGÉNESIS Y ORGANOGÉNESIS

CENTROLECITOS HETEROLECITOS TELOLECITOS

POSICIÓN Y CANTIDAD DE VITELO

GENES

Mapa de conceptos: sección VI

ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD (OMS) ORGANIZACIÓN PANAMERICANA DE LA SALUD

SALUD

ACCIONES DE SALUD

NIVEL DE SALUD

RECURSOS MÉDICOS SANITARIOS

sobre

INDIVIDUO

NIVEL DE VIDA

NOXAS O AGENTES PATÓGENOS

PARTICIPACIÓN DE LA POBLACIÓN

AMBIENTE producen pueden ser

ENFERMEDADES

FUNCIONALES

BIOLÓGICAS

PERÍODO DE INCUBACIÓN

QUÍMICAS

PERÍODO CLÍNICO

ILEGALES

HEREDITARIAS

DROGODEPENDENCIAS

EPIDEMIOLOGÍA

LEGALES

PRINCIPALES PROBLEMAS SANITARIOS ARGENTINOS

DROGAS

ABUSO

CONSERVACIÓN

DEPENDENCIA / ADICCIÓN NECESIDAD DE REHABILITACIÓN

ALIMENTOS

NUTRICIONALES

USO

DIETA

CONGÉNITAS

TRAUMÁTICAS

PERÍODO PRECLÍNICO

PSÍQUICAS, SOCIALES Y CULTURALES

ALTERAN NEUROTRANSMISIÓN

SOCIALES

INFECTOSEGMENTACIÓN CONTAGIOSAS

FÍSICAS

FUNCIÓN PLÁSTICA

FUNCIÓN ENERGÉTICA

MENTALES

PROFESIONALES

VITAMINAS

MINERALES

PROTEÍNAS

GLÚCIDOS

GRASAS

Clave de respuestas

Capítulo 1. Los sistemas biológicos Página 25 1. Para explicar la experiencia de Benjamin Thompson, los caloristas propusieron que el calor que se desprendía al taladrar un cilindro hueco de bronce provenía del calórico que emanaban las virutas. Thompson, en cambio, sostuvo que el calor se había producido por el movimiento de pequeñísimas partículas de materia. Esta última hipótesis es la que hoy tiene validez, aunque tardó más de medio siglo en ser aceptada. 2. La de Davy fue otra experiencia en contra el calórico, debido a que se había conseguido producir calor a partir del frotamiento de dos cuerpos, en este caso, dos trozos de hielo. 3. Es esperable que los alumnos asocien los conceptos presentados en el texto, sobre todo aquellos referidos a las experiencias de Thompson y Davy, con la definición de termodinámica citada en este punto. La energía térmica es solo una de las tantas formas que puede adoptar la energía “que tiene la virtud de obrar”, es decir, “que tiene la virtud de realizar trabajo”. 4. Esta pregunta tiene por objetivo que los alumnos recuperen sus conocimientos previos acerca de la energía y sus transformaciones. Entre las formas de energía que pueden citar no deberían faltar las energías térmica, mecánica, cinética, potencial, eléctrica, lumínica, etc. Entre los ejemplos de transformaciones energéticas en los seres vivos no deberían faltar el de energía lumínica en química, producto de la fotosíntesis, y el de energía química en cinética y térmica cuando se realiza cualquier actividad que implique movimiento. Página 27 En el interior del Sol se producen reacciones de fusión nuclear en las que se forma helio a partir de hidrógeno. Las radiaciones electromagnéticas que llegan a la Tierra provenientes del Sol son producto de estas reacciones y se presentan, fundamentalmente, en tres formas distintas según la longitud de onda: la radiación visible o luz, la radiación ultravioleta (UV) y la radiación infrarroja (IR). Distintos gases atmosféricos contribuyen a absorber estas radiaciones, que también se reflejan en gran parte hacia el espacio exterior. Principalmente, el CO2 y el vapor de agua de la atmósfera absorben los IR y los emiten en forma de calor hacia la superficie del planeta, permitiendo mantener una temperatura media de la Tierra de 15 °C, lo que se conoce como efecto invernadero. El aumento

en la concentración de gases de invernadero por la contaminación provoca un incremento de este efecto, y que, por consiguiente, este elevaría la temperatura media de la atmósfera y los océanos. Esto se conoce como calentamiento global, cuyas consecuencias serían, entre otras, el aumento de nivel de los mares por derretimiento de los casquetes polares, y una variación en la dinámica atmosférica que llevaría a sequías o inundaciones y desastres naturales de todo tipo. Por su parte, el ozono (que se genera a partir del oxígeno), forma en la estratosfera una capa entre los 15 km y los 40 km de altura y actúa como filtro de los UV que llegan a la Tierra provenientes del Sol. El adelgazamiento de la capa de ozono también es motivo de preocupación a nivel mundial, ya que los rayos UV tienen efectos nocivos sobre todos los seres vivos. Página 28 “La biosfera es un sistema que no se puede desconectar del flujo de energía que proviene del Sol”. La energía radiante del Sol se transforma en energía química en los enlaces C-C, y esa energía va pasando a través de los distintos eslabones o niveles tróficos de los ecosistemas mediante las reacciones metabólicas de síntesis y degradación. Una piedra que cae: exergónico. Síntesis del almidón: endergónico. Río de alta montaña que corre: exergónico. Respiración celular: exergónico. Digestión: exergónico. Las reacciones químicas exergónicas están favorecidas termodinámicamente porque los reactivos tienen mayor energía que los productos, y la diferencia se libera al ambiente. Página 30 Desde el punto de vista químico, las reacciones globales de fotosíntesis y respiración son opuestas (como se indica en el texto). En la fotosíntesis, se incorpora oxígeno y se degrada dióxido de carbono, mientras que en la respiración, se libera dióxido de carbono y se utiliza oxígeno. Pero, por otra parte, sin fotosíntesis no habría existido la respiración, porque el aporte atmosférico de este gas depende de la primera. En este sentido, respiración y fotosíntesis son procesos complementarios. Con respecto a la denominación “respiración inversa” para la fotosíntesis, se sugiere la siguiente lectura para el docente: Cañal, Pedro (1997). “La fotosíntesis y la ‘respiración inversa’ de las plantas: ¿un problema de secuenciación de los contenidos?”, en Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales, N.° 14, pp. 21-36, octubre 1997. Páginas 32 a 35 1. I-a; II-b; III-c; IV-c; V-b; VI-c. 2. Organismo unicelular: abierto (intercambia materia y energía con el medio). Planta: ídem. Selva: ídem. Universo: aislado (no intercambia ni materia ni energía) 3. Fotosíntesis: reacción anabólica y endergónica. Síntesis de almidón: ídem anterior. Formación de proteínas celulares: ídem anterior. Respiración celular: catabólica y exergónica. Digestión: ídem anterior. Síntesis de glucógeno hepático: anabólica y endergónica. Una reacción se produce de manera espontánea si aumenta su entropía. En las reacciones anabólicas la entropía disminuye, mientras que en las catabólicas la entropía aumenta. 4. Energía lumínica en química: fotosíntesis (biosíntesis de

Esta clave de respuestas es solo una guía orientativa para evaluar la pertinencia de las soluciones elaboradas por los alumnos, ya que todas ellas dependerán, en mayor o menor medida, de lo que cada uno haya comprendido sobre el tema y de su modo personal de expresarlo y presentarlo. Las respuestas seleccionadas corresponden a las secciones iniciales y finales, a las actividades incluidas bajo el icono de la lamparita y a algunas secciones de los trabajos prácticos. No se incluyen en estas páginas respuestas que son de exclusiva elaboración personal o debates grupales, las investigaciones individuales ni los resultados de los trabajos de laboratorio y de campo.

la glucosa, enlaces C-C ricos en energía). Energía química en eléctrica: impulso nervioso (intercambio de cationes y potencial de acción). Energía lumínica en eléctrica: captación solar por paneles fotovoltaicos y transformación en energía eléctrica. Energía cinética en eléctrica: el movimiento de las aspas de un aerogenerador se transforma en electricidad. Energía química en cinética: la energía liberada en la respiración celular se utiliza en la contracción muscular. 5. A: cinética (hidráulica) en eléctrica. B: lumínica en química. C: química en cinética. D: cinética (eólica) en eléctrica. E: cinética (mareomotriz) en eléctrica. F: lumínica (solar) en eléctrica. 6. Respiración aeróbica

Dependencia de la luz

Sí

Reactivos

H2O y CO2

Glucosa y O2

Productos

Glucosa y O2

H2O y CO2

¿Consume o libera energía?

Consume

Libera

C6H12O6 + O2

6 H2O + 6 CO2 m 6 C6H12O6 + 6 O2

Ecuación general

Catabólico

n sín te to

energía lumínica CO2 + H2O

i ra ¿Proceso anabólico o catabólico? Anabólico

(energía química)

sis

Fotosíntesis

Procesos

ció

Características

12. Una ganancia neta de energía absorbida da como resultado el crecimiento, mientras que una pérdida mantenida conduce a la muerte. 13. a) En el tubo calentado hasta los 60 °C, la entropía será mayor que la del tubo calentado hasta los 30 °C. b) La relación entre la energía térmica y la entropía es directa: cuanto mayor es la energía térmica que posea un sistema, mayor será su entropía. c) La relación entre la energía térmica y la cinética es directa: la energía cinética de las moléculas es mayor en el sistema que se ha calentado hasta los 60 °C que en la del otro tubo. 14. a) y b) Porque estos procesos van en contra de la segunda ley de la termodinámica. 15.

6 C6H12O6 + 6 O2 m 6 H2O + 6 CO2

El gráfico que muestra los efectos de la contaminación por basura ogánica es el B. Al haber mayor cantidad de materia orgánica se consume más oxígeno en su degradación. a) Los organismos aeróbicos mueren porque disminuye el oxígeno. b) El aumento de dióxido de carbono en la atmósfera, producto de la contaminación industrial y de los vehículos, provoca un incremento del efecto invernadero, tal como se comentó en la respuesta correspondiente a la actividad de la página 27. 7. a) Cualquier transformación que se produzca en el Universo sigue las leyes de la termodinámica, es decir, tiende al equilibrio. La búsqueda de este equilibrio se realiza a través de la entropía, es decir que cuando un sistema está más desordenado, más cerca se halla de alcanzar este equilibrio, situación que se manifiesta en el ejemplo del texto. b) El texto hace referencia a la segunda ley de la termodinámica. En realidad, todos los sistemas abiertos tienden a aumentar su entropía. 8. Se muestra un esquema posible:

Página 36 1. El sistema Biosfera 2 intentó ser cerrado, pero resultó ser un sistema abierto. 2. El objetivo original del proyecto Biosfera 2 fue lograr un ecosistema cerrado autosustentable con vistas, en un futuro cercano, a establecer en Marte colonias humanas ecológicamente independientes de la Tierra. 3. Evidentemente, los ciclos de la materia que se suceden en la Naturaleza –en equilibrio– no se llevan a cabo dentro de esta burbuja. Esto puede deberse a que la cantidad de organismos allí colocados no es la adecuada, lo que provoca un desequilibrio ecológico. Puede ocurrir también que la cantidad de oxígeno producida por las algas no sea la suficiente como para abastecer a todos los seres vivos, y, en consecuencia, comiencen a actuar mecanismos de fermentación que pudran el agua. Estas son solo algunas de las posibles explicaciones. 4. En un ecosistema son muchísimas las variables que están en juego y a las que hay que contemplar. Todavía el hombre está lejos de manipularlas todas con la debida eficiencia para imitar el ciclo y el flujo perfecto que cumplen la materia y la energía dentro del ecosistema.

Materia y energía Intercambio, transformación y utilización de

Metabolismo se distingue

Anabolismo

Catabolismo

es un proceso de

es un proceso

Exergónico y favorecido por la entropía

Endergónico y no favorecido por la entropía

ejemplo

Respiración celular

Fotosíntesis

la energía liberada permite fabricar eso es lo que ocurre en la

moléculas simples

a partir de

moléculas complejas

Página 37 1. Con esa frase se quiere significar que se está desafiando el principio de la termodinámica, ya que su tarea es crear nuevas sustancias, es decir, favorecer las reacciones de síntesis (endergónicas), que no están favorecidas termodinámicamente. 2. Los reactivos que intervienen en la síntesis pueden ser sustancias naturales previamente aisladas, purificadas e identificadas, o bien sustancias creadas de manera artificial. El ejemplo citado en el texto, el adhesivo geckel (combinación de las palabras gecko, salamanquesa, y mussel, mejillón), es un nuevo material totalmente sintético, pero inspirado en el mundo natural. 3. Un lugar de formación de químicos orgánicos es la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires; allí se estudian diversos tipos de polímeros naturales y sintéticos, y su aplicación, por ejemplo, en la industria o en la Medicina. Otras universidad nacionales cuentan también con licenciaturas en Química, como la Universidad Nacional de Córdoba y la Universidad Nacional de La Plata, que cuenta, entre otras, con una orientación específica en Química orgánica.

Capítulo 2. Multicelularidad y niveles de organización

Página 44 En la relación simbiótica que constituyen los líquenes, las algas aportan los nutrientes gracias a su capacidad de realizar fotosíntesis y las hifas de los hongos, la fijación al sustrato y la humedad necesaria para la supervivencia del conjunto. Páginas 48 a 51 1. I-d; II-a; III-b; IV-d. 2.

Tejidos vegetales O R I G E N

Embrionarios

Definitivos D E

MERISTEMAS

Físico-mecánicos

Intervienen en la formación de nuevas células.

R O L

Químicos

SECRETORES O GLANDULARES Producen sustancias que son almacenadas o expulsadas.

COLÉNQUIMA Y ESCLERÉNQUIMA

XILEMA Y FLOEMA

CLORÉNQUIMA

Otorgan firmeza y flexibilidad.

Conducen sustancias por toda la planta.

Hacen posible la fotosíntesis, reservan agua, acumulan sustancias de reserva, etcétera.

EPIDERMIS Cubren y protegen externamente los órganos.

Tejidos animales S E G Ú N

S U

O R I G E N

E M B R I O N A R I O

Ectodérmico

Endodérmico Epitelial

Epitelial Tapiza cavidades externas, secreta diversas sustancias.

Mesodérmico Sangre y linfa Transportan sustancias

Tapiza cavidades internas (tubo digestivo, vías respiratorias, etc.), secreta diversas sustancias.

Nervioso Transmisión de impulsos.

Conjuntivo, cartilaginoso y óseo Relleno, sostén. Muscular Contracción, movimientos.

3. Paramecio: reino Protista-nivel celular; orquídea: reino Plantae-nivel de órganos; mariposa: reino Animalia-nivel de sistemas de órganos; medusa: reino Animalia-nivel tisular; tenia: reino Animalia-nivel de órganos; musgo: reino Plantae-nivel de órganos. 4. Árbol. Órganos: hojas, raíces, tallo, flores. Tejidos: meristemático (tanto primario como secundario), epidérmico, parenquimático, colénquima y esclerénquima, xilema y floema. Brazo. Órganos: huesos, músculos, vasos sanguíneos y linfáticos, nervios. Tejidos: epitelial (epidermis –piel–, endotelio, en los vasos), sangre y linfa, conjuntivo, cartilaginoso (en articulación), óseo, muscular (estriado y liso, este último en los vasos), nervioso. Lombriz. Órganos: músculos, vasos sanguíneos, nervios, tubo digestivo, etc. Tejidos: epitelial, sangre, muscular, nervioso, etcétera. 5. a) Las fotografías se han sacado con un microscopio óptico. b) Tejido muscular estriado: contracción y relajación voluntarias; permite el movimiento del esqueleto en asociación con los huesos. Meristema apical (raíz): permite el crecimiento de la raíz. Tejido cartilaginoso: sostén; constituye el esqueleto en algunos animales, como los peces cartilaginosos, o forma parte de las articulaciones y otras estructuras, en el resto de los vertebrados. Tejido óseo: forma los huesos de los vertebrados (excepto peces óseos); su dureza proporciona sostén. c) En todos los casos, las células son eucariotas. d) Excepto el meristema, corresponden a tejidos animales. 6. a) El prefijo hemo- significa “sangre”, y alude al grupo prostético que forma parte de la hemoglobina. El átomo de hierro que contiene el grupo hemo es el que le da el color rojo a la sangre y a los nódulos de las raíces de las leguminosas. b) La principal función de la sangre es el transporte de diversas sustancias por el organismo, entre ellas el oxígeno, de vital importancia para la respiración celular. Esta función de transporte de oxígeno es posible gracias a la hemoglobina. La fijación del nitrógeno gaseoso que llevan a cabo los nódulos radicales de las leguminosas es posible por una proteína similar a la hemoglobina, por lo que el transporte de gases es la función que se relaciona con ambas. c) La concentración de leghemoglobina en las raíces podría relacionarse con su función, que es el abastecimiento de oxígeno a las bacterias fijadoras de nitrógeno, que forman los nódulos, justamente, en esos órganos vegetales. d) Tanto las plantas como los animales superiores cuentan con tejido epidérmico, tejidos de sostén, tejidos de conducción y tejidos secretores o glandulares, aunque de diferentes características.

Página 39 1. a) Según la historia geológica, la vida permaneció en el nivel celular unos 2.500 millones de años, entre los aproximadamente 3.900 millones de años, de cuando datan los primeros vestigios de actividad celular, hasta hace unos 1.500 millones de años, cuando aparecieron los primeros testimonios de colonias y filamentos. Hasta la aparición de los tejidos y los órganos transcurrieron 900 millones de años más. c) Si la historia total de la vida sobre la Tierra abarca casi unos 3.900 millones de años, la conquista del medio aeroterrestre (400 millones de años) representa poco más del 10%. 2. a) A lo largo de millones de años de historia evolutiva, la complejidad estructural crece, es decir, los organismos adquieren características más especializadas. b) Las bacterias son organismos unicelulares muy simples, procariontes (es decir, sin núcleo celular ni orgánulos), cuyo estilo de vida, a juzgar por el cuadro, es ventajoso. Desde su aparición sobre la Tierra hasta la actualidad, las bacterias han colonizado prácticamente todos los rincones del planeta. c) Según el gráfico, el éxito evolutivo depende más bien de la sencillez que de la complejidad estructural. Si un animal o una planta superior están muy especializados y adaptados a determinado ambiente, cuando este experimente alguna alteración drástica, no podrán hacerle frente y perecerán. 3. El aumento de la concentración de oxígeno determinó el desarrollo de sistemas circulatorios y respiratorios más complejos. Por otra parte, la acumulación de sales en el mar también permitió ese desarrollo, ya que los caparazones de diversos microorganismos e invertebrados están compuestos de carbonatos de calcio, fosfatos, sulfatos de estroncio y magnesio, etcétera.

10. Helecho: epidermis foliar con cutícula (siempre que se halle en el estado inicial de momificación; si continúa la compresión de la columna sedimentaria, solo quedará un residuo carbonoso –carbonización–, o directamente la impronta. Insecto atrapado en ámbar: prácticamente todos los mencionados, dependiendo del estado de conservación y la edad. Cráneo de mamífero: solo tejido óseo y los dientes. Entre los principales tejidos que se conservan en el registro fósil figuran los que tienen minerales en su composición, como el óseo, y los que tienen partes orgánicas fosilizables, como los granos de polen, las epidermis con cutícula y el esclerénquima. Página 52 1. Inventar es crear con ingenio una cosa nueva, que antes no existía. En cambio, descubrir es “encontrar lo que estaba escondido”. 2. Inventos: microscopio, adjudicado a varios científicos, entre ellos Marcello Malpighi, Robert Hooke y Anton van Leeuwenhoek; técnicas histológicas para obtener sangre y primera aguja de biopsia, adjudicadas a Van Leeuwenhoek. Descubrimientos: alvéolos pulmonares, descubiertos por Marcello Malpighi; células de corcho, por Robert Hooke; estructura microscópica de protozoos, espermatozoides, eritrocitos, etc., por Anton van Leeuwenhoek. 3. El tejido observado por Hooke es el suberoso. Las células muertas de dicho tejido, por la suberificación de sus paredes celulares, son las que justifican la observación de “cavidades” o “huecos”. 4. Las observaciones anteriores a Hooke se realizaban sobre el material colocado directamente en el microscopio. Las del corcho de Hooke, en cambio, se llevaron a cabo con un corte previo del material que se quería observar. 5. a) La técnica que sigue vigente en nuestros días es la de extracción y preparación del tejido sanguíneo, y la que se perfeccionó, la biopsia. Esta consiste en la extirpación y el examen, por lo general con el microscopio, de tejidos vivos del cuerpo con el objetivo de establecer un diagnóstico. Puede realizarse por medio de una aguja especial (inserción percutánea) o de un cepillo diminuto, por aspiración (una aguja conectada a una jeringa), por medio de un endoscopio, por raspado, etcétera. b) Malpighi, Marcello (1628-1694): médico y biólogo italiano, que utilizó por primera vez el microscopio para sus investigaciones. Hooke, Robert (1635-1701): físico y astrónomo inglés que perfeccionó gran cantidad de instrumentos, como el pluviómetro, el barómetro, el telescopio, etc. En 1665, sus observaciones microscópicas de las células de corcho lo convierten en un pionero de la Histología. Publica, ese mismo año, su obra Micrographia. Leeuwenhoek, Anton van (1632-1723): comerciante de telas holandés; fabricó lentes perfectas que le permitieron diseñar varios microscopios de precisión. Realizó múltiples observaciones que le posibilitaron describir e interpretar diversas estructuras y mecanismos, como el de la circulación capilar. Sus investigaciones están contenidas en gran cantidad de cartas que dirigió a la Royal Society de Inglaterra. Luego de su muerte, fueron recopiladas en siete volúmenes que se publicaron con el nombre de Opera omnia seu Arcana naturae ope exactissimorum microscopiorum detecta. c) Malpighi y Hooke eran científicos de formación. Leeuwenhoek fue vendedor de telas y luego conserje del ayuntamiento de Delft, su ciudad natal. Página 53 1. El cultivo in vitro, en contraposición con el cultivo in vivo, es aquel que se realiza fuera del organismo de un ser vivo, en materiales de vidrio de laboratorio. 2. El término “proteolítico” significa “que destruye o desintegra proteínas”, es decir, se descomponen en sus aminoáci-

dos constituyentes. Por lo tanto, los polímeros que forman parte de la matriz intercelular y que son degradados por las enzimas proteolíticas son las proteínas. 3. Los antibióticos que se agregan al medio de cultivo tienen por objetivo destruir posibles bacterias que lo contaminen. 4. Por ejemplo, el Sector Cultivo de Tejidos del Instituto de Virología del INTA “[…] tiene como objetivo producir cultivos celulares que se utilizan para diagnóstico e investigación de enfermedades infecciosas de interés productivo. En la actualidad cuenta con un banco de células certificadas de 8 líneas, 48 líneas establecidas y 65 hibridomas, y está desarrollando nuevas líneas, para de esta manera poder abastecer a Institutos de INTA, universidades, instituciones públicas y laboratorios privados nacionales y extranjeros. Los cultivos primarios son controlados antes de su utilización o congelamiento para establecer que están libres de contaminantes bacterianos, micológicos y de virus. Durante el año 2004 este sector suministró al SENASA todas las células necesarias y medios requeridos. […]” (Fuente: INTA, www.inta.gov.ar/virologia/investiga/grupos/cult.htm; consultado en octubre de 2009). Capítulo 3. Células y biomoléculas: la vida en su mínima expresión Página 55 1. Respuesta de elaboración individual. 2. Schleiden y Schwann sentaron las bases de la teoría celular teniendo en cuenta los aportes de investigaciones previas, como las de Robert Brown. Schleiden reconoció la importancia del núcleo en la reproducción celular, aunque sus conclusiones no se ajustaban a lo que hoy se sabe sobre este mecanismo. Schwann realizó estudios de fisiología celular, introduciendo el término “metabolismo” para todas las transformaciones químicas que tienen lugar en las células; reconoció que todos los tejidos están formados por células; identificó las células del sistema nervioso responsables de la formación de la vaina de mielina, hoy denominadas en su honor como “células de Schwann”, y fue un pionero de la Embriología. 3. Las diferencias de tamaño observadas en las fotografías se deben a que se trata de diferentes tipos de células: células animales (eucariotas), pertenecientes a un organismo pluricelular, y células procariotas (bacterias), pertenecientes a organismos unicelulares. Los tamaños celulares varían entre menos de 2 μm en las bacterias, pasando por las 7,5 μm de un glóbulo rojo, hasta llegar a las 50 μm de algunas células vegetales, fibras musculares y neuronas. 4. En las célula vistas con el MET se distinguen claramente el núcleo y el nucléolo, cuya función es gobernar el funcionamiento celular, y mitocondrias, orgánulos encargados de proveer la energía que requiere la célula mediante el proceso de respiración celular.

citoplasma mitocondria

nucléolo

núcleo

célula animal

Página 64 Los gametos tienen un juego de cromosomas (n), y las células somáticas, dos (2n); en el caso del ser humano, los gametos cuentan con 23 cromosomas (22 autosomas, o cromosomas somáticos, y uno sexual, que puede ser X o Y) y las células somáticas, con 46 (22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales, que puede ser XX o XY). El producto de la fusión de los gametos es un cigoto, con dos juegos de cromosomas (2n). Páginas 66 a 69 1. I-b y g; II-a, b, d y g; III-a f y g. 2. En todas las estructuras que se muestran en las fotografías se hace referencia especialmente a la queratina, proteína que tiene función estructural. Se trata de anexos tegumentarios de naturaleza córnea (queratinizados) de origen epidérmico. 3. Las sustancias liposolubles son transportadas por difusión simple: atraviesan directamente la bicapa lipídica pues se solubilizan en ella (A, la velocidad es mayor por unidad de tiempo debido a que el pasaje es directo). Las sustancias hidrosolubles se transportan a través de proteínas integrales específicas o de proteínas periféricas (carriers o permeasas) por difusión facilitada (B). Se trata de dos mecanismos de transporte pasivo, ya que se llevan a cabo a favor de un gradiente de concentración, sin gasto de energía. 4. a) La actina y la miosina son proteínas globulares de acción contráctil. b) Estas proteínas se encuentran en el tejido muscular, y su función es provocar la contracción del músculo. c) Los enlaces que se producen entre los aminoácidos que constituyen las proteínas se denominan “peptídicos”. d) Los polímeros son las proteínas, o polipéptidos, y los monómeros, los aminoácidos. e) La Amoeba proteus se desplaza por medio de la emisión de seudópodos, cuyo movimiento es posible gracias a la acción contráctil de los filamentos de actomiosina. 5. A, anafase: las cromátidas hermanas migran hacia los polos. B, metafase: los cromosomas se unen al huso en el plano ecuatorial de la célula. C, telofase: las cromátidas hermanas constituyen los cromosomas de las células hijas. D, citocinesis: en la foto se observa el comienzo de la división de las células hijas. 8. El niño X es hijo de la madre M y hermano de B, H1 y H2, pero no son todos hijos de un mismo padre, ya que las bandas que no coinciden con las huellas de la madre no son las mismas en los tres casos. Página 70 1. Los diferentes tipos de microscopios se utilizan especialmente en las carreras de Biología y de Medicina, y también en Bioquímica, Agronomía, Veterinaria, Odontología. En todos los casos, se emplean para observar estructuras tisulares y celulares. Por ejemplo, en Palinología (rama de la Biología), se usan para identificar las plantas a partir del estudio de las esporas y los granos de polen. 2. Debido a la gran cantidad de microfotografías que tiene este libro, aquí solo indicaremos las correspondientes a este capítulo. Página 54: la fotografía del copete corresponde a un organismo unicelular (heliozoo) visto con el MO; la central, a células animales vistas con el MET; las dos más pequeñas (bacterias y células sanguíneas), vistas con el MEB. Página 56: células vegetales vistas con el MET. Página 60: células eucariotas vistas con el MET y el MO y células procariotas con el MO. Página 64: migración de cromosomas vista con el MET. Página 66: ameba vista con

el MO. Página 67: fases de la mitosis vistas con el MO. 3. En el país hay cuatro microscopios de efecto túnel STM, el primero de los cuales fue desarrollado en el INTI a fines de la década de 1980, marcando el inicio de la Nanotecnología en nuestro país. (Fuente: Sistema Nacional de Microscopía, www.microscopia.mincyt.gov. ar/index.htm; consultado en octubre de 2009). Página 71 1. La proteómica surge con posterioridad a la genómica, y completa de alguna manera los estudios realizados por esta última, al analizar la expresión del genoma y todas sus implicancias. 2. No, ya que, como se afirma en el texto, “el proteoma no solo difiere entre las células de un tejido y otro, sino que también varía según la interacción de las células con el ambiente. Por lo tanto, no basta con saber que la información genética contenida en los genes se expresa en una proteína; todavía queda por averiguar en qué cantidad y qué factores influyen en la expresión proteica”. 3. Las técnicas de electroforesis y espectrometría de masas son complementadas con las herramientas de la bioinformática, que permiten identificar, modelizar, comparar y analizar proteínas de cualquier origen. 4. Entre las aplicaciones de la proteómica se pueden mencionar: la identificación de nuevos marcadores para el diagnóstico de enfermedades; la identificación de nuevos fármacos; la determinación de mecanismos moleculares involucrados en la patogenia de enfermedades; el análisis de rutas de transducción de señales. (Más información: Medicina molecular, www.medmol.es; consultado en octubre de 2009). Capítulo 4. Metabolismo celular Página 73 1. Los principales aportes de Pasteur al estudio del metabolismo fueron la investigación de las propiedades ópticas de algunas sustancias orgánicas; el desarrollo de una técnica para evitar el avinagramiento del vino, basada en la aplicación de calor –hoy conocida como pasteurización; el estudio de las fermentaciones alcohólica, láctica y butírica y, sobre todo, el descubrimiento de que las fermentaciones son causadas por microorganismos y de que no todos requieren oxígeno (aerobiosis y anaerobiosis). 2. La fermentación es la respiración anaeróbica, es decir, aquella que se lleva a cabo sin la intervención del oxígeno. En el texto se mencionan tres tipos de fermentación: la alcohólica, que produce etanol; la láctica, que genera lactato, y la butírica, que origina ácido butírico. 3. Los organismos anaerobios son procariontes (bacterias y arquibacterias), y se encuentran en todos los rincones del planeta, aun en aquellos lugares imposibles de ser habitados por los organismos aerobios. Algunos son anaerobios estrictos, es decir, no solo no pueden utilizar el oxígeno sino que en casi todos los casos este gas les resulta un veneno. Es el caso de las bacterias que habitan los fondos oceánicos, las bacterias desnitrificantes de los suelos mal aireados (que privan a las plantas de nitratos), las metanobacterias, las intestinales, etc. Otros organismos son anaerobios facultativos, es decir, se convierten en aerobios cuando son expuestos al aire con oxígeno. 4. Los nutrientes esenciales para el organismo humano son los hidratos de carbono, las grasas, las proteínas, el agua, los minerales y las vitaminas. Respecto de los nutrientes con función energética –es decir, aquellos que permiten obtener energía para llevar a cabo las funciones vitales–, estos son principalmente los hidratos de carbono, sobre todo la glucosa. Los azúcares son las primeras moléculas que el organismo degrada para obtener energía; luego siguen las grasas y, en casos extremos, incluso pueden ser degradadas las proteínas. El oxígeno es el último aceptor de electrones de la cadena respiratoria.

5. Los orgánulos suelen requerir el uso de microscopios electrónicos para ser vistos. Hay que tener en cuenta que el microscopio óptico tiene una resolución de 0,2 Mm, mientras que el electrónico, de 0,001 Mm.

5. La línea A indica un mayor crecimiento (mayor número de organismos por unidad de tiempo), por lo que corresponde a la aerobiosis (el rendimiento energético es mucho mayor en esta condición que en anaerobiosis).

Página 76 El ATP es un nucleótido (adenosín trifosfato). Cuando pierde dos grupos fosfato se convierte en AMP (adenosín monofosfato). El ATP es la “moneda energética” de la célula. La obtención de energía por medio del ATP se basa en la transferencia de los grupos fosfato a una molécula aceptora, en la que una parte de la energía de enlace queda preservada. Por ejemplo: glucosa + ATP ----> glucosa-6-fosfato + ADP (adenosín difosfato). El AMP se produce durante las reacciones de transferencia de energía. El GTP (guanosín trifosfato) interviene, por ejemplo, en el mecanismo que acopla la unión de la adrenalina a su receptor, con la activación de la adelinato ciclasa, y en la síntesis de glucosa a partir de piruvato (gluconeogénesis). Página 79 La fotorrespiración es el consumo de oxígeno que tiene lugar en las plantas de zonas templadas iluminadas, a causa de la oxidación de fosfoglicolato. A diferencia de la respiración que ocurre en las mitocondrias, este proceso no conserva energía y puede inhibir hasta un 50% de la producción neta de biomasa, por lo que muchas plantas, sobre todo las de climas cálidos, han desarrollado adaptaciones para la fijación del carbono. Las bacterias quimiosintéticas obtienen energía mediante la oxidación de compuestos inorgánicos reducidos: de nitrógeno (NH3, NO2-), hierro ferroso (Fe2+), de azufre (SH2, S, S2O32-) o H2. De esta manera, al utilizar estos elementos intervienen en los ciclos biogeoquímicos de, por ejemplo, el nitrógeno o el azufre. Páginas 80 a 83 1. I-c; II-d; III-d; IV-c; V-c. 3. a) La glucólisis es la primera etapa de la respiración celular. Esta es una reacción del catabolismo en la que se oxidan moléculas orgánicas o nutrientes (glucosa) y cuyo objetivo es la obtención de energía (ATP). b) El fuego de una llama representa una reacción de combustión; en ella, un combustible se quema y se obtiene energía, en forma de luz y calor. La respiración celular es una “combustión biológica”, ya que también se “quema” un combustible (glucosa) y se obtiene energía (ATP). c) Cuando hacemos ejercicio, nos acaloramos porque el cuerpo degrada más “combustible” para responder a la demanda de energía de los músculos en movimiento y, así, se genera más calor (no toda la energía que libera la respiración es usada, parte se transforma en calor). d) Los reactivos de la fotosíntesis son el dióxido de carbono y el agua, que constituyen, justamente, los productos de la respiración celular. e) Sí, igual que la mayor parte de los heterótrofos. f) Que los productos de una reacción pueden ser inmediatamente utilizados como reactivos de la siguiente reacción, y la energía producida en los procesos catabólicos puede ser utilizada para la síntesis de nuevos materiales celulares. g) No, por ejemplo, las cianobacterias son aerobias estrictas. h) No, la respiración anaeróbica tiene un menor rendimiento energético que la aeróbica. i) Sí, porque amplían el espectro de absorción de la fotosíntesis, al transferir a la clorofila a la energía que captan. j) Sí, todas las células presentan las dos fases del catabolismo. 4. La fosforilación oxidativa forma parte de una reacción catabólica (respiración) en la que hay una transferencia de electrones a través de varios aceptores (citocromos, coenzima Q, flavoproteínas) y, al final, hay ganancia de energía (ATP). La etapa clara de la fotosíntesis, o fase fotoquímica, forma parte de una reacción ana-

bólica (fotosíntesis), en la que también hay una transferencia de electrones a través de varios aceptores (citocromos, ferredoxina, plastocianina), pero la ganancia de energía (ATP) es utilizada en la fase siguiente (biosintética) para sintetizar la glucosa. 5. a) Entre la manzana y el oxígeno del aire ocurre una reacción de oxidación, razón por la cual, una vez pelada, esta se pone oscura. El jugo de limón contiene vitamina C (ácido ascórbico), que actúa como antioxidante; por lo tanto, retarda la reacción, manteniendo el color original de la fruta por más tiempo. b) La levadura provoca el leudado del pan, debido a su acción biológica (fermentación). Este efecto puede apreciarse en una masa esponjosa, “aireada”. Las levaduras cesan su actividad y mueren una vez horneado el pan. El agregado de azúcar en el agua tibia favorece la reproducción de las levaduras antes de hacer la masa. d) El yogur es producto de la acción fermentativa de bacterias, mediante la cual la lactosa (el azúcar de la leche) se transforma en ácido láctico. A medida que el ácido se acumula, la estructura de las proteínas de la leche se va modificando. En la fabricación del yogur se emplean dos o más bacterias diferentes, principalmente Streptococcus thermophilus salivarius y del género Lactobacillus, como L. bulgaricus, L. casei y L. bifidus. Las condiciones de temperatura y acidez en la fabricación del yogur deben ser cuidadosamente controladas. La temperatura requerida para el proceso es de aproximadamente 43 °C, con lo cual se logra el grado óptimo de acidez; luego se enfría hasta los 5 °C y se detiene la fermentación. Según la Organización Mundial de la Salud, el yogur es una leche fermentada que se obtiene por cultivos simbióticos de Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbrueckii subespecie bulgaricus, que contiene un mínimo de 100 millones de microorganismos vivos por gramo de yogur. Según el Código Alimentario Argentino, “se entiende por Yogurt o Yoghurt o Iogurte, en adelante Yogur, el producto incluido en la definición 1.1. cuya fermentación se realiza con cultivos protosimbióticos de Lactobacillus delbrueckii subespecie bulgaricus y Streptococcus salivarius subespecie thermophilus a los que en forma complementaria pueden acompañar otras bacterias ácido-lácticas que, por su actividad, contribuyen a la determinación de las características del producto terminado”. (Fuente: ANMAT, www.anmat.gov. ar/CODIGOA/CAA1.HTM; consultado en octubre de 2009). e) Se refiere a la respiración celular anaeróbica o fermentación, en este caso, la fermentación alcohólica. Los “azúcares naturales de la harina” se refieren al almidón, el principal componente de la harina, un hidrato de carbono complejo. El almidón es un polisacárido de glucosa, insoluble en agua fría, pero se hincha ligeramente con el aumento de la temperatura. Está constituido por dos tipos de cadena: la amilosa, polímero de cadena lineal, y la amilopectina, de cadena ramificada. Junto con el almidón están las enzimas alfa y la beta amilasa que lo degradan hasta azúcares simples: dextrina, maltosa y glucosa. Estos azúcares son el “alimento” de las levaduras durante la fermentación. Producto de esta fermentación son el dióxido de carbono y el etanol. La temperatura a la que se refiere el texto se relaciona con la actividad de los microorganismos. Temperatura de fermentación

Género Saccharomyces (gramos de CO2 desprendido en 24 horas)

15 °C 20 °C 25 °C 30 °C 35 °C 39 °C

4 – 5,3 4,3 – 7,5 8,7 – 11,3 8,8 – 16,0 10,8 – 13,1 3,3 – 15,2

Fuente: http://usuarios.lycos.es/nachodiscosweb/articulo/levadura.htm Las levaduras tienen su óptimo de intensidad fermentativa aproximadamente a los 35 ºC, y se inactivan por completo a los 45 ºC. La fermentación es el doble de rápida a 30 ºC que a 20 ºC o, lo que es lo mismo, por cada grado que se eleva la temperatura las levaduras transforman el 10% más de azúcares en el mismo tiempo.

Página 84 1. Las enzimas son biomoléculas biodegradables. Esto significa que son degradadas hasta sus monómeros, los aminoácidos, los cuales pueden ser utilizados por otros seres vivos y continuar con el ciclo de la materia en el ecosistema. 2. Las enzimas utilizadas en los procesos industriales no son humanas sino de otros organismos, como bacterias, cuyos límites de tolerancia a los factores ambientales, como la temperatura, son distintos. Las extremoenzimas de los denominados “extremófilos” (que sobreviven en condiciones extremas), por ejemplo, revisten interés en este sentido. 3. Enzima Renina

Sustrato

Producto

Paracaseína (proteína soluble sobre la cual actúa otra enzima –pepsina– y la degrada en aminoácidos) Proteasas Proteínas Polipéptidos, dipéptidos y aminoácidos Catalasa Peróxido de hidrógeno Agua y oxígeno Amilasas Almidón Maltosa Lipasas Lípidos Ácidos grasos y glicerol

Caseína

4. El cromo se utiliza en el curtido del cuero. El cromo (VI) está catalogado por la EPA (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos) como un contaminante de prioridad 1, porque es un agente altamente mutagénico. El cambio del estado de oxidación de cromo VI a cromo III disminuye su capacidad de producir mutaciones en el ADN de las células. La biotransformación de cromo (VI) se logra con bacterias aisladas a partir de ecosistemas con conocidos niveles de contaminación con metales. Dichas bacterias poseen capacidad adsortiva para Cd(II) y Zn(II) y, además, son capaces de reducir Cr(VI) a Cr(III). La capacidad microbiana de reducir Cr(VI) a Cr(III) puede estar mediada por la actividad de la enzima cromato reductasa. No solamente es necesaria la biotransformación de Cr(VI) para la remoción del cromo de un efluente industrial, sino que también es imprescindible lograr su separación de los sobrenadantes obtenidos en ese proceso. Dicha separación del sistema acuoso consiste en la inmovilización del Cr(III) en su forma insoluble Cr(OH)3. Si bien este compuesto es altamente insoluble en agua, la formación y floculación de Cr(OH)3 requiere de ciertas condiciones fisicoquímicas del entorno. (Fuente: Barrionuevo, Matías et. al. “Tratamiento biológico de efluentes industriales con contenido en metales: factores a tener en cuenta para un diseño eficiente”. Revista QuímicaViva, N.° 2, año 8, agosto 2009, www.quimicaviva. qb.fcen.uba.ar; consultado en octubre de 2009). Página 85 1. En el campo del metabolismo resulta fundamental el enfoque multidisciplinario debido a que incluye el estudio específico de distintos procesos y mecanismos: la composición y estructura de las moléculas, los cambios químicos y tipos de reacciones, las distintas rutas metabólicas, los procesos globales que integran dichas rutas, los efectos y consecuencias en los seres vivos, etcétera. 2. La limitación de estos métodos es que separan los componentes celulares y fraccionan los orgánulos, y no estudian todo el conjunto en funcionamiento. 3. Por ejemplo, la centrifugación se utiliza para separar microfósiles, esporas y granos de polen, de muestras de rocas y sedimentos; la marcación radiactiva se utiliza para conocer el trayecto de ciertos nutrientes en las vías digestivas. 4. Respuesta abierta. Capítulo 5. El sistema digestivo Página 91 1. El destino de los nutrientes en el organismo es el conjunto de células que lo conforman, ya que son utilizados en la obtención de energía y en la construcción y reparación de los tejidos. Los órganos del tubo digestivo que recorren los nutrientes son: boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado e intestino grueso. Respecto de los nutrientes de la leche: • Las proteínas se digieren hasta aminoácidos. Estos monómeros se utilizan para sintetizar nuevas proteínas. • Los ácidos grasos se emplean para formar nuevos lípidos; son fundamentales para la mielinización de las neuronas. • El hierro es necesario para la síntesis de hemoglobina. • La lactosa facilita la absorción del calcio y es fuente de galactosa, que es esencial para la producción de galactolípidos, indispensables para el desarrollo del sistema nervioso central. 2. Se denomina “biodisponibilidad” a la capacidad que tiene el cuerpo de absorber los nutrientes que contienen los alimentos. La biodisponibilidad puede variar entre 0% y 100%. Los factores que influyen en la biodisponibilidad del nutriente son su concentración, a qué tipo pertenece y cuál es su interacción con otros nutrientes. El hierro se encuentra en la caseína, en el suero y en la lactoferrina. Los niños amamantados tienen una biodisponibilidad de hierro de un 50%, y los alimentados con

En efecto, para que el proceso fermentativo tenga lugar, son necesarias las levaduras vivas. Lo que hace leudar la masa es el dióxido de carbono que estas desprenden al fermentar. Al adicionar sal, si el medio se torna hiperosmótico, las levaduras podrían perder agua. Se dice que las levaduras no son ingredientes proporcionales porque el leudado no depende de la cantidad añadida, sino del tiempo que se la deje actuar. 8. a) La pepsina actúa con pH ácido, en cambio las otras dos, con un pH de neutro a básico. b) Pepsina: 4. Tripsina: entre 8 y 9. Colinesterasa: entre 10 y 11. c) La pepsina y la tripsina disminuyen rápidamente su actividad. d) El jugo de limón y el vinagre favorecerían la acción de la pepsina, por ser ácidos; en cambio, la leche favorecería la acción de las otras dos enzimas. e) Pepsina: actúa en el estómago favoreciendo la degradación de las proteínas en péptidos menores y aminoácidos. Actúa de manera óptima con un pH de entre 2 y 4, y se desactiva por completo con un pH mayor que 6. Tripsina: es producida por el páncreas y actúa en el duodeno, favoreciendo la degradación de las proteínas en péptidos menores y aminoácidos. Su pH óptimo es 8. Colinesterasa: la acetilcolinesterasa o colinesterasa eritrocítica, que se encuentra principalmente en la sangre y en tejidos nerviosos, y la seudocolinesterasa o colinesterasa sérica, en el hígado, catalizan la hidrólisis de acetilcolina en colina y ácido acético, lo cual posibilita que las neuronas retornen a su estado de reposo. f) Otras enzimas del tubo digestivo son: las lipasas (producidas por el páncreas y secretadas en el duodeno, y las gástricas, producidas por el estómago), que degradan lípidos a ácidos grasos y glicerol; la renina (en el estómago), que actúa sobre la caseína, una proteína de la leche; las amilasas (producidas por las glándulas salivales y el páncreas, y actúan tanto en la boca como en el intestino), que degradan el almidón en monosacáridos o disacáridos; etcétera. El único medio ácido del tubo digestivo es el del estómago, debido al ácido clorhídrico secretado por el órgano. 10. a) Un precursor es un metabolito intermedio de una ruta metabólica principal; por ejemplo, la glucosa 6-fosfato. b) La marca radiactiva aparecería en una molécula de hidrato de carbono, producto de la fotosíntesis. c) También aparecería en una molécula de hidrato de carbono, que es el producto de la fotosíntesis. El ciclo de Calvin, que conduce a la fijación del dióxido de carbono, es común a las bacterias y a las plantas verdes, aunque utilizan diferentes enzimas y vías metabólicas. 11. a) Temperatura, pH, cofactor, coenzima. b) Porque solo ahí están las enzimas correspondientes.

leche de fórmula, un 15%. Todos los componentes de la leche materna tienen una mayor biodisponibilidad que los presentes en los de la leche de vaca, aunque su concentración sea menor. 3. Se presenta una tabla comparativa a modo de ejemplo. Resultará importante que los propios alumnos puedan analizar distintas etiquetas y saquen conclusiones a partir de los datos recabados. Podrá encontrar abundante información sobre la lactancia materna en el sitio de la Fundación LACMAT (www.lacmat.org.ar). Asimismo, en el sitio de la Sociedad Argentina de Pediatría hay un documento interesante que relaciona la lactancia materna con el cuidado del ambiente, que podría ser útil para trabajar en clase. Transcribimos aquí un fragmento: “[…] La comparación entre amamantamiento y mamadera es singular: mientras que el primero incide positivamente sobre el ambiente, la segunda repercute en forma negativa. La leche humana es un recurso natural y renovable, destinado a la alimentación de bebés; las leches infantiles artificiales son sustitutos procesados, no renovables del recurso anterior. La leche materna no se desperdicia porque se produce en cantidades idóneas para las necesidades del niño, debido a esto es que los bebés amamantados excretan menos y por ende requieren menos pañales; no necesita envase adicional, está lista para consumir, no requiere transporte, protege de infecciones, en fin, la leche materna es totalmente inocua para el ambiente; no utilizarla es desperdiciar un recurso valioso. Un aumento en la cantidad de bebés alimentados artificialmente implica más reforestación, más erosión del suelo, más contaminación (dioxinas y otras toxinas), más cambios climáticos y más desperdicios de recursos. La lactancia tiene un efecto ecológico positivo, porque previene otras formas de deterioro ambiental derivadas, por ejemplo, de los incrementos demográficos y de los materiales de desecho. Socavar la lactancia materna significa destruir un recurso natural y, por consiguiente, debería verse desde la misma perspectiva que la tala de árboles o la pesca excesiva en mares y ríos. […]” (Fuente: www.sap. org.ar; consultado en octubre de 2009). Composición de leches de inicio. Valores por cada 100 cm³ Componente

Unidad

Leche humana

Leche de vaca

Proteínas Proteínas del suero Caseína Taurina Carbohidratos Lactosa Lípidos Calorías

g % % mg g % g kcal

1,05 60,00 40,00 0,40 7,20 100,00 3,90 72,00

3,04 18,00 72,00 0 4,81 100,00 3,30 63,89

Fuente: www.portalcesfam.com; consultado en octubre de 2009.

4. El agua empleada para disolver las leches en polvo debe estar adecuadamente esterilizada, para lo cual debe ser hervida. De la misma manera, los biberones y tetinas deben ser cuidadosamente lavados y hervidos para evitar la propagación de enfermedades hídricas, tales como las diarreas, las hepatitis, el cólera, la disentería amebiana, etcétera. 5. Está comprobado que la digestión de la leche materna en un niño es de media hora, mientras que la digestión de leche de fórmula se extiende a tres horas. Esto explica que los bebés amamantados reclamen con más frecuencia su alimento. La leche materna se digiere con mayor facilidad, por eso aumenta la demanda del bebé. La leche de fórmula, por el contrario, forma un gran coágulo de caseína en el estómago que da sensación de saciedad y es de más difícil digestión.

Página 94 Las fibras regulan la flora intestinal y las secreciones intestinales, aunque su principal función es estimular el trabajo del intestino, lo que facilita la eliminación de los desechos. Página 96 La maniobra de Heimlich consta de los siguientes pasos: 1) Se sostiene la víctima desde atrás y se rodea su cintura con los brazos. 2) Se apoya un puño cerrado sobre el ombligo del paciente y se lo sujeta con la otra mano. 3) Se presiona con ambas manos bruscamente hacia arriba. Se repite este paso hasta que la vía respiratoria quede despejada. La maniobra puede realizarse con la persona acostada de espaldas sobre el suelo y presionando las manos a la altura del ombligo. Página 98 La cirrosis es una patología en la cual las células hepáticas son reemplazadas por tejido conectivo duro, no funcional. El hígado afectado por cirrosis se torna áspero y fibroso y pierde la capacidad de realizar sus funciones metabólicas. Si la enfermedad no es controlada, el daño puede llegar a ser irreversible. Uno de los factores de riesgo para la cirrosis es el alcohol, pero existen también otros: genéticos, inmunológicos y de malnutrición. La hepatitis es la inflamación del hígado. Las más comunes son las de origen viral, como la hepatitis A y la B. Quienes padecen esta enfermedad presentan los siguientes síntomas: ictericia (color amarillo de la piel), anorexia, vómitos y fiebre. Las hepatitis pueden prevenirse respetando las normas de higiene. a) El café y los alimentos irritantes se contraindican a las personas que padecen de colon irritable porque pueden alterar la absorción intestinal. b) La diarrea es un trastorno en el transporte de líquidos intestinales, que determina que el 70% de las deposiciones estén compuestas por agua. Se puede prevenir respetando las normas de higiene. Páginas 100 a 103 1. I-Intestino grueso; II-Faringe; III-Estómago; IV-Esófago; V-Intestino delgado; VI-Vesícula biliar; VII-Hígado; VIIIPáncreas; IX-Boca. 2. Las vellosidades, pliegues más pequeños que los epiteliales del intestino delgado, aumentan la superficie de absorción; presentan microvellosidades, prolongaciones a modo de “flecos” que aumentan aún más la superficie de absorción. Las amilasas son enzimas que intervienen en la degradación del almidón, y las lipasas, en la de los lípidos. La tripsina degrada los polipéptidos a oligopéptidos y aminoácidos y se halla presente en el jugo pancreático, en tanto que la carboxipeptidasa degrada las proteínas a aminoácidos y se encuentra en el jugo intestinal. El jugo pancreático (mezcla de agua, bicarbonato de sodio y enzimas) es producido por el páncreas y vertido en el intestino delgado; la bilis (secreción que carece de enzimas, por lo que no tiene acción digestiva, solo emulsiona las grasas) es producida por el hígado y se concentra y almacena en la vesícula biliar; desde allí es secretada al intestino. La nutrición es un conjunto de procesos destinados a la incorporación, la asimilación y la eliminación de materia y energía, y la alimentación es solo una etapa de la nutrición en la que se incorporan sustancias nutritivas en el organismo. La bilis es una secreción carente de enzimas producida por el hígado, cuya función es emulsionar las grasas, en tanto que el jugo intestinal es producido por el intestino delgado y, gracias a sus enzimas, permite la degradación de diversas moléculas.

Órgano

Jugo y/o enzima que produce

Función

Boca

Amilasa salival

Transforma el almidón en maltosa

Estómago

Pepsina

Transforma las proteínas en péptidos

Estómago

Ácido clorhídrico

Proporciona el medio adecuado para la acción de las enzimas y funciona como antiséptico.

Intestino delgado

Enteroquinasa

Degrada los polipéptidos a aminoácidos.

Intestino delgado

Aminopeptidasa a dipéptidos.

Degrada los oligopéptidos

Intestino delgado

Dipeptidasa

Convierte los dipéptidos en aminoácidos.

Intestino delgado

Maltasa

Convierte la maltosa en monosacáridos.

Intestino delgado

Sacarasa

Convierte la sacarosa en monosacáridos.

Intestino delgado

Lactasa

Convierte la lactosa en monosacáridos.

Hígado

Bilis

Emulsiona las grasas.

Páncreas

Jugo pancreático

Eleva el pH a 7 u 8, con lo que se favorece la acción enzimática.

Páncreas

Amilasa pancreática

Degrada los polisacáridos a disacáridos.

Páncreas

Ribonucleasa y desoxirribonucleasa

Transforman los ácidos nucleicos en nucleótidos.

Páncreas

Lipasa pancreática

Hidroliza las grasas y las convierte en glicerol y ácidos grasos.

Páncreas

Tripsina, quimiotripsina

Degradan los polipéptidos a aminoácidos.

4. A-4; B-1; C-9; D-2; E-8; F-6; G-3; H-7; I-5. 5. a) El consumo de leche en la etapa adulta se correlaciona con la probabilidad de presentar la enzima lactasa, que se encarga, justamente, de degradar la lactosa. En el texto se relaciona los hábitos de consumo de distintas poblaciones con la distribución del alelo específico para esta enzima. b) El yogur y el queso no favorecen la producción de esta enzima porque son productos fermentados, es decir que sobre la lactosa han actuado microorganismos (bacterias). c) La lactasa es segregada en el intestino delgado, y forma parte del jugo intestinal. d) La lactasa actúa sobre la lactosa de la leche, un disacárido, y produce galactosa y glucosa, dos monosacáridos. e) Una disminución de la absorción intestinal de glucosa. f) Respuesta abierta.

10. Según los resultados, el pan y las papas son los alimentos que contienen mayor cantidad de almidón, ya que la amilasa salival degrada específicamente este polisacárido. 11. Señorita Pérez: dieta C. Señora Arregui: dieta B. Señor Libonatti: dieta D. Señora de Barrio: dieta A. Página 104 1. Los factores que se señalan como causantes de la gastritis son el estrés, ya que aumenta la producción de ácido clorhídrico, y el consumo de alimentos y medicamentos irritantes. 2. Según se describe en el texto, la corrosión continua que realiza el ácido clorhídrico sobre la mucosa gástrica desprovista de mucus puede derivar en una úlcera. La bacteria Helicobacter pylori favorece, en algunas personas infectadas, este proceso. 3. “El Helicobacter pylori (Hp) fue inicialmente observado en pacientes con gastritis, pero desde su descubrimiento se ha asociado, no solo con esta afección, sino también con úlcera péptica, linfomas y adenocarcinomas gástricos. En los países en desarrollo se estiman cifras de contaminación que resultan alarmantes. La vía de contaminación más probable es la oral y se le atribuye un papel fundamental a las aguas de consumo contaminadas. [...] La infección por Hp está ampliamente diseminada, su prevalencia a nivel mundial es del 30 al 50%. Existe una relación inversa entre el grado de infección con esta bacteria y el nivel socioeconómico de la región. En los países desarrollados, la infección por este agente patógeno es poco frecuente en niños y aumenta gradualmente en función de la edad, llegando a alcanzar niveles del 30% de infestación a los 30 años de edad, valor que se mantiene constante a edades mayores. En los países en desarrollo, la mayor parte de sus habitantes se encuentran infectados independientemente de la edad, llegando esta infestación a valores cercanos al 70%. [...] En estudios con escolares escoceses e italianos se detectó una mayor infección con Hp en los niños con una baja estatura y reducido peso corporal y en niños franceses que se examinaron a causa de su baja estatura se detectó el 55% de positividad para Hp. Otros estudios informan sobre la ausencia de asociación y hasta el presente el vínculo no se encuentra completamente establecido. [...]”. (Fuente: Revista Cubana de Alimentación y Nutrición, 15(1):4254, 2001; http://bvs.sld.cu/revistas/ali/vol15_1_01/ ali07101.htm; consultado en octubre de 2009). Página 105 Respuestas abiertas. Capítulo 6. El sistema respiratorio Página 107 1. El buceo es considerado profundo a partir de los 18 m. El límite máximo para el buceo recreativo es de 30 m. La “borrachera” de las profundidades puede experimentarse a partir de los 30 m. 2. En la práctica del buceo, el entrenamiento y la aclimatación son de vital importancia, ya que la enfermedad por descompresión puede evitarse si se desciende y asciende con precaución, lentamente y respirando oxígeno, para permitir la acomodación del organismo. Así, el nitrógeno se elimina normalmente por vía pulmonar. 3. Sí. En los manuales que se proveen en los cursos de buceo suelen aparecer los siguientes temas relacionados con la fisiología humana: • Efectos del aumento de presión sobre el organismo. • Compensar las cavidades que almacenan aire (como los oídos y los senos nasales) para evitar compresiones. • Estudiar los gases que están disueltos en la sangre y evitar la formación de burbujas durante el ascenso. • Tener en cuenta los efectos que causa la disminución de presión en el organismo.

La digestión intracelular tiene lugar en el interior de una célula, mientras que la digestión extracelular se lleva a cabo por completo en el interior del tubo digestivo. El píloro es una válvula que comunica el estómago con el intestino delgado, y el cardias, al estómago con el esófago. El duodeno es la primera porción del intestino delgado y la más activa, y el yeyuno, la segunda. El colon es la parte del intestino grueso que comprende tres zonas: el colon ascendente, el transverso y el descendente; el ciego es la primera porción del colon ascendente.

• Aprender la fisiología del intercambio gaseoso en los alvéolos pulmonares y el destino que tienen el oxígeno y el dióxido de carbono en el organismo. También sería apropiado que tengan en cuenta comer alimentos que se digieren con mayor facilidad, como los hidratos de carbono, que brindan más energía. Y la cantidad de tiempo que debe pasar después de haber comido antes de ir a bucear. La vasodilatación periférica (de las extremidades superiores e inferiores) es un mecanismo a través del cual el cuerpo aumenta la cantidad de calor que elimina al exterior. Por este motivo, la gente que ha ingerido alcohol pierde mayor cantidad de calor y tienen frío, por lo que deben ascender y soportan menos tiempo sumergidos. El nitrógeno, a diferencia del oxígeno, no se metaboliza, por eso forma burbujas. El nitrógeno no cumple ningún papel en la respiración celular. La “borrachera” de las profundidades puede evitarse como se describe en el punto 1. Los grupos de riesgo de la enfermedad por descompresión son, actualmente, los buzos, los nadadores de profundidad, las personas que trabajan en minas profundas, etcétera. Los astronautas se ven sometidos a la presión barométrica cero, que podría producir descompresión, pero esta situación es compensada por cabinas despresurizadas y trajes especiales.

Página 110 Los pulmones pueden aumentar o disminuir su volumen debido a su estructura esponjosa y elástica. La pleura, doble membrana elástica que rodea a los pulmones, es la que les otorga esta elasticidad. Ambas capas se hallan muy juntas, unidas por un líquido lubricante: el líquido pleural. Una de las capas recubre a los pulmones, mientras que la otra está adherida a la pared torácica. Esta es la razón por la cual, cuando el tórax aumenta su volumen, los pulmones acompañan ese movimiento. El volumen máximo de los pulmones es de 6 L de aire, y se calcula al sumar el volumen residual, el volumen corriente, el volumen de reserva inspiratorio y el de reserva espiratorio, que se detallan en la página 113. Página 111 El CO es liberado a la atmósfera fundamentalmente por los motores de combustión alimentados a nafta, pero, además, puede provenir de: usinas, calderas, hogares, quemas de basura clandestinas (incineración), industrias, central de producción de energía, etcétera. El CO2 es un gas tóxico cuando se acumula en exceso, además de acarrear el problema del aumento del efecto invernadero. Página 113 Los componentes del humo del cigarrillo son: monóxido de carbono (CO), gas altamente tóxico; cianuro de hidrógeno y amoníaco, dos gases irritantes que destruyen los cilios que recubren las vías respiratorias e impiden que, con su movimiento, se eliminen los gérmenes que ingresan con el aire; benzopirenos, sustancias químicas orgánicas cancerígenas. El componente activo del tabaco, que genera dependencia y adicción, es la nicotina, que pertenece al grupo de sustancias químicas orgánicas denominadas “alcaloides”. Como residuo de la combustión del tabaco se produce el alquitrán, una sustancia altamente cancerígena, como otros hidrocarburos. Se adosa a los alvéolos y los endurece, lo que dificulta el intercambio gaseoso y provoca la coloración grisácea de los pulmones del fumador. El humo de la combustión del tabaco y del papel de un cigarrillo sin fumar es más peligroso que el aspirado por el fumador, ya que contiene más CO, alquitrán, benzopirenos, amoníaco y demás sustancias tóxicas.

Página 114 Un ejemplo de animales que presentan branquias, y que no están mencionados en el texto ni en el cuadro que figura a pie de página, es el de los anélidos poliquetos, como el gusano Nereis. Las tráqueas son típicas de artrópodos, pero también de un grupo de invertebrados terrestres similares a orugas y estrechamente emparentados con ellos: los onicóforos. Página 116 a 119 1. I-a; II-d; III-a; IV-f. 2. I. El O2 tiende a difundirse desde el aire alveolar hacia los capilares venosos. II. El CO2 tiene mayor tendencia a difundirse desde los capilares venosos hacia el aire alveolar. III. El intercambio de nitrógeno entre el aire alveolar y la sangre es escaso. IV. La mayor diferencia entre la sangre venosa y el aire alveolar tiene que ver con la concentración de oxígeno. a) La hipoxia es la falta de oxígeno. El mal de las alturas se da por las diferencias de presión, lo cual genera hipoxia. Esta afecta, en primer lugar, a la corteza cerebral, y luego se da debilidad general, mareos, respiración entrecortada y taquicardia. El organismo contrarresta estos efectos con el aumento de la frecuencia respiratoria. b) La hematosis es el intercambio gaseoso que tiene lugar entre los alvéolos y la sangre. c) El alvéolo pulmonar es la unidad de estructura y función de los pulmones, y en él se lleva a cabo la hematosis, de vital importancia para que todas las células del cuerpo reciban oxígeno y, al mismo tiempo, pueda desecharse el dióxido de carbono del organismo. d) El gas que interviene en la “borrachera” de las profundidades es el nitrógeno. e) Cuando se practica algún deporte, aumenta el consumo de oxígeno, debido a que los músculos se encuentran en mayor actividad y, por lo tanto, requieren más cantidad de este gas para generar energía (respiración celular). f) La respiración anaerobia es la que tiene lugar en ausencia de oxígeno. 3. a) La variación de porcentajes de gases del aire inspirado y el espirado se debe al consumo de O2 y la producción de CO2 como producto de desecho durante la respiración celular. b) El O2 se utiliza para generar energía. c) El aumento de porcentaje de CO2 proviene de lo que se desecha durante la respiración celular. d) No se observa casi variación en el nitrógeno debido a que este no se metaboliza. e) Si el gráfico B correspondiera a un buzo afectado por la “borrachera” de las profundidades, el porcentaje de N2 disminuiría, porque una parte de este gas estaría como burbujas en la sangre. f) La diferencia observada en el ítem “Otros gases” se debe al aumento del vapor de agua en el aire espirado, ya que este es otro de los productos de desecho de la respiración celular. 4. I. a) Se trata de una curva de crecimiento logístico o frenado (empieza como una exponencial pero luego se convierte en asintótica). b) El aumento del porcentaje se saturación de O2 depende del aumento de la presión parcial de dicho gas. c) El 100% de saturación se alcanza con una presión parcial de O2 de 80 mm Hg. d) No se incluyen porque a partir de esa presión ya no hay más variación de la saturación de O2. II. a) Los nuevos factores que pueden variar la afinidad de la hemoglobina con el O2 son la presión parcial del CO2, el pH y la temperatura. b) En el caso de la presión parcial de CO2, cuanto menor sea esta, menor será la presión parcial de O2 a la que se alcanzará el porcentaje de saturación (por lo tanto, la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno aumenta). En

inmune) que irrita las mucosas –principalmente nasales–, mientras que la bronquitis es una inflamación de los bronquios. La primera se relaciona con los estornudos, y la segunda, con la tos. La fiebre del heno puede llegar a provocar asma bronquial en los casos más graves. 6. a) Las declaraciones se relacionan con el mal de las alturas. b) La presión parcial de oxígeno en Buenos Aires es mayor que en Bolivia, debido a que este país se halla a mayor altitud. c) Quienes habitan regiones altas desarrollan adaptaciones físicas que tienden a compensar la menor concentración de oxígeno en el aire: una mayor capacidad pulmonar, un corazón más grande que bombea más sangre y una mayor cantidad de glóbulos rojos para trasladar más oxígeno a todo el organismo. Las personas que se desplazan de una región baja a una de mayor altitud, en cambio, responden acelerando la frecuencia respiratoria y la cardíaca. d) Algunos ejemplos son: en Catamarca, Antofagasta de la Sierra; en Salta, La Poma y San Antonio de los Cobres; en Jujuy, La Quiaca, Rinconada, Susques y Abra Pampa. e) Estas alteraciones se pueden evitar con medicación para activar la circulación sanguínea. f) La escasa cantidad de hemoglobina de las llamas y las vicuñas se contrarresta con una mayor afinidad de esta por el oxígeno, en comparación con los mamíferos que viven a nivel del mar. La ventaja de esto reside en que así se evita la resistencia de una sangre viscosa, con muchos glóbulos rojos, al flujo en los vasos sanguíneos, tal como ocurre en las personas aclimatadas. 10. a) Las presiones parciales de los gases en los distintos medios del organismo representan la proporción de cada gas (de la presión total) que existe en cada uno de esos medios. b) No, porque la presión parcial de CO2 de la sangre arterial también es 40 mm Hg. c) El CO2 que expulsamos se difunde en la atmósfera porque allí su presión parcial es mucho menor que en el interior de nuestro organismo. d) La presión parcial de CO2 en la sangre venosa es mayor que en el aire alveolar, por eso la primera lo cede al segundo. Por el contrario, la presión parcial de O2 es mayor en el aire alveolar que en la sangre, por lo que sigue el camino inverso. Página 120 1. La bacteria Mycobacterium tuberculosis recibe el nombre de “bacilo de Koch”. 2. El tratamiento de la TBC consiste en la administración de varios fármacos asociados (3 o 4) que ejercen su actividad sobre el bacilo de Koch logrando curar a la mayoría de los enfermos. El tratamiento es prolongado (no menos de seis meses), debe ser controlado y en ningún caso interrumpido, para no favorecer la aparición de resistencias que permitan luego que las drogas pierdan su eficacia. Algunos de los fármacos que se emplean son: isoniacida, rifampicina, pirazinamida, etambutol y estreptomicina. Otros, de segunda línea, son: cicloserina, etionamida y ciprofloxacino. 3. El bacilo ingresa al organismo a través de las vías respiratorias. Se contagia por medio de las gotitas de Flügge, que se eliminan al hablar, toser o estornudar. Pero, para contraer la enfermedad, el contacto tiene que haber sido repetido, intenso y prolongado. La TBC se contagia, entonces, cuando una persona sana tiene contacto cercano diario con otra persona enferma y que no está en tratamiento. La TBC no se contagia por compartir utensilios u otros elementos con una persona afectada, ni tampoco por estrecharle la mano. La prevención se basa en las siguientes acciones: • Evitar el contagio. Para ello, es necesario que todas las personas que estén enfermas cumplan correctamente el tratamiento. Una persona que sufre de tuberculosis y comienza el tratamiento deja de contagiar, en general, en

el caso del pH, cuanto mayor sea este, menor será la presión parcial de O2 a la que se alcanzará el porcentaje de saturación. En el caso de la temperatura, cuanto menor sea esta, menor será la presión parcial de O2 a la que se alcanzará el porcentaje de saturación. c) En una célula que acaba de tener un metabolismo intenso pueden haber aumentado la presión parcial de CO2 y la temperatura. La curva de disociación del O2 variará según lo expresado en b). d) En la sangre que llega a los alvéolos pulmonares, la hemoglobina aumenta la afinidad por el O2 por la disminución de la presión parcial del CO2. 5. I. a) El pico de polen total se alcanza en octubre. La fracción de polen que contribuye a alcanzar ese nivel es la de hierbas. b) Las hierbas son más peligrosas como causantes de alergias que los árboles. c) Los meses del año de menor exposición a los granos de polen son abril, mayo, junio y julio. d) Los picos de polen están relacionados con la humedad relativa, la velocidad del viento y las precipitaciones. En el caso de la humedad, disminuye relativamente en los meses de septiembre a noviembre, lo que facilita la antesis. La velocidad del viento aumenta en forma significativa en los meses de octubre y noviembre, y eso favorece la dispersión del polen. Las precipitaciones producen un lavado de la atmósfera y la precipitación del polen al suelo (al observarse mínimos de lluvias entre septiembre y noviembre, esto coincide con la mayor concentración de polen en la atmósfera). II. a) La Aeropalinología es el estudio del polen transportado por el viento. Es una rama de la Biología que se ocupa de todo lo que concierne a los pólenes que circulan en el aire, caracterizándolos y midiendo sus niveles en la atmósfera, entre otras cosas. b) “El conteo y determinación de los grupos polínicos se realiza con un microscopio óptico, con un objetivo de 40X y un ocular de 10X, por lo tanto la muestra se observa con un aumento total de 400 veces su tamaño. Cada muestra es montada (colocada) en un portaobjeto acanalado y cubierto por cubreobjetos de 22 x 22 mm. De este modo se obtiene un valor que expresa la cantidad de granos de polen correspondientes a 3,12 m3 de aire muestreado. Por convención, los datos se expresan en granos de polen/ m3 de aire, para lo cual deben ser transformados. […] Para que los granos de polen sean más identificables en la muestra, deben ser teñidos con un colorante especial denominado ‘rojo calberla’, el cual solo tiñe a los granos dejando el resto del material (esporas de hongos, partículas de polvo, etc.) sin colorear. […]” (Fuente: Instituto de Alergia e Inmunología del Sur (www.iais.com.ar; consultado en octubre de 2009). c) La “lluvia polínica” es la liberación masiva de polen por parte de las plantas, y se relaciona con su reproducción. d) Respuesta abierta. e) La fiebre del heno puede provocar más molestias en primavera y fines de verano-otoño por todo lo señalado en el ítem I. f) Para evitar el contacto con el alergeno, deben plantarse árboles principalmente entomófilos, que se polinizan por insectos (no anemófilos); plantar anemófilos a distancias considerables de los centros urbanos o suficientemente aislados como para que el polen no llegue a las personas; extremar las medidas sanitarias de prevención en alérgicos y asmáticos, etcétera. g) Habría más riesgos de contraer alergias en zonas de llanura (por la facilidad de dispersión, que puede alcanzar más de 1.000 km en algunos granos de polen), en zonas de alta contaminación (porque el polvo y el humo se acumulan en la atmósfera) y en zonas secas (porque el polen se mantiene en alta concentración atmosférica). h) La fiebre del heno es una alergia (enfermedad auto-

20 a 30 días de su inicio. La mejor manera de interrumpir la cadena de contagios es la curación. • Vacunarse. La vacuna BCG previene las formas graves de tuberculosis, como la meningitis tuberculosa. La eficacia de la vacuna para prevenir otras formas de la enfermedad, tales como la tuberculosis pulmonar, es baja. • Que los enfermos se cubran la boca al toser, al estornudar o utilicen barbijos protectores; y mantener aireados los ambientes. Esto también contribuye a prevenir otras enfermedades que se transmiten por las vías respiratorias. Emilio Ramón Coni (1855-1928) fue un médico higienista. Su preocupación era fija y obsesiva por la higiene pública. Su actividad era enorme. Gracias a su gestión consiguió que se cedieran terrenos municipales para dispensarios, entre los cuales, y a título precario, se contaba el llamado “Dr. Guillermo Rawson”, donde funciona actualmente la Liga Argentina contra la Tuberculosis. Vivió hasta los 73 años, efectuando infinidad de gestiones y dejando obras realizadas. Pasa, con todo, los últimos años de su vida, como suele suceder, amargado por la enfermedad, el olvido y la ingratitud. (Fuente: Liga Argentina contra la Tuberculosis, www.connmed.com.ar; consultado en octubre de 2009). 4. La franja etaria en la que se observa un mayor número de casos de tuberculosis es la que va de 35 a 44 años, y en ese rango es mayor el número de casos de varones que de mujeres. 5. La Liga Argentina contra la Tuberculosis se fundó el 11 de mayo de 1901, año en que Buenos Aires contaba con 850.000 habitantes, y la mortalidad por tuberculosis era de 192 por 100.000 habitantes. Sus fines y objetivos son: a) Actuar como centro de estudios de tisioneumonología, enfermedades del medio ambiente y ocupacionales. b) Facilitar y ofrecer asistencia médica al tuberculoso indigente y su familia. c) Estudiar la tuberculosis, las enfermedades pulmonares, ocupacionales y vinculadas al medio ambiente, sus causas más frecuentes y los medios para prevenirlas y tratarlas. d) Divulgar instrucciones profilácticas contribuyendo con todos los medios a su alcance a la obra de educación sanitaria. e) Estimular y favorecer los trabajos de investigación sobre las enfermedades mencionadas en el inciso c). (Fuente: Liga Argentina contra la Tuberculosis). 6. Respuesta abierta. Página 121 Luego de realizar el paso 7, el agua del bidón debe descender, debido al aire que se aspira de él. Por lo tanto, el nivel de agua del recipiente deberá ascender. El volumen desplazado corresponde al volumen corriente. Tras realizar el paso 9, deberá movilizarse una mayor cantidad de agua, ya que se aspira y espira de manera forzada y esto implica una mayor volumen de aire (volúmenes de reserva inspiratoria y reserva espiratoria). La capacidad vital de los pulmones varía de seis a ocho litros. Las espirometrías son importantes para los deportistas porque dan una idea de la tolerancia que estos presentan.

y las sales minerales forman parte del líquido filtrado, mientras que los eritrocitos y las proteínas de elevado peso molecular permanecen en la sangre. Porque la función renal se halla estrechamente relacionada con la circulación sanguínea; si esta se desconoce, no es posible dilucidar cómo trabajan los riñones. Galeno: riñones como un gran cedazo que filtraba las impurezas de la sangre. Harvey: cavidades del corazón (aurículas y ventrículos) y unidireccionalidad de la circulación sanguínea. Fabrizio: válvulas de las venas y unidireccionalidad de la circulación de la sangre en esos vasos. Harvey: sistema circulatorio cerrado, circulación de la sangre a través de todo el cuerpo dentro de vasos. Malpighi: observación microscópica y relación de los capilares sanguíneos con los túbulos renales; redes capilares a nivel del pulmón. Bowman: relación entre capilares sanguíneos y túbulos renales y dilucidación del mecanismo de filtración. La composición de la sangre y de la orina revela, en parte, nuestro estado de salud, ya que conociéndose los valores normales pueden detectarse las anomalías. La alteración de la composición normal de la orina o de la sangre constituye un síntoma de enfermedad. Por ejemplo, la presencia en la orina de glucosa (glucosuria) o de una elevada cantidad de urea. Otros órganos que cumplen la función de excreción, además de los riñones, son los pulmones (al desechar dióxido de carbono y agua) y la piel (a través de las glándulas sudoríparas).

Página 125 La trombosis consiste en la formación, el desarrollo o la presencia de un trombo: agregación de factores sanguíneos, sobre todo de plaquetas y fibrina, que suele obstruir los vasos allí donde se forma. La embolia es una oclusión repentina de una arteria por un coágulo o material extraño, transportado por la sangre. Página 127 Durante la diástole auricular (A), las válvulas aurículoventriculares se encuentran cerradas. Durante la sístole auricular y la diástole ventricular (B), esas mismas válvulas se abren y la sangre pasa a los ventrículos. Durante la sístole ventricular (C), las válvulas aurículo-ventriculares se cierran mientras que se abren las válvulas sigmoideas, y la sangre pasa a las arterias aorta y pulmonares. Luego (D), las válvulas sigmoideas se cierran y se reinicia el ciclo. Un marcapasos artificial es un dispositivo creado para estimular o regular la contracción del miocardio a cierto ritmo, por medio de impulsos eléctricos. Funciona con pilas y se halla conectado al corazón por derivaciones y electrodos. Puede ser temporal o permanente, y se inserta por vía transvenosa, transcutánea, epicárdica, esofágica o por la arteria coronaria. La mayoría de los marcapasos es, en cierta medida, programable, y puede tener funciones antitaquicárdicas. (Fuente: Diccionario Enciclopédico Ilustrado de Medicina Dorland, McGraw-Hill Interamericana, Madrid, España, 1997).

Capítulo 7. Los sistemas circulatorio y excretor Página 123 1. Por un lado, la sangre que llega a los riñones es filtrada, y a partir de allí se forma la orina. Por otro lado, la presión arterial se halla relacionada con el sistema urinario de la siguiente manera: cuando la presión baja, la circulación sanguínea al riñón disminuye, y este segrega renina a la sangre, donde se forma angiotensina. Esta sustancia provoca vasoconstricción, con lo que la presión arterial aumenta. 2. En el glomérulo del riñón se filtra la sangre que llega a través de la arteriola aferente desde los capilares hacia la cápsula de Bowman. Pero no todas las sustancias atraviesan los capilares: los aminoácidos, la glucosa, el agua

Página 132 Las principales sustancias tóxicas que deben ser eliminadas del organismo son el dióxido de carbono y diversos compuestos nitrogenados (como la urea). El primero se elimina por los pulmones, mientras que los desechos nitrogenados –junto con agua y otros diversos compuestos– se excretan a través de los riñones. El organismo también excreta otras sustancias a través de las glándulas sudoríparas (sudor: agua, sales, trazas de urea y otros compuestos, que puede incluir sustancias nocivas, como algunas drogas y medicamentos) y sebáceas (sebo: grasa y detritos epiteliales) de la piel.

Páginas 136 a 139 1. I-a, II-b, III-c, IV-d. 2. I-c y e, II-b y e, III-a y c. 3. Vena cava superior

Arteria aorta Arteria pulmonar izquierda

Nódulo aurículoventricular

Septo o tabique interventricular

Vena pulmonar Ventrículo izquierdo Haz de His

Vena cava inferior 4. a) La aterosclerosis es un tipo muy frecuente de la arteriosclerosis, en la cual se forman depósitos o placas amarillentas de colesterol, sustancia lipoide y lipófagos (ateromas) en las túnicas íntima y media (porción interna) de las arterias de calibres grueso y medio. La arteriosclerosis es un grupo de enfermedades caracterizadas por el engrosamiento y endurecimiento de las paredes de las arterias. Existen varias formas diferentes, entre ellas, la aterosclerosis, la esclerosis de Mönckeberg y la arteriosclerosis hialina. b) Sí (ya está respondido en el punto anterior). 5. a) Respuesta abierta. b) La variación de las pulsiones se relaciona con una mayor demanda de nutrientes: a mayor demanda, mayor frecuencia cardíaca. c) Aumento de la frecuencia cardíaca: un mayor número de latidos implica más cantidad de sangre en menos tiempo. Vasoconstricción de las arteriolas que irrigan los órganos abdominales (hígado, intestino, bazo, etc.): durante el ejercicio, los órganos abdominales no tienen una actividad tan intensa como durante la digestión, por lo que el requerimiento de oxígeno es menor. Entonces se produce lo que los fisiólogos llaman “vasoconstricción compensadora durante el ejercicio”, es decir, una disminución del flujo sanguíneo que llega a estos órganos. Vasodilatación de las arteriolas que irrigan los músculos esqueléticos: la irrigación sanguínea de los músculos en estado de reposo es muy poca. Pero, a causa de la vasoconstricción compensadora de los órganos abdominales, se produce la vasodilatación de las arteriolas que irrigan los músculos esqueléticos, por lo que pueden recibir, durante el ejercicio, hasta 75 veces más oxígeno. Aumento del volumen sistólico: un aumento del volumen sanguíneo en el corazón provoca que se expulse mayor cantidad de sangre hacia la aorta en cada sístole. d) I: el ejercicio comienza en A. II: el ejercicio transcurre de B a C. III: el ejercicio finaliza en D.

IV: la curva sería más baja, ya que los latidos disminuyen con la edad. V: la curva sería más alta, ya que los latidos son más frecuentes en los niños. 6. a) En el corazón del adulto no existe comunicación entre las aurículas izquierda y derecha ni entre las vías que transportan sangre hacia los pulmones y hacia el resto del cuerpo. b) Dichas comunicaciones desaparecen después del nacimiento, cuando los pulmones comienzan a cumplir con la función respiratoria. El nuevo sistema circulatorio riega en particular a los pulmones, donde se oxigena la sangre y se elimina el dióxido de carbono; el intestino, a partir del cual se reparten las sustancias nutritivas; los riñones, etcétera. c) Dichas comunicaciones se producen debido a la dependencia del feto de la circulación materna, y de su intercambio a través de la placenta. d) En el feto, el intercambio de gases ocurre a través de la sangre materna y no de los pulmones, por lo que estos no requieren un aporte significativo. e) En el feto, la placenta cumple con la función de los pulmones en el recién nacido, ya que a través de ese órgano le llega la sangre oxigenada de la madre y elimina la sangre carboxigenada. Página 140 1. a) 1, riñón artificial; 2, sangre; 3, proteínas; 4, urea (o creatinina); 5, membrana semipermeable; 6, glóbulo blanco; 7, creatinina (o urea); 8, productos de desecho; 9, líquido dializante. b) Una bomba es un dispositivo impulsante; en este proceso, cumple la función de impulsar la sangre a través del dializador. c) El filtro para burbujas impide, justamente, que estas lleguen al sistema circulatorio ya que, si lo hicieran, podrían impedir el flujo normal y continuo de sangre por los capilares sanguíneos. Esto provoca mareos o fatiga, de un modo similar a lo que ocurre en la enfermedad por descompresión. 2, 3 y 4. Respuestas abiertas. Página 141 1. Todas las técnicas descriptas se realizan en nuestro país, en variadas instituciones. 2. René Gerónimo Favaloro (1923-2000) fue un médico cardiólogo argentino, un reconocido cirujano torácico que realizó el primer bypass aortocoronario del mundo. En la página web de la Fundación Favaloro (www.fundacionfavaloro.org) hay una extensa biografía de ese recordado médico. 3. Respuesta abierta. 4. “Realizada por primera vez a mediados del año 1980 y aprobada por la FDA en Estados Unidos a mediados de 1990, la angioplastia con stent es un procedimiento basado en cateterismo mediante el cual un stent (un pequeño tubo de malla de alambre de acero inoxidable expandible) es insertado en una arteria enferma para mantenerla abierta. Su colocación es efectuada a través de una angioplastia por balón para tratar las obstrucciones de las arterias coronarias. […] Además de tratar las arterias coronarias, los stents son utilizados durante la angioplastia de cualquiera de las otras arterias del organismo; por ejemplo, es comúnmente usado en las arterias de riñón, en las arterias de los miembros inferiores, fundamentalmente en las arterias iliacas, y actualmente se ha demostrado su efectividad y seguridad para el tratamiento por angioplastia de las obstrucciones de las arterias carótidas.” (Fuente: Hemodinamia del Sur, www.hemodinamiadelsur.com.ar; consultado en octubre de 2009). Capítulo 8. El sistema ósteo-artro-muscular Página 147 1. Los datos que avalarían esa afirmación son: la comparación de la cintura pélvica de Lucy con la del hombre actual, propia

Página 134 A esa cantidad se llega tras el proceso de reabsorción, es decir, la recuperación de agua y otras sustancias útiles para el organismo, como la glucosa, los aminoácidos y ciertas sales minerales. Las sustancias diuréticas aumentan la excreción de orina de diversas maneras, según de cuál se trate, por ejemplo, inhibiendo la reabsorción de sodio y agua en la rama ascendente del asa de Henle. Las sustancias antidiuréticas hacen lo contario: inhiben la excreción de orina.

6. 7.

de un postura corporal erguida; la estructura y la disposición de los coxales, que da lugar a una pelvis más corta y ancha que la de los animales cuadrúpedos y permite soportar el peso del cuerpo, y cuya parte laminar favorece la fijación de los músculos de las nalgas; la configuración de los huesos del muslo y de la pierna y de sus articulaciones. La función protectora del esqueleto se menciona en el texto cuando se hace referencia a la cavidad craneana, la cual aloja al encéfalo. Los miembros anteriores de un animal cuadrúpedo cumplen una función locomotora; en cambio, en el ser humano y sus antepasados bípedos, se relaciona con la capacidad de aprehensión, es decir, de asir y manipular objetos. El hecho de que los únicos órganos que pueden llegar a conservarse a través del tiempo sean los huesos se relaciona con su contenido de minerales cálcicos. La talla es bastante mayor en el ser humano actual y similar entre Lucy y el chimpancé, lo mismo que ocurre con la capacidad cerebral y el largo de los brazos; la postura es totalmente erguida en los dos primeros; los únicos pies que presentan pulgar oponible son los del chimpancé. Respuesta abierta. La capacidad craneana del feto es muy grande con respecto al resto del cuerpo, lo que implica un gran desarrollo de la pelvis de la mujer. La de Lucy era más pequeña, como así también lo era la capacidad craneana de los australopitecos.

Página 148 Cuando un delfín o una ballena quedan varados fuera del agua, la gran masa corporal no puede sostenerse porque sus piezas esqueletarias no están adaptadas para ello (en el agua, este elemento actúa como “soporte”, ya que aliviana el efecto de la fuerza de gravedad). Los cambios que trajo aparejado el retorno al medio acuático en los organismos que estaban adaptados al medio terrestre se relacionan, sobre todo, con los órganos locomotores y los respiratorios. Así, las extremidades de los cetáceos se parecen más a las de los peces que a las de otros mamíferos, aunque sean homólogas a estas últimas. Los pulmones siguen siendo los órganos respiratorios, pero los mecanismos de intercambio gaseoso tienen sus variantes: salen a la superficie a intervalos regulares para tomar el aire y, cuando se sumergen, deben contener la respiración. Cuando un cetáceo se sumerge, sus pequeños pulmones se comprimen e impulsan el aire contenido en ellos hacia la tráquea y los bronquios y hacia los amplios pasadizos nasales. En estos animales, además, el diafragma tiene una posición muy oblicua y el tórax es relativamente flexible; así, la presión de los órganos abdominales contra un lado del diafragma provoca el colapsamiento del pulmón en el otro lado. Cuando vuelven a la superficie, los pulmones se expanden en forma gradual, el respiradero se abre por completo y el aire cargado de dióxido de carbono es expulsado con fuerza. Finalmente, podemos aclarar que los cetáceos presentan diversas adaptaciones para permanecer sumergidos largos períodos con una sola toma de aire. Por ejemplo, los músculos cuentan con gran cantidad de mioglobina, que se combina con el oxígeno para formar una reserva de este gas. Página 149 Las piezas externas del esqueleto de los vertebrados que se forman directamente a partir del mesénquima del tejido conjuntivo embrionario reciben el nombre de huesos cutáneos o huesos de revestimiento. Estos huesos o elementos esqueléticos suelen estar situados en la piel, y derivan del antiguo caparazón escamoso cutáneo de los ostrácodos (exoesqueleto). Por ejemplo, los caparazones de las tortugas están formados por dos capas, una ósea y una córnea. La capa ósea está constituida por huesos cutáneos, que reciben el nombre de placas. Los escudos córneos que recubren las placas óseas no suelen coincidir con estas.

Página 155 Los huesos señalados en la fotografía son los que corresponden a la articulación de la rodilla: fémur, tibia, peroné y rótula. Corresponden al esqueleto apendicular inferior y, de acuerdo con su estructura, son huesos largos (excepto la rótula, que es ancho). Páginas 160 a 163 1. I-a: está formado por una cubierta segmentada que recubre la superficie exterior del cuerpo, compuesta por quitina, una sustancia impermeable y resistente. II-b: relaciona las extremidades inferiores con el resto del cuerpo. III-a: las uniones de los huesos del cráneo son ejemplos de sinartrosis. IV-c: los huesos largos se caracterizan por el tejido compacto que recubre el tejido esponjoso, y porque en la diáfisis se presenta el haversiano, además de un canal interno en el que se aloja la médula ósea amarilla. V-b: el músculo tiene capacidad de contraerse y relajarse. 2. a) V. b) F. Los movimientos opuestos o antagónicos son producidos por un par de músculos; mientras uno se contrae, el otro se relaja, y viceversa. c) F. La médula ósea roja se encuentra ubicada entre las laminillas del tejido óseo esponjoso. d) F. La sustitución del tejido cartilaginoso por el óseo continúa durante el desarrollo del individuo (osificación endocondral). e) V. f) V. Se trata de la médula ósea roja. 3. a y b)

F P

F F

Ti Fa

P Fa

Ta Plantígrado (mono)

P F

Ta Ta

Adaptación al salto (conejo)

Digitígrado (perro)

M Fa Ungulígrado (caballo)

M Fa

Referencias: F, fémur; Ti, tibia; P, peroné; M, metatarso; Ta, tarso; Fa, falanges. c) Mono: fémur. Perro: tarso, metatarso y falanges. Caballo: fémur, tarso, metatarso y falanges. Conejo: fémur, tibia y peroné. d) La extremidad mejor adaptada a la carrera es la del caballo, porque la reducción de los dedos y la pezuña córnea que los protege representan una mínima superficie de apoyo y disminuyen, así, la fuerza de rozamiento. 4. a) La implantación de piezas metálicas tiene como objetivo la reparación de los huesos dañados. b) Ante una fisura o una fractura se debe recurrir a un servicio de Traumatología. Nunca debe transportarse a la persona sin inmovilizarla previamente, para ello hay que entablillar: se utiliza una tabla o cartón duro y una venda elástica con la que se sujeta el miembro fracturado. Luego, con la colocación de yeso, se mantiene el miembro inmovilizado durante cierto tiempo para que el hueso se repare, sin problemas, según los mecanismos de crecimiento explicados en el texto. En caso de ser necesario, se implantan piezas metálicas para asegurarse la correcta osificación. c) Una fisura es una hendidura longitudinal en el hueso,

Aplicación de un estímulo

II. Liberación de calcio entre los miofilamentos. III. Liberación de energía (ATP). IV. Reabsorción de calcio con gasto de energía (ATP).

a. Relajación muscular. b. Formación de puentes de unión entre los filamentos delgados y gruesos. c. Cambio en la permeabilidad de la membrana celular. d. Desplazamiento de los miofilamentos delgados sobre los huesos.

10. a) En A: bíceps y tríceps; húmero, radio y cúbito; codo. En B: gemelos, sóleos; tibia, peroné, huesos del pie; tobillo. En C: esternocleidomastoideo, trapecio; vértebras cervicales. b) Los ejercicios físicos contribuyen a mantener el buen estado, no solo del sistema ósteo-artro-muscular, sino del cuerpo en forma integral, tanto física como psíquicamente. 11. Las distintas acciones presentarán un grado de dificultad variable, según quién las realice, pero en general resultarán más o menos difíciles; la tarea que implica mayor grado de dificultad es abotonar. A diferencia de los demás primates, el hombre presenta pulgares oponibles. Esto le posibilita asir con facilidad y manipular los objetos, desarrollar habilidades únicas. Página 164 1. Los errores de los escritos de Galeno se debieron a que, en su época, estaba prohibida la disección de cuerpos humanos. Como los estudios se basaban en la anatomía de los simios, había algunas diferencias importantes en la forma y la ubicación de los huesos, en la musculatura, etcétera. 2. La relación se basa en las características de la tomografía computada (TC), procedimiento de diagnóstico que utiliza un equipo de rayos X que crea imágenes transversales del cuerpo. 3 a 5. Respuestas abiertas. Página 165 1. a) Aves: una sólida caja ósea central, con un fuerte esternón que presenta una quilla, permite la inserción de los poderosos músculos pectorales del vuelo. La columna vertebral es corta. Los huesos presentan cavidades aéreas que disminuyen su peso. Las extremidades anteriores transformadas en alas constituyen una característica diferencial que permiten el vuelo de las aves. La fuerza de sustentación es la componente vertical de las fuerzas aerodinámicas producidas por el aire en el ala del avión o en el rotor del helicóptero; la componente horizontal es la resistencia al avance. Los planos sustentadores en estos aparatos se hallan inclinados hacia arriba; de esta manera, por efecto de la velocidad, se produce una compresión que empuja dichos planos hacia arriba y ligeramente

hacia atrás. Al mismo tiempo, la inclinación del ala o del rotor respecto del viento provoca una depresión que aspira el aparato hacia arriba, y esta aspiración es muy superior al empuje del aire. De esta manera, el peso del avión es “aspirado” por el aire. b) Peces: el cuerpo hidrodinámico, por lo general fusiforme, es una adaptación para la natación. Las aletas favorecen la propulsión en el agua, brindan estabilidad y los orientan. La columna vertebral mantiene la extensión, la flexibilidad y la forma del cuerpo durante la natación, en la que se suceden fuertes movimientos musculares. Los músculos del cuerpo, de la cola y de la aleta caudal trabajan para poder curvar el tronco, y le permiten avanzar, oponiendo resistencia al agua. La flotación es controlada, en los peces óseos, por la vejiga natatoria. En el caso de los barcos o buques, la línea de flotación determina un plano que determina dos partes o volúmenes: el inferior contiene tantos decímetros cúbicos como kilogramos pesa el cuerpo (si este flota en el agua dulce). Para que exista equilibrio, además de flotabilidad, el centro de gravedad del cuerpo y el del volumen situado por debajo de la línea de flotación deben hallarse en una misma perpendicular respecto del plano que corta en el cuerpo volúmenes diferentes. Lo propulsión, por otro lado, está dada por motores. (Fuente: Diccionario Ilustrado de la Ciencias y Técnicas Larousse, 1988). 2. Respuesta abierta. 3. Los sistemas de propulsión a reacción imitan la locomoción de animales como el calamar que, al despedir un chorro de tinta, el cuerpo se desplaza en dirección contraria a una velocidad de entre 25 y 30 km/h. Capítulo 9. El sistema nervioso Página 167 1. El sistema nervioso cumple con funciones de suma importancia, ya que controla e integra todas las demás funciones orgánicas. De allí que cualquier lesión puede alterar, de una o otra manera, la parte del organismo involucrada en el área afectada. Por ejemplo, una lesión en la médula espinal puede alterar las funciones motoras. 2. Esto se debe a la incapacidad reproductiva de las células nerviosas, es decir, a la imposibilidad de regeneración del tejido. Aunque muchas investigaciones han demostrado que, en ciertas condiciones, algunas neuronas mantendrían la posibilidad de reproducirse, incluso una vez alcanzada la madurez. 3. Las investigaciones realizadas con ratones demuestran que las neuronas nacidas en el cerebro de un individuo adulto se incorporan a los circuitos cerebrales que ya existían. Este y otros resultados ayudan a comprender cada vez mejor el funcionamiento del sistema nervioso y abre esperanzas para el tratamiento de enfermedades degenerativas, 4. El mal de Parkinson incluye diversos trastornos neurológicos, caracterizados por movimientos lentos, temblor y rigidez muscular, aumento de la secreción salival y sebácea, y hasta cuadros de invalidez y aquinesia (imposibilidad de movimiento). El mal de Alzheimer es un tipo de demencia presenil irreversible que suele manifestarse a partir de los cincuenta años. Comienza en forma lenta, con un deterioro progresivo de las funciones cerebrales. Hay disminución de la atención, trastornos de la memoria, desorientación temporoespacial, afasia, etcétera. Página 168 A medida que se asciende en la escala zoológica, las estructuras nerviosas se van concentrando en otras más complejas, hasta constituir ganglios y órganos especializados. Así, mientras que en los cnidarios aparecen las primeras células especializadas en la transmisión de impulsos, en los anélidos ya aparece un cordón nervioso y ganglios, y en

es decir, una fractura sin desplazamiento. Una fractura es la rotura de un hueso. Un esguince es una rotura de algún ligamento o de las fibras musculares cercanas a una articulación; es frecuente en muñecas y tobillos. Una luxación es una dislocación de las superficies articulares. 5. A: extensión (brazos y piernas), abducción (los brazos y la pierna derecha se alejan de la línea media del cuerpo). B: flexión (brazo izquierdo), extensión (piernas), circunducción (brazo izquierdo). C: flexión (brazos), extensión (piernas), abducción (pierna izquierda). 9. a) 1; b) 2; c) 2-3.

los artrópodos se observa fusión de ganglios en la cabeza, constituyendo un ganglio cerebroide. Por otro lado, también se observa una profundización, es decir, una posición cada vez más interna y menos superficial y una protección cada vez más importante de las estructuras nerviosas.

Páginas 178 a 181 1. I-b, II-d, III-b, IV-a, V-d, VI-e, VII-d, VIII-b. 2. a) El impulso partió del cerebro. b) Desde la corteza cerebral, pasa por el tallo encefálico (zona anterior del bulbo, haces piramidales), de allí a la médula espinal y, a través de los haces corticoespinales, el impulso llega a los músculos efectores por nervios raquídeos. c) El órgano encefálico encargado de la coordinación precisa y del equilibrio es el cerebelo. d) La coordinación de la actividad muscular esquelética es llevada a cabo por el SNS, y la visceral, por el SNA. e) El acto mencionado no es voluntario, es reflejo, y en él interviene la médula espinal. 3. El mecanismo de transmisión del impulso nervioso implica la acción de neurotransmisores, que posibilitan el pasaje de dicho impulso de la célula presináptica a la postsináptica. Al actuar en la unión neuromuscular, el agente activo del curare (tubocuranina) impide que los neurotransmisores liberados por la neurona presináptica se unan a los receptores de membrana de la célula muscular postsináptica. 4. a) El telodendron cuenta con los botones terminales o botones sinápticos, estructuras clave para la comunicación entre dos o más neuronas; las dendritas carecen de estas estructuras, y se especializan en la recepción y conducción del impulso nervioso. b) No, debido a que la membrana se encuentra en período refractario. c) La única posibilidad de pasaje del impulso nervioso de una célula a otra es a través de la sinapsis, de ahí que esta establezca la unidireccionalidad del impulso. 5. a) Lo más llamativo es la desproporción de las distintas partes del cuerpo. Las zonas corporales de mayor sensibilidad son las más grandes: rostro, manos y pies, y las de menor sensibilidad, las más pequeñas: tronco y extremidades. b) Las zonas del cuerpo que tienen una mayor representación cortical son las que requieren de un control motor más preciso, como por ejemplo las manos, los dedos y la lengua. 9. El simpático cumple funciones que implican un aumento del gasto energético frente a condiciones adversas, preparando a nuestro cuerpo para actuar en situaciones límites o en momentos de estrés. El parasimpático, en cambio, restablece las condiciones de equilibrio en el organismo. En el caso de la salivación, esta es débil cuando actúa el simpático, pero abundante cuando actúa el parasimpático para favorecer la digestión. 10. La adrenalina es el neurotransmisor liberado por las neuronas posganglionares del simpático, y este estimula el aumento de la frecuencia cardíaca. La acetilcolina es el neurotransmisor liberado por las neuronas posganglionares del parasimpático, y este disminuye la frecuencia cardíaca.

Par(es) craneal(es)

Observar a un chico

II (óptico), III (motor ocular común)

Masticar un chicle

V (trigémino), VII (facial), IX (glosofaríngeo), XII (hipogloso)

Arrugar la frente

VII (facial)

Revolear los ojos

IV (patético o troclear), VI (abductor o motor ocular externo)

Comer un sándwich

I (olfatorio), V (trigémino), VII (facial), IX (glosofaríngeo), XII (hipogloso)

Tragar

IX (glosofaríngeo), XII (hipogloso)

Levantar y bajar los hombros

XI (espinal)

Sacar la lengua

XII (hipogloso)

Página 182 1. Los medios disponibles en ese entonces no permitían observar en detalle con el microscopio las células nerviosas. 2. Reticularismo: el tejido nervioso está formado por una red de células unidas. Los impulsos viajan en todas direcciones. Neurismo: las neuronas no están unidas entre sí, sino que las separa un espacio diminuto (la hendidura sináptica). Los impulsos se transmiten de una neurona a otra y son unidireccionales. Esta última postura explica la verdadera estructura del tejido nervioso. 3. El aporte concreto de Ramón y Cajal fue establecer la correcta estructura del tejido nervioso. Los nuevos conceptos fueron la separación entre las neuronas y la propagación del impulso de una a otra. 4. Respuesta abierta. Página 183 1. a) Se muestra en el gráfico. Vigilia

Vigilia

REM

Estado de sueño

Página 169 Los corpúsculos de Nissl equivalen al retículo endoplasmático rugoso, debido a la presencia de ribosomas. Su función también es equivalente: la síntesis de proteínas indispensable para el funcionamiento de las células nerviosas. Los axones son prolongaciones del soma que carecen de dicho corpúsculo debido a que su función específica es la transmisión del impulso nervioso.

Acción

REM REM

(el resto es NREM) Horas de sueño 1

Estado más profundo de NREM b) El ciclo NREM-REM se repite entre tres y cinco veces cada noche. 2. La serotonina es un neurotransmisor liberado por neuronas del sistema límbico, del cerebelo y de la médula espinal, que participa directamente en el control del sueño. Las personas mayores duermen menos que los jóvenes debido, justamente, al agotamiento de la serotonina. 3. Un alumno recordará mejor lo estudiado al estudiar y luego dormir, ya que se ha comprobado que la privación del sueño REM provoca, además de irritabilidad y agresión, dificultades de concentración. El sueño REM favorece, entonces, los procesos de la memoria. Capítulo 10. Los órganos sensoriales Página 185 1. La ecolocalización es un sistema de orientación espacial que posibilita a los animales que lo poseen ubicar y capturar a

g) Página 186 a) Interoceptores; b) propioceptores; c) exteroceptores. Página 190 a) Las estructuras anexas del globo ocular son las cejas (protegen el globo ocular de la sudoración, la luz solar directa y los cuerpos extraños); los párpados (cubren los ojos para protegerlos de la luz excesiva y de cuerpos extraños); las pestañas (impiden que lleguen al ojo partículas suspendidas en el aire), y las glándulas lacrimales (secretan las lágrimas, cuya función es humectar, limpiar y lubricar el ojo). b) En el espesor de los párpados se encuentran las glándulas de Meibomio, que segregan una sustancia grasa y amarillenta destinada a impedir que las lágrimas corran por las mejillas en forma habitual; esta sustancia, al secarse, es llamada legaña. c) Los músculos del ojo son de dos tipos: intrínsecos y extrínsecos. Los primeros forman parte del iris y del músculo ciliar, y su función es variar el diámetro del iris como respuesta a cambios de intensidad de la luz. Los segundos son seis, y se insertan en la superficie externa de cada globo ocular. Son los responsables de los movimientos oculares. Los músculos recto superior y recto inferior son los encargados de que el ojo mire hacia arriba y hacia abajo. Los músculos recto interno y recto externo permiten al ojo mirar hacia la izquierda y hacia la derecha. Los músculos oblicuo superior y oblicuo inferior se encargan de que el ojo se mueva en forma diagonal. Página 192 Las investigaciones permiten suponer que las células ciliadas ubicadas en la parte más angosta de la membrana basilar son estimuladas por tonos de alta frecuencia (sonidos agudos), en tanto que los fonorreceptores situados en la porción más ancha de dicha membrana responden a tonos de baja frecuencia (sonidos graves). Página 194 a 197 1. I-b; II-b; III-e; IV-c; V-b; VI-c; VII-e. 2. a) El movimiento de los otolitos que están sobre las células ciliadas, o estatorreceptores, de los canales semicirculares es responsable del sentido del equilibrio. En cambio, las células ciliadas, o fonorreceptores, situadas en el órgano de Corti, son las responsables de la audición. b) La percepción de un estímulo mecánico, por ejemplo el roce de un dedo sobre la piel, genera un potencial de acción gracias a un proceso denominado transducción; dicho potencial llega, a través de la vía correspondiente, hasta la corteza cerebral, en donde se interpreta el estímulo y se elabora una respuesta. 3. a) La adaptación es una característica de los receptores pero no de todos, ya que quedan excluidas las terminacio-

nes libres que perciben estímulos dolorosos. b) Los receptores que perciben los estímulos del medio ambiente (exteroceptores) no son los únicos que existen, ya que también existen otros que captan variaciones provenientes del propio organismo (interoceptores y propioceptores). 4.

b) R

A C I

T E

R M O A

G É S

U F

F I

f) T E

R M O R

R E

R O T O

P Á

e) K

R A U S

C A

C R

C E P T O h) D O L

C O

R O R

5. Cada sistema es eficaz para la especie que lo posee. Para las aves, la extraordinaria agudeza visual les permite localizar rápidamente a sus presas, y para los mamíferos, el olfato tan desarrollado les resulta igualmente eficaz. 6. Sí. Recordar que en los canales semicirculares están los receptores ciliados sobre los que se encuentran los otolitos (las máculas), y estos, ante un movimiento, envían la información de ese movimiento al cerebro. 7. La presión atmosférica disminuye con la altura, y esta variación de presión hace que la membrana timpánica se abombe. 8. a) Los conos, ya que son los que permiten la visión central y en detalle. b) En este caso, intervienen los bastones, que son más sensibles a la luz, por lo que no es conveniente “fijar la vista”. c) En la penumbra, un objeto se ve mejor al mirarlo de costado que de frente porque con baja luminosidad predomina la recepción de los bastones, que no permiten la visión central sino periférica. d) A causa de la sensibilidad de la rodopsina, una luz intensa descompondría gran cantidad de dicho pigmento, por lo que habría que esperar para que se regenere. 9. a) Respuesta abierta (un ejemplo típico es lo que ocurre cuando estamos resfriados). b) En la percepción de los olores y el gusto intervienen quimiorreceptores, que se ubican en el epitelio olfatorio de las fosas nasales y en las papilas gustativas de la lengua, respectivamente. c) Percibimos antes el sabor de una sustancia líquida, porque se disuelve más rápidamente. 13. a) A: miopía; B: hipermetropía. b) La miopía se corrige con lentes bicóncavos, porque separan los rayos luminosos obligándolos a recorrer una distancia mayor en el interior del ojo. La hipermetropía se corrige con lentes biconvexos, que hacen converger los rayos luminosos en la fóvea central. c) Otro defecto común de la visión es el astigmatismo, que se produce por una curvatura desigual del cristalino o de la córnea, dando lugar a que algunos rayos caigan sobre la retina y otros no, con lo cual se distorsiona la imagen. El uso de lentes cilíndricas resuelve esta anomalía. Página 198 1. En el texto se analizan los sentidos de la vista y del oído, de los que se encargan los ojos y los oídos, respectivamente. El sentido que suple la ausencia de los otros es el tacto. 2. En un caso (sistema Braille), puntos en relieve, y en el otro (Proyecto Marta), un dispositivo conectado a una computadora.

sus presas por medio de la emisión de ultrasonidos y de la percepción del eco resultante. El órgano sensorial que interviene es el oído. A mayor diámetro, mayor es el porcentaje de evitación de obstáculos, en este caso los alambres. Las frecuencias altas son las que presentan menor longitud de onda, y cuanto menor sea esta, más pequeños serán los objetos que podrán ser detectados (para reflejar una onda, un objeto debe ser mayor que la longitud de onda que incide sobre él). Por eso, la ecolocalización se basa en la emisión de sonidos de frecuencias altas. Los animales que no cuentan con este sistema se valen de otros sentidos, los cuales estarán más desarrollados; por ejemplo, un oído más “fino”, una visión más aguda, etcétera. El ser humano cuenta con cinco sentidos: el oído, la vista, el olfato, el gusto y el tacto. De todos ellos, la vista es el que está más especializado, aunque comparada con la de otros animales no lo esté tanto.

3. Respuesta abierta. Página 199 1. Las especialidades de la Medicina que tratan los ojos y los oídos son la Oftalmología y la Otorrinolaringología, respectivamente. 2. Respuesta abierta. 3. Si el nervio auditivo se encontrara totalmente afectado, no podría aplicarse el implante coclear, ya que este tiene como objetivo estimular eléctricamente las fibras nerviosas. 4. En el caracol del oído se encuentra el órgano de Corti, donde se alojan las células ciliadas receptoras de los estímulos auditivos. Por eso un electrodo debe llegar hasta él. 5. Sitio de implante de los electrodos Hueso parietal

Nervio auditivo

Sitio de implante del chip

Capítulo 11. El sistema endocrino Página 205 1. Las evidencias en que se basa el autor son las diferentes concentraciones de la hormona DHEA –responsable del desarrollo de los tejidos, especialmente el del cerebro– halladas en el ser humano y en los póngidos (más en el primero que en los últimos); la gran producción de la hormona testosterona en los homínidos, que habría propiciado la adopción de la postura erecta, y la secreción de la hormona melatonina, que intervendría en la de la DHEA. 2. Respuesta abierta. 3. Otras hipótesis que explican el desarrollo del cerebro humano asocian el tamaño de este con su complejidad social, la dieta y las estrategias de cría. Según los antropólogos, la fabricación de utensilios proporcionó probablemente el impulso inicial para la expansión del cerebro humano, y el refinamiento progresivo de estas técnicas de fabricación permitió establecer una conexión directa con el aumento, también progresivo, del tamaño cerebral. 4. Las investigaciones señaladas en el texto apuntan a: 1) que todas las células de los tejidos requieren DHEA para una óptima replicación y transcripción del ADN; 2) que la DHEA influye en la activación de los genes responsables de la síntesis de la hormona de crecimiento; 3) que el tejido cerebral contiene seis veces más DHEA que el resto de los tejidos corporales, y 4) que pequeñas cantidades de DHEA incrementan no solo la diferenciación sino también la supervivencia de las neuronas. 5. Sahelanthropus tchadensis: 350 cm3. Australopithecus afarensis: 400-500 cm3. Australopithecus africanus: 450 cm3. Australopithecus robustus: 540 cm3. Australopithecus boisei: 500 cm3. Homo habilis: 642 cm3. Homo erectus: 600-1.100 cm3. Homo neanderthalensis: 1.200-1.600 cm3. 6. Para explicarlo hay que tener en cuenta la relación entre el tamaño del cráneo y el tamaño corporal; además, no existe una correlación directa entre el tamaño del cerebro y la inteligencia. Página 208 Los factores liberadores e inhibidores estimulan la secreción de todas las hormonas que produce la adenohipófisis, excepto en el caso de la prolactina, cuya acción es inhibida.

Página 210 El calcio interviene en la regulación de la contracción muscular, tanto del miocardio como de los músculos esqueléticos y lisos. Además, participa en la coagulación de la sangre y es un elemento constituyente de los huesos y los dientes. De allí la importancia de su regulación en el organismo. Página 213 Las bananas ubicadas en la bolsa de polietileno maduran más rápidamente, debido a la concentración del etileno, sustancia volátil que acelera la maduración de los frutos. Páginas 214 a 217 1. I-a, b, d, e; II-e; III-c; IV-b; V-e. 2. Las hormonas pueden ser clasificadas según su composición química en: proteínas globulares, polipéptidos, derivados de aminoácidos aromáticos y esteroides. Las hormonas esteroideas son liposolubles, por lo que pueden atravesar la membrana de la célula blanco y unirse al receptor específico de su interior. Las hormonas proteicas, en cambio, al no poder atravesar la membrana directamente por ser hidrosolubles, deben valerse de segundos mensajeros, como el AMPc. En cualquiera de los casos, el resultado final es la activación o la inhibición de la síntesis de proteínas, que actúan sobre el metabolismo de las células. 3. a) F (el que acelera la maduración de los frutos es el etileno). b) F (las feromonas no son exclusivas de este grupo). c) V. d) F (la que mantiene el estado larvario es la hormona juvenil). e) F (la diabetes se produce por falta de insulina). f) F (el hipotálamo produce neurohormonas). g) V. h) V. i) F (también libera neurohormonas, a través del hipotálamo). j) F (las glándulas exocrinas vierten sus secreciones hacia las superficies internas o externas del organismo). 4. Tirotrofina Calcitonina

Interviene en el cambio de color de la piel. Estimula la secreción de leche.

Prolactina

Regula la glucemia.

Testosterona

Actúa en las situaciones de estrés.

Vasopresina

Promueve la reabsorción de sodio.

Cortisol

Estimula la secreción de las hormonas tiroideas.

Ocitocina

Ayuda a la expulsión del feto.

Adrenalina

Regula la calcemia.

Aldosterona

Aumenta la reabsorción de agua.

Hormona estimulante del melanocito

Interviene en el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios.

5. a) La concentración de cortisol aumenta en las primeras horas de la mañana y hacia la noche. Es mínima durante la tarde. b) El cortisol incrementa la concentración de glucosa en la sangre, lo cual es necesario durante las primeras horas del día ya que, al despertar, no ha habido ingesta de alimentos. Por esa misma razón va bajando paulatinamente, ya que el aporte de glucosa proviene de la alimentación. c) El aumento de la concentración de cortisol en situaciones de estrés es ventajoso para el organismo ya que pone a su disposición mayor cantidad de “combustible” (glucosa) para ser degradado y, en consecuencia, para obtener energía.

cación diaria de inyecciones de insulina o en el uso de una bomba de insulina, además del seguimiento de un plan de alimentación especial. Entre un 5 y un 10 por ciento de los casos de diabetes son de tipo 1. • Diabetes tipo 2 El cuerpo produce insulina pero no puede utilizarla de manera adecuada. El tipo 2 puede prevenirse en forma parcial y por lo general se debe a una mala alimentación y a la falta de ejercicio físico, aunque, frecuentemente, la herencia es determinante. Generalmente comienza después de los 40 años de edad, pero puede presentarse antes. El tratamiento incluye actividad física, régimen de reducción de peso y una planificación especial de las comidas. Las personas con diabetes tipo 2 pueden necesitar insulina, pero si la dieta y el ejercicio no son suficientes para controlar la enfermedad, en la mayor parte de los casos se les receta medicamentos en forma de pastillas (denominados medicamentos hipoglucémicos). La diabetes tipo 2 es la más habitual. (Fuente: Fundación Nacional del Riñón, www.kidney.org/ ATOZ/pdf/diabetes_sp.pdf; consultado en noviembre de 2009). 11.

Concentración

Horas del día

Página 218 Un problema salado 1. Una endemia es una enfermedad que persiste en una población durante años, aunque el número de individuos que la padezca no sea elevado. Ejemplos de endemias en nuestro país son el mal de Chagas-Mazza, la fiebre hemorrágica argentina y la brucelosis. 2. La profilaxis del bocio endémico se basa en la ingesta de yodo en proporciones adecuadas. En este sentido, el control sanitario es fundamental. 3. Respuesta abierta. 4. Alimentos ricos en yodo Grupo de alimentos

Alimento

Verduras y hortalizas

Ajo, remolacha, acelga, chaucha, cebolla, champiñón.

Legumbres

Habas secas, soja en grano.

Frutas

Mora, ananá.

Frutos secos

Nueces.

Lácteos y derivados

Leche.

Pescados, mariscos y crustáceos

Arenque, gambas, langostinos, bacalao, mero, mejillones, salmón, lenguado.

Huevos

Huevo entero.

(Fuente: www.fisterra.com/material/Dietetica/iodo.asp; consultado en noviembre de 2009).

6. I-a) El coleoptile crece por encima del corte. I-b) Sí, el experimento proporciona pruebas concluyentes, ya que en el caso en que el ápice fue cortado y no se volvió a colocar, el coleoptile no creció. I-c) La plántula A se incluyó como control. II-a) El ápice contiene sustancias (hormonas) que estimulan el crecimiento del coleoptile. II-b) Sí, para el crecimiento del vegetal el ápice es necesario, ya que en todos los casos en que este se cortó y el coleoptile no recibió aporte alguno de sustancias, no hubo crecimiento. 10. I-a) La curva superior (A) corresponde a una persona diabética, y la inferior (B), a una persona normal. b) En la curva superior. c) En el individuo sano. La secreción de insulina será mayor, justamente, para reestablecer la glucemia normal. d) El nivel máximo de glucemia en ambos pacientes se observa a los treinta minutos de ingerida la glucosa. II-a) Se denomina “glucosuria” a la presencia de glucosa en la orina, en especial cuando excede la cantidad normal de 100 a 200 mg/24 horas. II-b) La concentración de cuerpos cetónicos en la orina, como la acetona, se denomina “cetonuria”, y surge como resultado de vías metabólicas diferentes para la obtención de energía. En personas diabéticas, se produce una degradación continuada de las grasas, con la consiguiente elevación de los ácidos grasos libres circulantes e hiperproducción de cuerpos cetónicos. Esto da lugar a una acidosis metabólica que puede ser letal si no se trata. (Fuente: http://perso.wanadoo.es/sergioram1/cetonuria.htm; consultado en noviembre de 2009). II-c) Cerca de un tercio de las personas afectadas por la diabetes pueden desarrollar insuficiencia renal crónica. La diabetes puede deteriorar los riñones provocando daños en: • Los vasos sanguíneos de los riñones Las unidades de filtración del riñón poseen gran cantidad de vasos sanguíneos. Con el tiempo, los niveles altos de azúcar en la sangre pueden hacer que estos vasos se estrechen y se obstruyan. Sin suficiente cantidad de sangre, los riñones se deterioran y la albúmina (un tipo de proteína) atraviesa estos filtros y termina en la orina, donde no debería estar. • Los nervios del cuerpo La diabetes también puede provocar daños en los nervios del cuerpo. Los nervios transportan mensajes entre el cerebro y otras partes del cuerpo, entre ellas, la vejiga, informándole al cerebro el momento en que la vejiga está llena. Pero si los nervios de la vejiga están dañados, es posible que no se reconozca cuándo está llena la vejiga. La presión de la vejiga llena puede dañar los riñones. • Las vías urinarias Si la orina permanece mucho tiempo en la vejiga, puede provocar una infección en las vías urinarias, debido a la presencia de bacterias, pequeños organismos parecidos a gérmenes que pueden provocar enfermedades. Crecen rápidamente en la orina que contiene altos niveles de azúcar. A menudo estas infecciones afectan la vejiga, aunque a veces se extienden a los riñones. (Fuente: Fundación Nacional del Riñón, www.kidney.org; consultado en noviembre de 2009). II-d y e) La diabetes no tiene una única causa, depende el tipo. Existen factores genéticos y no genéticos que juegan un importante papel en la aparición de esta enfermedad. De los factores no genéticos que predisponen a la aparición de la diabetes cabe destacar la falta de ejercicio y la obesidad. • Diabetes tipo 1 El cuerpo no produce insulina. Generalmente comienza durante la niñez o juventud tardía, aunque puede presentarse a cualquier edad. El tratamiento consiste en la apli-

Hormonas, memoria, hambre y obesidad 1. La leptina y otras hormonas similares perciben y responden a las señales procedentes de otras células. Por ejemplo, una de ellas, la 15-d-PGJ2, induce la formación de nuevos adipocitos. 2. La diabetes de tipo 2 (no insulinodependiente) aparece después de los 40 años, y la mayoría de los pacientes afectados por esta enfermedad son obesos. Las personas obesas ingieren grandes cantidades de grasas e hidratos de carbono (entre ellos, la glucosa). Y el tratamiento para la diabetes incluye, entre otras medidas, el estricto control de la ingesta de hidratos de carbono. 3. La insulina disminuye la glucemia, y el glucagón la aumenta. Ambas hormonas son secretadas por el páncreas. El cortisol, secretado por la corteza suprarrenal, aumenta la glucemia. Las catecolaminas (adrenalina y noradrenalina), secretadas por la médula suprarrenal, también aumentan la glucemia. La T3 y la T4, secretadas por la tiroides, aceleran el metabolismo de todas las células, aumentando la degradación de los hidratos de carbono y de los lípidos. Página 219 1. La detección temprana del enanismo hipofisario, como de cualquier otra enfermedad, permite que pueda ser tratada a tiempo. 2. La llegada de la Ingeniería genética ha supuesto que numerosas proteínas potencialmente terapéuticas, que antes se producían solo en pequeñas cantidades, puedan elaborarse en grandes cantidades. Hoy día existen cientos de genes de proteínas terapéuticas que se han expresado a nivel de laboratorio, y que están intentando demostrar su adecuación clínica. Ya existen más de 30 proteínas aprobadas para su uso clínico. Sustancia

Empresa

Enfermedad

Factor antihemofílico

Miles, Baxter, Genetics Hemofilia A Institute

DNasa I

Genentech

Fibrosis quística

Eritropoyetina (EPO)

Amgen, Ortho Biotech

Anemia, enf. renal

Glucocerebrosidasa

Genzyme

Enfermedad de Gaucher

Hormona del crecimiento

Genentech

Enanismo hipofisario

Insulina

Eli Lilly

Diabetes

Interferón alfa-2a

Hoffmann-LaRoche

Ciertas leucemias, sarcoma de Kaposi

Interferón alfa-2b

Schering-Plough

Ciertas leucemias, sarcoma de Kaposi, hepatitis B y C

Interferón alfa-n3

Interferon Sciences

Herpes genital

Interferón gamma-1b

Genentech

Enf. granulomatosa crónica

Interleucina-2

Chiron

Carcinoma células renales

Somatotropina

Eli Lilly

Deficiencia hormona crecimiento

Activador tisular del plasminógeno (tPA)

Genentech

Infarto agudo de miocardio, embolismo pulmonar masivo

3 y 4. Respuestas abiertas. Capítulo 12. Inmunidad y homeostasis Página 221 1. La frase de Ehrlich hace referencia a la especificidad del sistema inmunitario, y más concretamente a una propiedad que esta presenta, la memoria inmunológica: una vez que ingresa en el organismo un “microbio invasor”, los anticuerpos que se fabrican son capaces de reconocer el mismo tipo de microbio cada vez que este ataque. 2. La teoría de las cadenas laterales fue la primera que comenzó a estudiar la especificidad del antígeno-anticuerpo. 3. La inmunidad celular queda definida por la acción de células específicas encargadas de la defensa del organismo. La propiedad del sistema inmunitario de todos los seres vivos que les permite distinguir entre lo propio y lo ajeno es la tolerancia. 4. Los descubrimientos analizados se relacionan con ambos tipos de inmunidad. La inmunidad innata es aquella con la que cuenta el organismo antes de que ingrese el agente patógeno; por ejemplo, por la acción de los macrófagos. La inmunidad adquirida es aquella con la que se cuenta una vez que el agente patógeno ha ingresado; por ejemplo, por la acción de los anticuerpos. Página 229 • La hormona antidiurética (HAD) es segregada por la hipófisis cuando esta es estimulada por ciertos osmorreceptores del hipotálamo. Actúa sobre el conducto colector del nefrón aumentando la reabsorción de agua, por lo que la orina de una persona con diabetes insípida, al carecer de HAD, tendrá un volumen mayor que el normal y, además, estará diluida. Por otro lado, esa persona tendrá sed (esta sensación depende de otros osmorreceptores, también ubicados en el hipotálamo, que captan las variaciones de presión osmótica de la sangre), ya que esta se hace más intensa, entre otros factores, cuando el volumen de agua corporal disminuye entre el 1% y el 2%. Página 230 a 233 1. I-e; II-d; III-b. 2. Inmunidad activa

Inmunidad pasiva

Vacuna.

Suero.

Se obtiene por inyección del antígeno.

Se obtiene por inyección de anticuerpos.

La inmunidad se desarrolla en semanas.

La inmunidad se desarrolla de inmediato.

Anticuerpos fabricados por el individuo.

Anticuerpos fabricados en un hospedador secundario.

Desarrolla elevada cantidad de anticuerpos.

La cantidad de anticuerpos decrece progresivamente.

Memoria inmunológica.

No hay memoria inmunológica.

3. Regulación hídrica: agua, sed, orina, angiotensina, renina. Regulación térmica: piloerección, pelos, homeotermo, tiritar, jadeo. Defensa: linfocito, antígeno, macrófago, histamina, inmunidad.

(Fuente: Iáñez Pareja, Enrique, “Ingeniería genética industrial”, Instituto de Biotecnología Universidad de Granada, www.ugr.es/~eianez/Biotecnologia/ingenetindustrial. htm; consultado en noviembre de 2009).

4. Actividad libre. Lo importante es que en el relato se identifique el concepto de que no todas las bacterias son resistentes a los antibióticos conocidos. Debe asimismo destacarse la importancia de concurrir al médico, no automedicarse y tomar las dosis indicadas en el tiempo estipulado, aunque hayan desaparecido los síntomas de la enfermedad. 5. a) El gráfico ilustra el nivel de anticuerpos circulantes en el plasma frente a la exposición de dos antígenos diferentes, uno que ingresa dos veces (el antígeno A) y otro que ingresa una única vez (el antígeno B). La línea roja representa la cantidad de anticuerpos originados ante la presencia del antígeno A, y la línea azul, la cantidad de anticuerpos en respuesta al antígeno B. b) La primera parte de la curva roja (hasta el día 28) representa la respuesta inmune primaria contra el antígeno A, y la continuidad de la línea representa la respuesta inmune secundaria, desde el posterior ingreso del mismo antígeno. En el caso del antígeno B, solo se representa un primer ingreso, y la respuesta inmune primaria que se genera (del día 28 al día 56). c) Se nota un aumento abrupto de la curva después de la segunda exposición al antígeno, es decir que en menos tiempo se genera mayor cantidad de anticuerpos. d) Debido a que, luego de la respuesta inmune primaria, quedan en la sangre linfocitos B de memoria, cuando el mismo tipo de antígeno vuelve a entrar, ellos se multiplican (sin necesidad de que ocurra su activación por macrófagos y linfocitos T), y rápidamente liberan sus anticuerpos. e) La respuesta inmune secundaria contra el antígeno A y la respuesta inmune primaria contra el antígeno B ocurren simultáneamente en el organismo. f) Una vez eliminado el agente extraño, la respuesta inmune termina y, por lo tanto, baja la producción de anticuerpos específicos. 6. Macrófagos y otros leucocitos fagocíticos

antígenos

ORGANISMO

Precipitación, aglutinación y/o neutralización de antígenos

Lisis de antígenos

macrófago activado linfocito T

linfocito T activado

linfocito B

Estímulo de la síntesis de anticuerpos

anticuerpos

Mamífero del desierto

Ave terrestre ¡

I H

a) Un linfocito está activado cuando ha recibido una señal para entrar en acción. Esa señal química es captada por receptores de membrana específicos. b) La inmunidad inespecífica está representada en la parte superior del esquema, y la específica, en la parte inferior (es la que conduce a la síntesis de anticuerpos y su acción).

Reptil marino

Pez óseo de agua dulce Mamífero marino

Ave marina H

Teleósteo marino

Anfibio

Elasmobranquio marino

O: Concentración de sangre en relación con el medio. O: Concentración de orina en relación con la sangre. H: Hipertónica. h: Hipotónica. I: Isotónica. l: Fuertemente hipertónica o hipotónica. n: Débilmente hipertónica o hipotónica.

14. La diferencia se debe a que los linfocitos B segregan grandes dosis de anticuerpos (proteínas) que liberan en la sangre; por este motivo, tienen gran cantidad de RER, orgánulo celular que se encarga de la síntesis y el transporte de proteínas para uso extracelular. 15. El sida es una enfermedad causada por el retrovirus VIH, el cual ingresa en el ADN de la célula hospedadora, más específicamente de los linfocitos T4, donde toma el control celular. En esta enfermedad pueden observarse los siguientes signos: 1) Los linfocitos disminuyen su capacidad fisiológica natural: disminuye la actividad inmunológica de los linfocitos, hay menos y su actividad se deteriora. 2) Aumento de los linfocitos T supresores: hace que la reacción inmunológica termine rápidamente, no se puede desarrollar de forma completa. 3) disminución de los linfocitos T4 helpers: menor cantidad de estos linfocitos que estimulen la formación de anticuerpos por los linfocitos B. Página 234 1. La acción de las killer cells es importante porque son las encargadas de reconocer a la células que van a ser destruidas. Los linfocitos T, por su parte, reconocen un antígeno solo si está unido a un conjunto de glucoproteínas. 2. La relación que se establece entre los aglutinógenos y las aglutininas determina el grupo sanguíneo de una persona. 3. Una persona es Rh positivo cuando presenta en la sangre una proteína llamada aglutinógeno D; quienes no cuentan con esta proteína son Rh negativos. Si una mujer Rh negativo concibe un hijo con un hombre Rh positivo y el hijo hereda el aglutinógeno D del padre, se produce incompatibilidad entre la sangre de la madre y la del hijo. Al pasar sangre del feto a la corriente sanguínea de la madre, los linfocitos de la sangre de esta producen anticuerpos anti-Rh positivo. Estos anticuerpos pasan al feto, también por vía sanguínea, y llegan a destruir parte de sus glóbulos rojos. Esto provoca anemia e, incluso, puede llegar a la muerte del feto. Durante el primer embarazo no suele haber dificultades, debido a que la producción de anticuerpos por parte de la madre es escasa, pero sí pueden presentarse serias complicaciones en los siguientes embarazos. Para evitar la incompatibilidad

sanguínea, actualmente existe una vacuna, llamada gammaglobulina anti-Rh, que se aplica luego del primer embarazo, y que permite que la madre no produzca anticuerpos en exceso en la próxima gestación. 4. Respuesta abierta. Página 235 1. Los anticuerpos monoclonales constituyen una terapia prometedora debido a su especificidad única y la afinidad que presentan para reconocer y eliminar determinado antígeno. Podrían aplicarse tanto al tratamiento de enfermedades inmunológicas como al cáncer. 2 y 3. Respuestas abiertas.

Capítulo 13. Respuestas a los estímulos y comportamiento Página 237 1. Un vector es un agente físico o un ser vivo que interviene en la transmisión de una noxa o agente causal (en este caso, la vinchuca, transmisora del agente causal del mal de Chagas). Un agente causal o noxa es un ser vivo, una sustancia o cualquier otro factor que provoca una enfermedad (en este caso, el tripanosoma). Un reservorio es un lugar físico (agua, suelo, etc.) o un ser vivo en donde se concentran los agentes causales de una enfermedad (en este caso, el ser humano y la comadreja overa). 2. Respuesta abierta. 3. El diseño experimental se hizo sobre la base de la capacidad de la vinchuca de detectar estímulos térmicos provenientes de sus víctimas. Los investigadores observaron que estos insectos hematófagos intentaban picar directamente el lado interior de la oreja de los conejos con los que las habían encerrado. Suponían, además, que usaban las antenas para detectar el estímulo y luego picaban. El diseño experimental utilizaba una placa metálica y un hilo, también metálico, que por ser buenos conductores del calor simulaban distintas zonas del cuerpo de las presas de las vinchucas. Los insectos se dirigían directamente a los hilos, de mayor temperatura que la placa. Esta última representaba, entonces, las zonas del cuerpo cubiertas por pelaje, en donde la disipación del calor es menor, y los hilos, las zonas donde la disipación es mayor, es decir, aquellas desprovistas de pelo, como la parte interior de las orejas de los conejos. Posteriormente, con otros experimentos, confirmaron que las antenas son las responsables de detectar el calor emitido por las víctimas de las vinchucas. Página 239 Es un movimiento de turgencia, que responde a un estímulo interno. Página 244 a 247 1. I-c; II-a; III-c; IV-b; V-c; VI-d; VII-b; VIII-a.

O Q M U S E I S P Y O L R Ñ T M O H M O G O I T T O S F

U I M I O U A U V R I S M O N A R A M T O E S S I J W T I P O S I P N O Z A O A U R M R L E G A T E I O R O O A T H T O S O O O H O F R F M

T V A I R A I X A T O B O F

A Z S X S S I O A N U O R I

X A T T I A D X E S D T Y A

I S I S E N I C O T R O A D

A A A S U A S N B A G F I O

2. Cuando el pollito rompe el cascarón y picotea todo lo que le atrae la atención, se trata de un comportamiento innato. Cuando diferencia el alimento de otros elementos, un comportamiento adquirido. El patito que desdeña a sus congéneres y sigue a una gallina se comporta de ese modo porque lo primero que vio al salir del cascarón fue la gallina. Al seguir a la gallina en un principio, se trata de un comportamiento innato (sigue lo primero que ve); el hecho de seguirla siempre y desdeñar a sus congéneres es un comportamiento adquirido: asociación entre “aquello primero que vio” y la gallina. Este es un ejemplo de impronta (el aprendizaje se lleva a cabo en determinado período, pasado el cual, el organismo se aferra con firmeza a lo que aprendió). 3. Tiene que ver con el ambiente al que se adaptó la especie, y también con las capacidades generales (si son aves u organismos acuáticos no hay problemas con los abismos, se sortean volando o nadando). En cambio, especies trepadoras o arborícolas tienen un patrón innato de reacción ante el abismo. 4. a) Se describe un comportamiento innato (sistema de actos). b) Actos instintivos: en primer lugar, el fotoperíodo y la temperatura constituyen los estímulos que, junto con la visión de la hembra, desencadenan el comportamiento reproductor (danza). La danza es el estímulo desencadenador, a su vez, para la hembra, que si está madura, muestra su vientre al macho. Esto es un estímulo para él, que desencadena la marcha al nido. Así sucesivamente cada acción de uno es estímulo que origina una respuesta del otro. Acto consumatorio: fecundación de los huevos. 5. a) Los comportamientos descritos, tanto el picoteo del pichón sobre la mancha roja del pico del padre como el ofrecimiento de comida de este a su cría, son innatos. b) Este tipo de acciones se relacionan con el amamantamiento, en el que el reflejo de succión del bebé desencadena la bajada de leche. 11. a) Hipótesis 1: la visión del sapo en movimiento desencadena el comportamiento de huida de la cucaracha. Hipótesis 2: la corriente de aire producida por el movimiento del sapo desencadena el comportamiento de huida de la cucaracha. b) De acuerdo con los resultados de la experiencia, se verifica la hipótesis 2. El estímulo es, entonces, la corriente de aire producida por el movimiento del sapo. c) El modelo experimental no es adecuado porque no tiene en cuenta otros factores que podrían incidir en el comportamiento de la cucaracha, tales como la temperatura y la humedad. d) En principio sí, de acuerdo con el modelo experimental, porque aunque la cucaracha ve al sapo, ella no huye. e) Respuesta abierta. Página 248 1. De acuerdo con los diversos nombres que se da a la Etología, esta se relaciona con la Ecología y la Fisiología (ramas de la Biología), además de con la Psicología. También se relaciona con la Zoología y la Botánica. 2. Respuesta abierta. 3. a) Relajaría los músculos de las patas, pero la señal olorosa no se extinguiría debido a que no habría contacto con el animal. b) Pasa todo lo indicado en el ejemplo. c) Pasaría lo indicado en los puntos 1 y 2 del ejemplo, pero no en el 3, ya que la nueva señal representada por el calor emanado por la piel del mamífero no existiría. Página 249 Respuestas abiertas. Capítulo 14. La reproducción Página 255 1. La teoría de la preformación sostenía que en los testículos y en los ovarios del primer individuo de cada especie se halla-

Página 265 Respuesta abierta al debate, la opinión y la reflexión. Páginas 266 a 269 1. I) b y g: los anteridios y arquegonios se hallan ubicados en el gametofito y son haploides (n); muchos organismos unicelulares tienen como única fase diploide el cigoto. II) a, c, d, f y g: la duplicación del ADN ocurre durante la interfase; el intercambio de ADN en las bacterias se produce por conjugación, transducción y transformación; el proceso de meiosis se lleva a cabo en las células sexuales; en un ciclo diplonte, la meiosis forma gametos; la meiosis se da tras la formación del cigoto únicamente en los ciclos de vida haplontes. III) a, b, c y e: los individuos producidos por partenogénesis son n; por medio de la partenogénesis se generan individuos genéticamente iguales entre sí; al unirse el óvulo y el espermatozoide de la especie humana, el cigoto resultante tiene 46 cromosomas (23 pares: 22 somáticos y uno sexual); la reproducción germinal tiene lugar mediante la fusión de los gametos masculinos y femeninos y mediante la formación de esporas. 2. Útero Trompa de Falopio Cigoto

Fecundación

Óvulo maduro Cuerpo amarillo

Folículo

Fimbrias

Ovocito I

Ovario

Ovocito II

3. a) La reproducción es la función que hace posible la continuidad de la vida, y su fin último es la perpetuación de la especie. b) Dicha especulación se basa en el hecho de que los testículos, órganos en los que se producen los gametos masculinos, deben mantenerse a una temperatura unos 2 °C inferior a la temperatura corporal. 4. a) El ciclo de vida del alga Chlamydomonas es haplonte: las células (u organismos, en este caso, ya que se trata de individuos unicelulares) son haploides, y así permanecen la mayor parte de su vida; solo el cigoto es diploide. El ciclo de vida del ave es diplonte: la fase que predomina, en este caso, es la diploide; solo los gametos son haploides. b) Respuesta abierta; aquí solo presentamos un posible cuadro comparativo: Característica

Ciclo de vida de Chlamydomonas

Ciclo de vida del faisán

Tipo de organismo

Unicelular

Pluricelular

Tipo de reproducción esquematizado

Sexual

Fase predominante

Haploide

Diploide

Mitosis

En la formación de la colonia vegetativa

Tras la fecundación

Meiosis

En el cigoto

En las espermatogonias

8. a) 29 (512); 211 (2.048) y 213 (8.192). b) 365 • 2 = 730 generaciones; por lo tanto, sería 2729 = 2,82 • 1019. c) Estos resultados se relacionan con la estructura de población, y por lo tanto son muy útiles en los estudios de la dinámica poblacional. 9. a) No hay ovulación. b) Una de las causas puede ser la falta de las hormonas folículo estimulante y luteinizante. La FSH estimula la maduración de los folículos ováricos y favorece la secreción de estrógeno, hormona que prepara la mucosa uterina. El día 12 se produce la ovulación y se forma el cuerpo lúteo por acción de la LH, lo que estimula la secreción de progesterona, hormona que prepara al útero para la implantación del óvulo fertilizado y a las glándulas mamarias para la lactancia. c) Agregando el dibujo del folículo del cual sale el óvulo. Página 270 Respuesta abiertas. Página 271 1. La fecundación tiene lugar cuando el espermatozoide y el óvulo se encuentran. Las causas de esterilidad son muchas, por ejemplo: en la mujer, trastornos de la ovulación, de la función tiroidea (hipotiroidismo), problemas psicológicos, obstrucción de una o de ambas trompas, etc.; en el varón, el varicocele, infecciones como la tuberculosis genital y la blenorragia, la azoospermia, la oligozoospermia, etcétera. Estos problemas suelen incidir negativamente sobre la vida de las personas, generando muchas veces ansiedades y angustias ante la imposibilidad de procrear. Por eso muchos trabajos científicos apuntan a la resolución de los problemas de esterilidad. 2. Las principales características de las técnicas descriptas en el texto son la hiperestimulación ovárica, la extracción y selección de gametos, la fertilización (que puede ser in vitro o dentro del cuerpo de la mujer) y la implantación del embrión, en el caso de haber hecho la fertilización in vitro. 3 a 6. Respuestas abiertas al debate.

ban los individuos preformados de las futuras generaciones. La teoría espermista sostenía, en cambio, que el embrión se encontraba dentro de los espermatozoides. Según esta teorías, los individuos de una misma especie no presentarían variación alguna. El descubrimiento del microscopio en principio las reforzó, debido a las imágenes poco definidas que proporcionaba. Sucesivas observaciones, más detalladas, lograron desterrarlas por completo, ya que al observar tejido testicular y ovárico bajo el microscopio no se hallaron los “hombrecitos”. 2. La teoría de la epigénesis proponía que los órganos del nuevo individuo se desarrollan a partir de la unión del material indiferenciado del espermatozoide y del óvulo. Esta teoría sentó las bases para un nuevo enfoque en el estudio del desarrollo. La diferencia fundamental entre esta teoría y la de la preformación es que, en la primera, si bien no se mencionan los cromosomas –que en esa época no se sabía que existían–, da la idea de que se fusiona el material del óvulo con el del espermatozoide y, como producto de esa unión, se forma un nuevo ser. En la teoría de la preformación, en cambio, no existía posibilidad de unión o combinación alguna, ya que los individuos estaban preformados. 3. El descubrimiento del ADN dio origen a una nueva teoría: “La vida se perpetúa gracias a la replicación del ADN”. Al ser capaz de replicarse, esta molécula constituye la base de la reproducción de todas las formas de vida. El saber cómo se replica el ADN refuerza los conceptos de la teoría de la epigénesis. 4. Si desapareciera el individuo que tenía el modelo de todas las generaciones futuras, las especies se extinguirían, ya que la capacidad reproductiva estaba restringida a un solo ser y, además, no existiría posibilidad de reestablecer el número de individuos de las especies.

Capítulo 15. Desarrollo y crecimiento Página 273 1. La necrosis ocurre cuando una célula sufre daños graves, como la falta de oxígeno. En estas circunstancias, la célula se hincha y sus orgánulos se disgregan, pero el núcleo no se altera. Por otro lado, los macrófagos detectan las células necróticas y las eliminan. La apoptosis, en cambio, no incluye el hinchamiento de la célula, los orgánulos mantienen su estructura y el núcleo cambia mucho. Además, las células apoptósicas no implican la acción de macrófagos, sino que son ingeridas por las células normales. En el caso de estas células, el ADN se condensa y forma manchas cerca de la membrana nuclear. 2. La muerte celular es importante para un desarrollo embrionario normal debido a los múltiples cambios y transformaciones que sufre el embrión hasta alcanzar el estadio adulto. Ejemplos: la pérdida de la cola del renacuajo cuando pasa a rana adulta; la pérdida de las mandíbulas cortadoras y los apéndices locomotores de la oruga cuando pasa a imago; la notocorda en los vertebrados es reemplazada por cartílago o hueso. 3. Con el descubrimiento de la proteína p19, que interviene en el control del ciclo celular, se abren nuevas expectativas en la búsqueda de tratamientos antitumorales. Esto se debe a que dicha proteína evita la apoptosis, o muerte celular programada, y se encuentra en abundancia en el tejido nervioso, razón por la cual los investigadores creen que evitaría la muerte de las neuronas. Respecto de las células cancerosas, que presenten apoptosis es algo “bueno” para el organismo. Por lo tanto, la apoptosis o la falta de ella no puede considerarse algo “bueno” ni “malo” sino que depende de la célula involucrada. Página 276 Los blastómeros originaron nuevos embriones. La etapa en la que los blastómeros adoptan la estructura y la función que mantendrán en el estadio adulto de manera irreversible es la de diferenciación, esto es, luego de la formación de la gástrula. Los embriones usados por Driesch (2, 4 y 8 células) no habían alcanzado esa etapa. Páginas 284 a 287 1. I-d; II-d; III-a; IV-b; V-c; VI-d; VII-d; VIII-b. Ilustración: 1, espermatozoide; 2, cigoto; 3, blastómeros; 4, mórula; 5, blástula; 6, blastocele; 7, gástrula; 8, ectodermo; 9, mesodermo; 10, endodermo; 11, celoma; A, segmentación; B, gastrulación; C, organismo diploblástico; D, organismo triblástico. 2. a) El tubo neural se ubica dorsalmente (epineuría) y deriva del ectodermo. El celoma se ubica en el mesodermo. Cigota

2, 4 y 8 blastómeros

Mórula

Gástrula

Blástula

Mesodermo

Tubo neural

Página 288 Respuestas abiertas, de debate y reflexión grupal.

Celoma

Hojas embrionarias B

Endodermo Ectodermo

b) Huevo isolecítico o subheterolecítico; segmentación total; celoblástula (blástula con blastocele; deriva de huevo con escaso vitelo); desarrollo directo. 3. a) El objetivo de la segmentación es la multiplicación de las células; el de la gastrulación, la combinación de movimientos celulares que cambian la forma del embrión; el de la organogénesis, la formación de los órganos; y el de la aparición del mesodermo y el celoma, la formación de una cavidad general del cuerpo. b) La fase larvaria de vida libre favorece la dispersión de la especie, ya que la mayoría de los adultos son sésiles. c) Según la cantidad de vitelo, la segmentación será total o parcial. d) Nervio óptico: ectodermo; dermis: ectodermo; intestino: endodermo; pelo: ectodermo; uñas: ectodermo; uretra: mesodermo; tejido renal: mesodermo. e) Correría riesgos de sufrir mutaciones o alteraciones en el desarrollo, según la sustancia química involucrada, ya que pasaría a través de la placenta. f) Esto se debe a que el cerebro produce la hormona cerebral, esta se vierte en los cuerpos cardíacos, y por vía sanguínea llega a la glándula protorácica donde estimula la secreción de ecdisona: la hormona de la muda del esqueleto. Por lo tanto, no continúa el desarrollo normal. 4. a) Durante la mayor parte de su desarrollo, el embrión de gallina desecha ácido úrico, sustancia que permite economizar agua, ya que es muy poco soluble en ella, y que no resulta tóxica. b) En el huevo. c) El embrión humano vierte sus desechos nitrogenados (y todo tipo de desecho) en la placenta, a través del cordón umbilical, principalmente en forma de urea. 5. Transformación del blastocito en embrioblasto y trofoblasto. Formación del cordón umbilical. Implantación del blastocito en el endometrio. Formación del disco germinativo bilaminar. Constitución de la notocorda. Formación de la línea primitiva. Organogénesis durante los primeros tres meses de gestación. Perfeccionamiento morfológico y fisiológico y crecimiento durante los restantes meses. 6. a) A, huevos; B, larva u oruga; C, pupa o crisálida; D, imago o adulto. Todas las fases son terrestres. Se alimentan la oruga (hojas) y el imago (néctar de las flores). b) Huevo polilecítico y centrolecítico; segmentación parcial superficial; desarrollo indirecto holometábolo (metamorfosis completa). c) En este caso, el desarrollo es directo; el animal es acuático en todas sus etapas de desarrollo, con fecundación externa y formación de huevos sin cáscara (anamniotas); los huevos de los peces son polilecíticos y telolecíticos, y experimentan segmentación parcial discoidal. 7. La opción correcta es la d). 13. a) Crecimiento alométrico: huesos de la cara, mandíbula, región occipital y temporal; crecimiento isométrico: el resto. b) log y = 0,3; log x = 0,7; log b = 0,4. Entonces, 0,3 - 0,7 = -0,1 / 0,7 = -0,14. Resultado: la cola va decreciendo.

Página 289 1. “La Bioingeniería es una de las disciplinas más jóvenes de la ingeniería en la que los principios y herramientas de la ingeniería, ciencia y tecnología se aplican a los problemas presentados por la biología y la medicina. La formación del bioingeniero comprende una sólida base en ingeniería conjugada con los conocimientos fundamentales de medicina y biología, complementados con materias específicas de aplicación de tecnología: electrónica, informática, robótica, óptica, etc., para satisfacer las demandas de la medicina y la biología. Esta carrera fue creada con el objetivo de dar soluciones a la problemática del ámbito de la salud mediante la aplicación de modernos métodos tecnológicos.

Capítulo 16. Herencia y Genética Página 291 1. Las genealogías son útiles para analizar cómo se heredan los distintos caracteres de generación en generación, y permiten orientar los estudios genéticos cuando no pueden realizarse cruzamientos dirigidos que determinen la transmisión de esos caracteres. Los datos que pueden deducirse son los genotipos, a partir de los fenotipos de cada integrante del “árbol genealógico”. 2. a) Cejas muy juntas, forma de la cara ovalada, labios pequeños, nariz recta, lóbulo de la oreja pegado a la cara. b) Cejas muy juntas: abuelos paternos; forma de la cara ovalada: abuelos maternos y abuela paterna; labios pequeños: abuela paterna; nariz recta: abuelo materno, abuela paterna: lóbulo de la oreja pegado a la cara: abuela paterna (al menos, que se alcance a ver en la imagen). c) El lóbulo de la oreja adherido es un carácter recesivo, por lo tanto, Frida tuvo que haberlo heredado por ambas líneas, materna y paterna. Lo mismo sucede con los labios finos, que son recesivos. Las cejas juntas y abundantes son un carácter dominante, por lo tanto, con que uno de los progenitores porte el alelo dominante, es suficiente para que se exprese. d) Eso se puede explicar debido a que los caracteres que se heredan provienen un 50% por ciento del padre y un 50% de la madre, y, como cada gameto cuenta con una combinación única (debido a la meiosis y, más específicamente, el entrecruzamiento o crossing over que tiene lugar en ella), cada cigoto resulta también único. e) Línea paterna. 3. Eso se relaciona con que algunos caracteres son dominantes y otros recesivos. Dependiendo de las combinaciones formadas al juntarse los gametos en la formación de un nuevo individuo, algunos alelos se expresarán y otros no, pero eso no quiere decir que no estén. Al pasar a la siguiente generación, tendrán la posibilidad de expresarse, o no. Página 295 • Existen dos posibilidades, según la semilla lisa sea homocigótica dominante (A) o heterocigótica (B). A P

G F1

S Ss Semilla lisa

Semilla lisa

Semilla rugosa

S Ss

s Ss

Semilla lisa

B P

G F1

S Ss Semilla lisa

Semilla lisa

Semilla rugosa

s Ss

s ss

Semilla rugosa

Semilla lisa

Página 296 Para que los alelos recesivos (por ejemplo, s) se expresen en el fenotipo, el individuo debe ser homocigótico para esa característica (ss); de lo contrario, se expresará el alelo dominante. El alelo dominante se expresa como homocigoto (SS) o como heterocigoto (Ss). Suponiendo que el fenotipo sea “semilla lisa”, este, al ser un carácter dominante, admite dos genotipos posibles: SS y Ss. El fenotipo “semilla rugosa”, en cambio, al ser un carácter recesivo, solo puede tener el genotipo ss.

La Bioingeniería hoy, en nuestro país, está creciendo y estableciéndose como uno de los polos de mayor desarrollo, tanto en el mercado médico-tecnológico como en el área de la investigación. La fabricación, la importación y la exportación de nueva y compleja tecnología médica, y la necesidad de normativas que rijan en todos sus aspectos, hacen que la demanda de bioingenieros se haga cada vez más relevante y que diferentes ámbitos prestadores de salud requieran de sus servicios. Entre los más importantes campos que nuclea la Bioingeniería a nivel mundial se pueden mencionar: Biomateriales; Ingeniería Biomédica; Ingeniería Hospitalaria; Biomecánica; Bioóptica; Biosensores; Ingeniería Clínica y de Rehabilitación; Imágenes Médicas; Informática Médica; Órganos Artificiales; Procesamiento de Señales Biológicas; Telemedicina; y todo lo que concierne a la Tecnología Médica.” (Fuente: Universidad Nacional de Entre Ríos, Facultad de Bioingeniería, www.bioingenieria.edu.ar; consultado en noviembre de 2009). 2. Los métodos de diagnóstico invasivos requieren de alguna clase de intervención quirúrgica en la madre, como la punción y la amniocentesis. Los métodos no invasivos, por el contrario, no requieren de ninguna intervención. La ecografía y el triple test son ejemplos de este tipo de métodos. Los métodos no invasivos no conllevan riesgos para la madre ni el bebé. 3. El triple test evalúa el riesgo, en un embarazo, de que el bebé padezca síndrome de Down o espina bífida. No dice si el bebé tiene o no alguno de estos defectos, sino la probabilidad de riesgo que existe. Mide los niveles de tres hormonas en sangre de la embarazada: la alfa-fetoproteína, la gonadotrofina coriónica humana y el estriol no conjugado. La alfa-fetoproteína aumenta en los fetos con espina bífida y otras alteraciones del tubo neural, que llevan a trastornos cerebrales y de la médula espinal. Se encuentra disminuida en la trisomía 21(síndrome de Down) y en la trisomía 18 (síndrome de Edward). La gonadotrofina coriónica aumenta en los fetos con trisomía 21, pero se encuentra en niveles bajos para la trisomía 18. El estriol no conjugado puede ser indicador de trisomía 21 o 18, si está en niveles bajos. También puede detectarse con este test el posible riesgo de padecer otras enfermedades, como el síndrome de Turner, la trisomía 16 o el síndrome de Smithl-Lemli-Opitz. El triple test no tiene el mismo valor predictivo que la amniocentesis o la punción de vellosidades coriónicas pero, al no ser un método invasivo, puede ser de gran utilidad para la evaluación diagnóstica antes de prescribir un método invasivo. (Fuentes: http://latina.obgyn.net, www.serbebe.com; consultado en noviembre de 2009). 4. Se presenta un folleto del Ministerio de Salud de la Nación (www.msal.gov. ar; consultado en noviembre de 2009).

Páginas 304 a 307 1. I-a y b; II-c y d; III-b y d; IV-a y d. 2. A: aa x aa = todos aa. B: AA x aa = todos Aa. C: Aa x aa: 50% Aa y 50% aa. D: Aa x Aa = 25% AA, 50% Aa y 25% aa. La frase no es del todo verdadera, ya que para conocer el genotipo de un individuo no basta solo con su fenotipo; además hay que conocer su genealogía, es decir, cómo heredó sus caracteres. En el caso de los ojos marrones, el genotipo puede ser homocigótico dominante o heterocigótico. 3. P G F1

A1 A1A2

A1A1 Blanco A1 A1A2

A2A2 Negro A2 A1A2

A2 A1A2

Los fenotipos dependen del género: si es femenino, será blanco, y si es masculino, negro.

No tiene importancia cuál sea el género de los progenitores en relación con el genotipo, ya que en ambos cruzamientos los genotipos de la F1 serán idénticos. 4. a) 5 caras y 5 cecas. b) Puede ser: 5 y 5, 6 y 4, 7 y 3, 8 y 2, 9 y 1 o 10 y 0. c) Sí, tiene que acercarse. d) Más todavía, porque al aumentar el número de tiradas se manifiesta con más fuerza la probabilidad. e) 50%; son ensayos independientes. f) Aplicados a las experiencias de Mendel, estos resultados ponen de manifiesto la “ley de los grandes números”, que justamente él tuvo en cuenta: cuanto más grande es la población examinada, más se acerca el porcentaje de resultados a los esperados. 5. a) Un cobayo de línea pura produce un único tipo de gameto. NNCC: solo NC; nncc: solo nc. b) Los cobayos de la primera generación filial, resultantes de la cruza de dos cobayos de líneas puras, serán todos heterocigóticos, por lo que producirán cuatro tipos distintos de gametos: NC, Nc, nC y nc. c) Solo se producirán dos tipos de gameto: NC y nc, o Nc y nC. d) Las proporciones de fenotipos de la F2 para un cruzamiento dihíbrido son cercanas a 9:3:3:1; en el caso de que los genes estén ligados, 3:1. 6. nn x Ny

Nn: gatas manchadas. ny: gatos grises. 9. a) 100% flores rojas. b) P: RR (rojas) y rr (blancas). F1: Rr (rojas). c) Generación filial 2, o F2. d) Sí, pero el número de individuos era pequeño para que se manifieste la proporción esperada (3:1). e) Sí, con más número de individuos da 3:1. f) RR x rr = 100% Rr (F1) R

Rr x Rr = 25% RR, 50% Rr, 25% rr (F2) R

10. a) No, podría ser: María A0 x Roberto B0 = Mario 00. b) No, solo se puede negar la paternidad. c) María: A_; Roberto: B_; Mario: 00. 11. a) 50%. b) Hipólito Yrigoyen. c) 50%. 12. Como los valores de las proporciones son, respectivamente, 2,7:1; 2,25:1 y 4:1, se trataría de un caso de herencia con ligamiento de genes. Página 308 1 y 2. Mendel estableció los principios básicos de transmisión de los caracteres hereditarios. Los conocimientos de la Genética permitieron comprender muchísimos aspectos de la biología de los seres vivos desconocidos hasta entonces, ya que la “base” de todo se halla escrita en los genes (no por nada se conoce al ADN como la molécula de la vida). Específicamente, permitió dilucidar algunos mecanismos de la evolución no del todo aclarados, por ejemplo, la variabilidad de la descendencia. 3. Respuesta abierta. Página 309 Actividad libre. Capítulo 17. Promoción y protección de la salud Página 315 1. La OMS considera que una enfermedad ha sido erradicada cuando por tres años seguidos no se certifica ningún caso en el mundo de esa patología. 2. Para erradicar una enfermedad no solo es importante la colaboración entre los gobiernos de distintos países, sino también el compromiso de las autoridades sanitarias y de la población. La colaboración de otros gobiernos es importante para países como Somalia donde, gracias a la ayuda sanitaria de otras naciones, no se observan casos de poliomielitis desde el año 2007. También colaboran diversas entidades sin fines de lucro capacitando a la población, donando vacunas y cualquier recurso que sirva para combatir a la enfermedad. 3. Evidentemente, tener una población sana es generadora de divisas porque no solo se gasta menos en vacunas, en atención médica primaria y en licencias laborales, sino que cuanto menos gente enferma haya, más gente habrá con capacidad de trabajar. 4. Esta pregunta tiene por objetivo que los alumnos interpreten que la salud es mucho más que la ausencia de enfermedad. Es importante tener una buena calidad de vida, en la que el deporte tiene mucho que ver porque los ejercicios aeróbicos, además de ser buenos para el sistema cardiovascular, son importantes desde el punto de vista mental como una forma de distracción y también para incentivar vínculos con los pares. Por este motivo las campañas de la OMS apuntan al bienestar físico, psíquico y social de los individuos. 5. Respuesta abierta. Página 318 Un ejemplo de recuperación de la salud con secuelas transitorias puede ser un accidente deportivo en el cual el damnificado deba usar muletas por un tiempo, y luego de la rehabilitación recupere la movilidad de sus piernas. Por el contrario, un ejemplo con secuelas permanentes puede ser un accidente a partir del cual cambie radicalmente los hábitos de vida del accidentado, como por ejemplo tener que usar una silla de ruedas y que, a pesar de la rehabilitación a la cual deberá someterse para tonificar sus músculos, no pueda recuperar la movilidad de sus piernas. El período preclínico es aquel en el que el médico indica todos los exámenes necesarios que se deberá realizar el paciente para poder elaborar un diagnóstico adecuado. En el caso de un accidentado, serán las radiografías, tomografías y resonancias que deberá realizarse para saber cuál es

Página 319 Stephen Hawking sufre una discapacidad severa debido a que padece esclerosis lateral amiotrófica (ELA), una enfermedad neurodegenerativa progresiva que causa alteraciones motoras y neurológicas. Pero esta patología no le impidió ser uno de los científicos más destacados del siglo XX. Este hombre es un físico teórico inglés que se ha especializado en la física de los agujeros negros. Es importante destacar que esta enfermedad no ha deteriorado en absoluto su capacidad intelectual. En 1974 fue elegido miembro de la Royal Society; tres años más tarde fue nombrado profesor de Física gravitacional en Cambridge, donde dos años después obtuvo la cátedra Lucasiana de Matemáticas, la misma que ocupó Isaac Newton. La sordera de Ludwig van Beethoven no impidió que fuera un genio como compositor de música clásica de su época. Entre las obras se pueden mencionar 9 sinfonías, 7 conciertos, 16 cuartetos de cuerda, 32 sonatas para piano, 10 sonatas para violín y piano, etcétera. Página 320 Respuesta abierta. Página 322 En aquellos lugares no conectados a la red pública, el agua potable se extrae de las napas freáticas a través de excavaciones (pozos) y con el uso de bombas. Por otro lado, los líquidos cloacales desaguan en pozos negros, llamados también “pozos absorbentes”. Estos deben estar ubicados a más de 30 m de profundidad de los pozos de extracción de agua, para evitar la contaminación. Su profundidad no debe alcanzar la napa freática. A veces, los pozos absorbentes están conectados con cámaras sépticas, cuya función es el tratamiento de las aguas residuales con bacterias anaerobias, para degradar la materia orgánica. Los líquidos tratados son posteriormente eliminados hacia el pozo absorbente. La cantidad y la calidad de la basura varían según el grado de desarrollo económico de cada región. Las regiones industrializadas producen mayor cantidad de desechos inorgánicos –tales como latas y otros metales, vidrio, pilas, etc.– y enormes volúmenes de papel. Las regiones más carentes de recursos, en cambio, generan en mayor medida desechos orgánicos, provenientes de los restos alimentarios. El reciclado consiste en el aprovechamiento de los residuos para ingresarlos de nuevo en las cadenas de producción, para obtener el mismo producto u otro. Por ejemplo, el papel de descarte puede convertirse nuevamente en pasta de celulosa para fabricar papel o cartón. La reutilización, en cambio, consiste en el aprovechamiento de los residuos sin una transformación previa, generalmente para el mismo fin. Por ejemplo, los envases de plástico retornables. Páginas 324 a 327 1. I-b; II-d; III-a; IV-c. 2.

Siglas

Significado

Función

OMS

Organización Mundial de la Salud de la salud mundial.

Velar por los distintos aspectos

ONU

Organización de las Naciones Unidas

Mantenimiento de la paz y la seguridad mundial, y promoción de la cooperación internacional en los aspectos económico, social y cultural.

UNICEF Fondo Internacional de las Naciones Unidas para la Ayuda a la Infancia

Ayuda a la población infantil de los países en vías de desarrollo.

OPS

Organización Panamericana de la Salud

Oficina regional de la OMS.

PAI

Programa Ampliado de Inmunización

Erradicar enfermedades promoviendo la inmunización por medio de campañas de vacunación.

PNUMA

Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente

Defensa del medio ambiente.

CEAMSE Coordinación Ecológica Área Metropolitana, Disposición de la basura (recolección Sociedad del Estado y relleno sanitario) en la Ciudad de Buenos Aires y el conurbano bonaerense.

3. Respuesta abierta. 8. a) Tener acceso al agua potable salubre y al saneamiento básico significa tener una buena calidad de vida y una población más sana libre de todas las infecciones que causa beber y lavar los alimentos con agua contaminada. b) y c) Respuestas abiertas. d) Esta respuesta dependerá de la investigación realizada por los alumnos. En líneas generales podemos decir que, en la Argentina, el acceso que tiene la población al agua potable, aunque parezca increíble, es escaso. El Pacto Internacional de Derechos Económicos, Sociales y Culturales –ratificado por 145 países, incluida la Argentina– señala que el derecho al agua es un derecho humano fundamental. No obstante, según los datos del último censo nacional, el 21,6% de la población argentina no tiene acceso al agua potable. Página 328 1. Otras provincias que contienen arsénico en el agua son San Luis, Córdoba, Chaco y Jujuy. 2. Utilizando los conocimientos de Biotecnología y de Ingeniería genética se han modificado genéticamente a las bacterias y se las utiliza como biosensores para detectar la presencia de arsénico en el agua. 3. El mensaje transmitido por la imagen es que el agua, a pesar de que parezca pura y transparente, puede contener un contaminante tan tóxico como el arsénico. 4 y 5. Respuestas abiertas. Página 329 1. Podemos definir la epidemiología como el estudio de las epidemias, es decir, de las enfermedades que afectan transitoriamente a muchas personas en un sitio y en un tiempo determinados. El conocimiento epidemiológico se aplica para la prevención y el control de los problemas de salud de la población. 2. El médico clínico se ocupa de curar y de prevenir enfermedades en una sola persona, mientras que el epidemiólogo utiliza diversos métodos de análisis para diagnosticar el estado de salud de una población determinada y llevar a cabo medidas de prevención de diversas enfermedades de la población en su conjunto. 3. Una de las noticias que seguramente encontrarán los

el lugar de la lesión y cuáles deberán ser los pasos que se seguirán.

alumnos es sobre la gripe A (H1N1). Algunas medidas de prevención contra esta patología son: lavarse las manos con frecuencia; utilizar agua y jabón o alcohol en gel; taparse la boca al estornudar con un pañuelo descartable y luego tirarlo, o bien taparse con el brazo a la altura del codo; ventilar bien el hogar y utilizar lavandina para limpiar los utensilios de cocina y el baño. 4. Epidemiología descriptiva: estudia la frecuencia con la que se expresa una determinada enfermedad en una población teniendo en cuenta el sexo, la edad, la distribución geográfica y cuál es su evolución a lo largo del tiempo. Epidemiología etiológica: intenta descubrir las causas determinantes de una enfermedad. Epidemiología evaluativa: analiza los resultados y elabora conclusiones sobre las acciones sanitarias ejercidas. Los ejemplos dependerán de las noticias encontradas por los alumnos. En el caso de la gripe A, las acciones sanitarias surtieron efecto porque, a partir de su puesta en práctica, mermó el número de infectados. 5. Respuesta abierta. Capítulo 18. Noxas y enfermedades

Página 331 1. Los vectores son animales que intervienen en la transmisión de una noxa o agente causal. Se presentan tres ejemplos: Enfermedad infecciosa

Vector

Noxa

Paludismo

Mosquito Anopheles

Plasmodium sp.

Mal de Chagas-Mazza

Vinchuca

Trypanosoma cruzi

Dengue

Mosquito Aedes

Virus del dengue

2. Efectivamente, la pobreza y la marginación incrementan la posibilidad de contacto entre el ser humano y los vectores de las enfermedades porque no hay medidas de higiene y, en estas condiciones, las noxas se transmiten con mayor facilidad. 3. La noxa pasa la barrera entre especies cuando el mono muerde a un ser humano. Se hubiera convertido en una pandemia si el virus se hubiera trasladado a otro país, pero esto no sucedió. Quedó circunscripto a Estados Unidos. La transmisión en este caso no está mediada por un vector, es una transmisión directa entre animales y humanos. Página 332 Ejemplos de enfermedades endémicas en la Argentina son la fiebre hemorrágica, el mal de Chagas-Mazza, paludismo, la lepra, la leptospirosis y la enfermedad por hantavirus. Ejemplos de enfermedades epidémicas son el dengue y la gripe A causada por el virus H1N1. Página 334 Algunos ejemplos de enfermedades tratadas en este libro son: caries, gastritis, úlcera gástrica, diversos tipos de cáncer, cirrosis, hepatitis, poliomielitis, colon irritable, “borrachera” de las profundidades, mal de las alturas, pulmonía, pleuresía, bronquitis, asma bronquial, alergias, anemia, leucemia, hemofilia, trombosis, angina de pecho, cálculos renales, insuficiencia renal, traumatismos, diversas enfermedades hereditarias, diabetes, distintas enfermedades parasitarias, ITS, etcétera. Ejemplo de enfermedad degenerativa: esclerosis múltiple. Es una patología del SNC (sistema nervioso central) que se produce por la pérdida de mielina de las neuronas que deja cicatrices llamadas esclerosis, también conocidas como “placas de desmielinización”. Si la mielina se destruye o se lesiona, no se transmite el impulso nervioso y las personas comienzan a sufrir problemas motores. Muchas veces la lesión de la vaina de mielina es reversible. Esta enfermedad no es contagiosa, ni hereditaria, ni mortal.

Ejemplo de enfermedad metabólica: diabetes. Esta patología se produce por una falta de insulina, por lo que la glucemia se ve alterada. En este caso se ve modificada la fisiología del páncreas, más precisamente los islotes de Langerhans, zona pancreática encargada de la producción de insulina. Al no haber insulina, la glucosa no llega a las células, no se oxida y, por lo tanto, no se puede obtener energía. El exceso de glucosa aparece en la orina (glucosuria). Esto, con el tiempo, trae aparejado problemas renales. Página 338 Se presentan dos ejemplos. Escabiosis: es provocada por un ácaro, Sarcoptes scabiei (casi invisible al ojo humano), que cava un “túnel” en la capa más superficial de la piel donde vive y se reproduce, causando una fuerte picazón y unas pequeñas pápulas de color rojo, ocasionadas por la alergia al ácaro. El contagio es directo de piel a piel. Esquistosomiasis: es una enfermedad causada por un gusano que pertenece al grupo de los trematodos, parásito del ser humano. El hombre enfermo libera los huevos del parásito Schistosoma mansoni en sus heces. Cuando el huevo toma contacto con el agua, se rompe y la larva se aloja en un caracol acuático, donde continúa su ciclo reproductivo. Allí se reproduce y luego las larvas salen del caracol y se alojan en el agua donde vuelven a parasitar al hombre. Página 341 Vías de contagio del toxoplasma: alimentos contaminados, contacto directo con el gato, vía trasplacentaria. La toxoplasmosis puede ser asintomática o presentar dolores de cabeza, musculares y de garganta. Las personas asintomáticas generalmente no necesitan tratamiento. En caso de haber síntomas se trata con antipalúdicos y antibióticos. La toxoplasmosis es transmitida al feto a través de la sangre. Cuando es contraída durante el embarazo puede provocar un aborto espontáneo o el nacimiento sin vida del bebé. Vía de contagio del plasmodio: picadura del mosquito. El plasmodio infecta los eritrocitos y altera su metabolismo. La fiebre es el primer síntoma. Es cíclica, producto de la destrucción de los glóbulos rojos infectados. Hay que evitar el contacto con el mosquito Anopheles, el vector del paludismo o malaria. Para ello, hay que usar repelentes, tener cubierta la mayor parte del cuerpo y dormir con mosquitero. Para su tratamiento se utilizan medicamentos antimaláricos. Páginas 342 a 345 1. I-c, d, e, g; II-a, b, d, e. III-b, d, g, h. IV-d, e, g, h; V-a, e, f, h; VI-a, b, f, h; VII-a, d, e, f.

S A R C O

T E S

P L

T E L M I N T O S

C E

O X I U R

E S QU I

S I

T O S OM I

O J O S

QU I

S I

P A L U D

A S I S

3. a) Las principales causas de defunción se incluirían en el grupo E, excepto la neumonía y la influenza, ya que sí son transmisibles.

Página 346 1. Una forma de potabilizar el agua es agregando dos gotas de lavandina por litro de agua. Si no se contara con lavandina, habría que inventar algún sistema de destilación casera. 2. La respuesta dependerá de las enfermedades que elijan los alumnos para investigar. 3. Habría que evitar que el parásito se reprodujera dentro del caracol. En su etapa larvaria.

Páginas 360 a 363 1. I-a y c; II-b y c; III-a y c; IV-b y d. 2. a) Verduras, cítricos, leche, hígado, huevo, queso, frutas. b) Verduras y carnes, o arroz y porotos (los vegetarianos). c) Vegetales varios. d) Leche y derivados, huevos, pescados, mariscos, cereales, miel, cebolla, legumbres, frutas verdes, banana. e) Carnes, soja, huevo (clara), queso.

a) Q U E S O 1

Página 349 1. En las plantas, los jugos azucarados surgieron como una respuesta evolutiva a la reproducción, a la supervivencia misma de las especies: al ofrecer el néctar, las plantas logran ser polinizadas. En este sentido, podría considerarse al azúcar como una “trampa evolutiva”, ya que la predilección por lo dulce tendría un objetivo: la supervivencia de los individuos que podían detectar este alimento. Así como un ave reacciona a un estímulo supranormal y elige un huevo artificial para empollar, pues es más grande que uno verdadero, los seres humanos caemos en la trampa y nos llenamos de azúcar, premiados por el placer de la detección de un alimento calórico. 2. Los órganos sensoriales quimiorreceptores se localizan en las antenas y en las patas, y son extremadamente sensibles. En los mamíferos, estos se ubican en la lengua y en la mucosa olfatoria. La afirmación de que el azúcar es dulce resulta subjetiva debido a que depende del desarrollo de los órganos sensoriales. 3. Algunos de los alimentos que contienen azúcares son: las frutas, las harinas, los dulces, el arroz, las papas y las batatas. El azúcar utilizado para endulzar las comidas se extrae de la caña de azúcar, de la remolacha azucarera y de una especie de palmera. El consumo regular y sostenido de azúcares refinados (presentes en las gaseosas, el azúcar de mesa y las golosinas) favorece la síntesis de triglicéridos. 4 y 5. Respuestas abiertas. 6. Los nutrientes orgánicos –las proteínas, los glúcidos y las grasas– son empleados para la obtención de energía, para la construcción y la reparación de los tejidos y para la regulación de algún proceso metabólico, dependiendo de cuál se trate. Página 355 Algunos malos hábitos alimentarios relacionados con el ritmo de vida actual que podrían citarse son: no realizar las cuatro comidas diarias; saltear el desayuno o tomar un desayuno insuficiente; abusar de las comidas rápidas; no tomarse el tiempo suficiente para comer; elegir consumir envasados y elaborados en lugar de alimentos naturales, etcétera.

b) P R O T E Í N A 17 26

11 6

c) C A L O R Í A 23 16 7

d) M A C R O N U T R I E N T E 9

2 12

4 15

e) S O D I O 14

Página 347 Respuestas abiertas. Capítulo 19. Nutrición. Enfermedades nutricionales.

21 8 13

f) T I A M I N A 28

24 19

g) A R M O N Í A 25

27 22

h) R E G U L A D O R A 20

Q 7

U 8

S 20

I 15

T 23

U 12

N 17

A 22

E 28

E 9

L 14

A 13

U 25

M 26

4. a) Véase respuesta 1 de la página 349. b) Fabrican su propio alimento por fotosíntesis. c) Son heterótrofos (parásitos o saprobios). d) Las fibras activan la motilidad intestinal, y además contienen numerosos nutrientes esenciales (sobre todo vitaminas y minerales), necesarios para el normal funcionamiento del organismo. 5. a) Aumentaría excesivamente su peso. b) Al practicar deporte degradaría materia para obtener energía y, por lo tanto, no aumentaría tanto de peso. c) Bajaría mucho de peso. d) Bajaría demasiado de peso. Con estas condiciones se propicia la ocurrencia de trastornos nutricionales como la obesidad y la hiponutrición. 6. Respuesta abierta. 14. a) No. Si consumió mucho hígado de oso (muy probable), puede sufrir una hipervitaminosis. b) Escorbuto, por una carencia de vitamina C.

b) Las que aumentaron de un año a otro son: enfermedades del corazón, neumonía e influenza y septicemia. Las variaciones observadas son muy leves, y pueden deberse a múltiples factores. c) Las conclusiones son que a medida que aumenta la franja etaria hay más casos de cada una de las patologías que figuran en el cuadro. d) Todas. 5. a) Noxa química: plomo. b) Noxa química: pesticidas. c) Noxa física (radiación) y química (asbesto, polifenol, detergentes biodegradables). d) Noxas biológicas: diversos organismos (pueden ser, por ejemplo, protozoos, bacterias, etcétera). e) Noxas químicas: drogas, alcohol y tabaco.

c) Consumir hojas de pino u otros vegetales silvestres. 15. Quizás, algunos comieron la pizza con ajíes morrones enlatados o con anchoas enlatadas, y otros no, y pudieron contagiarse con la toxina botulínica que produce el botulismo. 16. Las ratas canguro del desierto tienen un metabolismo del agua altamente eficiente (sus riñones son por lo menos cuatro veces más eficientes en la retención de agua y la excreción de sal que los de los humanos) y manufacturan el agua mediante un proceso metabólico llamado “fosforilación oxidativa”. (Fuente: Wikipedia). Página 364 1. La “dieta mediterránea” es una dieta equilibrada en la que predominan los alimentos que se cultivan en las tierras de la región geográfica que lleva su nombre, cerca del mar Mediterráneo. Los cultivos tradicionales de esta zona son el trigo, el olivo y la vid. Los alimentos que son la base de esta dieta son: el pan y la pasta, como principal fuente de hidratos de carbono; el aceite de oliva, como principal fuente de aceites; el vino en cantidades moderadas durante las comidas; las hortalizas, las frutas, los frutos secos y las legumbres, que aportan a esta dieta gran cantidad de fibras y antioxidantes; el pescado, los lácteos y los huevos, como principal fuente de proteínas, y muy pocas carnes rojas. 2. Según el número de átomos de hidrógeno y los enlaces químicos que están presentes en los glicéridos, las grasas se clasifican en saturadas e insaturadas. Las grasas saturadas tienen enlaces simples y mayor número de átomos de hidrógeno, mientras que las grasas insaturadas tienen dobles enlaces y un menor número de átomos de hidrógeno. Las grasas saturadas, de origen animal, son sólidas a temperatura ambiente. Las grasas insaturadas, de origen vegetal, son líquidas. Las dietas ricas en grasas saturadas son las responsables de trastornos en el sistema cardiovascular. Un alto nivel de colesterol (grasa saturada) en la sangre promueve la obstrucción de las arterias, mientras que el consumo de grasas insaturadas reduce los niveles de colesterol sanguíneo. Ambos tipos de grasas pertenecen al grupo de los lípidos. 3. En el diseño de su dieta los alumnos deberán tener en cuenta que la dieta mediterránea está asociada a la slow food, mientras que una dieta con exceso de grasas saturadas está asociada a la fast food. 4. Algunos términos médicos son: síndrome urémico hemolítico, Escherichia coli enterohemorrágica. 5. Como en la dieta mediterránea se consume menos cantidad de carnes rojas, o casi nada, la probabilidad de tomar contacto con esta bacteria es menor. Pero habría que tener cuidado con la leche, que también es vehículo de esta noxa. Página 365 1. Algunas posibles respuestas son: ayudan a prevenir enfermedades y equilibran dietas pobres en nutrientes esenciales. 2. Tratar la diarrea crónica o disminuir el riesgo de infecciones son algunas de las ventajas de los alimentos prebióticos. Estos alimentos fueron producto de las investigaciones de los científicos del Centro de Referencia en Lactobacilos (Cerela), del Conicet, que se encuentra en Tucumán. 3. La intolerancia congénita a la lactosa es causada por una deficiencia en la enzima b-galactosidasa (b-gal) a nivel intestinal, resultando así en la imposibilidad de digerir este disacárido. Los individuos que la padecen desarrollan diarrea, flatulencia, dolor abdominal e incluso fiebre luego del consumo de leche, aunque los síntomas varían con el grado de intolerancia. Estudios en humanos demostraron que la lactosa en el yogur (producto fermentado) es asimilada más fácilmente que la misma cantidad presente en la leche. Estos resultados se deben a un aumento de la actividad b-gal luego de la ingesta de yogur, cuyo origen es microbiano y no de mucosa. Algunos estudios demostraron que si

bien las bacterias lácticas (BAL) presentes en el yogur no necesitan estar viables para favorecer la asimilación de lactosa, es importante que las células permanezcan intactas durante el pasaje gastrointestinal para proteger a la enzima b-gal. Este efecto probiótico comprende la disminución de la concentración de lactosa en el producto fermentado (debido al crecimiento y metabolismo microbiano) y al suministro de la enzima b-gal en el lumen intestinal. (Fuente: Revista QuímicaViva, N.° 1, año 4, mayo 2005, www.quimicaviva. qb.fcen.uba.ar/v4n1/taranto.htm; consultado en noviembre de 2009). 4. Uno de los ejemplos es Cerela. Conocer la bioquímica y el metabolismo de los lactobacilos ha permitido el desarrollo de los alimentos funcionales. 5. Los alimentos transgénicos se obtienen manipulando el ADN de sus células, mientras que en los prebióticos esto no sucede. Capítulo 20. Drogodependencias Página 367 1. La cocaína bloquea la recaptación de la dopamina y otros neurotransmisores, con lo cual estos prolongan su actividad. La euforia momentánea se explica por la acción ininterrumpida de la dopamina, la cual interactúa con el sistema límbico. El síndrome de abstinencia se manifiesta al cortar este circuito neuronal, y se relaciona con la tolerancia específica a la droga, que varía según las personas y el tipo de droga. 2 y 3. Respuestas abiertas. El docente puede hacer hincapié en la importancia que tiene para la persona que sufre una adicción sentirse acompañada, comprendida y contenida por sus familiares y amigos. Página 373 Esta respuesta dependerá del lugar en donde vivan los alumnos. Páginas 374 a 377 1. I-b; II-c; III-b; IV-c; V-b; VI-a; VII-a. 2. a) Los gráficos nos informan sobre las consecuencias orgánicas causadas por el consumo de drogas lícitas e ilícitas a medida que pasan los meses y los años. Si bien estas drogas –alcohol, tabaco, marihuana, cocaína y heroína– no dejan las mismas secuelas en el organismo, sí alteran de una forma u otra su fisiología a lo largo del tiempo. Algunas alteraciones llegan a ser muy graves, como las causadas por la heroína. b) Porque el alcohol y la cocaína tienen diferentes principios activos y presentan tolerancias también distintas. c) El alcohol y la heroína son las drogas que representan el mayor riesgo luego de su suspensión. El pico más elevado de abstinencia, y el más difícil de superar es el de la adicción a la heroína. d) La heroína. 3. a) Carmen tenía una confusión general, potenciada por la crisis de la adolescencia, falta de diálogo en el hogar, frustraciones y decepciones, etc. Se dio cuenta de que la droga la esclavizaba tras perder al novio, a sus amigos y tener pésimas experiencias. Le cuesta mucho dejar la droga porque genera dependencia física y psíquica. La carta de Carmen refleja claramente las vicisitudes por las que pasan los adolescentes, una etapa crítica, de grandes cambios, propicia para que la droga se “abra paso”. b) Los jóvenes que fuman marihuana por largos períodos pueden volverse torpes, lentos en su movimientos y distraídos. Algunos de los efectos físicos inmediatos son: incremento del ritmo de las palpitaciones y el pulso, ojos enrojecidos, boca y garganta seca, disminución de la memoria de corto plazo, alteración de la percepción temporal, disminución de la concentración y pérdida de interés para realizar cualquier tipo de tarea (esto último, sobre todo,

Página 378 1. La persona que los bebe se desconecta de la realidad, tienen alucinaciones y, en ocasiones, les produce sueño. Cuando se pasa el efecto de los brebajes, los invade una sensación de malestar muy desagradable. En la Antigüedad, era muy común en las fiestas rituales usar brebajes extraños que “poblaban las mentes de los novatos de imágenes espeluznantes”, tan lúcidas que parecían reales. Luego fueron utilizadas como medicamentos, como el opio, pero cuando se descubrió el efecto adictivo que provocaban estas drogas –cocaína, morfina–, se dejaron de utilizar. Actualmente se usan para evadirse de la realidad, como diversión, sin tomar conciencia del mal que causan. No sucede lo mismo con las consecuencias de su ingesta. Las consecuencias nefastas de las drogas fueron, son y serán las mismas para el ser humano. 2. Friedrich Wilhelm Adam Sertürner, un estudiante de Farmacia, decidió investigar cuál era el principio activo del opio. Tras varias experiencias obtuvo “cristales” con los que adormeció a perros y gatos. Una noche en que tenía un terrible dolor de muelas decidió probar esos cristales –a los que él llamaba principium somniferum– y durmió ocho horas tras las cuales despertó sin dolor. Fue entonces cuando Sertürner les propuso a tres colegas que participaran en una experiencia: todos tomaron tres dosis del principium somniferum, excepto él, que recogía datos sobre lo que sucedía. Observó, con pavor, el profundo sueño y el color verdoso de la epidermis de sus amigos y les dio a beber vinagre para neutralizar la sustancia que les había dado. Todos se recuperaron y, así, se obtuvo el primer alcaloide de la Medicina al que su descubridor bautizó “morfina”, por Morfeo, el dios de los sueños. 3. Marihuana: región mediterránea y la India (Asia meridional). Coca: Perú y Bolivia. Peyote: México. Adormidera: Asia oriental. 4. Cocaína, morfina y heroína son alcaloides; la marihuana, un derivado estérico. Excepto la heroína, que se produce en laboratorio, se trata de drogas naturales, es decir, cuyos principios activos se encuentran en la propia planta. 5. Actualmente, algunas comunidades aborígenes y muchos

nativos de regiones de Sudamérica y Asia sudoriental están implicados, sin haberlo deseado, en el negocio del narcotráfico internacional. Por ejemplo, en Colombia, los miembros de las organizaciones dedicadas al narcotráfico, denominadas “carteles”, les dan a los indígenas una escopeta para cazar o un motor para sus embarcaciones y, a cambio, deben prestarles algunos servicios. Muchas plantaciones de marihuana fueron erradicadas en gran parte del territorio colombiano, pero abundan las plantaciones de cocaína e incluso de amapola o adormidera, planta que no era originaria de la región. Se calcula que de cada 1.000 ha sembradas de esta planta, se extraen 7.000 kg de opio, lo que, a su vez, permite la extracción de 700 kg de heroína. Otro tema preocupante es que los “narcocultivos” se realizan en zonas protegidas o preservadas, incluso en parques nacionales o reservas estrictas, y como lo primero que ordenan los narcotraficantes es “limpiar” la selva, se produce la pérdida de biodiversidad. 6. Respuesta abierta. Página 379 1. La respuesta dependerá de las noticias encontradas por los alumnos. Algunas consideraciones generales para tener en cuenta son: • De acuerdo con lo reglamentado por el Comité Olímpico Internacional (COI), se denomina doping al uso de cualquier sustancia ajena al organismo con la intención de mejorar su rendimiento de un modo deshonesto. • Sustancias que no están permitidas en la competición: estimulantes, narcóticos analgésicos, esteroides, diuréticos, hormonas y betabloqueantes. 2. En las últimas décadas, se ha producido un abuso del empleo de esteroides por parte de muchos atletas, con la esperanza de mejorar su rendimiento físico, pero olvidan los efectos psicológicos y fisiológicos que estos traen aparejados, incluyendo severas conductas agresivas y hasta cáncer hepático. Las anfetaminas y la cocaína están totalmente prohibidas; ambas comparten los mismos efectos secundarios: inquietud, irritabilidad, mareos, dificultades para dormir, depresión al cesar los efectos de la droga, palpitaciones y aumento de la presión sanguínea, sudoración aumentada, boca seca (sensación de papel de lija en la boca), dificultad para orinar, midriasis (dilatación de las pupilas), aumento de la glucemia, aumento del tono muscular, tiempo de coagulación más corto, estimulación de las glándulas adrenales. En las mujeres, los esteroides anabólicos causan efectos virilizantes y andróginos, además de provocar en ambos sexos serias secuelas psicológicas, como alteración de la libido, agresividad aumentada y conductas depresivas. 3. La identificación de la cocaína o sus metabolitos a partir de una muestra de orina puede llevarse a cabo utilizando diversas técnicas: inmunológicas, en las que se utiliza la capacidad que tienen tanto los antígenos como los anticuerpos de “conjugarse” de manera exacta con una enzima, y la espectrometría de masas, que se realiza en un espectrómetro. La base del funcionamiento del espectrómetro de masas consiste en convertir las moléculas en iones y separarlas de acuerdo con su masa y carga, lo que permite determinar la composición química de la muestra de orina en estudio. Otra técnica utilizada es la de cromatografía, donde se separan sustancias puras a partir de muestras complejas. En la cromatografía se aprovecha la adsorción selectiva que tienen los compuestos frente a un sustrato determinado. 4. Los metabolitos son los productos que pueden ser intermedios o finales del metabolismo de una droga en la sangre. Dentro del cuerpo, las drogas se metabolizan, y si bien en los análisis no se halla la sustancia como tal, se hallan los metabolitos que dan muestra de su consumo. 5. Respuesta abierta.

se vislumbra en la carta de Carmen). Las investigaciones muestran que los alumnos no recuerdan lo que han aprendido cuando ellos están “volando”, disminuye también la coordinación motora y los reflejos, por lo que se corren graves riesgos de sufrir accidentes de tránsito. Los efectos de fumar un solo cigarrillo de marihuana se prolongan entre 4 y 6 horas. Si la persona toma alcohol junto con el uso de marihuana, el riesgo de un accidente se incrementa en forma significativa. 4. a) Período de la adolescencia; vivencia de situaciones angustiantes; problemas familiares. b) Iniciar y concluir un proceso terapéutico (recuperación). Operar, en forma simultánea, sobre el individuo, su familia y su entorno (promoción, prevención primaria). Grupos de inserción social, resocialización (rehabilitación). 7. Las bebidas alcohólicas causan todas, en mayor o menor grado, efectos en el organismo. Dependiendo de la cantidad ingerida, estos efectos pueden tornarse peligrosos para el individuo. Por otro lado, según el gráfico, no todas las bebidas intoxican de la misma manera; así, el vino blanco espumoso, en primer lugar, y el whisky, el vino común y el coñac, en segundo lugar, son las bebidas más nocivas debido a su graduación alcohólica. 8. a) En forma exponencial. b) A nivel del sistema nervioso central, provoca depresión de las funciones de autocontrol y de autocrítica, disminuye la coordinación motriz y afecta a la respiración y a la circulación. c) Ácido acético, que luego es eliminado como agua y dióxido de carbono.