PROGRAMA DE







































































PROGRAMA DE
Biología molecular. Mutaciones genéticas.
BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA. Genética mendeliana o clásica. Conceptos de la genética mendeliana o clásica. Herencia dominante. Herencia intermedia o dominancia incompleta. Codominancia. Herencia del sexo.
Probabilidad.
¿Por qué se producen enfermedades hereditarias?
¿Qué tipo de movimiento tiene una noria?
¿Qué tipo de ángulo forman las manecillas de este reloj?
¿Cómo le damos instrucciones a un ordenador?
Observad el vídeo sobre las posibilidades de transmitir diabetes a los hijos.
¿Qué factores genéticos aumentan las posibilidades de heredar diabetes?
Investigad en Internet, y analizad la cantidad de casos de diabetes que se producen de forma heredada respecto al total. ¿Creéis que se puede afirmar que la diabetes es una enfermedad hereditaria?
Debate. ¿Se pueden reducir las posibilidades de transmitir la diabetes? ¿Qué hábitos debemos seguir para prevenir la diabetes adquirida?
Biología molecular. Mutaciones genéticas. Biotecnología, ingeniería genética y clonación.
Trigonometría.
Estudio del movimiento. Movimientos rectilíneos y circulares. Lenguajes de programación.
Piensa en una casa, puedes ver que para construirla se han empleado cientos de ladrillos. Ahora imagínate que un ser vivo es una casa, ¿qué elementos serían sus ladrillos? Tu organismo procede de una única célula que se va dividiendo y variando a través de interacciones químicas; las moléculas son la base estructural de esos billones de células que te componen. Por lo que si los seres vivos fuéramos una casa, las moléculas serían los ladrillos con los que se construye.
Existen muchos tipos de moléculas en función de su estructura y complejidad. La biología molecular se centra en el estudio de dos macromoléculas: los ácidos nucleicos, el ADN y el ARN, y las proteínas.
Los ácidos nucleicos son moléculas grandes portadoras de información genética. Están formados por nucleótidos que se unen entre sí mediante enlaces de fosfato. Existen dos tipos de ácidos nucleicos, el desoxirribonucleico o ADN y el ribonucleico o ARN.
Se diferencian en varios aspectos:
Ácido desoxirribonucleico Ácido rIbonucleico
Azúcar. El azúcar del ADN es la desoxirribosa.
Bases nitrogenadas. El ADN contiene adenina, guanina, citosina y timina.
Estructura. El ADN es una cadena doble.
Ubicación. El ADN se encuentra en el núcleo celular.
Timina (T): C 5H6N2O
Citosina (C): C4H5N3 O
Adenina (A): C4H5N5
Guanina (G): C 5H5N5O
Uracilo (U): C4H4N2O2
Azúcar. El azúcar del ARN es la ribosa.
Bases nitrogenadas. El ARN contiene adenina, guanina, citosina y uracilo.
Estructura. El ARN tiene una sola cadena.
Ubicación. El ARN se encuentra en el citoplasma.
ADN ARN
Esqueleto azúcar-fosfato
Par de bases nitrogenadas
Timina Adenina
Adenina
Citosina
Guanina
Citosina
Uracilo
Guanina
Las proteínas son moléculas grandes y complejas indispensables para el funcionamiento de los tejidos y los órganos del cuerpo. Están formadas por aminoácidos que se unen en cadena; hay 20 tipos de aminoácidos, así que dependiendo de cómo se combinen darán lugar a una u otra proteína con su correspondiente función.
El ADN está formado por genes que determinan quién eres y que contienen las instrucciones para formar las proteínas, fundamentales en el funcionamiento de las células. Como están codificados en lenguajes diferentes (el del ADN, las bases nitrogenadas A, G, C, T, y el de las proteínas, los 20 tipos de aminoácidos), es necesario un proceso de decodificación.
El proceso por el que se obtienen proteínas a partir de genes se conoce como expresión génica, y en él entra en juego el ARN.
Para explicar cómo fluye la información que contienen los genes hasta convertirse en proteínas, el científico inglés Francis Crick enunció en 1958 el dogma central de la biología molecular, que se resume en dos pasos:
Se llama así porque implica volver a escribir la secuencia en otro código, el ARNm.
Se llama así porque la secuencia de nucleótidos del ARNm se traduce a un idioma diferente, el de los aminoácidos.
Tiene lugar en el núcleo, cuando una de las dos hebras que conforman la doble cadena de ADN sirve de molde para que la secuencia de ADN de un gen se copie y dé lugar una molécula de ARN mensajero o ARNm.
1 ¿En qué se diferencia la estructura del ADN de la del ARN?
2 ¿Cuántos tipos de aminoácidos existen? Investiga en Internet cuáles son esos tipos y las letras del código o lenguaje que los forman.
La secuencia de ARNm sale del núcleo y lleva el mensaje, la secuencia de nucleótidos, a los ribosomas. El mensaje se decodifica para especificar la secuencia de aminoácidos que conforma la proteína.
3 Investigad sobre Francis Crick y averiguad si su teoría sigue intacta o ha sufrido alguna modificación. Trabajad por parejas y elaborad una infografía, un cartel, un mural… y presentadlo al resto de la clase.
Los seres vivos crecen gracias a la división celular, que es el proceso por el que una célula se divide y da lugar a células hijas. Cuando las células se dividen, duplican su ADN para que las células hijas contengan el mismo genoma.
En este proceso de replicación del ADN puede darse un cambio en la secuencia de este, llamado mutación. Las mutaciones pueden deberse a un error durante la división o una exposición a una sustancia del ambiente que daña el ADN.
Para que una mutación se transmita a la descendencia y sea heredable, tiene que ocurrir durante la meiosis o división de las células sexuales, las cuales son responsables de producir óvulos y espermatozoides. Hay dos tipos de mutaciones:
Se producen en los genes de una célula reproductora (óvulo o espermatozoide) que se transmite a la descendencia y, por tanto, son heredables. Un ejemplo es el albinismo, que afecta a la producción de melanina.
Ocurren en otras células del cuerpo, se limitan a una célula y sus hijas y no se transmiten a los descendientes. Un ejemplo son las mutaciones causadas por la radiación del sol o la exposición a algunos tipos de sustancias químicas.
La mayoría de las mutaciones no tienen efectos sobre la salud, pero si los tienen, pueden ser beneficiosos o dañinos.
➔ Las mutaciones beneficiosas tienen un efecto positivo, ya que generan nuevas versiones de proteínas que ayudan a los organismos a adaptarse mejor a su ambiente. Estas mutaciones son esenciales para la evolución, ya que los individuos que las tienen se reproducen más que los que no las portan y están menos adaptados; además, contribuyen a aumentar la diversidad en las especies.
➔ Las mutaciones dañinas pueden causar trastornos genéticos, como la hemofilia, o enfermedades graves, como el cáncer.
Según el tipo de material genético al que afecten, las mutaciones reciben uno u otro nombre:
Provocan cambios en la secuencia de nucleótidos de un gen determinado.
Provocan una variación respecto al número total de cromosomas.
Provocan cambios que afectan a la estructura interna de los cromosomas.
Incapacidad
La hemofilia es una mutación genética que causa que la sangre no se coagule bien y se produzcan sangrados.
El síndrome de Down es una mutación genómica ocasionada por una trisomía en el par 21, que presenta tres cromosomas en vez de dos.
Cuando la célula normal se divide, lo hace de forma controlada, con un tiempo programado para dividirse y morir. Si al dividirse desarrolla una mutación 1 y no logra repararla, activa un programa de muerte celular para controlar su desarrollo y crecimiento. Este proceso se conoce como apoptosis 2 .
El síndrome de Angelman es una mutación cromosómica causada por la eliminación de un fragmento en el cromosoma 15 de origen materno.
En el caso de las células cancerosas 3 , se desarrollan mutaciones que no logran ser reparadas, y esas células pierden la capacidad de morir. Entonces se dividen, crecen y se propagan 4 por el cuerpo llegando a formar masas que se conocen como tumores 5 .
una mutación y comienza la apoptosis.
se parten en pequeños fragmentos llamados cuerpos apoptóticos.
4 ¿Qué tipo de mutaciones afectan a la estructura interna de los cromosomas? ¿Cuáles afectan al número total?
5 Trabajad por parejas y averiguad si el cáncer y la hemofilia son mutaciones germinales o somáticas y explicad por qué.
Gracias a los descubrimientos que se han hecho acerca de los genes, los científicos lograron hallar a principios del siglo xx la manera de modificar las características genéticas de los organismos. La disciplina que aplica estos conocimientos y técnicas es la biotecnología
La biotecnología es una ciencia multidisciplinar, ya que se aplica a diversos ámbitos como la química, la biología, la farmacia, la agricultura o la alimentación.
Los alimentos transgénicos son un ejemplo muy extendido del uso de la ingeniería genética, que consiste en coger un gen con un rasgo deseado de una planta o animal e insertarlo en una célula de otra planta o animal.
Los alimentos transgénicos pueden ser una solución para cubrir las necesidades de demanda global, pero también pueden provocar daños al medio ambiente y a la salud, pues favorecen la disminución de la biodiversidad, el aumento de sustancias tóxicas en el ambiente o la aparición de nuevos organismos y enfermedades.
Los avances de la biotecnología también son útiles en estos campos:
Agricultura
Sirven para mejorar las técnicas de los cultivos, prevenir pérdidas por enfermedades de las plantas y potenciar la calidad de las cosechas.
Medicina
Sirven para desarrollar nuevos fármacos, diagnosticar enfermedades o crear vacunas y terapias celulares.
En el futuro, se cree que la biotecnología será muy importante en:
Investigación antropológica Podrían permitir identificar a personas de culturas antiguas y a estudiar procesos migratorios y demográficos.
Investigación forense Podría ser muy útil si se pudiera monitorizar información genética de sospechosos de delitos con chips de ADN.
6 ¿En qué consiste la biotecnología?
7 ¿Conoces ejemplos de alimentos transgénicos? Haz una lista de los más comunes.
8 En pequeños grupos, investigad sobre los argumentos a favor y en contra que existen sobre los alimentos transgénicos. Cread una tabla en vuestro cuaderno con los hallazgos, y después exponed en clase lo que hayáis aprendido en un debate con el resto de compañeros y compañeras.
9 Por parejas o grupos investigad sobre cómo puede ayudar la biotecnología y la ingeniería genética en la lucha frente a la contaminación y la eliminación de residuos.
Ponedlo en común con el resto de la clase.
Dado que una célula tiene en su ADN toda la información acerca de las características y el desarrollo de un ser vivo, puede servir para obtener otro organismo idéntico. La ciencia ha avanzado tanto en el conocimiento del ADN y la transmisión genética que este procedimiento ya es posible; se conoce como clonación.
Hay dos tipos de clonación:
➔ Reproductiva. El caso más famoso de clonación reproductiva es el de la oveja Dolly en 1996.
Antes de Dolly ya se habían producido clones en el laboratorio a partir de células adultas de ranas. Con ellos se demostró que el ADN de una célula adulta puede usarse para crear un organismo entero. Sin embargo, la clonación de Dolly se hizo con otra técnica, llamada transferencia nuclear.
Se toma una célula somática donante de la ubre de una oveja
Oveja doméstica (donante de células de ubre)
Dos células se fusionan usando una descarga eléctrica
Se toma un óvulo y se elimina el núcleo
Oveja escocesa de cara negra (donante de óvulo)
La célula de la ubre (donante) y el óvulo enucleado se fusionan
La célula fusionada comienza a dividirse con normalidad
El embrión se coloca en el útero de una madre adoptiva
Dolly
Clonación de la oveja Dolly.
➔ Terapéutica. Se emplea para tratar enfermedades y regenerar tejidos, y se lleva a cabo con células madre.
La ley prohíbe tanto la clonación de humanos como la creación de embriones con fines de investigación. Por eso, para la clonación terapéutica se usan embriones de donantes en tratamiento de fertilidad.
Técnicas de clonación
Transferencia nuclear. Se basa en la utilización de núcleos de células diferenciadas:
Son aquellas especializadas en realizar una función única en el cuerpo.
Se obtienen de células embrionarias en un estado temprano de desarrollo.
10 ¿Por qué fue posible la clonación de la oveja Dolly?
11 ¿Qué se demostró con la clonación de ranas?
Utilización de células madre (células no diferenciadas):
No tienen estructuras o funciones especializadas. Pueden dividirse indefinidamente y originar distintos tipos celulares, como una célula sanguínea o una nerviosa.
Se obtienen de células somáticas de tejidos adultos o de embriones.
12 ¿Cuáles son las diferencias entre la clonación terapéutica y la clonación reproductiva? ¿Cuál es más defendible éticamente? Debatid en clase para responder a estas preguntas.
Los ángulos están muy presentes en nuestra vida cotidiana. Siempre que se unan dos rectas, tendremos un ángulo. Por ejemplo, ocurre en las tijeras que ves en la imagen, en las pinzas con las que tendemos la ropa, en una silla o en un balancín. También existen ángulos completos, como las ruedas de un coche. Un ángulo es la parte del plano delimitada por dos semirrectas. El vértice es el origen común de estas, es decir, el punto donde coinciden.
Los ángulos se pueden medir en grados sexagesimales (º) o en radianes (rad):
➔ Un radián (1 rad) es la medida del ángulo central de una circunferencia cuya longitud de arco coincide con la longitud de su radio.
➔ Los grados y los radianes se relacionan mediante la siguiente fórmula:
360º = 2π rad
α
S R
S es el arco; R es el radio y α es el ángulo. Si R = S α = 1 rad.
Es decir, un giro completo de circunferencia es 360º o, también, 2π radianes. Por tanto, para pasar de grados a radianes se multiplica por π/180º y para pasar de radianes a grados se multiplica por 180º/π.
Las razones trigonométricas de un ángulo agudo α en un triángulo rectángulo son:
sen α
➔ El seno de α se define como la longitud del cateto opuesto entre la longitud de la hipotenusa.
➔ Su valor está comprendido entre el 0 y el 1, porque la hipotenusa siempre será mayor que los catetos.
cateto opuesto (c) hipotenusa (a) sen α =
C
cos α
➔ El coseno de α se define como el cateto contiguo entre la hipotenusa.
➔ Igual que en el caso del seno, su valor está comprendido entre el 0 y el 1, porque la hipotenusa siempre será mayor que los catetos.
tan α
➔ La tangente de α se define como el cateto opuesto entre el cateto contiguo.
➔ Su valor puede ser cualquier número real.
C
hipotenusa(a) cateto ( c )
cateto contiguo (b) hipotenusa (a) cos α =
B A
cateto (b)
hipotenusa(a) B A
α cateto (b) cateto ( c )
cateto opuesto (c) cateto contiguo (b) tan α =
C
hipotenusa(a)
α cateto ( c )
α
B A
cateto (b)
Te puedes ayudar de la calculadora científica para obtener las razones trigonométricas de cualquier ángulo. Siempre, en pri mer lugar, asegúrate de que esté configurada en la medida que corresponda, grados sexagesimales (D) o radianes (R).
➔ Para el cálculo del seno.
➔ Para el cálculo del coseno.
➔ Para el cálculo de la tangente.
Ahora que conoces las razones trigonométricas, puedes emplearlas para resolver triángulos rectángulos. ¿Qué significa esto?
Resolver un triángulo rectángulo es hallar la medida de sus tres lados y de sus tres ángulos. Gracias a las razones trigonométricas, solo necesitarás conocer tres de esos datos, siempre que, al menos un dato, sea la medida de un lado.
Pedro y Lorena quieren instalar una tirolina en su parque multiaventuras. ¿Qué longitud de cable necesitan comprar si la distancia entre el árbol y el punto final de la tirolina son 45 m y el ángulo que forma el cable con el suelo es de 4º?
x 45 m α = 4º
Para calcular la hipotenusa, utilizamos el coseno. cos α = cateto contiguo hipotenusa ; cos 4º = 45 m x
Despejamos la incógnita: x = 45 cos 4º = 45,11 m
➔ El cable que necesitan comprar debe medir 45,11 m.
13 Pasa las medidas de los siguientes ángulos a radianes:
a) 30º b) 60º c) 180º
d) 45º e) 90º f) 55º
g) 120º h) 5º i) 200º
14 Pasa las medidas de los siguientes ángulos a grados sexagesimales: a) π 2 b) π 3 c) 2π 3
d) π e) 2π f) 7π 4
15 Halla las razones trigonométricas de todos los ángulos agudos del siguiente triángulo rectángulo.
12 m 5 m
13 m
16 Resuelve este
La circunferencia goniométrica es una circunferencia de radio uno que se divide en cuatro cuadrantes y está situada sobre los ejes de coordenadas, de modo que su centro coincide con el origen de coordenadas (0, 0).
El primer cuadrante incluye los ángulos que van de 0° a 90°, el segundo de 90° a 180°, el tercero de 180° a 270° y el cuarto de 270° a 360°.
segundo cuadrante tercer cuadrante
90º
180º 0º, 360º
270º
Al ser el radio de la circunferencia igual a uno, el seno coincide con la ordenada y, y el coseno con la abscisa x. Además, la tangente será el resultado de dividir y (cateto opuesto) entre x (cateto contiguo).
Sabiendo que el coseno es la x y que el seno es la y, ¿qué signo (positivo o negativo) crees que tendrán las razones trigonométricas de los ángulos en función del cuadrante en el que se sitúen?
En la siguiente figura se muestra el signo de las razones trigonométricas según el cuadrante: segundo
sen(+) cos(–) tan(–)
sen(–) cos(–) tan(+)
sen(+) cos(+) tan(+)
sen(–) cos(+) tan(–)
Calcula las razones trigonométricas de un ángulo de 140°,
140° está entre 90 y 180°, por tanto, sabemos que está situado en el segundo cuadrante.
Para calcular sus razones trigonométricas, usamos una calculadora científica seleccionando el radián como medida:
sen 140° = 0,64 cos 140° = –0,77 tan 140° = –0,84
El seno es positivo, el coseno negativo y la tangente negativa.
17 ¿Qué ángulos, en radianes, delimitan cada uno de los cuatro cuadrantes?
18 Indica en qué cuadrante están situados los siguientes ángulos y señala el signo de sus razones trigonométricas:
a) 24 o b) 140 o c) 220 o d) 345o
primer cuadrante cuarto cuadrante
Y cos 140°
140°
sen 140° X
19 Calcula las razones trigonométricas de los siguientes ángulos usando una calculadora científica.
a) 55o b) 82o c) 130 o
d) 410 o e) 220 o f) 730 o
g) 64 o h) 187o i) 115º
Las manecillas de un reloj, como el de la imagen, pueden formar distintos ángulos. Como la vuelta completa de una circunferencia equivale a 360°, todos los ángulos que pueden formar son menores que 360°.
Por ejemplo, podríamos imaginar que la aguja naranja permanece siempre en el 3. La aguja verde, en cambio, ha girado en sentido antihorario hasta situarse en el 12. Ahora, las dos agujas forman un ángulo de 90º o, lo que es lo mismo, de π/2 rad.
Si la aguja verde continuara girando y volviese al 3, habría dado una vuelta completa, es decir, 360º o 2π rad.
Si la aguja girara aún más, formaría un ángulo mayor de 360º, ya que habría dado más de una vuelta a la circunferencia. Si hubiese girado hasta colocarse apuntando al punto P, habría girado 390º.
Como ves, girar 390º hace que nos situemos en el mismo punto que si solo hubiésemos girado 30º, ya que hemos dado una vuelta completa y, además, hemos avanzado 30º más.
Los ángulos mayores a 360º están compuestos por un giro completo (o más) y un ángulo principal.
Para calcular el número de vueltas, dividimos entre 360. El resto de la división nos indica el ángulo principal.
Las razones trigonométricas de los ángulos mayores que 360º son iguales a las de su ángulo principal.
Calcula el número de vueltas, el ángulo principal y las razones trigonométricas de un ángulo de 820º.
Calculamos el número de vueltas dividiendo 820 entre 360:
Sabemos que da dos vueltas y que su ángulo principal es 100°. Por tanto, podemos calcular las razones trigonométricas usando el ángulo principal: sen 100º = 0,98
cos 100º = –0,17
tan 100º = –5,67
20 Calcula el número de vueltas de los siguientes ángulos. ¿Qué has tenido que hacer para hallarlas?
a) 1 660 o b) 540 o c) 1 820 o d) 1310º
21 Calcula el número de vueltas, el ángulo principal y las razones trigonométricas de los siguientes ángulos:
a) 620 o b) 2 545o c) 985o d) 930º
Cuando vamos a pagar los productos que compramos en el supermercado, llegamos a la caja, donde nos espera la cinta transportadora. Si te has fijado, sabrás que se mueve siempre en línea recta y a la misma velocidad: es un ejemplo de movimiento rectilíneo uniforme o MRU.
El MRU se define como el desplazamiento de un móvil en línea recta y a una velocidad constante, es decir, sin aceleración.
El MRU se expresa con la siguiente fórmula:
s: posición final
s0: posición inicial s = s 0 + v t
v : velocidad
t: tiempo
La velocidad se mide en m/s en el Sistema Internacional. También puede darse en km/h.
Colocas una zanahoria a 10 cm al principio de una cinta que mide 250 cm y se mueve a una velocidad constante de 8 cm/s. ¿Cuánto tiempo tarda en llegar al final de la cinta?
Los datos que tenemos son:
s: 250 cm v: 8 cm s s0 : 10 cm
Sustituimos en la ecuación: s = s0 + v · t
250 = 10 + 8 t ➔ t = 240 8 ➔ t = 30 s
Podemos representar la gráfica del MRU de distintas formas:
a) Gráfica velocidad-tiempo: en este caso tendremos una recta horizontal porque la velocidad vale lo mismo en todo momento.
Gráfica v-t en el MRU.
b) Gráfica posición-tiempo: obtendremos una recta que corta al eje de ordenadas en el punto (0, s 0 ). La pendiente de la recta indica la velocidad y la ordenada en el origen el punto de partida.
Si el móvil sale del punto s0 = 0, la gráfica pasará por el origen de coordenadas.
Si sale de un punto distinto de s0 = 0, la gráfica no pasará por el origen de coordenadas.
La recta también puede tener pendiente negativa si el móvil está retrocediendo en lugar de avanzando.
La mayoría de los movimientos que observamos no se caracterizan por tener una velocidad constante, sino que esta varía.
Pensemos por ejemplo en una carrera. A medida que las atletas se acercan a la línea de meta aumentan su velocidad.
Por este motivo, vamos a estudiar el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado o MRUA, más común que el MRU.
Puesto que, en este tipo de movimientos, la velocidad no es constante, entra en juego una nueva variable, la aceleración, que mide el incremento o la disminución de la velocidad en un intervalo de tiempo determinado.
Si la aceleración es positiva, el móvil aumenta su velocidad. En cambio si el móvil frena, la aceleración es negativa y disminuye su velocidad. En este caso decimos que el movimiento es retardado.
El MRUA es aquel en el cual se produce un desplazamiento en línea recta y la aceleración es constante.
Para calcular el MRUA, usamos las siguientes fórmulas:
s0: posición inicial
v0: velocidad inicial
s: posición en cualquier instante
S
v : velocidad en cualquier instante
a: aceleración
t : tiempo
Podemos representar la gráfica del MRUA de distintas formas:
a) Gráfica aceleración-tiempo: en este caso tendremos una recta horizontal porque la aceleración vale lo mismo en todo momento.
b) Gráfica velocidad-tiempo: es una recta en la que la pendiente indica la aceleración del móvil.
c) Gráfica posición-tiempo: son parábolas porque son funciones de segundo grado.
22 Elena recorre un río en piragua, y baja dejándose llevar por la corriente a velocidad constante. Si tarda 15 minutos en recorrer 450 m, ¿cuál es su velocidad?
23 Una persona está corriendo por una pista de atletismo, siempre a la misma velocidad. Al medir su posición en distintos momentos, obtenemos los siguientes datos:
Construye la gráfica de su posición respecto al tiempo y determina su velocidad.
24 Santiago deja caer un objeto desde su mano en línea recta con una aceleración de 0,3 m/s2
a) ¿Qué indica el signo positivo de la aceleración de este objeto?
b) ¿Cuál será su velocidad al cabo de tres segundos?
25 Luis es piloto de motociclismo. Cuando comienza la carrera inicia el movimiento con una aceleración constante, alcanzando los 108 km/h en 2,5 s.
a) ¿Cuál es el valor de la aceleración de su moto?
b) ¿Qué distancia habrá recorrido en dicho tiempo?
c) Dibuja las gráficas velocidad-tiempo y posición-tiempo.
26 Un vehículo circula a 54 km/h cuando se acerca a un semáforo en rojo. Comienza a frenar con una aceleración de frenada de 1 m/s.
a) ¿Cuánto tiempo tarda en detenerse?
b) ¿Qué distancia habrá recorrido?
c) Dibuja las gráficas velocidad-tiempo y posición-tiempo.
27 Dos atletas entrenan para una carrera de marcha y hacen series a un ritmo constante. El primero, recorre una distancia de 2,3 kilómetros en 9:38 minutos, mientras que el segundo recorre 3,7 kilómetros en 14:30 minutos. ¿Cuál de los dos atletas ha sido más rápido?
En la naturaleza y en nuestra vida cotidiana encontramos muchos ejemplos de movimiento circular uniforme, como el giro de las manecillas de un reloj para marcar la hora.
En el movimiento circular uniforme, un móvil describe una circunferencia con velocidad angular (ω) constante. Además, el ángulo recorrido en un momento dado se denomina φ
Como ves, en los movimientos circulares utilizamos ángulos para determinar la posición del móvil y, por ello, la velocidad recibe el nombre de velocidad angular.
Las distintas magnitudes del movimiento circular uniforme se relacionan entre sí mediante las siguientes fórmulas:
ángulo recorrido en un momento determinado (expresado en rad) ángulo inicial (expresado en rad) velocidad angular (rad/s) tiempo
Recuerda que un radián es la medida de un ángulo cuya longitud de arco es igual al radio (R ). Por tanto, para una circunferencia completa de longitud 2πR: Δφ = 2π rad.
La velocidad angular también se suele dar en otras unidades diferentes, como revoluciones por minuto (rpm) o vueltas por segundo (vueltas/s).
Durante la época de verano, Lucía utiliza un ventilador para poder estudiar en su habitación sin pasar calor. Si sus aspas giran con una velocidad angular de 3,5 rad/s, ¿cuánto tiempo tardarán en dar una vuelta completa?
Una vuelta completa equivale a 2π rad.
Por tanto: ∆φ = 2π rad
∆φ = ω ∙ t ➔ t = ∆φ ω = 2π rad 3,5 rad/s = 1,80 s
En la localidad donde vive Ana están en fiestas. Una de las principales atracciones es una noria que gira con una velocidad angular de 0.5 rad/s.
a) ¿Cuánto tiempo tarda en recorrer un ángulo de 90º?
b) ¿Y en dar una vuelta completa?
29 Una de las aspas de un ventilador recorre un ángulo de 45º en 0,5 s. ¿Cuál es su velocidad angular? ¿Cuál sería si el ángulo recorrido fuera de 65º?
30 Investiga a qué velocidad gira un tocadiscos, y calcula su velocidad angular.
Si alguna vez has tenido un problema con el ordenador al reiniciarlo, quizás hayas visto una pantalla negra llena de códigos. Si no entendiste nada, es porque no hablas el mismo idioma que un ordenador.
Para comunicarnos con un ordenador, usamos el lenguaje de programación, que se compone de caracteres, símbolos y reglas. Gracias a ellos, logramos dar instrucciones a los ordenadores.
Como el lenguaje que hablamos los humanos y el que hablan los ordenadores es totalmente dife rente, hay varios tipos de lenguaje de programación dependiendo de si se parecen más al de los ordenadores o al de los humanos.
PROGRAMA suma (imput, output);
VAR
Se
Sumando1, sumando2, Soma: INTERGER;
BEGIN
White( `ingrese un número: ´); ReadLn(Sumando1); White( `ingrese otro número: ´); ReadLn(Sumando2); Suma:=Sumando1 + Sumando2;
`La suma es: ´,Suma);
`Pulse [INTRO] para finalizar…´
El código máquina más conocido es el código binario, formado por secuencias muy largas de unos y ceros, e ideado para que el ordenador entienda nuestras órdenes y ejecute los programas. Como para nosotros resulta ininteligible e imposible de memorizar, en lugar de programar a través de unos y ceros usamos otros procesos que traduzcan nuestro lenguaje al lenguaje de los ordenadores.
Consisten en abreviaturas de letras y números que representan las operaciones elementales de los ordenadores. Hacen más sencillo el proceso de programación, aunque siguen siendo difíciles de entender para nosotros.
Consisten en palabras clave, generalmente en inglés, que son comprensibles para nosotros. Mediante un proceso llamado compilación, se traducen a código binario para que la máquina los ejecute. Al contrario que los lenguajes anteriores, los lenguajes de alto nivel sí se pueden usar en diferentes ordenadores.
MOV DX, 0108
MOV AH, 09 INT 21
MOV AH, 00 INT 21
using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace programa //se define espacio de nombre { class Program { static void nMain(string[]args) //comienzo del programa { console.writeline("PRIMER PROGRAMA!"); }
Java, Python, C o C++ son ejemplos de lenguajes comunes de alto nivel, que son los que habitualmente usan los programadores. Sirven para muchos propósitos distintos, desde los cálculos matemáticos hasta la comunicación entre dispositivos.
Decimos que son portables porque se pueden emplear en diferentes ordenadores. El más antiguo es C, que apareció en 1972, del que se creó una evolución, C++, y los más recientes son Python y Java.
Al igual que cuando hablamos usamos una determinada lógica y seguimos unas reglas sintácticas y semánticas, los lenguajes de programación tienen sus propias normas, que deben estar bien definidas y cumplirse siempre para que los compiladores puedan leerlas y traducirlas a código máquina.
Los programadores deben conocer las normas de los lenguajes de programación antes de comenzar a programar. Una de las mejores formas de aprender a programar es el pseudocódigo, una forma de expresar los distintos pasos que va a realizar un programa. Es un código falso que nos sirve como borrador. En este ejemplo, el programa le pide al usuario que adivine un número del 1 al 100, y cuando lo escribe, el programa le dice si es muy bajo o muy alto.
Escribir "Adivine el numero (de 1 a 100):"
Leer num_ingresado
Mientras num_secreto˂˃num_ingresado Y intentos˃1 Hacer
Si num_secreto˃num_ingresado Entonces
Escribir "Muy bajo"
Sino
Escribir "Muy alto"
31 ¿Qué diferencia el código máquina de un código de bajo nivel?
¿Qué desventajas tiene el código máquina?
32 ¿Por qué crees que los pseudocódigos son una buena manera de aprender a programar?
El lenguaje html se utiliza para crear páginas web. Consiste en un conjunto de etiquetas que sirven para definir el texto y otros elementos que componen una página web, como imágenes, listas o vídeos.
Las etiquetas se pueden usar para infinidad de cosas, como las que se muestran en la siguiente tabla.
<html>
<head>
<title>Ejemplo html</litle>
</head>
<body>
Vamos a hacer una página web <strong>muy sencilla</strong>con lenguaje html.
<div>En esta división incluiremos un vínculo a otra página web. Por ejemplo, a la página de <a href= https://www.editorial-bruno.es/>Bruño</a></div> <div>Ahora, introducimos una imgen.</div>
<div><img src= https://es.123rf.com/images/captainvector/ captainvector2208/captainvect0820837/189799392-concepto-decodificaci%C3%B3n-de-sitos-web.jpg></div>
<div></>¿Te atreves a crear tu propia web?</></div>
</body>
</html>
<html> </html> Representan el inicio y el final de un documento html Todos los demás elementos están incluidos dentro de estas etiquetas.
<title> </title> Contiene el título del documento.
<head> </head> Sirve para incluir metadatos.
<body> </body> Representa el contenido y contiene todas las etiquetas que forman la página.
<div> </div> Sirve para crear una división dentro del contenido.
<a> </a> Sirve para incluir un hipervínculo a otra página web.
<strong> </strong> Sirve para recalcar texto en negrita.
Para crear un documento en html debemos crear un documento de texto y guardarlo con la extensión .html. Al abrirlo con un navegador web, este interpreta las etiquetas y muestra la página web.
El html ofrece muchas ventajas, pero también alguna desventaja:
Es un lenguaje de fácil aprendizaje, que no necesita de mucho conocimiento previo.
Es compatible con todo tipo de ordenadores y sistemas operativos.
Permite cambiar la información de una web de manera rápida y sencilla, y ofrece un resultado estructurado y agradable.
Permite crear enlaces entre distintos archivos (hipertexto).
33 Entra en la página web https://www.w3schools.com/ e investiga sobre las etiquetas html. Anota en tu cuaderno tres de ellas que no se mencionen en esta página y explica las funciones que tienen.
Tiene un lenguaje estático y las etiquetas son bastante limitadas.
El diseño es lento y la interpretación de cada navegador puede ser muy distinta.
34 Crea en tu cuaderno o en una plantilla html un texto corto de tu preferencia en lenguaje html que incluya: un título, dos párrafos con fuentes diferentes, y partes de texto resaltadas en negrita, en cursiva y subrayadas.
Quieres cruzar un paso de cebra y el semáforo está en verde. ¿Qué pasos debes seguir? Primero miras a la izquierda. Si viene un coche, esperas. Si no, miras a la derecha. Si viene un coche, esperas y vuelves a mirar a los dos lados. Si no hay coches a la vista, puedes cruzar.
Este proceso se puede representar en un diagrama de flujo:
¿Qué significan los símbolos en un diagrama de flujo?
Los rectángulos redondeados representan el inicio y el final del proceso. Los rectángulos representan una acción. Los rombos representan una decisión.
Las flechas representan el flujo.
Un diagrama de flujo es una representación gráfica y secuencial de un proceso mediante rectángulos, óvalos, rombos y otras figuras conectadas con flechas que definen los pasos que han de darse y su orden.
Al igual que los pseudocódigos, los diagramas de flujo nos sirven como borrador para orientar un proceso. Se pueden usar en campos muy diferentes, pero en programación representan las instrucciones que les damos a los ordenadores.
Todos los diagramas de flujo se inician y terminan en un símbolo. Se pueden dibujar de arriba abajo o de izquierda a derecha y deben ser claros y fáciles de seguir.
35 ¿En qué otros campos crees que pueden ser útiles los diagramas de flujo? Pon ejemplos.
36 Realiza un diagrama de flujo que represente la preparación que se necesita para hacer un vaso de zumo de naranjas recién exprimidas con miel.
37 Realiza un diagrama de flujo que represente el proceso de cruzar un paso de cebra de forma adecuada. Ten en cuenta los pasos que deben seguirse en función de si el semáforo para peatones está en verde o rojo, y si hay algún coche cruzando el paso de cebra a pesar de que el semáforo para peatones esté en verde.
Tal y como has visto en el apartado anterior, los diagramas de flujo representan algoritmos, es decir, un conjunto de instrucciones definidas y ordenadas que sirven para resolver un problema.
Los algoritmos están muy presentes en nuestras vidas: los usan las redes sociales para seleccionar el contenido que vemos, las empresas para filtrar los currículums que reciben, los bancos para conceder préstamos, etc.
Sin embargo, para que un ordenador pueda ejecutar un algoritmo hay que transformarlo en un programa que este entienda o código fuente.
Un código fuente utiliza:
Variables Constante
Su valor se va modificando a lo largo del algoritmo Su valor permanece inalterable
Además, emplea tres tipos de datos diferentes:
Numéricos Alfanuméricos Booleanos
Números Texto Representación de la lógica binaria
Los algoritmos se crean a partir de una secuencia de instrucciones. Algunas de ellas son:
Asignación: dar un valor a una variable.
Operaciones de entrada y salida: permiten leer y escribir datos.
Condicionales: comparan el valor de una variable con otro valor.
Iteraciones: repiten procesos.
Subalgoritmos
¿Para qué sirven?
Reciben datos del programa principal y los usan para hacer operaciones y cálculos.
Ventajas
Permiten la programación modular: Varios programadores pueden trabajar al mismo tiempo. Evita la propagación de errores por el código, pues solo hay que corregirlos en el programa principal.
PROGRAMACIÓN MODULAR
Subprograma2
Programa principal
Inicio Instrucción 1
Instrucción 2
Instrucción 1()
Instrucción 3
Instrucción 1()
Instrucción 4
Instrucción 2()
Instrucción 5
Inicio
Instrucción 1
Instrucción 2.1()
Instrucción 3
Fin
Fin
PROGRAMACIÓN MODULAR
Un subprograma a su vez puede solicitar el servicio de otros subprogramas
Subprograma2.1
Inicio
Instrucción 1
Instrucción 2
Instrucción 3
Fin
El programa principal llama a subprogramas para ejecutar ciertas rutinas.
Los subalgoritmos reciben datos del programa principal y los usan para hacer operaciones y cálculos. Esto permite que se lleve a cabo la programación modular, gracias a la cual varios programadores pueden trabajar al mismo tiempo en diferentes funciones y/o procedimientos. También permite que los errores no se propaguen por el código, pues basta con corregirlos en el programa principal.
En la actualidad existen lenguajes de programación más sencillos de usar y de entender que los lenguajes convencionales de alto nivel: son los lenguajes gráficos. Los programas que utilizan este tipo de lenguajes se emplean principalmente para aprender a programar. Scratch es un ejemplo de lenguaje gráfico.
Scratch nos ofrece un entorno de trabajo muy intuitivo. En él se construyen objetos y escenarios, y cada uno de ellos se puede programa para aparecer o desaparecer, moverse automáticamente o interactuar con el usuario.
Además de su sencillez, al ser una herramienta libre y gratuita es utilizada por gran cantidad de usuarios. Resulta especialmente adecuada para ámbitos como la educación. ¡Tú mismo puedes programar con unos pocos clicks!
38 ¿Qué son las estructuras condicionales en los lenguajes de programación?
39 ¿Qué objetivos tienen los lenguajes de programación que utilizan interfaces gráficas?
40 ¿Qué ventajas tiene la programación modular?
41 Entra en https://scratch.mit.edu/ y regístrate como nuevo usuario. Crea una historia gráfica con el escenario y los personajes que más te gusten. No te olvides de añadir diálogos.
➔ La biología molecular estudia dos macromoléculas: los ácidos nucleicos y las proteínas
➔ Los ácidos nucleicos son moléculas grandes portadoras de información genética. Existen dos tipos de ácidos nucleicos, el desoxirribonucleico (ADN) y el ribonucleico (ARN)
42 ¿Cuál es el foco de estudio de la biología molecular?
43 Copia la siguiente tabla sobre los ácidos nucleicos en tu cuaderno y complétala.
44 Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, y corrige aquellas que sean falsas:
Las células están formadas de moléculas.
El ADN se compone de aminoácidos.
El ARN ayuda a que la información del ADN se decodifique y dé lugar a una proteína.
➔ Durante la transcripción, la secuencia de ADN de un gen se copia y da lugar a una molécula de ARN mensajero o ARNm.
➔ Durante la traducción, la secuencia de ARNm sale del núcleo y lleva el mensaje a los ribosomas.
➔ Las proteínas son moléculas grandes y complejas formadas por aminoácidos, que resultan indispensables para el funcionamiento de los tejidos y los órganos del cuerpo.
➔ El proceso por el que se obtienen proteínas a partir de genes se llama expresión génica, y consta de dos partes: transcripción y traducción.
➔ Las mutaciones son cambios en los procesos de replicación del ADN. Pueden clasificarse por la zona en la que se producen ( germinales o somáticas), por sus efectos sobre la salud ( beneficiosas o perjudiciales) o por el tipo de material génico al que afecten ( génicas, genómicas y cromosómicas).
➔ Las células cancerosas surgen cuando una célula es incapaz de morir y comienza a replicarse.
➔ La biotecnología es la ciencia capaz de modificar las características genéticas de los organismos. La ingeniería genética puede cambiar un rasgo deseado de una planta o animal e insertarlo en una célula de otra planta o animal.
➔ La clonación es la transformación de un ser vivo en otro organismo idéntico. Hay dos tipos de clonación: reproductiva y terapéutica
Existen más de treinta tipos de aminoácidos, que se unen entre sí en cadena.
La secuencia del ARNm llega a los ribosomas durante la fase de traducción.
Las mutaciones somáticas se producen en células reproductivas que se transmiten de padres a hijos.
45 Haz un esquema resumiendo los dos pasos del dogma central de la biología molecular. Puedes apoyarte en tablas o bocetos.
46 Pon ejemplos de enfermedades provocadas por mutaciones germinales y somáticas. ¿Crees que en una misma enfermedad puede ser causada de ambas formas?
47 ¿Qué tipo de mutación se produce en la imagen: génica, genómica o cromosómica? Justifica tu respuesta.
48 Nombra algunos usos de la ingeniería genética, señalando en qué campo se producen.
49 ¿Cuál es la diferencia entre las células diferenciadas y las no diferenciadas?
➔ Dos semirrectas con un origen común forman un ángulo. El punto donde ambas coinciden se llama vértice
➔ Las razones trigonométricas de un ángulo agudo α en un triángulo rectángulo son:
el seno es la razón del cateto opuesto y la hipotenusa.
cateto opuesto (c) hipotenusa (a) sen α =
α
C
(a)
50 Pasa las medidas de los siguientes ángulos a radianes:
a) 50° b) 130° c) 260° d) 420°
51 Pasa las medidas de los siguientes ángulos a grados:
a) π 4 b) 3π c) 2π 2 b) 3π 2
52 ¿Qué razones trigonométricas relacionan el ángulo y los lados dados en los siguientes triángulos rectángulos?
cateto (b)
( c )
B A
el coseno es la razón entre el cateto contiguo y la hipotenusa.
cateto contiguo (b) hipotenusa (a) cos α =
α
C
( c ) hipotenusa(a) B A
cateto (b)
cateto opuesto (c) cateto contiguo (b) tan α =
la tangente es la razón entre el cateto opuesto y el cateto contiguo. cateto ( c )
α
C
(a)
cateto (b)
B A
➔ Si conocemos dos datos de un triángulo rectángulo y al menos uno de ellos es un lado podemos obtener el dato que falta usando las razones trigonométricas.
➔ La circunferencia goniométrica es una circunferencia de radio uno que se divide en cuatro cuadrantes y está situada sobre los ejes de coordenadas.
➔ Resolver un triángulo rectángulo es hallar la medida de sus tres lados y de sus tres ángulos.
➔ Los ángulos mayores de 360º están compuestos por un giro completo (o más) y un ángulo principal. Sus razones trigonométricas son iguales a las de su ángulo principal.
53 Indica en qué cuadrante están situados los siguientes ángulos. Luego, señala cuál es el signo de sus razones trigonométricas y calcúlalas usando una calculadora científica.
a) 38° b) 84° c) 125° d) 240°
54 Calcula el número de vueltas, el ángulo principal y las razones trigonométricas de los siguientes ángulos:
a) 615° b) 825° c) 1 020° d) 2 200°
55 David y Jorge suben en bicicleta un puerto que tiene una inclinación fija del 8 %. ¿A qué altura se encontrarán cuando transcurran 4 km, si consideramos que la altura inicial era de 200 m?
➔ El movimiento rectilíneo uniforme (MRU) es aquel que avanza en línea recta con la misma velocidad.
s = s 0 + v t
➔ El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) es aquel que avanza en línea recta con cambios de velocidad.
s = s 0 + v 0t + 1 2 at2 v = v 0 + at
➔ El movimiento circular uniforme (MCU) es aquel que se realiza en círculos a una velocidad constante.
56 Cita dos ejemplos cotidianos en los que se den los movimientos que has estudiado en esta unidad.
57 De Madrid a Sevilla hay una distancia de 390 km en tren. Si un tren sale a las 7 : 30 y llega a las 10 : 00, ¿cuál ha sido su velocidad media, o distancia recorrida entre el tiempo empleado?
58 Representa las gráficas aceleración-tiempo, velocidadtiempo y posición-tiempo de una camioneta que está parada y empieza a moverse hasta alcanzar los 28 km/h en 6 segundos.
59 Un disco gira con una velocidad angular de 3,6 rad/s ¿Cuánto tardará en dar diez vueltas completas?
➔ Un lenguaje de programación es un conjunto de instrucciones que nos sirve para comunicarnos con un ordenador.
➔ Los lenguajes de programación se clasifican en tres tipos: código máquina , lenguaje de bajo nivel y lenguaje de alto nivel, que es el más utilizado por programadores.
➔ Un pseudocódigo es una forma de expresar los distintos pasos que va a realizar un programa.
➔ El lenguaje html está pensado para la creación de páginas webs. Incluye un conjunto de etiquetas que permiten formatear el texto.
➔ Un diagrama de flujo es una representación gráfica y secuencial de un proceso mediante rectángulos, óvalos, rombos y otras figuras geométricas conectadas con flechas que definen cada paso.
➔ Un código fuente es un programa que entiende el ordenador y mediante el cual ejecuta un algoritmo.
➔ Los lenguajes gráficos, como Scratch, son lenguajes de alto nivel muy intuitivos, pensados para aprender a programar.
60 Copia y completa en tu cuaderno la tabla que se muestra a continuación.
Ventajas Desventajas
Código máquina
Lenguaje de bajo nivel
Lenguaje de alto nivel
61 ¿Qué tipo de lenguaje de programación se muestra en esta imagen?
62 Realiza un diagrama de flujo que represente el cocinado de un huevo frito.
63 ¿Qué tipo de datos diferentes emplea un código fuente?
Dolly es el clon más conocido del mundo. Sin embargo, hubo varios precedentes, y para clonar a Dolly se realizaron numerosos intentos. Navega por Internet para conocer mejor la historia de la clonación animal y crea una cronología con otros casos relevantes, explicando el método utilizado en cada caso.
a ¿Por qué Dolly es el caso más famoso de todos? ¿Por qué fue tan difícil llevar a cabo esta clonación?
b ¿Qué casos de clonación animal ha habido en España?
Existen muchos servidores con los que poder crear un blog, como Wordpress o Blogger, con conocimientos básicos de programación. Investiga cómo hacerlo, y crea un post trabajando con lenguaje html. Después, contesta a las siguientes preguntas:
a ¿Qué etiquetas has utilizado?
b ¿Cómo se representa cada etiqueta en lenguaje html?
El MRU es muy utilizado en astronomía, ya que la luz viaja a través del espacio en línea recta y a una velocidad constante. ¿Sabes a qué velocidad lo hace? Si no, investiga en internet para obtener el dato.
Ahora que ya sabes cuál es la velocidad de la luz, busca la distancia que hay desde el Sol hasta los siguientes planetas y calcula el tiempo que tardará un rayo de sol en llegar hasta ellos:
a Mercurio.
b La Tierra.
c Saturno.
d Neptuno.
¿Cómo es la estructura del ADN?
¿Quévariable MRUAdistingueel del MRU?
¿En qué parte del cuerpo ocurren las mutaciones germinales?
¿Cuántas vueltas da unángulode 600grados?
¿Cuántos grados son 3 radianes?
¿Con qué células se lleva a cabo la clonación terapéutica?
¿Cómo son las gráficas posición-tiempo del MRUA?
¿Qué representa un triángulo en un diagrama de flujo?
¿Qué tres tipos de datos emplea un código fuente?
¿De qué se compone un lenguaje de programación?
¿Con fórmulaqué se expresa el movimiento rectilíneo uniforme?y
0 El objetivo del juego es llegar a la meta habiendo sumado más puntos que los demás.
0 Se necesita un dado.
0 Situados en círculo, empieza a jugar quien saque el número más alto al tirar el dado.
0 E sta persona avanza tantas casillas como indique el dado y contesta a la pregunta que se plantea.
0 El profesor o la profesora arbitrará la partida y confirmará si la respuesta es correcta.
Si lo es, se suman los puntos correspondientes:
1 punto casilla verde y 2 puntos casilla roja.
0 Luego, pasa el dado a la persona que quede a la derecha y así sucesivamente.
0 Se toma nota en la pizarra de la casilla en la que está situado cada jugador y de los puntos que lleva acumulados.
¿Qué es la velocidad angular?
4 4 5 5
¿Para qué sirven los subalgoritmos?
¿De qué están lascompuestas proteínas?
6 6
¿Con qué coordenada coincide el seno del ángulo?
7 7
20 20
¿Qué tipo de movimiento realiza el plato de un microondas? ¿Cómo se llama el proceso de muerte celular que evita al cáncer?
¿Qué estructuras traducen el ARN paraformar proteínas?
10 10
¿Cuál es el proceso que traduce un lenguaje de alto nivel a proceso?código
abarca¿Quéángulos el tercer cuadrante de circunferenciauna goniométrica?
8 8 9 9
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