Guía bio 2016 by FRISCIONE GERARK RABAGO

GUÍA METODOLÓGICA DE BIOLOGÍA

GUÍA METODOLÓGICA DE BIOLOGÍA BASADA EN COMPETENCIAS PLAN 06

AUTORES

PASCUAL VICENTE MUÑOZ MA. DOLORES RAMOS VERA JORGE ANTONIO VIDAL ARGÜELLO MIRIAM ROMERO TORRES

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PRESENTACIÓN El trabajo que a continuación se presenta es producto de la conjunción entre los objetivos trabajados en ciclos anteriores con el modelo constructivista del conocimiento dentro del Modelo Universitario Minerva de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla y el enfoque en el desarrollo de competencias de acuerdo a la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS), integrando la Asignatura de Biología al Marco Curricular Común (MCC) que permitirá dar en un futuro la flexibilidad y el enriquecimiento del currículo del bachillerato. Los bloques que se presentan son los siguientes: BLOQUE 1. LA BIOLOGÍA COMO CIENCIA BLOQUE 2. CÉLULA, ESTRUCTURA Y FUNCIÓN BLOQUE 3. HERENCIA Y VARIACIÓN BLOQUE 4. LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS BLOQUE 5. BIODIVERSIDAD Y MEDIO AMBIENTE BLOQUE 6. INTRODUCCIÓN A LA ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA HUMANA En cada bloque se especifican las competencias genéricas y sus atributos, posteriormente se presentan las tablas de objetivos específicos; conocimientos previos, declarativos, procedimentales y actitudinales/valorales, así como los contenidos específicos, mapas conceptuales, los criterios de evaluación de acuerdo al Programa de Estudios de la Asignatura, orientaciones didáctico-pedagógicas y la bibliografía, vínculos a sitios web de interés (TIC’s y TAC’s) y material audiovisual para desarrollar las actividades. Bloque 1. La Biología como Ciencia. Analiza a la Biología como una ciencia construida desde lo social y fundamentada en paradigmas, para reconocerse como un ser

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biológico y social, contrastando el carácter intra e interdisciplinario de esta ciencia con otras. Bloque 2. Célula, Estructura y Función. Relaciona la composición química con la estructura y fisiología celular, para valorar la importancia de la célula como unidad estructural y funcional de los seres vivos a través del análisis de los procesos celulares. Bloque 3. Herencia y Variación. Investiga los fundamentos que permiten delinear las bases genéticas de la herencia para argumentar su desarrollo histórico, así como su impacto en la vida actual, valorando la trascendencia del proyecto genoma humano y su alcance en las aplicaciones de la biotecnología a través de la resolución de problemas, elaboración de cariotipos y la realización de un ensayo. Bloque 4. Evolución de los Seres Vivos. Investiga las principales teorías sobre el origen y evolución de los seres vivos para explicar la diversidad, a través de la comparación de los cambios genéticos, que han manifestado a través del tiempo. Bloque 5. Biodiversidad y Medio Ambiente. Interrelaciona el medio ambiente y su biodiversidad con el flujo de materia y energía de cada ecosistema para ubicarlos y valorar el equilibrio de la biosfera a través de una visita guiada a áreas naturales y la elaboración de un mapa mental integrador. Bloque 6. Introducción a la Anatomía y Fisiología Humana. Identifica la organización del cuerpo humano y la función que desempeñan los sistemas en el mantenimiento de la homeostasis del mismo, para tomar decisiones en el cuidado de su cuerpo a través del uso de modelos anatómicos.

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JUSTIFICACIÓN

El nivel educativo medio superior en México emprende una transformación de fondo a través de la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS) acordada en 2008 entre la Asociación Nacional de Universidades e Instituciones de Educación Superior (ANUIES) y la Secretaría de Educación Media Superior de la Secretaría de Educación Pública (SEP – SSEMS), en dicha reforma, la vertiente más relevante lo es la orientación pedagógica educativa basada en el desarrollo de competencias; enfoque cuyas intenciones es demasiado pertinente en un país como México, en donde se requiere de la formación de personas capaces de dirigir una nación hacia la búsqueda de verdaderos cambios que se reflejen primeramente en el individuo y posteriormente en la sociedad de la que forma parte. Por consiguiente, se requiere de la formación integral, partiendo necesariamente desde la convivencia con prácticas o actividades de aprendizaje implementadas en primer lugar para el crecimiento en el factor desarrollo humano, en este caso específico del estudiante, a quien se le prepara a ser una persona diferente, con actitud propositiva, en la mirada de mejorar su realidad, en diversos casos, de los cuales pueden mencionarse: el contribuir al desarrollo sustentable, a propiciar una sociedad democrática, utilizar de forma responsable la tecnología, y conformar un proyecto de vida que implique dar respuesta a los retos que le corresponde vivir. Ante este compromiso, la asignatura de Biología que se imparte en el segundo año del Plan de estudios 06 del nivel medio superior de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), busca al igual que las otras asignaturas del plan curricular de contribuir en la preparación de ciudadanos que necesita la sociedad, la cual es cada vez más compleja y demandante. En este tenor, la asignatura se ubica dentro de tres marcos que son: 4

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 Marco mundial, en donde el fenómeno de la globalización permea el ambiente educativo a través de la incorporación de una cultura científica nacional, que rescata como eje de apoyo los mejores conocimientos elaborados en el mundo, encaminando su aplicación a formar personas críticas, creativas, competentes, capaces de incidir en aquellos ámbitos en los que se desenvuelve para mejorar su entorno nacional.  Marco nacional, que se caracteriza por la RIEMS que establece Competencias a desarrollar en el estudiante y docente; constituyendo así el marco curricular común del Sistema Nacional de Bachillerato. Esta educación en competencias enfatiza el acento en el “Saber Hacer”, es decir, visualizar la movilización práctica y no ociosa de los conocimientos, habilidades, aptitudes y actitudes que el estudiante aprende a través de su formación escolar, en donde éste sea capaz de aplicarlos en la solución de problemas y/o retos que se le presentan en la vida académica, cotidiana y más allá de su trayectoria escolar.  Marco institucional, constituyéndose en el Modelo Universitario Minerva (MUM), cuyo sustento base lo es el enfoque metodológico constructivista sociocultural, orientación que el nivel medio superior universitario manifiesta en el desglose de su mapa curricular, a la vez derivándose en un equilibrio entre las aéreas de Ciencias Naturales y Exactas, Ciencias Sociales, Lenguaje y Humanidades. Asimismo se establece un tronco común, que incluye la readecuación y adaptación de los programas de diversas asignaturas con la finalidad de brindar a los estudiantes una educación que les permita una vez que egrese del nivel medio superior, acceder de forma crítica y ética al nivel superior y/o incorporarse al campo laboral. Bajo este contexto, la asignatura de Biología ofrece junto con las demás asignaturas en su relación interdisciplinar, transdisciplinar y transversalidad saberes que contribuyen al crecimiento cognitivo y cognoscitivo del estudiante

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hacia su aprendizaje y autoaprendizaje y a la generación de conocimientos que va a favorecer al avance de la cultura, la ciencia y la tecnología, a través de una serie de actividades que le permitan el desarrollo y adquisición de competencias indispensables para la vida, como son las de tipo: Genérico que describen fundamentalmente conocimientos, habilidades, actitudes y valores integrados que permiten la realización de diversos desempeños o tareas. Y las Disciplinares que capacitan al estudiante para procesar, aplicar y transformar en contextos específicos, el conocimiento organizado en las disciplinas; implica el dominio de las principales metodologías y enfoques propios de distintas áreas de conocimiento. Específicamente la Biología pertenece al área de las ciencias experimentales, que están orientadas hacia la aplicación de métodos y procedimientos de las ciencias, resolución de problemas cotidianos y la comprensión racional de su entorno, además tienen un enfoque práctico en distintos contextos, útiles a lo largo de la vida, sin

omitir el rigor de las disciplinas y favorece acciones

responsables hacia el medio ambiente y a sí mismo. Por su carácter experimental, no puede ser concebida sin la aplicación de actividades experimentales de sus contenidos, a fin de propiciar la formación integral del estudiante. Por lo que implica generar ambientes de aprendizaje en donde se pretende desarrollar un conjunto de competencias que integran conocimientos, habilidades y actitudes. Dicho de otra manera, contribuir y desarrollar la formación por competencias es tarea compleja, pero no imposible. La idea principal es avanzar hacia la preparación de individuos con cualidades individuales, de carácter ético, académico, y social.

GUÍA METODOLÓGICA DE BIOLOGÍA PROGRAMA EDUCATIVO (PE): NIVEL MEDIO SUPERIOR

ASIGNATURA: BIOLOGÍA CÓDIGO: PROG 0015 NIVEL: MEDIO SUPERIOR CRÉDITOS: 10

UNIDAD ACADÉMICA:

NIVEL MEDIO SUPERIOR

PROGRAMA EDUCATIVO:

PLAN 06

MODALIDAD EDUCATIVA:

ESCOLARIZADA

NIVEL EDUCATIVO:

BACHILLERATO

CÓDIGO:

0015

NOMBRE DE LA ASIGNATURA:

BIOLOGÍA

UBICACIÓN EN EL MAPA CURRICULAR:

SEGUNDO AÑO

CORRELACIÓN: La relación vertical que tiene este programa con respecto a su ubicación en el mapa curricular es con “Química”, “Psicología y Desarrollo Humano” en primer año; “Física” y materias propedéuticas como “Educación Ambiental y para la Salud”, “Temas Selectos de Biología” y “Bioquímica” en tercer año; y una relación horizontal con “Matemáticas”, “Cultura Física” e “Informática” en segundo año ASIGNATURAS PRECEDENTES: Química, Psicología y Desarrollo Humano ASIGNATURAS CONSECUENTES: Física, Educación Ambiental y Salud, Temas Selectos de Biología y Bioquímica. CARGA HORARIA DEL ESTUDIANTE TEORÍA HORAS

CRÉDITOS

PRÁCTICA HORAS

CRÉDITOS

ESTUDIO INDEPENDIENTE HORAS

CRÉDITOS

TOTAL HORAS

CRÉDITOS

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ÍNDICE Presentación

Justificación

Índice

Propósitos

BLOQUE 1 – LA BIOLOGÍA COMO CIENCIA

1.1 Las características de la ciencia: el método científico

1.2 ¿Qué relación tiene la Biología con el desarrollo social

1.3 ¿Cuáles son los paradigmas en los que se basa de la Biología?

1.4 ¿Cuál es el objeto de estudio de la Biología?

1.5 La biología dentro del contexto de otras ciencias

1.6 ¿Cuáles son las características de los niveles de organización de la materia?

BLOQUE 2 – CÉLULA, ESTRUCTURA Y FUNCIÓN

2.1 ¿Cuáles hechos históricos condujeron al planteamiento de la Teoría Celular?

2.2 ¿Qué diferencia hay entre célula procarionte y eucarionte?

2.3 ¿Cómo está estructurada y cómo funciona una célula?

2.4 ¿Cómo se reproducen las células?

2.5 ¿Cómo se pasa de una célula a la pluricelularidad?

2.6 ¿Cuál es la relación tejido-órgano-sistema?

BLOQUE 3 - HERENCIA Y VARIACIÓN

3.1 ¿Cuáles hechos históricos condujeron al desarrollo de la Genética?

3.2 ¿Qué diferencias y similitudes encontramos en los conceptos de Genética?

100

3.3 ¿En qué consisten las leyes establecidas por Mendel sobre la herencia?

101

3.4 ¿Qué diferencia hay entre los patrones hereditarios mendelianos y los no mendelianos?

102

3.5 ¿Qué es una mutación?

113

3.6 ¿Cuáles son las aplicaciones más importantes de la Genética?

122

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BLOQUE 4 – EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS

137

4.1 ¿Qué es la evolución biológica?

141

4.2 ¿Cómo se originó la vida?

141

4.3 ¿Cómo se originaron las células eucariontes?

145

4.4 ¿Cómo explica la evolución la diversidad de los seres vivos?

148

4.5 ¿Cuáles son las evidencias de la evolución?

156

BLOQUE 5 – BIODIVERSIDAD Y MEDIO AMBIENTE

179

5.1 ¿Cómo se clasifican a los seres vivos?

184

5.2 Los virus ¿vivo o no vivo?

188

5.3 ¿Cuál es el sistema actual de clasificación de los seres vivos?

192

5.4 ¿Cómo se relaciona la biodiversidad con el medio ambiente?

221

5.5 ¿Cuál es la dinámica de los ecosistemas?

230

5.6 ¿Cómo se equilibran los ciclos biogeoquímicos?

239

5.7 ¿Cuáles son las grandes divisiones de la biósfera?

244

BLOQUE 6 – INTRODUCCIÓN A LA NATOMÍA Y FISIOLOGÍA HUMANA

255

6.1 ¿Cómo funciona el sistema tegumentario?

259

6.2 ¿Cómo funciona el sistema muscular?

261

6.3 ¿Cómo funciona el sistema óseo?

263

6.4 ¿Cómo funciona el sistema digestivo?

266

6.5 ¿Cómo funciona el sistema respiratorio?

270

6.6 ¿Cómo funciona el sistema circulatorio?

272

6.7 ¿Cómo funciona el sistema linfático?

276

6.8 ¿Cómo funciona el sistema excretor?

277

6.9 ¿Cómo funciona el sistema nervioso?

278

6.10 ¿Cómo funciona el sistema endócrino?

283

6.11 ¿Cómo funciona el sistema reproductor?

286

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PROPÓSITOS DE LA ASIGNATURA: Analizar los conceptos y procesos biológicos sustentados en el respeto hacia la vida y su entorno, a través de la movilización de conocimientos, habilidades, actitudes y valores, para generar mejores explicaciones de los fenómenos que se llevan a cabo en los seres vivos de manera crítica, reflexiva y creativa aplicándolas en la resolución de problemas en diversos contextos. Competencias a desarrollar en la Asignatura: Genéricas

Disciplinares Básicas

3. Elige y practica estilos de vida saludables. Atributos: 3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas de riesgo. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. Atributos: 5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. 5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. 5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información. 6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.

1. Emite juicios de valor sobre la contribución y alcances de la ciencia como proceso colaborativo e interdisciplinario en la construcción social del conocimiento. 2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas. 4. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas. 5. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a la pregunta de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.

Atributos:

7. Rectifica preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas.

6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.

9. Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos.

6.2 Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias.

11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de impacto ambiental.

6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética. 8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. Atributos: 8.1 Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. 8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.

12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece. 13. Relaciona los niveles de organización química, biológica, física y ecológica de los sistemas vivos. 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

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BLOQUE 1 La Biología como ciencia

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BLOQUE DE APRENDIZAJE 1: LA BIOLOGÍA COMO CIENCIA TIEMPO: 18 horas UNIDAD DE COMPETENCIA: Analiza a la Biología como una ciencia construida desde lo social y fundamentada en paradigmas, para reconocerse como un ser biológico y social, contrastando el carácter intra e interdisciplinario de esta ciencia con otras.

Declarativos Conceptúa a la Biología como una ciencia. Analiza los cuatro paradigmas que dan el carácter de cientificidad a la Biología. Fundamenta el campo de acción de la Biología y sus principales ramas. Jerarquiza los niveles de organización de la materia viva Explica las características distintivas de los seres vivos y las ejemplifica. Argumenta la relación que existe entre la Biología con la Tecnología y la Sociedad.

SABERES Procedimentales Investiga las aportaciones y aplicaciones de la Biología y sus ramas por medio de un glosario. Contrasta los paradigmas de la Biología a través de un debate en plenaria Emplea el método científico para desarrollar un proyecto de investigación. Construye un mapa mental de la interrelación de la Biología, sus ramas y ciencias auxiliares.

Actitudinales/ Valorales Valora el impacto de los avances de la Biología en la sociedad actual. Fomenta la tolerancia y disponibilidad en el trabajo colaborativo durante la realización de proyectos.

COMPETENCIAS Genéricas/Atributos Disciplinares 5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. 5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información. 8.1 Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

Reflexiona de manera informada y crítica sobre las implicaciones de la investigación científica en los diferentes ámbitos social, familiar y personal.

1. Emite juicios de valor sobre la contribución y alcances de la ciencia como proceso colaborativo e interdisciplinario en la construcción social del conocimiento. 4. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.

5. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a la pregunta de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. CRITERIOS DE DESEMPEÑO Contrasta los paradigmas de la Biología a través de un debate en plenaria Emplea el método científico para desarrollar un proyecto de investigación. Interrelaciona la Biología, sus ramas y ciencias auxiliares a través de la elaboración de un mapa mental.

  

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ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE

RECURSOS DIDÁCTICOS

 Clase Magistral

 Glosario

 Guía metodológica

 Base orientadora de la

 Mapa mental

 Internet

 Debate

 Libros y Revistas

temática

 Actividades de la guía metodológica del alumno.  Mapa mental

acción (BOA)  Asesoría metodológica y

EVIDENCIAS Y/O PRODUCTOS

 Proyecto de

electrónicas.

 Debate

investigación  Artículos de divulgación

 Curso extracurricular

sobre metodología de la investigación

 Proyecto de investigación

en revistas científicas  Pintarrón

EXPLORANDO TUS CONOCIMIENTOS 1. ¿Qué estudia la Biología? _______________________________________________________________________ 2. Escribe el nombre de tres científicos que hayan contribuido al estudio de la Biología _______________________________________________________________________ 3. ¿Con qué ciencias se relaciona la Biología? _______________________________________________________________________ 4. Escribe una aplicación de algún conocimiento o descubrimiento biológico que conozcas _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 5. Escribe cuáles son los pasos del método científico _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

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ACTIVIDAD 1.1 - JUGANDO CON LAS PALABRAS Completa la siguiente tabla con la información que se te solicita. Investiga y añade 10 prefijos y sufijos distintos a los mostrados. Dicha información debe estar relacionada con la asignatura de Biología. A continuación busca en tu guía palabras que contengan estos sufijos y prefijos, subráyalas y anota la página en la columna de ejemplo e investiga su significado. Prefijo

significado

sin

anti

contra, opuesto

auto

por si mismo

bio

vida

cito

célula

cloro

verde

di, bi

dos

verdadero

fito

vegetal

foto

luz

hemo

sangre

herb

relativo a plantas

hetero

diferente

hidro

agua

hiper

por encima de

hipo

por debajo de

ejemplo

significado

homeo igual homo

igual

iso

igual

macro

grande

micro

pequeño

poli

muchos

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primero

pseudo "falso vita

vida

zoo

animal

Sufijo

significado

ejemplo

significado

dermis piel fago

comida

fase

estado

filo

que lo atrae, afín a

gen

origen, producción

itis

inflamación

lisis

rompimiento

logía

estudio de

metro

medición

osis

condición, enfermedad

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pie

trofos

alimento

1.1 LAS CARACTERÍSTICAS DE LA CIENCIA: EL MÉTODO CIENTÍFICO La ciencia (del latín scientia, conocimiento) es un proceso dinámico de adquisición, organización y acervo de conocimientos que son el resultado de aplicar el método científico. La ciencia se basa exclusivamente en los hechos del mundo natural y no en las creencias, lo cual permite que sea, hasta cierto punto, objetiva. Por ejemplo, en un estudio científico de los sismos que ocurren frecuentemente en México, se buscan las causas y las consecuencias del fenómeno y se trata de explicarlo sin que en ningún momento las creencias religiosas o de cualquier otra índole afecten el estudio. Así nos damos cuenta de que la ciencia es sistemática, analítica y comunicable porque sigue un método para sus estudios y los analiza antes de tomar cualquier resolución. Además, siempre trata que los otros especialistas estén enterados de los resultados para escuchar sugerencias y críticas. Siguiendo en el ejemplo de los sismos, se informa a la población para que tome las medidas pertinentes y se minimicen los daños. La ciencia es explicativa por su naturaleza clara e informativa, pero sobre todo es verificable porque los resultados pueden reproducirse para confirmar los conocimientos; es predictiva porque genera modelos que se adelantan a los hechos.

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De esta forma se pueden evitar algunas catástrofes, como en el caso de los modelos preventivos para el desalojo de edificios durante un sismo. El método científico plantea los siguientes pasos: planteamiento del problema, composición del marco teórico, formulación de hipótesis, experimentación confirmación o rechazo de la hipótesis. El planteamiento del problema, consiste en hacer una pregunta que guíe todo el proceso de la investigación. Es lo que se va a explicar científicamente en algún grado. La composición del marco teórico implica: la revisión de la literatura sobre el tema, la selección de planteamientos de diversas ideas y hasta contrapuestas corrientes teóricas y la elaboración propia del texto. La formulación de la hipótesis consiste en simples afirmaciones sujetas a comprobación que lleguen a explicar los fenómenos. A través de la experimentación la hipótesis puede comprobada una y otra vez, estableciendo con el tiempo una teoría o ley. Si no es así, entonces hay que replantear la hipótesis original para volver a comenzar. Finalmente, se alcanza una conclusión que recopila los resultados y la comprobación o no de la hipótesis. ACTIVIDAD 1.2 - PASO A PASO Identifica y subraya de distinto color cada uno de los pasos del método experimental que siguió Louis Pasteur: observación y planteamiento del problema (amarillo), hipótesis (verde), experimentación (rojo), resultados y conclusión (azul). A mediados del siglo XIX, Pasteur se dedicó a estudiar una enfermedad llamada cólera de las gallinas, que causaba gran mortandad entre las aves. Pasteur había observado a través de microscopios, a muchos microorganismos, suponía que algunas enfermedades, si no es que todas, bien podían ser causadas por ellos. Así, Pasteur se dedicó a estudiar diferentes tejidos de las gallinas enfermas, con la finalidad de encontrar y obtener microorganismos. Por fin, obtuvo algunos que él consideró podían ser los causantes de la enfermedad, y los cultivó en caldos especiales, donde se mantenían vivos por varias semanas Posteriormente, inyectó algunos de estos microorganismos en gallinas sanas: todas enfermaron de cólera y murieron. ACTIVIDAD 1.3 - UBICANDO… Elaborar un mapa conceptual por equipo en donde expliquen con los pasos del método científico, como se pudo haber elaborado una ley o de una teoría de cualquier disciplina que elijan, hacerlo en cartulina o en presentación powerpoint y exponerlo en clase. Realizar una plenaria.

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ACTIVIDAD ESPECÍFICA - PROYECTO EN MI CONTEXTO Por equipo, escojan un tema sobre Biología que les guste para trabajar un proyecto que desarrollarán durante esta unidad. Considera los siguientes aspectos para desarrollarlo RÚBRICA PARA EVALUAR UN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN Institución educativa: Asignatura: Nombre del docente: Nombre del alumno: Año/grupo:

Bloque/tema:

Fecha:

Autoevaluación:

Coevaluación:

Evalúa el profesor:

Nombre de quien evalúa: EXCELENTE (4)

El Problema o la pregunta

La pregunta y el problema son relevantes, motiva la investigación y contribuye de manera satisfactoria al conocimiento.

La pregunta o problema es relevante y aunque motiva la investigación, su contribución al conocimiento es limitado.

La pregunta o problema es relevante, pero su solución es predecible y su contribución al conocimiento es limitado.

La pregunta o problema tiene muy poca o ninguna relevancia y posibilidad de solución. No motiva la investigación.

Metodología de investigación

Establece el propósito de la investigación, la metodología y criterios a ser utilizados. La metodología utilizada es adecuada para resolver el problema.

Establece el propósito de la investigación, la metodología, pero tiene dificultad para establecer los criterios a ser utilizados. La metodología utilizada es adecuada para resolver el problema.

Establece el propósito de la investigación, la metodología, pero tiene dificultad para establecer los criterios. Tiene dificultad seleccionando la metodología para resolver el problema.

El propósito de la investigación no es claro o no se establece. No establece la metodología a utilizar o ésta no es adecuada para resolver el problema. No establece los criterios o éstos no son apropiados para el problema.

Fuentes de información

PONDERACIÓN MUY BIEN BIEN (3) (2)

CRITERIOS

Las fuentes de información son variadas y múltiples. La información recopilada tiene relación con el tema, es relevante y actualizada. Las fuentes son confiables (aceptadas dentro de la especialidad) y contribuyen al desarrollo del tema.

Las fuentes de información son variadas y múltiples. La información recopilada es actualizada pero incluye algunos datos que no son relevantes o no tienen relación con el tema. Las fuentes son confiables y contribuyen al desarrollo del tema.

Las fuentes de información son limitadas o poco variadas. La información recopilada tiene relación con el tema pero algunas no están al día o no son relevantes. Algunas fuentes no son confiables por lo que no contribuyen al desarrollo del tema.

Las fuentes de información son muy pocas o ninguna. Si utiliza fuentes, éstas no son confiables ni contribuyen al tema. La información tiene poca o ninguna relación con el tema principal.

DEFICIENTE (1)

TOTAL

Referencias

Conclusión

Análisis

Documentación

GUÍA METODOLÓGICA DE BIOLOGÍA Recopila y organiza los datos de acuerdo al área de estudio. Corrobora los datos. Mantiene integridad en la recopilación de los datos, no los altera para su beneficio.

Recopila y organiza los datos de acuerdo al área de estudio. Corrobora los datos. Tiene dificultad manteniendo la integridad en la recopilación de los datos.

Recopila y organiza los datos de acuerdo al área de estudio. Tiene dificultad corroborando los datos y manteniendo la integridad en la recopilación de los mismos.

Recopila muy pocos datos o ninguno. Éstos tienen poca o ninguna credibilidad. No corrobora los datos y tampoco mantiene la integridad de los mismos.

Mantiene objetividad en el análisis de los datos. Establece relaciones entre los datos (diferencias y similitudes). Puede hacer inferencias de los datos. Los relaciona con el conocimiento previo.

Mantiene objetividad en el análisis de los datos. Establece relaciones entre los datos (diferencias y similitudes). Tiene dificultad haciendo inferencias de los datos y relacionándolo con el conocimiento previo.

Mantiene objetividad en el análisis de los datos. Tiene dificultad estableciendo relaciones entre los datos (diferencias y similitudes) y haciendo inferencias. También tiene dificultad relacionando los datos con el conocimiento previo

Mantiene poca o ninguna objetividad en el análisis de los datos. Tiene dificultad estableciendo relaciones entre los datos (diferencias y similitudes). No puede hacer inferencias o relacionar los datos con el conocimiento previo.

Responde a los objetivos. Mantiene objetividad al expresar las ideas. Se sustenta con los datos.

Responde a los objetivos. Mantiene objetividad al expresar las ideas. Tiene dificultad sustentando la conclusión con los datos.

Responde a los objetivos. Tiene dificultad manteniendo objetividad al expresar las ideas y sustentando la conclusión con los datos.

Responde parcialmente a los objetivos o no responde. Mantiene muy poca o ninguna objetividad al expresar las ideas. No sustenta la conclusión con los datos.

Las fuentes de información presentan algunos errores.

Tiene dificultad documentando las Las fuentes de fuentes de información están información o no las documentadas. documenta. No Tiene dificultad utiliza los formatos utilizando los establecidos. Incluye formatos del área de fuentes de estudio en la citación información que no de las fuentes. están citadas en la investigación.

Las fuentes de información están documentadas y propiamente citadas.

Total: Comentarios:

REFERENCIAS: (Pimienta, Constructivismo: Estrategias para aprender a aprender., 2005) (Pimienta, Metodología Constructivista. Guía para la planeación docente., 2005)

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1.2 ¿QUÉ RELACIÓN TIENE LA BIOLOGÍA CON EL DESARROLLO SOCIAL? La Biología es la ciencia que estudia a los seres vivos. Surge de manera formal en el siglo XIX y ha definido su objeto de estudio a lo largo de la historia; ha establecido conceptos, teorías y principios y varios enfoques metodológicos para abordar el estudio de la vida. Este campo de conocimiento que inició como la descripción y la clasificación del mundo viviente, se ha transformado en una ciencia que busca comprender las funciones y las estructuras de los seres vivos; integra temas fundamentales en el estudio de los organismos, como son: el desarrollo, la herencia, la evolución, la interacción con el medio y con otros organismos. Tiene también una amplia gama de aplicaciones prácticas y ha contribuido al desarrollo de una gran cantidad de campos aplicados, como la medicina, la ingeniería genética, la biotecnología, la agricultura y la cría y mejora de animales, entre otras. La Biología en la actualidad ha conformado una gran trama conceptual y metodológica que ha logrado comprender y explicar la enorme complejidad de los seres vivos. Además, sus conocimientos tienen importantes consecuencias en la sociedad ante la crisis ambiental y la necesidad de plantear nuevas estrategias en el uso de los recursos naturales, donde el conocimiento biológico es fundamental.

ACTIVIDAD 1.4 - LA NATURALEZA Y NOSOTROS Por equipo en un papel bond, elabora un mapa mental colocando en el centro un esquema de la naturaleza y en los radios dibujos e ideas relacionadas con la Biología. Exponerlo en plenaria.

1.3 ¿CUÁLES SON LOS PARADIGMAS EN LOS QUE SE BASA LA BIOLOGÍA? Han existido una gran cantidad de investigaciones en los diferentes campos de estudio de la Biología, sin embargo las que se retoman por su gran contribución al campo de estudio de la Biología ya que se definieron nuevos conceptos, métodos y objetos de estudio; es decir, grandes programas de investigación que se encuentran en el origen de la Biología moderna son los siguientes:    

Teoría Celular Teoría de la evolución Teoría del gen Teoría de la homeostasis 21

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El paradigma constituye un cuerpo de conocimientos teóricos y metodológicos que son reconocidos durante cierto tiempo, como modelo de problemas y soluciones de una sociedad científica determinada (Kuhn). El paradigma incluye los problemas relevantes a resolver, las formas reconocidas como válidas para solucionarlos, los procedimientos experimentales, los conceptos y las teorías, los datos empíricos, los criterios y juicios de valor compartidos por la comunidad, etc. De esta manera, lo que se considera científico —o más en particular, lo objetivo— queda determinado por las convenciones de los miembros de la comunidad y así resulta imposible decidir la superioridad científica de un paradigma sobre otro. La Biología se constituyó como ciencia hasta el siglo XIX en un proceso que inició en 1838 con la formulación de la teoría celular y que culminó en 1900 con el descubrimiento de las leyes de la herencia. Es en esta etapa cuando se formulan paradigmas de orden superior; esto es, que abordan problemas de carácter general y que por ello se denominan como paradigmas globales de la Biología, siendo en este periodo cuando por vez primera contamos con conceptos unificadores de orden general y con una posible aceptación universal. En este orden de ideas, el primer paradigma global es la teoría celular formulada por Teodoro Schwann y Matias J Schleiden, quienes escriben la versión definitiva de su enunciado en 1839 (fig. 3.3) El segundo paradigma es la teoría de la evolución formulada por Charles Darwin en su obra El origen de las especies (1859), la cual, aunque es rechazada por ciertos sectores, genera una polémica que ya se da en el seno de una comunidad científica constituida. A esta teoría hay que añadir a Alfred Rusell Wallace, coautor quien llegó a las mismas conclusiones de manera independiente a Darwin. El tercer paradigma es la teoría de la homeostasis, esto es, de la regulación del medio interno de los organismos, enunciado por Claude Bernard y contenido en la obra Lecciones sobre los Fenómenos de la Vida Comunes a los Animales y los Vegetales, publicado en 1878. El cuarto paradigma son las leyes de la herencia formuladas por el monje agustino Gregorio Mendel en 1865, en el texto Experimentos sobre Hibridación de las Plantas, pero que carece de impacto científico hasta su redescubrimiento en 1900 al haber llegado a esas mismas conclusiones Carl Correns, Erich Tschermak y Hugo De Vries. 22

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ACTIVIDAD 1.5 - RELACIONANDO LOS PARADIGMAS DE LA BIOLOGÍA En cada espacio escribe el nombre de cada uno de los paradigmas de la biología, su autor(es) y el año de su creación. Escribe en cada inciso la relación existente entre los dos paradigmas interrelacionados según indican las flechas.

a) __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ b) __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________

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c) __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ d) __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ e) __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ f) __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ Finalmente, qué puedes concluir en esta actividad con respecto a los paradigmas de la Biología __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________

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1.4 ¿CUÁL ES EL OBJETO DE ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA? Cualquier persona puede reconocer que una hormiga, un rosal o una gallina son seres vivos; en tanto que una piedra o el agua de lluvia no lo son. A pesar de su enorme diversidad, los seres vivos de nuestro planeta comparten una lista de características que los distinguen como tales; éstas son las siguientes. Organización. Los seres vivos tienen una estructura organizada. Su unidad primordial es la célula; a partir de ella, la organización se hace más compleja, pues ésta permite generar tejidos, órganos y sistemas. Tu cuerpo está formado por células que a su vez constituyen tejidos (como la piel) órganos como el corazón). Irritabilidad. Responden a estímulos del medio ambiente. Por ejemplo: las plantas crecen en dirección a la luz y las personas nos rascamos cuando nos pica un mosquito. Reproducción. Los seres vivos producen descendencia similar a ellos. ¿Has observado cachorros de algunas mascotas? Crecimiento. Multiplican su número de células a partir de una sola, que los hace crecer. Tú crecerás varios centímetros más y al llegar a cierta edad, tu crecimiento se detendrá. Metabolismo. Tu cuerpo está formado por sustancias en constante transformación, las cuales obtienes mediante la alimentación y la respiración. En tu interior éstas se combinan y se descomponen, es decir, participan en reacciones químicas. El conjunto de reacciones químicas ocurridas en un ser vivo se lama metabolismo. Adaptación. Los seres vivos tienen capacidad para adaptarse y sobrevivir en un ambiente determinado. Por ejemplo, los osos polares tienen una gruesa capa de grasa bajo la piel que los ayuda a sobrevivir en temperaturas por debajo de los cero grados centígrados. Movimiento. Es la facultad de desplazar el cuerpo de un punto a otro, o al menos una parte de él, como las plantas, que orientan sus hojas hacia la luz. Generalmente el movimiento ocurre para conseguir alimento, protegerse para huir de algún depredador. A pesar de que algunos objetos no vivos pueden tener una o más de estas características (algunos cristales de roca pueden crecer, únicamente los seres vivos 25

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las reúnen todas. Esto hace suponer que todos los seres vivos tienen un mismo origen: una especie que evolucionó de maneras distintas para dar lugar a la enorme cantidad de especies. A esa primera especie se le llama ancestro común una prueba irrefutable de su existencia es que todos los seres vivos del planeta usan la misma sustancia química para heredar sus características: el ácido desoxirribonucleico (ADN).

ACTIVIDAD 1.6 - ¿POR QUÉ SOMOS DIFERENTES DE LAS COSAS? 1. Organizados en equipos, observen con una lupa las características de 1 roca, 1 planta, 1 lombriz de tierra. 2. En el siguiente cuadro comparativo de los tres objetos de estudio marquen el recuadro que señale la característica correspondiente que posea.

a) ¿La roca posee alguna característica por la que pudiera ser considerada ser vivo?, ¿por qué? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________

b) ¿Para qué se considere que un ser está vivo, puede tener una sola de las características analizadas o debe tenerlas todas? Explícalo. __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________

c) ¿Cuál es la unidad fundamental de la que estamos constituidos todos los seres vivos? __________________________________________________________________________________ 26

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1.5 LA BIOLOGÍA DENTRO DEL CONTEXTO DE OTRAS CIENCIAS La Biología es una ciencia tan compleja que para alcanzar sus objeticos, se apoya en otras disciplinas científicas. Las ciencias que auxilian a la Biología para lograr investigaciones completas se denominan ciencias auxiliares. Las principales se enuncian a continuación: Química, Matemáticas, Física, Geografía, Historia. Ya vimos que la Biología es una ciencia muy extensa, con ramas muy variadas que se dividen a su vez en otras disciplinas. RAMA

OBJETO DE ESTUDIO

Anatomía

Estructura de los organismos

Bacteriología

Bacterias

Bioquímica

Composición química de la materia viva

Botánica

Plantas

Citología

Estructura y funciones de las células

Ecología

Ecosistemas.

Embriología

Desarrollo de los óvulos fecundados

Etología

Comportamiento animal

Evolución

Variaciónde las especies a lo largo del tiempo.

Filogenia

Relaciones evolutivas entre los seres vivos

Fisiología

Funciones orgánicas de los seres vivos

Genética

Herencia de los caracteres biológicos

Histología

Estructura y funciones de los tejidos

Morfología

Forma de los seres vivos.

Paleontología

Vida en el pasado

Taxonomía

Clasificación y nomenclatura de los seres vivos

Virología

Virus

Zoología

Animales

ACTIVIDAD 1.7 - ECHANDO RAICES En equipos de cuatro integrantes argumenta las ramas de la biología que se retomaran en cada bloque del programa mediante la elaboración de un diagrama de flujo en forma de árbol en donde las raíces son las ciencias auxiliares y en las bifurcaciones las ramas de la biología.

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ACTIVIDAD 1.8 - EL NOTICIERO De manera individual el alumno traerá una revista de divulgación científica para analizar los avances científicos y tecnológicos relacionándolo con las ramas de la biología y el impacto en su vida cotidiana, presentándolo mediante una modelación.

1.6 LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA Los seres vivos pueden ser estudiados a diferentes niveles. Como toda la materia del universo, están compuestos de átomos organizados en diferentes niveles de complejidad. Muchos de esos átomos forman moléculas con propiedades que se manifiestan en las células, las que a su vez se organizan en tejidos y órganos. El conjunto de los seres vivos forma parte de la biosfera. La materia en el universo está organizada. Los seres vivos están formados por materia. La materia está formada por elementos químicos (como el nitrógeno, calcio, carbono) que están formados por átomos. Las investigaciones de los físicos han descubierto un variado número de partículas subatómicas como protones, neutrones y electrones. Si combinamos átomos de hidrógeno entre sí obtenemos hidrógeno molecular (H2), que es un gas incoloro; si, en cambio, combinamos el H2 con oxígeno, otro gas, obtenemos agua, una molécula. La vida surgió a partir de átomos y moléculas. Si combinamos moléculas entre sí, formamos grandes y complejas moléculas: las macromoléculas, como proteínas y ácidos nucleicos. Estas constituyen la materia prima que forman los virus y las células. En el nivel subcelular múltiples moléculas se ensamblan y dan lugar a estructuras especializadas como los organelos celulares (mitocondrias, cloroplastos, entre otros). Se puede decir que la vida aparece como propiedad definitoria en el nivel celular, es decir, la célula es la porción más sencilla de la materia viva que es capaz de realizar todas las funciones vitales. En la mayor parte de los individuos pluricelulares, las células se organizan de acuerdo a sus características y funciones conformando tejidos como el conectivo, muscular, epitelial, nervioso. Los tejidos están ordenados en estructuras funcionales, denominadas órganos como el corazón y los pulmones en los animales, o las hojas y las raíces en las plantas. Las funciones biológicas básicas se llevan a cabo por un sistema o aparato, que es una asociación coordinada de tejidos y órganos. Los organismos pluricelulares están formados por sistemas que actúan en forma coordinada y precisa. Un individuo es un solo organismo de una especie determinada, por ejemplo el hombre, el tiburón y la hormiga. Cuando se reúnen a todos los individuos de una misma especie que viven en un mismo lugar, en el mismo 28

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tiempo, y que comparten el mismo hábitat forman una población. Estas poblaciones interactúan de distinta manera con otras poblaciones del lugar constituyendo una comunidad, por ejemplo la población de elefantes de la sabana africana. Esta comunidad comparte el mismo lugar físico que presenta características particulares y cuando se relacionan con el medio físico constituye a un ecosistema, y el conjunto de ecosistemas forman un bioma caracterizado por las condiciones climáticas que determinan un gran biosistema regional. Por ejemplo, cuando se habla de la selva, no nos referimos a la selva amazónica o a la africana sino a todas las selvas del orbe. El conjunto de todos los biomas integran a la biosfera, que es la capa del de la Tierra donde existe vida. Desde aquí, surgen otros niveles superiores de organización que estudian los astrónomos como que nuestro planeta Tierra es parte de un Sistema Solar que a su vez pertenece a una galaxia, la Vía Láctea, que es una de las miles de millones de galaxias que conforman el Universo. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA Subatómico

Protones, neutrones y electrones

Atómico

Carbono, Hidrógeno, Oxígeno

Molecular

Monosacáridos, aminoácidos, nucleótidos.

Macromolecular

Polisacáridos, proteínas, ácidos nucleicos, lípidos complejos, virus

Subcelular

Organelos celulares: mitocondrias, cloroplastos, ribosomas,

Celular

Célula procarionte y eucarionte Organismos unicelulares: bacterias, algas, levaduras, protozoarios

Tisular

Tejidos conectivo, epitelial, muscular, nervioso

Órganos

Corazón, pulmones, estómago

Sistémico

Sistema circulatorio, digestivo, respiratorio

Organismos

Individuos pluricelulares, animales y vegetales superiores

Poblacional

Parvada de aves, banco de atunes

Comunitario

Bosque

Ecosistema

Ecosistemas y biomas terrestres y acuáticos: Bosque tropical, arrecifes de coral

Biosfera

Todos los biomas del planeta

Cosmológico

Planetas, estrellas, galaxias y universo

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ACTIVIDAD 1.9 - QUIÉN ESTUDIA QUÉ… Con base a la lectura anterior, en un esquema en forma jerárquica ilustra los niveles de organización, identificando qué nivel o niveles abarca cada rama de la biología.

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Pre-formal

Receptivo

Resolutivo

Autónomo

Emplea el método científico para desarrollar un proyecto de investigación

Realiza un proyecto de investigación sin aplicar los pasos del método científico

Realiza un proyecto de investigación aplicando los pasos del método científico con orientación del docente

Realiza un proyecto de investigación aplicando los pasos del método científico de forma clara y precisa

Ponderación Logros:

Puntos

Puntos 80 Puntos Aspectos a mejorar :

Realiza un proyecto de investigación aplicando los pasos del método científico de forma crítica y reflexiva.

100

Estratégico Realiza un proyecto de investigación aplicando los pasos del método científico de forma crítica, reflexiva y propositiva

Puntos 100

EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA

FORMATIVA

SUMATIVA

Aplicación de un examen diagnóstico y la retroalimentación por medio de una lluvia de ideas. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE:  Glosario  Mapa mental  Debate ACTIVIDAD ESPECÍFICA:  Proyecto de investigación

Examen departamental tipo CENEVAL o PISA Laboratorio (evaluación V-Gowin) Actividades de aprendizaje Actividad específica por unidad

30% 20% 20% 30%

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Bernal, J.D. (1994). La Ciencia en la Historia. Nueva Imagen UNAM. México. pp 1226 Cervantes, M. y Hernández, M. (2004) Biología General. Publicaciones Cultural. México. pp 1242 González, Vector. (1998) Genómica en México, ¿Como ves? Año I, Núm. 1. México. p 26. Pérez Granados, P.A. y Molina Cerón, M.L. (2007). Biología Ed. Santillana, Primera edición México. Vázquez, C.R. (2006). Biología I. Publicaciones Cultural. México. pp 48

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BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA Biggs, Kapicka y Lundgren. (1999). Biología, la Dinámica de la Vida. Mc Graw Hill. México. 737 pp. Buican, D; (1996). Historia de la Biología. Segunda edición. Acento editorial, serie Flash. España. 91 pp. Consejo Nacional para la Enseñanza de las Biología. (1975). Biología. CECSA, México. 960 pp. García, H. (1997). La Vuelta al Mundo del Doctor Balmis o los Desconocidos Niños Héroes en Genética para el Futuro. Colección Esto es Química ¿y qué? Facultad de Química, UNAM. México. pp. 60-74 Gómez Caballero, J. A. y Pantoja Alor, J. (2003.) El Origen de la Vida desde un Punto de Vista Geológico. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. Tomo LVI, Núm. 1. México. pp. 56-86. http://www.geociencias.unam.mx/~alaniz/SGM/200356Gomez.pdf

Lazcano Araujo, A. (1996) El Origen de la Vida. Quinta reimpresión. Trillas; México. 107 pp. Ledesma M., I. (1993). Biología: "Ciencia o Naturalismo”, en Ciencia y Desarrollo, CONACYT, mayo junio. México. pp. 7077. Llera Domínguez. (1984); Temas para un Futuro Biólogo. Segunda Edición, UNAM. México. 569 pp. Rodríguez, L.F.; (1986). Un Universo en Expansión. Fondo de Cultura Económica. México 111 pp. Rojas Peña, I. (2004) El Origen de la Vida sobre la Tierra. Universit`a degli studi di Genova. Italia. 36 pp. http://www.lunanueva.cl/files/articulos/El_Origen_de_la_Vida_en_la_Ti erra_v3.pdf VIDEOS RECOMENDADOS Cosmos de Carl Sagan Paradigmas de Joe Baker TIC Proyecto Biósfera. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/

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BLOQUE 2 Célula, estructura y función

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BLOQUE DE APRENDIZAJE: LA CÉLULA: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN TIEMPO: 45 horas UNIDAD DE COMPETENCIA: Relaciona la composición química con la estructura y fisiología celular, para valorar la importancia de la célula como unidad estructural y funcional de los seres vivos a través del análisis de los procesos celulares.

Declarativos Explica la teoría celular

Relaciona la composición química con la estructura y función celular

Identifica los procesos celulares

SABERES Procedimentales

Actitudinales/Valorales

Elabora una línea del tiempo del descubrimiento de la célula, el desarrollo de la teoría celular hasta la época actual

Valora la importancia del trabajo colaborativo.

Construye un cuadro de doble entrada de los componentes celulares.

Usa responsablemente el material de laboratorio en el trabajo experimental

Valora la importancia de los procesos celulares para la conservación de la vida.

Utiliza el microscopio como instrumento para el estudio de la célula

COMPETENCIAS Genéricas/Atributos Disciplinares 5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. 5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. 6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.

Desarrolla un mapa conceptual integrador de la estructura y los procesos celulares. Desarrolla modelos experimentales que demuestren los procesos celulares.

1. Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos. 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece. 13. Relaciona los niveles de organización química, biológica, física y ecológica de los sistemas vivos. 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

GUÍA METODOLÓGICA DE BIOLOGÍA CRITERIOS DE DESEMPEÑO Explica el descubrimiento de la célula, el desarrollo de la teoría celular hasta la época actual a través de una línea del tiempo. Relaciona la composición química, la estructura y función celular a través de un cuadro de doble entrada. Describe los tipos de célula mediante el uso del microscopio compuesto y reporta los resultados en una V de Gowin. Analiza la estructura y los procesos celulares mediante un mapa conceptual integrador.



ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA  Aplicación de preguntas generadoras  Dinámicas

grupales  Presentaciones

de power point sobre los niveles de organización celular

 Actividades

experimentales.

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE  Elaboración de una línea del tiempo  Elaboración

de un cuadro de doble entrada

 Conocimiento

y manejo del microscopio

 Mapa

conceptual integrador

 Reporte

de laboratorio a través de una V de Gowin

 Resolución

de actividades de la guía metodológica

 Aula

EVIDENCIAS Y/O PRODUCTOS  Línea del tiempo

 Microscopio

 Reporte

RECURSOS DIDÁCTICOS

 Laboratorio

virtual

 Mapa

conceptual integrador

 Videos  Software  Revistas

educativo

de divulgación

 Pizarrón  Plumones  Cañón  DVD  Guía

metodológica

 Manual

de prácticas

 Masking

tape

 Materiales

y reactivos de laboratorio

 Bata

de la práctica V de Gowin

blanca

 Cuadro

de doble entrada

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EXPLORANDO TUS CONOCIMIENTOS 1. Existen organismos macroscópicos y microscópicos ¿Menciona algunos ejemplos de los últimos? ______________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 2. En el siguiente recuadro dibuja una célula

3. ¿Cuál consideras que es el instrumento más importante para el estudio de la célula? _________________________________________________________________ 4. ¿Quién descubrió la primera célula? _________________________________________________________________ 5. Escribe las funciones que realiza una célula ______________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

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La célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos. Por lo tanto, en el ambiente se localizan organismos unicelulares, como las bacterias y los protozoarios entre los que se encuentran las amibas y el Paramecium. Pero también existen organismos pluricelulares como los hongos, plantas y animales los cuales se diferencian de los unicelulares por que están formados por órganos, tejidos y algunos presentan sistemas. Toda célula está delimitada por una membrana celular lo cual le permite funcionar como una fábrica porque en ellas se requiere de materia prima para la producción de sustancias útiles, en donde los obreros son las enzimas. Algunas moléculas reguladoras hacen las veces de capataces, ya que vigilan que las actividades se realicen de acuerdo con las indicaciones contenidas en la molécula de ADN, la cual se localiza en el núcleo o centro de control.

ACTIVIDAD 2.1 - UN VIAJE HISTÓRICO A partir del documental, La Célula: La Química de la Vida elabora una línea del tiempo donde se pueda evidenciar los antecedentes de la Teoría Celular, los personajes y sus postulados. Anota en ella el año, nombre del científico y un breve enunciado de la aportación que hizo. Acuérdate de llevar una secuencia cronológica de los acontecimientos. Posteriormente en plenaria expondrán la línea del tiempo.

2.1 ¿CUÁLES HECHOS HISTÓRICOS CONDUJERON AL PLANTEAMIENTO DE LA TEORÍA CELULAR? Descubrimiento de la célula En 1665 el científico inglés Robert Hooke (fig.2.1) al observar un corte fino de corcho, identificó una serie de estructuras parecidas a un panal de abejas. A estos espacios los llamó celdillas debido a que se parecían mucho a las celdas que ocupaban los monjes en el monasterio, de ahí derivó el término de célula. Sin embargo, a pesar de que es a Hooke a quien se le da el crédito de descubrir las células, no fue el primero en observarlas; El primero en observar bacterias, glóbulos rojos, protozoarios y espermatozoides fue el holandés llamado Anton van Leeuwenhoek, en el siglo XVII (fig. 2.2). En el siglo XVII, el desarrollo tecnológico, particularmente la invención del microscopio, permitió la exploración de un mundo que antes era inaccesible para el ojo humano; esto abrió un sinfín de posibilidades y formas de aproximación al 38

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estudio del mundo microscópico. Sin embargo, no fue suficiente con tener instrumentos o técnicas que permitieran observar las estructuras o fenómenos vivos para poder entenderlos y explicarlos, fue necesario también contar con marcos conceptuales que permitieran interpretarlos. Un ejemplo de ello lo constituye el planteamiento de la teoría celular.

Fig. 2.1 Robert Hooke

Fig. 2.2 A. Leeuwenhoek

A partir del descubrimiento de Hooke, una serie de naturalistas y científicos iniciaron la búsqueda de células en tejidos animales y vegetales, entre ellos se encuentran los alemanes Friedrich Theodor Schwann y Matthias Jakob Schleiden, zoólogo y botánico, respectivamente, quienes en 1838 y 1839 descubrieron que todos los animales y vegetales están formados de células (fig. 2.3). Con ello se formulan los dos primeros principios de la teoría celular: 1. Todos los seres vivos están compuestos de una o más células. 2. La célula es la unidad estructural de la vida. Fue en 1855 que el patólogo alemán Rudolf Virchow (fig.2.3) concluyó que las células proceden de otras células semejantes, su hipótesis dio lugar al tercer postulado de la teoría celular: 3. Las células sólo pueden originarse por división de una célula preexistente. De aquí se concluye que la célula es la unidad:  Anatómica. Los seres vivos están formados por una o más células.  Fisiológica. Cada célula lleva a cabo todas las funciones vitales.  De origen. La célula se origina a partir de células preexistentes.

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Fig. 2.3 M. Schleiden, T. Schwann y R. Virchow

ACTIVIDAD 2.2 - MIS CÉLULAS Y YO Contesta las preguntas siguientes con respecto a la Teoría Celular 1. Las células de tu piel respiran, se nutren, excretan; si no efectuaran estas funciones, morirían. ¿Con cuál de los postulados de la teoría celular se relaciona el hecho de que las células de tu piel se mantengan vivas? ¿Por qué? __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ 2. Después de haber tenido un “raspón”, se forma una “costra” con sangre coagulada y los restos muertos de células, y bajo la costra tu piel se regenera ¿Con cuál de los postulados de la teoría celular se relaciona la regeneración de tu piel? ¿Por qué? __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________

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3. Tu cuerpo está formado por piel, músculos, huesos, etc. Estas partes, a su vez, están constituidas por células. Este hecho, ¿Con cuál de los postulados de la teoría celular se relaciona? ¿Por qué? __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________

2.2 ¿QUÉ DIFERENCIAS HAY ENTRE CÉLULAS PROCARIONTES Y EUCARIONTES? Existen dos tipos celulares básicos clasificados con base en su organización y complejidad estructural: procarionte y eucarionte. Las células procariontes (pro, antes y Karion, núcleo) no tienen núcleo verdadero, el ADN se encuentra disperso en el citoplasma constituyendo un solo cromosoma o unido a la membrana citoplásmica (fig.2.4); el ejemplo característico son las bacterias. Las células procariontes son de menor tamaño que las eucariontes. Presentan una pared celular que rodea completamente a la membrana celular, protegiéndola de las agresiones del medio externo y da forma a la célula. Los dos tipos celulares poseen ribosomas encargados de la síntesis de proteínas, sin embargo, presentan una diferencia sustancial en cuanto al tipo de ARN ribosomal que lo forman. De aquí que los ribosomas procariontes se denominen 70s y los eucariontes 80s por su coeficiente de sedimentación. La división celular de las células procariontes se da por división binaria o bipartición, el ADN se duplica y las dos copias se separan y se forman dos células hijas idénticas, por esta razón la reproducción es más rápida que en las eucariontes; por ejemplo, una nueva generación de bacterias puede aparecer cada 20 o 40 minutos. Las células procariontes son microorganismos asexuados (sin sexo). En algunas bacterias se ha observado in vitro (en laboratorio) que bajo ciertas circunstancias realizan un proceso llamado conjugación, en el que un fragmento de ADN denominado plásmido puede pasar de una bacteria a otra. 41

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Por otro lado, las células eucariontes (eu, verdadero y karion, núcleo) son mucho más complejas, tanto estructural como funcionalmente. El ADN se localiza dentro de una doble membrana llamada envoltura nuclear que lo separa del resto del citoplasma y conforma un núcleo verdadero. La complejidad de las células eucariontes se basa en el desarrollo de compartimentos internos que originan diversas estructuras subcelulares denominadas componentes celulares como: mitocondrias, cloroplastos, ribosomas, lisosomas, complejo de Golgi, centriolos, vacuolas, retículo endoplásmico, peroxisomas y citoesqueleto; cada componente tiene una función especializada (fig. 2.5). Por lo general, las células eucariontes se dividen por mitosis, donde el material genético (ADN) duplicado se condensa en estructuras llamadas cromosomas y se divide en dos células hijas. Las células germinales sufren meiosis, a partir de la cual se producen células hijas con la mitad del número de cromosomas de la célula madre, siendo la base de la reproducción sexual. De acuerdo con la clasificación de seis reinos, las células procariontes sólo están presentes en los reinos Arqueobacteria y Eubacteria. De ellas derivaron las células eucariontes actuales presentes en los cuatro reinos restantes: Protista, Fungi, Plantae y Animalia.

Fig. 2.5. Morfología de una célula eucarionte

Fig. 2.4. Morfología de una célula procarionte

2.3. ¿CÓMO ESTÁ ESTRUCTURADA Y CÓMO FUNCIONA UNA CÉLULA? Entre las propiedades que comparten las células y que a la vez pueden considerarse como características de los seres vivos, se encuentra su complejidad, el intercambio de materia y energía con el medio, el mantenimiento de su medio interno, la 42

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capacidad de autorregularse, el que tienen ADN necesario para la reproducción, el crecimiento y el desarrollo, así como la especialización celular y la capacidad de responder a estímulos. Las células son entidades complejas y organizadas en términos de orden y regularidad. Esta estructura está basada en moléculas orgánicas e inorgánicas. La complejidad de la vida va desde las partículas subatómicas y los átomos; la organización de estos átomos en moléculas de pequeño y gran tamaño como agua, proteínas y ácidos nucleicos a su vez se organizan en estructuras subcelulares que constituyen a las células. Las células intercambian materia y energía con el medio, esto se refiere a que las células incorporan nutrientes para transformarlos a partir de una serie de reacciones químicas que realizan y con ello obtienen la energía útil a la célula para realizar todas sus actividades, como el movimiento, la reproducción, el crecimiento, etc. Esta energía se encuentra almacenada en una molécula altamente energética denominada ATP (adenosíntrifosfato), la cual pertenece al grupo bioquímico de los nucleótidos. Todos los seres vivos se alimentan, esto es, toman del medio las sustancias necesarias para obtener energía. Los autótrofos transforman la energía solar en energía química a través de la fotosíntesis; en cambio, los heterótrofos tienen que transformar los alimentos en otros más sencillos y a partir de éstos sus células se encargan de sintetizar otros compuestos más complejos que utilizan para reparar tejidos y llevar a cabo todas sus actividades. Toda esta serie de reacciones que se llevan a cabo en el interior de la célula gracias a la presencia de las enzimas o biocatalizadores en conjunto se llama metabolismo. Éste consta de dos fases: una fase de degradación donde moléculas grandes se transforman en moléculas pequeñas llamada catabolismo y una fase de síntesis donde se forman moléculas grandes a partir de moléculas pequeñas llamada anabolismo. Las células mantienen constante su medio interno a través de un proceso de equilibrio fisiológico denominado homeóstasis, propiedad importante para el funcionamiento celular, ya que si falla se presentan alteraciones que pueden ser determinantes y causar la muerte celular. La célula, por tanto, posee mecanismos reguladores de todo su funcionamiento, como la reproducción, la síntesis de proteínas, la cantidad de electrólitos, la cantidad de agua, etcétera.

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ACTIVIDAD 2.3 - COMPARANDO LAS CÉLULAS Realiza una investigación documental para completar el siguiente cuadro comparativo entre célula procarionte y eucarionte, escribiendo las características que las hacen distintas. Características

Célula procarionte

Célula eucarionte

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Las células tienen ADN, molécula que identifica a cada ser vivo y que contiene las instrucciones para todo el funcionamiento celular: la reproducción, el desarrollo, crecimiento y funcionamiento de la célula, dichas información se encuentra contenida en la secuencia de nucleótidos del ADN. Los mecanismos reguladores de la célula son tan importantes que un cambio en la secuencia del ADN debe ser identificado y corregido por la célula, de no ser así, se presentará una mutación. Algunas mutaciones son tan severas que causan la muerte del organismo. Sin embargo, las mutaciones no letales y no dañinas producen la variabilidad genética que permite que los seres vivos evolucionen. Las células responden a los estímulos del medio como el alimento, la luz, las hormonas, los factores de crecimiento, las sustancias químicas, la presión o la cantidad de agua. Todas las células responden de manera específica para cada sustancia o agente externo o interno. Esto permite a las células sobrevivir, moverse, iniciar la división celular, modificar su actividad metabólica, etc. A esta capacidad de respuesta celular se le denomina irritabilidad. Cuando las células con una función específica se unen entre sí, dan origen a los tejidos y estos, a su vez, forman órganos, y el conjunto de órganos forman sistemas, de la misma manera las biomoléculas como: aminoácidos, proteínas carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos constituyen los componentes de la célula. Dichos componentes de acuerdo a su composición química y la función que desempeñan se clasifican en: SISTEMAS MEMBRANOSOS

SISTEMAS NO MEMBRANOSO

ORGANELOS



Membrana celular



Citosol o hialoplasma



Mitocondria



Retículo endoplásmico: liso y 

Inclusiones citoplasmáticas



Cloroplasto

rugoso



Citoesqueleto



Núcleo



Complejo de Golgi



Microtúbulos (Centriolos, Cilios



Vacuolas



Lisosomas

y flagelos)



Microcuerpos



Microfilamentos



Vesículas



Filamentos intermedios



Ribosomas

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ACTIVIDAD 2.4 ¿POR QUÉ ES ANIMAL O VEGETAL? Dibuja una célula vegetal y animal y a través de un diagrama de Venn establece las diferencias y similitudes entre ellas.

MEMBRANA CELULAR La membrana celular es la que limita y da forma a la célula, su composición química es lipoproteíca, es decir, está constituida por una doble capa de fosfolípidos, proteínas periféricas e integrales, carbohidratos y colesterol, si se trata de una célula animal, pero si es de origen vegetal presenta ergosterol. Las proteínas: son compuestos orgánicos formados por aminoácidos (fig. 2.6), los cuales se caracterizan por tener un grupo amino, un carboxilo y un radical como se puede observar en la siguiente fórmula general. 46

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ACTIVIDAD 2.5 - ¿DE QUÉ ESTAMOS HECHOS? 1. Realiza una investigación documental sobre los bioelementos y su clasificación. 2. completa la siguiente tabla y considera los ejemplos

Bioelementos principales

Fuente de procedencia

C, H, O, N

Localización en los seres vivos

Función que desempeñan

En componentes Forma biomoléculas celulares

Su deficiencia provoca: No habría células. La muerte

Bioelementos secundarios Fóforo

Rocas, sales minerales

Membranas celulares

Fosfolípidos, ácidos No se formarían nucleícos, contienen membranas información genética, celulares suministro de energía en la celula, esmalte de huesos y dientes, actividad enzimática

Potasio

Sodio

Cloro

Magnesio

Calcio

Azufre

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Oligoelementos Boro

Cobre

Hierro

Molibdeno

Yodo

Magnesio

Boro

Cromo

Zinc

Selenio

Silicio

Flúor

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Cobalto

Estaño

3. Localiza en una tabla periódica y escribe el símbolo de los bioelementos que constituyen a los seres vivos en el espacio correspondiente a la cuadricula que se representa en la tabla periódica de los elementos de abajo. Ilumina con tres colores distintos los bioelementos principales o macroelementos, los bioelementos secundarios o microelementos y los oligoelementos o elementos traza.

Elementos principales

Elementos secundarios

(macroelementos)

(microelementos) 49

Oligoelementos

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Fig. 2.6. Fórmula general de un aminoácido

ACTIVIDAD 2.6 – PROTEOIS = PRIMARIO 1. Realiza una investigación documental a cerca de las proteínas, en la que se enfatice su definición, clasificación y función. 2. Posteriormente integra equipos de tres compañeros y compartan su información obtenida a través de sus respectivas investigaciones. 3. A continuación elaboren un cuadro sinóptico donde se pueda evidenciar la clasificación de las proteínas por su: composición química, forma, estructura y función. 4. En plenaria, expongan su cuadro sinóptico para hacer una retroalimentación.

Los carbohidratos: son miembros de una familia de compuestos orgánicos que se caracterizan por tener varios grupos hidroxilos y por lo menos potencialmente un grupo aldehídico o cetónico. Un alcohol polivalente es una molécula orgánica que tiene más de un radical alcohólico (C — OH), por ejemplo el glicerol. La palabra carbohidrato literalmente significa carbón con agua (carbón hidratado) o hidrato de carbono, y se les conoce así por tener carbón, hidrógeno y oxígeno, éstos dos últimos en la misma proporción que en el agua (2:1); sin embargo, en la fórmula empírica se observa que eso no es cierto.

CnH2nOn También se les conoce como sacáridos (sacar en latín significa azúcar), glúcidos (glucos en griego significa dulce) o azúcares; desempeñan su principal función biológica como energéticos, o sea, que de ellos se obtiene energía para procesos vitales. Un gramo de carbohidratos proporciona 4 calorías. Además, desempeñan funciones estructurales y de reserva. 50

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ACTIVIDAD 2.7 - CARTOGRAFIANDO Realiza una investigación documental acerca de los carbohidratos. Por equipo, elabora una cartografía conceptual sobre los carbohidratos. En plenaria, exponer su cartografía conceptual para hacer una recapitulación y retroalimentación.

RUBRICA PARA EVALUAR LA CARTOGRAFÍA CONCEPTUAL Unidad Académica:

Asignatura:

Nombre del docente: Nombre del alumno: Año/grupo:

Bloque/tema:

Fecha:

Autoevaluación:

Coevaluación:

Evalúa profesor:

Nombre de quien evalúa: PONDERACIÓN CRITERIOS

PUNTAJE EXCELENTE (4)

Investigación documental

Se realiza una investigación documental completa y correctamente referenciada

Elementos Presenta todos esenciales de la los elementos esenciales de la CC CC.

MUY BIEN (3)

BIEN (2)

DEFICIENTE (1)

Se realiza una investigación documental parcial aunque correctamente referenciada

Se realiza una investigación documental parcial pero no referenciada

Se realiza una investigación documental pobre y no referenciada

Presenta la mayoría de los elementos esenciales de la CC.

Presenta varios de los elementos esenciales de la CC.

Presenta muy pocos de los elementos esenciales de la CC.

Se aproxima al concepto dando su definición o el origen de la(s) palabra(s) de las cuales se compone

Se aproxima parcialmente al concepto dando su definición o el origen de la(s) palabra(s) de las cuales se compone

Se aproxima al concepto dando su definición pero no el origen de la(s) palabra(s) de las cuales se compone

Se describe pobremente la clase general de

No se describe ninguna clase general de

Eje nocional

Se aproxima al concepto dando su definición y el origen de la(s) palabra(s) de las cuales se compone

Eje categorial:

Se describe la Se describe clase general de parcialmente la conceptos dentro clase general de

GUÍA METODOLÓGICA DE BIOLOGÍA de la cual está incluido el concepto en cuestión

conceptos dentro de la cual está incluido el concepto en cuestión

Se establecen una o varias proposiciones en las cuales se muestra la diferencia de ese concepto de otros conceptos similares

Se establece una proposición en la cual se muestra la diferencia de ese concepto de otro concepto similar

Se establece una proposición pero no se muestra la diferencia de ese concepto de otro concepto similar

No se establece ninguna proposición en la cual se muestre la diferencia de ese concepto de otro concepto similar

Eje de Se describen ejemplificación proposiciones que ejemplifican el concepto con casos específicos.

Se describen parcialmente proposiciones que ejemplifican el concepto con casos específicos.

Se describen pobremente proposiciones que ejemplifican el concepto con casos específicos

No se describe ninguna proposición que ejemplifique el concepto con casos específicos

Eje de Se describen las caracterización características esenciales del concepto

Se describen parcialmente las características esenciales del concepto

Se describen algunas características esenciales del concepto

No se describe ninguna característica esencial del concepto

Eje de subdivisión

Se construyen las clases en las cuales se clasifica o divide el concepto.

Se construyen algunas clases en las cuales se clasifica o divide el concepto.

Se construyen muy pocas clases en las cuales se clasifica o divide el concepto.

No se construye ninguna clase en que se clasifica o divide el concepto.

Eje de vinculación

Se establecen las relaciones de ese concepto con otros que son importantes desde lo semántico o contextual.

Se establecen algunas relaciones de ese concepto con otros que son importantes desde lo semántico o contextual

Se establecen solo una relación de ese concepto con otros que son importantes desde lo semántico o contextual

No se establece ninguna relación de ese concepto con otros que son importantes desde lo semántico o contextual

Eje de diferenciación

TOTAL: COMENTARIOS:

REFERENCIA: Tobón, Sergio. Estrategias Didácticas para Formar Competencias. Módulo V La Cartografía Conceptual (CC) IV Congreso Internacional de Educación. España, 2004. 52

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Los fosfolípidos son ejemplos de lípidos compuestos formados por la unión de ácidos graso, un alcohol denominado glicerol y ácido fosfórico. El colesterol y el ergosterol son esteroles, el primero participa en la fluidez y estabilidad de las membranas biológicas, y el segundo se transforma en vitamina D debido a la radiación ultravioleta En la década de 1950 se observaron por primera vez al microscopio electrónico las membranas celulares. Químicamente están constituidas por una doble capa de lípidos, carbohidratos y proteínas. Para explicar su estructura, los biólogos S.J. Singer y G.L. Nicholson, en 1972, elaboraron un modelo llamado mosaico fluido (fig. 2.7). Lo importante de este modelo es que denota la calidad dinámica de la membrana celular. Existen varios mecanismos por medio de los cuales la membrana es selectivamente permeable: a) el tamaño del poro, b) la solubilidad en lípidos y c) el potencial eléctrico de la membrana. Las moléculas cuyo tamaño coincida con el tamaño del poro o sean más pequeñas que éste podrán atravesar la membrana fácilmente. Algunas moléculas como los gases pueden atravesar la membrana debido a que son solubles en los lípidos de ésta y finalmente, la carga eléctrica de los iones determina en un momento dado qué tipo de moléculas la atraviesan.

ACTIVIDAD 2.8 - ¿QUÉ ONDA CON LAS GRASAS…? Realiza una investigación documental acerca de los lípidos. Por equipo, elabora una cartografía conceptual sobre los lípidos. En plenaria, expongan su cartografía conceptual para hacer una recapitulación y retroalimentación.

Figura 2.7. Modelo de mosaico fluido de la membrana celular

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ACTIVIDAD 2.9 - MIENTRAS MÁS BAJO, MEJOR Explica la importancia del colesterol en tu organismo y argumenta los daños que puede ocasionar el exceso. __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ Argumenta cuál es la relación que existe entre el colesterol y el estrógeno __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

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ACTIVIDAD 2.10 - COME FRUTAS Y VERDURAS Como actividad extraclase completa el siguiente cuadro de vitaminas mediante una investigación documental. Para la próxima sesión cada alumno traerá una fruta y una verdura. VITAMINA

FUNCIÓN

CARENCIA

HIDROSOLUBLES

LIPOSOLUBLES

Vitamina A (retinol) Vitamina D (colecalciferol) Vitamina E (tocoferol) Vitamina K (fitoquinona) Vitamina C (ácido ascórbico) Vitamina B1 (tiamina)

HIDROSOLUBLES

Vitamina B2 (riboflavina) Vitamina B3 (niacina) Vitamina B5 (ácido pantoténico) Vitamina B6 (piridoxina) Vitamina B8 (biotina) Vitamina B10 (ácido fólico) Vitamina B12 (cianocobalamina)

FUENTES

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ACTIVIDAD 2.11 - SOMOS LO QUE COMEMOS 1. De la siguiente tabla de información nutrimental calcula la cantidad de calorías aportadas por cada nutrimento (proteínas, carbohidratos y lípidos) de tal forma que dé el total de calorías aportadas. Escribe ordenadamente los cálculos matemáticos. En tu casa busca etiquetas de tres alimentos, pégalos en tu libreta y haz también los cálculos.

2. A partir del cuadro de Composición de nutrimentos por equipo elabora un desayuno que aporte 700 KCal (considera sólo 5 platillos, puedes jugar con las raciones). Acuérdate que los carbohidratos y proteínas aportan 4 Kcal/gr y los lípidos 9 Kcal/gr Platillo

Medidas

Carbohidratos

Proteínas

Lípidos

Total

Suma

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Cantidad 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

CUADRO DE COMPOSICIÓN DE NUTRIMENTOS Medida Alimento Carbohidratos Proteínas Lípidos pieza Aguacate 6 1 8 plato Arroz 80 7 1 cucharadas Avena 74 12 3 cucharada Azúcar 20 0 0 pieza Bolillo 64 9 1 piezas Cacahuates 18 29 47 ración Calabazas 8 1 0 ración Carne de Cerdo 0 15 17 ración Carne de pollo 0 36 20 ración Carne de res 0 19 18 pieza Ciruela 12 1 0 cucharadas Crema de leche 2 2 37 ración Chicharos frescos 21 8 0 ración Chocolate 60 2 25 pieza Durazno 10 1 0 plato Espinacas 5 3 0 cucharadas Frijoles 61 22 2 ración Garbanzos 61 18 6 pieza Huevo 3 11 10 ración Jamón 1 15 26 pieza mediana Jitomate 5 1 0 vasos Jugo de naranja 9 0 0 taza Leche de vaca 12 8 3 ración Lechuga 3 1 0 cucharadas Lentejas 61 24 1 cucharadas Mantequilla 0 0 40 de pieza Melón 11 1 0 ración Miel de abeja 65 1 0 pieza Naranja 10 1 0 piezas Nueces 13 14 67 rebanada Pan blanco de caja 63 11 2 rebanada Pan de centeno 53 9 1 pieza Pan dulce 80 9 1 ración Papas 18 3 1 ración Papas fritas 50 5 40 rebanada Pescado 0 24 4 rebanada Piña 14 0 0 pieza Plátano 32 1 0 ración Queso americano 2 25 31 ración Sandía 5 1 0 plato Sopa de pasta 73 10 1 pieza mediana Tortillas 15 2 1 vaso Yogur 5 5 4 ración Zanahorias 9 1 0 57

Total 15 88 89 20 74 94 9 32 56 37 13 41 29 87 11 8 85 85 24 42 6 9 23 4 86 40 12 66 11 94 76 63 90 22 95 28 14 33 58 6 84 18 14 10

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Los lípidos más abundantes de las membranas son los fosfolípidos. En ciertas membranas también existe colesterol, sustancia que en ciertas células animales puede constituir hasta 50% mientras que en vegetales y bacterias no existe. Los grupos polares de cada capa de fosfolípidos se orientan hacia el exterior de la bicapa y pueden interactuar con las moléculas de agua que los rodean, las cadenas hidrofóbicas del fosfolípido se encuentran orientadas hacia el interior de la bicapa. Esta bicapa tiene consecuencias en la estructura y funcionamiento célular. Debido a la cohesión y formación espontánea de las bicapas nunca se observan membranas con bordes libres; siempre son estructuras íntegras continuas. Gracias a la flexibilidad de la bicapa, las membranas son deformables como ocurre durante la locomoción o la división celular. La composición de carbohidratos de la membrana depende del tipo de célula, y la cantidad de éstos varía entre 2 y 10% del peso total. Se encuentran unidos a los lípidos y las proteínas en forma de glucolípidos y glucoproteínas, respectivamente. Las proteínas de la membrana varían desde una docena hasta 50 tipos diferentes. Cada una se encuentra localizada y dirigida en una posición particular de la bicapa lipídica. Pueden ser proteínas integrales, que penetran en la bicapa de lípidos; la mayoría atraviesan completamente la bicapa y tienen regiones que sobresalen en ambos lados de la membrana hacia el espacio extracelular y el citoplásmico. Otro tipo de proteínas son las periféricas, que se localizan por completo fuera de la bicapa de lípidos, pero ancladas por grupos de ácidos grasos o por otras proteínas a la superficie extracelular o citoplásmica. La membrana celular cumple varias funciones: a. Delimita y protege la célula. b. Es una barrera selectivamente permeable, ya que impide el libre intercambio de materiales de un lado a otro, pero al mismo tiempo proporcionan el medio para comunicar un espacio con otro. c. Permite el paso o transporte de solutos y de agua de un lado a otro de la célula, pues regula el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior de la célula siguiendo un gradiente de concentración; d. Poseen receptores químicos que se combinan con moléculas específicas que permiten a la membrana recibir señales y responder de manera específica, por ej., inhibiendo o estimulando actividades internas como el inicio de la división celular, la elaboración de más glucógeno, movimiento celular, liberación de calcio de las reservas internas, etc. 58

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En lo que respecta al transporte de membrana las sustancias viajan a través de ella de 4 formas: 1. Trasporte pasivo: Las sustancias pasan con facilidad de un lado a otro de la membrana, movidos por un gradiente de concentración, no implica gasto de energía para la célula (Fig. 2.8). Comprende a osmosis: movimiento del agua a través de la membrana, desde una región de mayor a otra de menor concentración de liquido (agua). Difusión simple, cuando las moléculas u otras partículas se desplazan de un área donde hay muchas moléculas a otra donde hay menos, el oxigeno y el bióxido de carbono son moléculas que se desplazan por la membrana por difusión simple. Difusión facilitada: trasporte de moléculas o partículas con ayuda de proteínas que modifican su estructura para alojar a una molécula y transportarla hacia dentro o fuera de la célula. La glucosa y aminoácidos se desplazan por la membrana por difusión facilitada. 2. Trasporte activo: es el movimiento hacia dentro y fuera de la célula, es en contra del gradiente de concentración (Fig. 2.8). Implica gasto energético y la utilización de moléculas acarreadoras de membrana con intervención de proteínas transportadoras. Ejemplo: Bomba de Na+-K+.

Figura2.8. Tipo de Transportes de solutos y agua a través de la membrana celular.

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3. Endocitosis: incorporación de sustancias a la célula (Fig. 2.9). Se inicia por la invaginación de sustancias, esta se incrementa hasta formar una vacuola dentro de la célula. Si dentro de esta vacuola quedan partículas solidas se le llama Fagocitosis y si dentro de esta vacuola queda agua o sustancias liquidas se le llama Pinocitosis.

Figura 2.9. Endocitosis.

4. Exocitosis: proceso por el cual, la célula descarga sustancia de desecho al exterior (Fig.

2.10).

Figura 2.10. Exocitosis.

CITOPLASMA El citoplasma es la masa coloidal química y morfológicamente compleja, comprendida entre la membrana celular y la membrana nuclear. Es un líquido viscoso de consisten cia gelatinosa y su estructura corresponde a la de un coloide (sistema constituido por agua y diferentes moléculas de elevado peso molecular); en el que están suspendidos los organelos y las microestructuras celulares. La parte del citoplasma que está atravesado por una red de fibras y filamentos denominada citoesqueleto, recibe el nombre de morfoplasma (parte coloidal); a toda la porción citoplasmática que carece de esta estructura se le da el nombre de citosol o hialoplasma (parte líquida del citoplasma), por tanto, el citoplasma presenta un estado fluido (sol) y otro viscoso (gel), lo cual permite que se encuentre en movimiento continuo (ciclosis) favoreciendo el intercambio de sustancias con el medio exterior. 60

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RETÍCULO ENDOPLÁSMICO El retículo endoplásmico es un sistema membranoso que se distribuye a través del citoplasma, desde la membrana nuclear hasta la membrana plasmática. Se observan dos tipos de retículos endoplásmicos; el rugoso (RER) y el liso (REL) (fig. 2.11), que se diferencian entre sí por los siguientes aspectos: a. El RER presenta ribosomas adheridos a sus membranas y el REL recibe este nombre porque no las tiene. b. El RER es un conjunto de canales con forma de cisternas en cuyas paredes membranosas se realiza la síntesis de proteínas con la intervención de los ribosomas (ARNr), el ARN mensajero y el ARN de transferencia. c. A medida que el RER se aleja de la membrana nuclear externa y se distribuye en el citoplasma, hay una zona de transición donde cambia de forma (canales y cisterna) y se observan los retículos con tubos anastomosados entre sí y cuyas paredes membranosas carecen de ribosomas. d. Como consecuencia desarrollan funciones diferentes. En el retículo endoplásmico liso se sintetizan algunos fosfolípidos, hormonas esteroides y ácidos grasos. Mientras que en el retículo endoplásmico rugoso se realiza la síntesis proteica y la maduración de las proteínas de exportación y las que se transportan a otros componentes celulares.

Figura 2.11. Retículo endoplásmico rugoso

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Las células tienen cantidades distintas de REL o RER, según sus actividades. Por ejemplo, las células que secretan gran cantidad de proteínas tienen una gran actividad de RER.

COMPLEJO DE GOLGI El complejo de Golgi, (fig. 2.12 y 2.13), consiste en cisternas aplanadas, discordes con rebordes amplios relacionados con vesículas emergentes. Realiza funciones específicas, tales como: Formar vesículas como los lisosomas, la distribución de proteínas y lípidos que reciben del retículo endoplásmico, algunas de estas proteínas son enzimas que se envían a los lisosomas. Transforma las proteínas y los residuos de carbohidratos para formar glucoproteínas presentes en la superficie externa de la membrana celular. Almacena las glucoproteínas en vesículas para ser enviadas a otras partes de la célula; asimismo, ensambla glucolípidos y glucoesfingolípidos.

Fig. 2.12. Complejo de Golgi

Fig. 2.13. Relación entre RER y complejo de Golgi

LISOSOMAS Los lisosomas son vesículas con una estructura muy sencilla y están rodeados solamente por una membrana. Contienen gran cantidad de enzimas hidrolíticas (digestivas) que degradan todas las moléculas inservibles para la célula. Funcionan como estómagos de la célula y además de digerir cualquier sustancia que ingrese del exterior (lisosomas secundarios o vacuolas digestivas), ingieren restos celulares viejos para digerirlos, por 62

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tanto son llamados autofagosomas o vacuolas autofágicas o digestivas (fig. 2.14). Cuando las células enferman, los lisosomas rompen su membrana y las enzimas encerradas en su interior destruyen toda la célula en un proceso denominado autolisis. Actualmente se conocen unas 40 enzimas lisosómicas, todas ellas son hidrolasas ácidas del tipo de las proteasas, nucleasas, lipasas, fosfolipasas, fosfatasas, glucosidasas y sulfatasas. Las enzimas hidrolíticas de los lisosomas se forman a partir del retículo endoplásmico rugoso y posteriormente son empaquetadas por el complejo de Golgi, originándose así los lisosomas.

ACTIVIDAD 2.12 - EL VIAJE DE LAS PROTEINAS Para determinar el lugar de síntesis y el camino que siguen las proteínas segregadas por las células del páncreas antes de salir de la célula, se realiza la siguiente experiencia: se toma el páncreas de una rata y se corta en fragmentos. Estos fragmentos se mantienen en un medio fisiológico que contiene un aminoácido marcado, por ejemplo, leucina tritiada. Después de un tiempo (de tres a cinco minutos), los fragmentos de páncreas se transfieren a un medio que contiene el mismo aminoácido pero sin marcar (no radiactivo). Se toman muestras a lo largo del tiempo después de aplicar el marcador radiactivo.

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Inmediatamente después de tomarlas, las muestras son fijadas y preparadas para su examen histoautoradiográfico. a) Muestra A: se constata que tras 5 minutos se puede observar radiactividad en la región basal de la célula, a nivel del retículo endoplásmico rugoso. b) Muestra B: 15 minutos después del marcado con leucina tritiada, se constata que la radiactividad está localizada en la región del retículo endoplásmico rugoso situada en la proximidad de los dictiosomas del Complejo de Golgi. c) Muestra C: cuando se examina una muestra tomada 20 minutos después del marcado, se observan proteínas radiactivas en los dictiosomas d) Muestra D: en las muestras tomadas 60 minutos después de la experiencia, sólo se observa radiactividad en las vesículas que rodean las cisternas del complejo de Golgi, en la cara de maduración de los dictiosomas. e) Muestra E: 4 horas después, la radiactividad sólo se detecta en el exterior de la célula. Analizando esta experiencia, explica dónde se sintetizan las proteínas segregadas por las células pancreáticas y cuál es el camino que siguen hasta que salen de la célula.

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Figura 2.14. Formación de lisosomas a partir del complejo de Golgi

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VACUOLAS Son sacos rodeados también por una sola membrana. Hay diferentes tipos de vacuolas, unas son temporales y otras permanentes. Algunas de soporte, otras de almacenamiento de agua, desechos metabólicos o alimentos y otras ayudan a la célula a eliminar el exceso de agua del interior.

RIBOSOMAS Los ribosomas se encuentran libres en el citoplasma, aislados en grupos llamados polirribosomas o en la parte externa del retículo endoplásmico rugoso. Éstos realizan la síntesis de proteínas de membrana y de proteínas que algunas células secretoras exportan hacia sus alrededores, como las enzimas digestivas y las hormonas proteicas; por ejemplo: insulina. Las proteínas que son transportadas dentro de los canales, se mueven por los extremos cercanos al complejo de Golgi. Los ribosomas completos están formados por dos subunidades de diferente tamaño. La subunidad pequeña se ajusta a la más grande como un engrane solamente si hay ARNm que deba ser traducido. La subunidad más pequeña contiene más o menos 30 proteínas diferentes y las más grandes de 45 a 50, todas estrechamente unidas con los ARN ribosomales (fig. 2.15). Durante la síntesis de proteínas se establece un contacto entre los ARNm, ARNt y ARNr. La superficie del ribosoma tiene cuatro sitios de unión, uno para secuencia corta de tres nucleótidos del ARNm, otro para el ARNt nuevo que lleva el aminoácido específico para que se ensamble a la cadena polipéptidica nueva, otro para el ARNt que ha descargado el aminoácido y un sitio donde la enzima peptidil transferasa trabaja formando enlaces peptídicos entre los aminoácidos adyacentes.

CITOESQUELETO La gran variedad de filamentos proteínicos del interior de las células le confieren cierta consistencia a éstas, que en conjunto se llaman citoesqueleto. Entre estas estructuras se encuentran las siguientes: 66

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Microtúbulos Estas estructuras, están en el citoplasma, son cilindros huecos de 25 nm de grosor. Dan soporte a las células, forman el huso acromático durante la mitosis, per-miten el desplazamiento de los cromosomas a través del huso mitótico o acromático y participan activamente en transportar organelos o nutrientes dentro de la célula. Los microtúbulos están formados por una glucoproteína que se conoce con el nombre de tubulina (figuras. 2.16 y 2.18). En los axones nerviosos de las neuronas, los microtúbulos participan en el transporte de las proteínas y otros compuestos, como las hormonas de la hipófisis y del hipotálamo. Los cilios y flagelos de algunos organismos unicelulares están formados por microtúbulos y participan en la locomoción y desplazamiento de estos. Los cilios, que son estructuras en forma de pelos microscópicos, existen en cantidad abundante alrededor de la célula para que al agitarse les permitan desplazarse en el medio que generalmente es líquido (fig. 2.17).

Filamentos de actina o microfilamentos Existen otras estructuras que forman el citoesqueleto compuestas de proteínas contráctiles y presentes en gran cantidad en las células de músculo esquelético. A estos filamentos se les denomina de actina porque están formados por la proteína o microfilamentos, ya que su grosor es de 6 a 8 nm (fig. 2.16 y 2.18). Se pueden asociar con otras proteínas, tales como la miosina o participan en la formación de las uniones intercelulares.

Filamentos intermedios Los filamentos intermedios tienen un diámetro de 10 nm, están formados por una gran variedad de proteínas y participan directamente en mantener la forma de la célula y darle fuerza ténsil a ésta (figs. 2.16 y 2.18).

CENTRÍOLO Y HUSO Cerca del núcleo hay una pequeña estructura que se llama centriolo o centro organizador de microtúbulos. Cuando inicia la división celular, se replica y da lugar a dos estructuras iguales. Los centriolos son estructuras cilíndricas de las células animales y de las células de algunos vegetales inferiores (fig. 2.19). Los pares de cilindros se separan lentamente, emigrando cada par a los polos opuestos de la célula. Durante su trayectoria organizan poco a poco entre ellos el huso acromático. 67

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Fig. 2.15. Estructura de un ribosoma

Figura 2.16. Fibras del Citoesqueleto

Fig. 2.18. Disposición del citoesqueleto en la célula

Fig. 2.19. Estructura de un centriolo

Fig. 2.17. Estructura de un cilio

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Los centriolos vistos al microscopio electrónico se aprecian como cilindros huecos formados por nueve tripletes de microtúbulos (fig. 2.19). Al inicio de la división celular, como ya se mencionó anteriormente, los centriolos emigran a polos opuestos. De cada centriolo se proyecta un racimo de filamentos de proteína contráctil formando figuras llamadas áster. Cuando los filamentos han llegado a polos opuestos se obtiene una figura semejante a dos conos unidos por su base, es decir, ensanchadas en el ecuador, estrechas en los extremos y a la que llamamos huso acromático.

CLOROPLASTOS Son organelos de doble membrana, presentes únicamente en las células vegetales y en protistas fotosintéticos. Los cloroplastos están constituidos de una membrana externa que delimita al organelo del citoplasma y rodea al estroma dentro del cual se encuentran sacos membranosos llamados tilacoides, que forman la membrana interna; éstos se apilan formando estructuras llamadas granas, las cuales contienen el pigmento fotosintético (que capta la luz) llamado clorofila (fig. 2.20). La fotosíntesis es un proceso que utilizan las plantas, algas y algunas bacterias para sintetizar su alimento, usando como fuente de energía la luz solar que transforma en energía química. En los organismos eucariontes, la fotosíntesis se lleva a cabo en los cloroplastos. La clorofila absorbe la energía de la luz solar y la cede para la elaboración (síntesis) de carbohidratos como la glucosa, a partir de dos compuestos disponibles en el medio ambiente: el agua y el dióxido de carbono del aire. El oxígeno que se libera en la atmósfera sirve para efectuar el proceso respiratorio. La fotosíntesis se resume en la siguiente ecuación química:

La fotosíntesis tiene dos etapas: la fase luminosa que incluye una serie de reacciones que dependen de la luz, y la fase oscura, que no requiere la luz

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Figura 2.20. Estructura de un cloroplasto

Figura 2.21. Estructura de una mitocondria

ACTIVIDAD 2.13 - ¿POR QUÉ LAS PLANTAS SON AUTÓTROFAS? Realiza una investigación documental sobre las reacciones de la fotosíntesis. En el siguiente esquema de la fotosíntesis, coloca en el lugar que corresponda los siguientes conceptos: Etapa luminosa, fijación del carbono, fotosistemas I y II, ciclo de Calvin, NADP+, NADPH, ADP, ATP, H2O, Luz, H+, electrones, CO2 y azúcar.

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MITOCONDRIA Organelo que presenta dos membranas: una externa que la rodea y limita, y otra interna que forma crestas o pliegues; entre ambas membranas se encuentra un espacio llamado espacio intermembranoso. Dependiendo del tipo de célula varían en tamaño, en las células con un elevado nivel de metabolismo oxidativo son grandes y serpenteantes, ocupando cerca del 20% del volumen celular ya que pueden haber unas mil mitocondrias en la célula. Tiene en el interior una matriz mitocondrial formada por un líquido denso y viscoso rico en proteínas que en su mayoría son enzimas que se encargan de la degradación de diferentes compuestos (Fig 2.21). Presentan su propio ADN circular, ARNm y ARNt, ribosomas mitocondriales y enzimas para la expresión del genoma mitocondrial. Son capaces de replicarse a partir de otras mitocondrias existentes, además replican su ADN y aumentan de tamaño. El oxígeno del aire que respiramos llega a cada una de nuestras células a través de los glóbulos rojos que lo acarrean, pero, ¿qué pasa dentro de éstas? Es aquí donde comienza la respiración celular, proceso que en las células eucariontes se lleva a cabo en un organelo especializado que es la mitocondria. Durante este proceso, parte de la energía desprendida de la glucosa, con ayuda del oxígeno, se incorpora a una molécula de ATP (adenosín trifosfato). La ecuación general de la respiración celular es:

Una vez sintetizadas, las moléculas de ATP salen de las mitocondrias y viajan a todas las células del cuerpo. Ahí son utilizadas en las funciones celulares de los órganos y también ayudan para todas las actividades diarias del cuerpo (fig. 2.22).

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ACTIVIDAD 2.14 - GLOBALIZANDO Realiza un esquema global ilustrado que muestre la interrelación entre los reactivos y productos de las reacciones de la fotosíntesis y de la respiración celular.

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Figura 2.22 Esquema general de la respiración celular

NÚCLEO Es el organelo más prominente de la célula y se localiza en cualquier sitio del citoplasma. Está rodeado por un par de membranas concéntricas denominadas en conjunto envoltura nuclear o membrana nuclear. No es continua, sino que posee poros que permiten el paso de las cadenas de ARNm, sintetizadas del núcleo al citoplasma para que realicen su función. El poro es un complejo proteínico que controla el paso de sustancias a través de la envoltura nuclear. Además de que esta envoltura separa el contenido nuclear o nucleoplasma del citoplasma. El nucleoplasma es un medio acuoso de solución coloidal en estado semigel, rica en proteínas y es donde están suspendidos los cromosomas. Se considera que esta membrana y el núcleo tienen la misma relación que la membrana plasmática y el citoplasma, o sea, que regulan de la misma manera los materiales que pasan hacia dentro y fuera del núcleo.

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Nucléolo Dentro del núcleo se encuentra uno o más nucléolos que son pequeños cuerpos amorfos, los cuales a menudo cambian de forma y tamaño.quí se sintetizan los tipos de moléculas de ARNr que se usan en la formación de los ribosomas. Los nucléolos son esenciales para la síntesis de proteínas y de ácidos ribonucleicos. Cuando una célula inicia su división éstos desaparecen y cuando termina la división celular aparecen nuevamente (fig. 2.23).

Figura 2.23. Estructura del núcleo

Los cromosomas son estructuras que se forman de ADN altamente compactado. Cuando se encuentran en este estado, se utiliza el término cromatina. La cromatina se encuentra formada por una nucleoproteína. Las nucleoproteínas son estructuras complejas formadas por ácidos nucleicos y proteínas del tipo de las histonas que en conjunto se denominan nucleosomas. Las histonas son proteínas básicas, pues son ricas en aminoácidos, tales como la lisina y la arginina; éstos contienen un grupo amino libre capaz de adquirir un protón por poseer un par de electrones no compartido, por lo tanto tienen carga positiva (fig. 2.24).

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El ADN lleva carga negativa debido a la presencia de numerosos grupos fosfatos, por lo cual las histonas se enlazan fuertemente con el ADN. La célula inicia la división y la cromatina se organiza en los cromosomas, término que quiere decir cuerpos coloreados. El núcleo es el centro de regulación de la célula, cuyas principales funciones son: 1. La continuidad celular: Es necesario para la reproducción y regeneración de las partes perdidas. En general, es el centro de control. 2. Contiene los factores hereditarios de la célula, permitiendo así que sus características pasen a sus descendientes.

Figura 2.24. Estructura de la cromatina

Para poder comprender la función del núcleo tenemos que adentrarnos al estudio de otras biomoléculas, los ácidos nucléicos, esenciales en el avance del conocimiento del desarrollo de la estructura y función los seres vivos, sobre todo en los aspectos de la reproducción celular, de la conservación de la información y herencia genética, y del control de las funciones celulares. En general se les considera como macromoléculas naturales, polímeros de nucleótidos de una cadena (ARN) o dos cadenas (ADN), cuya función principal es la de contener y 75

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permitir la transcripción y traducción de la información genética (código genético), para la elaboración de proteínas, sustancias importantes para la estructura y funcionamiento de las células, información que se centra en el Dogma Central de la Biología.

ACTIVIDAD 2.15 ¿CUÁLES SON LOS TIPOS DE ÁCIDOS NUCLEICOS? Realiza una investigación documental sobre los ácidos nucléicos: unidades que los conforman (niucleótidos), estructura tridimensional, tipos, funciones, etc., para que a partir de la información colectada se elabore un diagrama de Venn de diferencias y similitudes de los ácidos nucléicos

ADN

ARN

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ACTIVIDAD 2.16 – LOS TIPOS DE ARN Realiza una investigación documental y completa el siguiente cuadro de los tipos de ARN

tipo de ARN

forma

localización

función

¿EL DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA ES UNIVERSAL? Watson y Crick sospecharon que una vez esclarecida la estructura del ADN, sería más fácil entender su función. Razonaron, entonces, que si el ADN era la molécula que transmitía la información genética a las células hijas, esta debía funcionar como un código. Para mitad de los 50’s se sabía que la secuencia de nucleótidos en el ADN daba origen a una secuencia de polipéptidos. Es decir, la molécula de ADN debía dirigir la síntesis de proteínas.

ADN → Proteínas Pero si esto era cierto, faltaba dilucidar una pieza del rompecabezas ya que se sabía que las proteínas se sintetizaban fuera del núcleo. ¿Cómo podía el ADN, que estaba dentro del núcleo, dirigir la síntesis de proteínas fuera del mismo? A Crick se le ocurrió la idea de que debía existir un intermediario.

ADN → ¿? → Proteínas Un posible candidato para intermediario era el ARN, que se encuentra en el citoplasma. El ARN tenía varias características que lo hacían un firme candidato:

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 Un esqueleto de azúcares y fosfatos (a pesar de que tiene un azúcar distinto, ya que el ARN tiene ribosa en vez de desoxirribosa),  Tanto el ADN como el ARN usan las mismas bases nitrogenadas, pero el ARN tiene uracilo en vez de timina,  El uracilo se puede unir a la adenina como lo hace la timina,  El ARN es una cadena sencilla. Crick sintetizó esta idea a lo que llamó el Dogma Central de la Biología, que especifica que el ADN se traduce en ARN y este, a su vez, dirige la producción de proteínas.

Según este postulado, la información fluye de manera unidireccional: no puede moverse de las proteínas al ADN. Es decir, una vez que la información llega a las proteínas, estas no pueden ser cambiadas o, lo que es lo mismo, las proteínas no pueden influir en los genes. Si bien Crick usó el término dogma en un sentido figurado y quizá con humor, ya que las ideas científicas sólo son aceptadas hasta que aparezca evidencia experimental que las desmienta, durante algún tiempo esta idea adquirió cierta dimensión de verdad absoluta en la mayoría de los libros de texto. No obstante, la ciencia es un ente dinámico, que no se asienta en dogmas, salvo notables excepciones. Actualmente el dogma ha sufrido cierta fisura, pues han surgido una serie de elementos que implican la ampliación de este dogma tan categórico. Estas excepciones atañen, entre otras situaciones o elementos, a los priones, ribozimas y la enzima transcriptasa inversa. En 1971 se descubrió que algunos virus, como el VIH, llevan su información en forma de ARN, y que esta puede pasar al ADN de sus huéspedes. Ese proceso ocurre en sentido contrario al esquema de Crick, ya que la información pasa del ARN al ADN. Además, actualmente se sabe que tanto el ARN como las proteínas pueden influir en la expresión del código genético.

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Podemos resumir el Dogma Central de la Biología como sigue (fig. 2.25): 1. La información contenida en el ADN se transcribe a una molécula de ARN (proceso llamado transcripción) que recibe el nombre de ARN mensajero o ARNm. 2. La información contenida en el ARNm es "leída" por estructuras llamadas ribosomas, traduciendo el lenguaje nucléico al lenguaje proteíco. La relación que hay entre ambos lenguajes recibe el nombre de Código Genético. Así, la palabra GTG en ácidos nucléicos en proteína se traduce por Histidina; TTT por Lisina, y así sucesivamente. Este proceso se denomina traducción.El flujo de información para la expresión génica, es por lo tanto:

ADN → ARN → Proteínas

Figura 2.25. Dogma Central de la Biología

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ACTIVIDAD 2.18 - DECODIFICANDO LOS GENES 1. En los siguientes recuadros escribe la secuencia de las 64 combinaciones de los posibles tripletes (codones) del ARNm que constituyen el código genético. Siguiendo la secuencia de las letras de las bases nitrogenadas.

2. En parejas construye una secuencia de 24 nucleótidos de ADN y utilizando el código genético deduce, ¿Cuál sería el ARNm, los ARNt y el polipéptido resultante? Considera anotar el codón de iniciación de metionina para iniciar la cadena de ADN. ADN  ARN  ARNt 

Polipéptido  ¿Cuántos codones posee el ARNm? _____________________

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¿Cuántos aminoácidos formarían el polipéptido? ___________________ De los tres codones de parada en tu cadena de ADN ¿cuál utilizaste? ___________________ Comparando los polipéptidos obtenidos por tus compañeros ¿Por qué salieron todos diferentes? _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

ACTIVIDAD 2.19 - PRECAUCIÓN: EDIFICIO EN CONSTRUCCIÓN Si hiciéramos la analogía de la síntesis proteica con la construcción de un edificio, ¿cuáles serían los protagonistas de dicha obra y por qué? Escribe la letra dentro del paréntesis que corresponda ( ) Ingeniero (

)

Material de construcción

(

)

Maestro de la obra

(

)

Terreno de la edificación

(

)

Albañiles

(

)

Edificio

(

)

Oficina del ingeniero

a) b) c) d) e) f) g)

ARNm Ribosomas Núcleo ADN ARNt Aminoácidos Proteína

Explica en cada caso el por qué asignaron esa respuesta. Por ejemplo, el ADN sería el ingeniero porque es quién “ordena y dirige” la construcción del edificio (proteína)

Pero, la otra función del ADN es la de transmitirse a su descendencia. Esto lo hace el ADN duplicándose a sí mismo en el proceso conocido como replicación (fig. 2.26). Ahora bien: en la reproducción sexual, el nuevo individuo recibe la mitad del ADN de cada uno de sus padres. Así, este individuo es genéticamente distinto de ambos: así es como la reproducción sexual genera variabilidad. Si el ADN se transmitiera a la célula o al individuo hijo sin variación, como copia exacta del ADN parental, estaríamos ante la reproducción clónica. 82

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Figura 2.26. Replicación del ADN

ACTIVIDAD 2.17 SOCIODRAMA DOGMÁTICO De manera grupal, representarán el dogma central de la biología, es decir, la transcripción, la traducción y la replicación mediante un sociodrama.

2.4 ¿CÓMO SE REPRODUCEN LAS CELULAS? CICLO CELULAR La reproducción es una función básica de los seres vivos, es un proceso que les permite a las especies la continuidad de la vida tanto en el tiempo porque las perpetua, como en el espacio porque sustituye a los organismos que mueren y se mantiene el número de individuos. La reproducción tiene una íntima relación con la transmisión de caracteres hereditarios y la evolución de las especies. El proceso de división celular por el cual una célula da origen a dos células idénticas con igual dotación de cromosomas, se denomina mitosis. En el caso de las células somáticas humanas cada célula que se divide da lugar a dos células hijas con 46 cromosomas. 83

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Cuando no se manifiestan los fenómenos de la división, se dice que la célula está en el periodo de interfase, en el cual el ADN no está compactado y forma una fina red dentro del núcleo (Fig. 2.27).

Figura 2.27. Ciclo celular

La mayoría de las células del organismo se divide periódicamente, siendo notables excepciones las neuronas y los miocitos. Para lograr esta división, ocurren transformaciones y fenómenos que se suceden de manera cíclica, constituyendo lo que se denomina el ciclo celular. Para dividirse, la célula ha tenido que duplicar previamente su material genético, lo cual ocurre durante el periodo S o fase de síntesis (de ADN), por lo que en el periodo G1, previo a la fase S, cada cromosoma estará constituido por una simple cromátida, mientras que, después del periodo S, en el periodo G2 los cromosomas ya aparecerán formados por dos cromátidas unidas por el centrómero. Al final del periodo G2 ocurren las fases de la mitosis, las cuales se suceden en un tiempo de una a dos horas.

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DIVISIÓN CELULAR Mitosis Es un proceso continuo con fases consecutivas que se definen según las características morfológicas que presentan los cromosomas (fig. 2.28)

Figura 2.28. Mitosis

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Meiosis Un mecanismo más complejo y perfecto de reproducción es la reproducción sexual que acontece en los organismos con diferenciación sexual y está mediada por células gaméticas haploides que se fusionan para formar un cigoto diploide. Como compensación, este mecanismo exige que células diploides que originan gametos, directamente o indirectamente después de una serie de divisiones mitóticas, lleven a cabo un tipo de división especial denominado meiosis (fig. 2.29).

Figura 2.29. Meiosis

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ACTIVIDAD 2.20 - MITOSIS VS MEIOSIS A partir del análisis del siguiente esquema de división celular, completa la tabla de diferencias entre mitosis y meiosis escribiendo en el espacio el enunciado correspondiente a la descripción

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2.5 ¿CÓMO SE PASÓ DE UNA CÉLULA A LA PLURICELULARIDAD? Tamaño, forma y función de las células Casi todas las células son microscópicas. Las células se miden en micras (µm), es decir, la milésima parte de un milímetro, por tanto las células procariontes miden entre 1-5 µm y las eucariontes de 10 a 30 µm en animales y hasta 100 µm en vegetales. Se considera a los protozoarios como los paramecios y las amibas organismos unicelulares complejos, ya que todas las actividades celulares que realizan, como responder ante estímulos del ambiente, procurarse alimento, excretar el exceso de líquido y evadir a los depredadores, las lleva a cabo cada célula. Las células presentan formas diversas que en general se relacionan con su función. Por ejemplo, los espermatozoides poseen un flagelo que les da una gran movilidad, pues su función reproductora así lo requiere; las células del músculo esquelético contienen una red de filamentos alineados con precisión y compuestos de proteínas contráctiles; las células del cartílago se rodean de una matriz característica que contiene polisacáridos y la proteína colágeno, que juntos suministran apoyo mecánico; los eritrocitos se convierten en sacos de forma discoidal llenos de hemoglobina, que transporta oxígeno.

ACTIVIDAD 2.21 - COMPONENTES CELULARES En tu libreta, elabora un cuadro de doble entrada con las siguientes características SISTEMAS MEMBRANOSOS

LOCALIZACIÓN

COMPOSICIÓN QUÍMICA

SISTEMAS NO MEMBRANOSOS

ORGANELOS

MORFOLOGÍA

FISIOLOGÍA

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ACTIVIDAD 2.22 - SEGÚN LA FORMA ES LA FUNCIÓN Investiga y dibuja tres o mas tipos diferentes de células humanas; compáralas entre sí de acuerdo a su función y explica porqué tienen esa estructura.

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2.6. ¿CUÁL ES LA RELACIÓN TEJIDO-ÓRGANO-SISTEMA? El cuerpo animal está compuesto de sistemas los cuales a su vez están formados por dos o más órganos. Los órganos están compuestos de tejidos los cuales se componen de células. Un tejido es un grupo de células y de material extracelular que forman una unidad estructural y funcional, especializada para una tarea específica. Los tejidos animales incluyen el tejido epitelial, conectivo, muscular y nervioso.  El tejido epitelial forma membranas que cubren las superficies corporales interna y externa y también origina las glándulas  El tejido conectivo generalmente contiene una cantidad considerable de material extracelular e incluye a la dermis, hueso, cartílago tendones, ligamentos, el tejido adiposo y la sangre  El tejido muscular está especializado en el movimiento y utiliza filamentos proteicos que se deslizan, la actina y la miosina. Existen tres tipos de tejido muscular: el esquelético, liso y cardiaco.  El tejido nervioso está especializado en la generación y conducción de señales eléctricas.

ACTIVIDAD ESPECÍFICA Por equipo, elabora un mapa conceptual de una célula eucarionte hipotética donde interrelaciones a todos los componentes celulares con sus funciones. Debido a la complejidad del mismo, se recomienda que se construya en varios pliegos de papel bond para poder extenderse. Este mapa conceptual se expondrá al grupo para su evaluación.

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RUBRICA PARA EVALUAR UN MAPA CONCEPTUAL Institución educativa:

Asignatura:

Nombre del docente: Nombre del alumno: Año/grupo:

Bloque/tema:

Fecha:

Autoevaluación:

Coevaluación:

Evalúa el profesor:

Nombre de quien evalúa: PONDERACIÓN CRITERIOS

PUNTAJE

EXCELENTE (4) Identifica los Identificación de conceptos y tiene conceptos del varias ramas que se tema derivan del concepto principal

MUY BIEN (3) Identifica los conceptos y tiene algunas ramas que se derivan del concepto principal Ordena los conceptos del más general al más específico. Y al leer los conceptos con sus relaciones, tienen poco sentido por sí mismo.

BIEN (2) Identifica los conceptos y solo muestra dos ramas que se derivan del concepto principal Ordena los conceptos del más general al más específico. Y al leer los conceptos con sus relaciones, no tienen sentido por sí mismo.

DEFICIENTE (1) Identifica solo los conceptos, pero no muestra ramas que se derivan del concepto principal No ordena los conceptos del más general al más específico. Y al leer los conceptos con sus relaciones, no tienen sentido por sí mismo.

Muestra cada concepto una sola Organización de vez, aunque haya los conceptos relaciones que tengan relacionándolos que marcarse de un vertical y extremo a otro de la horizontalmente hoja y se pueden según el grado apreciar varias de inclusividad relaciones entre conceptos de manera clara y correcta

Muestra cada concepto una sola vez, aunque haya relaciones que tengan que marcarse de un extremo a otro de la hoja, pero sólo se pueden apreciar algunas relaciones entre conceptos de manera clara y correcta

Muestra cada concepto una sola vez, aunque haya relaciones que tengan que marcarse de un extremo a otro de la hoja, pero no se pueden apreciar relaciones entre conceptos de manera clara y correcta

Muestra cada concepto varias veces, aunque haya relaciones que tengan que marcarse de un extremo a otro de la hoja y no muestra relaciones entre conceptos de manera clara y correcta

Utiliza líneas para unir los conceptos, y sobre Especificación la línea escribe frases de conectores y o palabras claves que nexos entre los indican la relación conceptos. existente entre dichos conceptos, haciéndolo en todas las líneas

Utiliza líneas para unir los conceptos, y sobre la línea escribe frases o palabras claves que indican la relación existente entre dichos conceptos, pero no lo hace en todas las líneas

Utiliza líneas para unir los conceptos, pero no escribe frases o palabras claves que indiquen la relación existente entre dichos conceptos,

Solo utiliza algunas líneas para unir los conceptos, y no escribe sobre la líneas frases o palabras claves que indiquen la relación existente entre dichos conceptos,

Jerarquización de los conceptos de mayor a menor inclusividad

Ordena los conceptos del más general al más específico. Y al leer los conceptos con sus relaciones, tienen sentido por sí mismo.

TOTAL: COMENTARIOS: REFERENCIAS:(Garza, 2000) (Núñez Chan, 2002) (Pimienta, Metodología Constructivista. Guía para la planeación docente., 2005)

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MATRIZ DE VALORACIÓN DE COMPETENCIAS Criterios

Pre-formal

Receptivo

Resolutivo

Autónomo

Estratégico

Analiza la estructura y los procesos celulares mediante un mapa conceptual integrador.

Investiga la estructura y los procesos celulares mediante un mapa conceptual

Identifica la estructura y los procesos celulares mediante un mapa conceptual integrador.

Establece diferencias y semejanzas entre la estructura y los procesos celulares mediante un mapa conceptual integrador.

Fundamenta los procesos celulares a través de un mapa conceptual integrador.

Ponderación Logros:

Puntos

Puntos 80 Aspectos a mejorar :

Argumenta diferencias y semejanzas de los procesos celulares mediante un mapa conceptual integrador. Puntos 100

Puntos 100

EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA

FORMATIVA

SUMATIVA

Aplicación de un examen diagnóstico y la retroalimentación por medio de una lluvia de ideas. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE:  Línea del tiempo  Cuadro de doble entrada  Reporte de laboratorio en V-Gowin ACTIVIDAD ESPECÍFICA:  Mapa conceptual integrador Examen departamental tipo CENEVAL o PISA Laboratorio (evaluación V-Gowin) Actividades de aprendizaje Actividad específica por unidad

30% 20% 20% 30%

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Atlas de Biología. Los Mecanismos de la Vida. Ediciones Cultural. Madrid España pp.50, 52, 53 y 62-64. Cervantes M. y Hernández M. (2005) Biología General. Publicaciones Cultural 2ª reimpresión. México pp. 126-141 Lodish, Harvey (2005). Biología Celular y Molecular. Editorial Médica Panamericana 5ª edición. Overmire. (2003). Biología. Ed. Limusa México. 611páginas. 92

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Salomón B Martín. (2001) Biología. Ed Mc Graw-Hill 3ª edición. pp. 75-95 Valdivia, B. Granillo y P, Villarreal, M.S. (2006) Biología, La Vida y sus Procesos. Ed. Publicaciones Cultural. México. pp. 70-100 Vázquez C. R. (2004). Biología. Bachillerato General Publicaciones Cultural Primera Edición. México. pp. 72-125

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA Bojorquez Castro, Luis (2000). La Vida Celular. Programa Nacional de Formación de Profesores. Asociación Nacional de Universidades e Institutos de Enseñanza Superior George Dreyfus (2002). La Célula. SEP/Santillana. Colección Espejo de Urania. México Peña, Antonio (1986). Las Membranas de las Células. La Ciencia desde México 18. Fondo de Cultura Económica, Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología Tapia, Ricardo. (1987) Las Células de la Mente. La Ciencia desde México 30. Fondo de Cultura Económica, Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología

VIDEOS RECOMENDADOS  Gran Planeta Celular  Cosmos de Carl Sagan

TIC’s Bioxeo – Recursos Biología http://www.bioxeo.com/plabioca.htm Cells alive http://www.cellsalive.com Proyecto Biósfera. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/

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BLOQUE 3 Herencia y variación

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BLOQUE DE APRENDIZAJE: HERENCIA Y VARIACIÓN TIEMPO: 29 horas UNIDAD DE COMPETENCIA: Investiga los fundamentos que permiten delinear las bases genéticas de la herencia para argumentar su desarrollo histórico, así como su impacto en la vida actual, valorando la trascendencia del proyecto genoma humano y su alcance en las aplicaciones de la biotecnología a través de la resolución de problemas, elaboración de cariotipos y la realización de un ensayo.

Declarativos Analiza los hechos históricos que condujeron al estudio de la Genética Analiza las leyes de la genética mendeliana para comprender el mecanismo de la herencia. Explica los patrones hereditarios mendelianos y no mendelianos Describe las mutaciones como mecanismos de variabilidad genética. Ejemplifica las aplicaciones más importantes de la Genética.

SABERES Procedimentales Realiza una línea del tiempo del desarrollo histórico del campo de la Genética Aplica los conceptos de la genética en las leyes de la herencia para la resolución de problemas de genética. Realiza una práctica de rasgos hereditarios para identificar el fenotipo de sus compañeros y predecir su posible genotipo.

Actitudinales/Valorales Fomenta el respeto y tolerancia hacia personas con enfermedades hereditarias y/o con rasgos físicos diferentes. Valora el respeto a la decisión de los padres a tener o no un hijo con alguna enfermedad hereditaria.

COMPETENCIAS Genéricas/Atributos Disciplinares 6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.

4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.

Critica de forma informada las aplicaciones actuales de la Genética que permita la toma de decisiones apegadas a la Bioética.

Categoriza las mutaciones como mecanismos que producen enfermedades hereditarias y las detecta mediante la elaboración de cariotipos.



Desarrolla un ensayo sobre el impacto de las aplicaciones de la Genética sobre algunas actividades humanas.



2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.

CRITERIOS DE DESEMPEÑO Investiga los hechos históricos premendelianos mediante una línea del tiempo. Aplica las Leyes de Mendel a través de la práctica de su método experimental y los diferencia de patrones hereditarios no mendelianos Categoriza e identifica a las mutaciones como mecanismos generadores de enfermedades hereditarias, por medio de la construcción y el diagnóstico de un cariotipo. Analiza las aplicaciones actuales de la genética mediante la investigación y elaboración de un ensayo.

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ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE

RECURSOS DIDÁCTICOS

 Aplicación de

 Elaboración de un collage



preguntas generadoras

 Elaboración de un cuadro

 Manual de prácticas.

 Dinámicas grupales  Presentaciones de

power point sobre mutaciones y enfermedades hereditarias.

comparativo  Elaboración de un cuadro

sinóptico  Resolución de problemas  Construcción de árbol

genealógico

Guía metodológica.

 Revista electrónicas.  Cañón.  Computadora.  Laboratorio virtual.  Pizarrón.

 Problemario.

 Investigación

 Plumones.

 Actividades

 Cuestionarios.

 Artículos de

 Resolución de

divulgación científica.

experimentales.

problemario.  Resolución de

actividades de la guía.

experimentales a través de una V de Gowin.

 Línea del tiempo  Reporte de la práctica V

de Gowin  Entrega de un cariotipo  Ensayo  Árbol genealógico  Problemario resuelto

 Videos  Ilustraciones y

animaciones sobre temas de genética

 Ensayo.  Reporte de actividades

EVIDENCIAS Y/O PRODUCTOS

 Software educativo.  DVD

EXPLORANDO TUS CONOCIMIENTOS 1. ¿Por qué te pareces a tus padres?__________________________________________________________________ 2. ¿De qué están compuestos los genes? ______________________________________________________________________ 3. Escribe 5 rasgos que se hereden ______________________________________________________________________ 4. Escribe 2 enfermedades hereditarias ______________________________________________________________________ 97

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ACTIVIDAD 3.1. – GLOSARIO GENÉTICO Para analizar mejor este bloque es importante y necesario que antes te familiarices con la terminología de genética, utilizando tu guía metodológica elabora un glosario con un mínimo de 20 conceptos.

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3.1 ¿CUÁLES HECHOS HISTÓRICOS CONDUJERON AL ESTUDIO DE LA GENÉTICA? LAS IDEAS PREMENDELIANAS Muchas veces hemos oído expresiones como “este niño es idéntico a su papá” o bien “tiene los ojos de la abuela”, es decir, sabemos que algunas características de los individuos han sido heredadas de sus progenitores ¿Cómo sucede esto? A lo largo de la historia de la humanidad se desconocían los detalles científicos de cómo funcionaba la herencia. Se procreaba y se observaban ciertos rasgos físicos semejantes entre padres e hijos, pero los mecanismos no eran conocidos. Muchas leyendas se basaron en extravagantes posibilidades de apareamiento entre individuos de diferentes especies. La esposa de Minos, según la mitología griega, se apareó con un toro y produjo el Minotauro. Los héroes folclóricos de Rusia y Escandinavia, eran tradicionalmente los hijos de mujeres que habían sido capturadas por osos, de los que estos hombres derivaban su gran fuerza, enriqueciendo así el linaje nacional. El camello y el leopardo también se apareaban de vez en cuando, según los primeros naturalistas, que eran incapaces de explicar de otro modo, a un animal tan poco probable como la jirafa. Así, el folklore reflejó las nociones tempranas e imperfectas acerca de la naturaleza de las relaciones hereditarias. Los filósofos griegos sostenían varias ideas: Hipócrates (460-377 a.C.) enunció la teoría de la pangénesis, según la cual cada parte del organismo enviaba su información hereditaria a los órganos reproductores, y posteriormente la información de ambos padres se mezclaba como un fluido. Aristóteles (384-322 a.C.) pensaba que el semen masculino y el flujo menstrual se mezclaban en la concepción, mientras que otros ni siquiera consideraban que este tipo de mezclas eran necesarias, las formas "simples" (gusanos, moscas, etc.) nacían por generación espontánea. Durante el siglo XVIII, el holandés Anton van Leeuwenhoek descubre "animáculos" en el esperma humano y de otros animales. Algunos otros, como los espermistas, imaginaron ver a un "pequeño hombrecito" al que llamaron homúnculo, dentro de cada espermatozoide (Fig. 3.1) y afirmaban que la hembra sólo proveía el ambiente para el desarrollo de la futura generación. Por el contrario, la escuela ovista pensaba que el futuro ser se encontraba dentro del óvulo, y que el esperma solo lo estimulaba. En el siglo XIX, la teoría de la mezcla explicaba que la unión de óvulos y espermatozoides producía una descendencia que era una "mezcla" de los rasgos de los 99

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padres. A base de esta hipótesis podría predecirse que la progenie de un animal negro y de uno blanco sería gris y que su progenie también lo sería, pues el material hereditario blanco y negro, una vez mezclado, nunca podría separarse de nuevo.

ACTIVIDAD 3.2 - EL PADRE DE LA GENÉTICA Realiza una investigación documental y contesta las siguientes preguntas: 1. ¿Sabía Mendel qué era un gen? ¿Por qué? _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 2. ¿Por qué utilizó Mendel en sus experimentos chícharos y no otra planta? _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 3. ¿Por qué Mendel llamó a la 1ª. Ley de la Uniformidad? _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 4. ¿Por qué le llamó Ley de la Segregación a su segunda Ley? _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________

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EL EXPERIMENTO DE MENDEL Se podría decir que el nacimiento de la Genética ocurrió cuando el fraile agustino Gregor Mendel (1822-1884) realizó experimentos acerca de la herencia en chícharos (Fig. 3.2) y en 1865 presentó su investigación a la Sociedad de Historia Natural de Brünn (actual República Checa), con el título Experimentos en Hibridaciones de Plantas. Mendel cimentó las bases de la Genética actual explicando que los rasgos heredables son contenidos en unidades discretas, llamadas genes, que se heredan por separado en cada generación. No fue hasta 1930 cuando se comprendió completamente el alcance de su obra, específicamente en relación con la teoría de la evolución de Darwin. Mendel seleccionó para su investigación siete rasgos del chícharo: textura y color de la semilla, posición y color de la flor, forma y color de la vaina y longitud del tallo (tabla 3.1)

Tabla 3.1. Los siete rasgos del chícharo que estudió Mendel

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Mendel ideó un mecanismo para simbolizar y comprender la transmisión de los rasgos hereditarios. Empleó un par de letras que representan los genes que intervienen en cada rasgo estudiado. Por ejemplo, en el tamaño de la planta, la letra “A” mayúscula representa al gen para tallo alto, que es un rasgo dominante, mientras que la letra “a” minúscula refiere al gen para el tallo bajo que corresponde a un rasgo recesivo.

Fig. 3.1 El homúnculo

Fig. 3.2 Gregor Mendel

ACTIVIDAD 3.3 - RETOMANDO LA HISTORIA Retomando la línea del tiempo de célula, agrégale los hechos más relevantes que marcaron el curso de la genética.

3.2 ¿QUÉ DIFERENCIAS Y SIMILITUDES ENCONTRAMOS EN LOS CONCEPTOS DE LA GENÉTICA? La genética actual, a partir del trabajo de Mendel, expone varios conceptos básicos para la comprensión de los mecanismos de la herencia: El fenotipo es la apariencia de un organismo, todo lo que podemos observar como resultado de la expresión de la información genética. Por ejemplo, el color de cabello, color de piel, altura, color de ojos, posición de las flores, forma de la hoja, etc. Por otro lado, el genotipo es la constitución genética de un organismo que determina al fenotipo y que no es observable directamente, aunque se puede inferir al analizar las proporciones fenotípicas. 102

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Los genes alelos son determinados segmentos de ADN que determinan un rasgo hereditario. Cada gen se ubica en uno de los cromosomas homólogos, lo que permite su segregación en distintos gametos durante la meiosis. En el ejemplo anterior, los genes “A” y “a” son alelos porque ambos codifican para la misma característica (tamaño de la planta), aunque con expresiones distintas: alta y baja, respectivamente. Además, cada gen se ubica en un cromosoma del par homólogo, en un lugar físico específico, conocido como locus. Los cromosomas homólogos tienen los mismos genes, ubicados en los mismos loci (plural de locus). Cuando un organismo tiene alelos iguales, se dice que el genotipo es homocigoto (raza pura), dominante y recesivo, el primero tiene sólo alelos dominantes (AA) y el segundo lleva sólo alelos recesivos (aa). Cuando el individuo porta alelos distintos (Aa), su genotipo es heterocigoto (híbrido). Para facilitar la notación, el cruzamiento inicial entre dos variedades se llama generación paterna, o P1, y su descendencia, ya fuese para la forma de las semillas o para las plantas, se llama primera generación filial, o F1. Las generaciones sucesivas a partir de este cruzamiento se denominan F2 y así sucesivamente.

3.3 ¿EN QUÉ CONSISTEN LAS LEYES, ESTABLECIDAS POR MENDEL, SOBRE LA HERENCIA? Primera ley - Ley de la uniformidad de la primera generación Al cruzar entre sí individuos de razas puras distintas para un determinado carácter, se obtiene una generación de individuos híbridos, genéticamente iguales para ese carácter y cuyo fenotipo es producto del carácter dominante. Segunda ley - Ley de la segregación de los caracteres Los alelos de un carácter en los híbridos de la primera generación se segregan durante la formación de los gametos sin mezclarse y se reúnen de nuevo de todas las formas posibles en la fecundación para originar a los individuos de la segunda generación (fig. 3.3). Tercera ley - Ley de la herencia independiente de los caracteres Cada uno de los caracteres hereditarios se transmite a los descendientes con absoluta independencia de los demás (fig. 3.4) 103

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Cruzamiento de prueba Al cruzar un fenotipo con el padre homocigoto recesivo se puede determinar el genotipo desconocido. Si se producen dos fenotipos distintos quiere decir que el progenitor desconocido era heterocigoto para ese carácter. Si por el contrario aparece un solo fenotipo entonces es homocigoto (fig. 3.5).

3.4 ¿QUÉ DIFERENCIA HAY ENTRE LOS PATRONES HEREDITARIOS MENDELIANOS Y LOS NO MENDELIANOS? Los principios establecidos por Mendel se agrupan en un modelo genético denominado herencia mendeliana. Esto implica que los patrones hereditarios, tanto rasgos normales como alteraciones hereditarias, se rigen por las leyes de Mendel. Por ejemplo, herencia autosómica dominante y recesiva, determinación del sexo. Por otro lado, aquellos rasgos que no cumplen dichas leyes quedan incluidos en la herencia no mendeliana. Por ejemplo, herencia intermedia, genes ligados, herencia ligada al sexo, alelos múltiples, codominancia, poligenia y herencia multifactorial. HERENCIA MENDELIANA Herencia autosómica dominante En este tipo de herencia sólo se necesita uno de los genes para que se exprese una característica o una mutación (Fig. 3.7). Si una persona tiene un alelo dominante defectuoso desarrollará la enfermedad. Se conoce como autosómica porque el gen se encuentra en un cromosoma somático o autosoma. La característica o anomalía será más extrema o severa en los individuos homocigotos que en los heterocigotos. Se heredan de esta forma: braquidactilia, acondroplasia, enfermedad de Huntington, polidactilia y aniridia.

Herencia autosómica recesiva Se expresa únicamente cuando en el genotipo de un individuo están los dos alelos recesivos que pueden ser normales o mutados (Fig. 3.8). Casi todas las enfermedades causadas por la falta de una enzima esencial, se heredan de esta forma. Los portadores 104

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son heterocigotos para el gen, puesto que llevan un alelo normal y otro alterado. Son personas fenotípicamente normales, pero que pueden transmitir su alelo defectuoso a sus hijos. Se heredan de forma autosómica recesiva la anemia drepanocítica (o falciforme), albinismo, fenilcetonuria y fibrosis quística, entre otras. Determinación del sexo Existen dos tipos de cromosomas: autosomas que contienen genes que determinan las características somáticas, y cromosomas sexuales o gonosomas, que definen los caracteres sexuales. En el humano, cuya dotación cromosómica es de 46, cada célula somática contiene 22 pares de autosomas más un par sexual XX si se trata de una mujer (homogaméticas) y 22 pares de autosomas y un par XY si se trata de un varón (heterogaméticos). En la mujer ocurre la inactivación de uno de los cromosomas X (que resulta en la formación del corpúsculo de Barr observado en los núcleos interfásicos), proceso que mantiene el equilibrio génico en ambos sexos al igualar el contenido de ADN cromosómico activo. La determinación del sexo ocurre en la fecundación y depende de los gametos. Al ser aleatoria, un óvulo puede ser fecundado por cualquiera de los dos tipos de espermatozoides que se han producido, por lo que en el 50% de los casos se formarán mujeres y en el otro 50% se formarán hombres (fig. 3.6).

Fig. 3.7 Herencia autosómica dominante

Fig. 3.8 Herencia autosómica recesiva

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Fig. 3.3 Primera y segunda leyes de Mendel

Fig. 3.4 Tercera ley de Mendel

Fig. 3.5 Cruzamiento de prueba

Fig. 3.6 Determinación del sexo

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ACTIVIDAD 3.4 - ¿A QUIÉN ME PAREZCO MÁS Y POR QUÉ? Construye tu árbol genealógico. Un árbol genealógico o genograma es un gráfico que muestra las relaciones de parentesco y la transferencia de los rasgos hereditarios a través de varias generaciones en una familia. Se elabora con el fin de detectar algunas anomalías genéticas y para establecer las probabilidades que tiene un padre de procrear un hijo con un rasgo determinado. El análisis genealógico puede detectar la herencia autosómica dominante y recesiva, y la herencia ligada al sexo así como pueden observarse las relaciones de consanguinidad y la unión entre personas estrechamente relacionadas. Los consejeros genéticos emplean la genealogía para determinar en las parejas si serán capaces de producir hijos sanos. Analiza en tres generaciones de tu familia dos características normales que se presenten por herencia autosómica dominante y/o recesiva, así como cualquier patología o enfermedad presente en tus familiares y elabora tu árbol genealógico. Expón tu árbol genealógico explicando el fenotipo entre los familiares presentados y el origen posible de las características y enfermedades, con base en las leyes de Mendel y, específicamente, la transmisión de caracteres hereditarios (genotipo).

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ACTIVIDAD 3.5 - PROBLEMARIO DE HERENCIA MENDELIANA Con base en las Leyes de Mendel. Resuelve el siguiente problemario en tu libreta. 1. Mendel, en uno de sus experimentos, cruzó dos plantas de chícharo de líneas puras, una de tallo largo y otra de tallo corto. Utilizando la cuadricula de Punnett, muestra el genotipo y fenotipo que obtuvo en la F1 y F2. 2. Se cruzan dos plantas de chícharos, una de vainas verdes y flores axilares (VVAA) con otra de vainas amarillas y flores terminales (vvaa). Obtén genotipos y fenotipos de F1 y F2, utiliza el cuadro de Punnett. 3. Se cruzan tomates rojos híbridos y de tamaño normal homocigotos con la variedad amarilla enana. ¿Qué proporción de tomates rojos que salen en la F1 serán enanos? (Los alelos dominantes son el tamaño normal y el color rojo). 4. El color rojo de la pulpa del tomate depende de la presencia de un factor R dominante sobre su alelo r para el amarillo. El tamaño normal de la planta se debe a un gen N dominante sobre el tamaño enano n. Se cruza una planta de pulpa roja y tamaño normal, con otra amarilla y normal y se obtienen: 30 plantas rojas normales, 31 amarillas normales, 9 rojas enanas y 10 amarillas enanas. ¿Cuáles son los genotipos de las plantas que se cruzan?. Comprobar el resultado realizando un cuadro de Punnett. 5. En la especie vacuna, la falta de cuernos F, es dominante sobre la presencia f. Un toro sin cuernos se cruza con tres vacas: a) Con la vaca A que tiene cuernos se obtiene un ternero sin cuernos. b) Con la vaca B también con cuernos se produce un ternero con cuernos. c) Con la vaca C que no tiene cuernos se produce un ternero con cuernos. ¿Cuáles son los genotipos del toro y de las tres vacas? 6. Un ratón A de pelo blanco se cruza con uno de pelo negro y toda la descendencia obtenida es de pelo blanco. Otro ratón B también de pelo blanco se cruza también con uno de pelo negro y se obtiene una descendencia formada por 5 ratones de pelo blanco y 5 de pelo negro. ¿Cuál de los ratones A y B será homocigoto y cuál heterocigoto? Razona la respuesta. 7. En la especie humana la Miopía es un rasgo dominante (M). Al unirse una mujer de visión normal a un hombre con miopía, tienen un hijo con visión normal. Determina el genotipo de: a) La madre. b) El padre. c) El hijo. d) Explica cómo se pudo presentar este suceso. e) Determina qué posibilidad tiene la pareja de que su siguiente hijo tenga visión normal, y que probabilidad de que su siguiente hijo sea miope. 8. El defecto del albinismo es una característica recesiva. Si una mujer albina se une a un hombre de color normal cuyo padre es albino, si tienen 8 hijos ¿Cómo serán fenotípicamente sus hijos? 108

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9. La aniridia (dificultades en la visión) en el hombre se debe a un factor dominante (A). La jaqueca es debida a otro gen también dominante (J). Un hombre que padecía de aniridia y cuya madre no, se casó con una mujer que sufría jaqueca, pero cuyo padre no la sufría. ¿Qué proporción de sus hijos sufrirán ambos males? 10. Investiga en tus familiares, el fenotipo de plegar su lengua en U. Con base a la información obtenida realiza un árbol genealógico expresando el genotipo de cada integrante. La capacidad de plegar la lengua exprésala como una característica dominante y la incapacidad de plegar la lengua como una característica recesiva. 11. Un varón de piel blanca se casa con una mujer de piel oscura. La madre de la mujer era de piel blanca, el padre de piel oscura y tenía un hermano de piel oscura. Del matrimonio nació un hijo con piel oscura. Razona cómo será el genotipo de todos ellos, sabiendo que el color de piel oscura domina sobre el color de piel blanca. Elabora un árbol genealógico para explicarlo.

HERENCIA NO MENDELIANA Herencia intermedia o Dominancia incompleta Al cruzar distintas líneas puras entre sí (dominantes y recesivas), se obtiene en la primera generación individuos con un rasgo intermedio al de los dos progenitores puros. Por ejemplo, en humanos la textura del cabello está influida por un gen con dos alelos dominantes incompletos, que llamaremos C1 (cabello rizado) y C2 (cabello lacio). Los heterocigotos con el genotipo C1C2 tienen cabello ondulado. Si una persona con cabello rizado tiene un hijo con una persona de cabello lacio, todos sus hijos saldrán con cabello ondulado (F1). Si dos personas con cabello ondulado se casan (F 2), tendrán hijos con cualquiera de los tres tipos de cabello, con las siguientes probabilidades: 25% cabello rizado (C1C1), 50% cabello ondulado (C1C2) y 25% cabello lacio (C2C2), con lo que se obtiene una proporción fenotípica de 1:2:1 (Fig. 3.9). Esto ocurre porque uno de los alelos para la textura del cabello ejerce una dominancia incompleta sobre el otro alelo. Otros rasgos con herencia intermedia son la braquidactilia y anemia falciforme. Genes ligados Los genes se separan independientemente durante la meiosis; sin embargo, existen grupos de genes en un mismo cromosoma. Un ejemplo de ligamiento lo constituyen los genes del grupo sanguíneo Rh y los genes HLA (complejo de histocompatibilidad)

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Fig. 3.9 Herencia intermedia

Fig. 3.10 Genes ligados

Por ejemplo, en el chícharo dulce (Fig. 3.10), el color de flor púrpura (P) domina sobre el rojo (p), y la forma larga de polen (L) domina sobre la redonda (l). Cuando un chícharo homocigoto de polen largo y de flor púrpura se cruza con uno de polen redondo y de flor roja, toda la F1 tiene flores púrpuras y polen largo. Así los fenotipos de la F2 no se presentan como 9:3:3:1, sino que tienen 75% de plantas de polen largo y flor púrpura y 25% de polen redondo y flor roja. Sin embargo, los genes para el color de la flor y la forma del polen están en el mismo cromosoma de tal manera que los genes se distribuyen juntos durante la meiosis y se heredan juntos. Herencia ligada al sexo Existen rasgos determinados por genes que se encuentran en cualquiera de los dos cromosomas sexuales: X o Y. Por esta razón, las proporciones que se obtienen en la descendencia, así como los mecanismos por los cuales se heredan, cambian respecto a los genes que se encuentran en los cromosomas somáticos. 110

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En los humanos, el cromosoma Y contiene unas cuantas docenas de genes, muchos de los cuales desempeñan un papel en la masculinidad. En cambio, el cromosoma X contiene más de 1000 genes, pocos de los cuales tienen un papel específico en la reproducción de rasgos femeninos y la mayoría no tienen su equivalente en el cromosoma Y, codificando rasgos que son importantes en ambos sexos como la visión del color, la coagulación de la sangre y ciertas proteínas estructurales de los músculos.

Fig. 3.12 Experimento de Morgan

Fig. 3.11 Herencia ligada al cromosoma X: daltonismo

Así se tiene que, la mayoría de este tipo de herencia los genes anómalos se encuentran en el cromosoma X y son recesivos, por lo que se debe tener el gen dañado en dosis doble (homocigosis) para que se produzca la enfermedad en la mujer y en el varón solo se necesita uno (Fig. 3.11). Las mujeres con fenotipo normal pueden no llevar el gen (homocigotas dominantes), o llevar uno normal y uno dañado (heterocigota o portadora). Si una mujer portadora se une a un hombre sano, en cada fecundación tendrá una probabilidad del 25% de hijas sanas (que no lleven el gen), 25% de hijas portadoras (heterocigotas), 25% de hijos sanos (su cromosoma X lleva el gen dominante) y 25% de hijos enfermos (su cromosoma X lleva el alelo dañado).

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El descubrimiento de los genes ligados al sexo fue hecho en 1910 por Thomas H. Morgan en la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster (Fig. 3.12). Esta mosca posee características externas claramente observables. Una de ellas es el color de ojos. El color natural o silvestre es rojo, pero hay una serie de variantes en este rasgo hereditario. Morgan estudió esta característica y observó que algunas moscas tenían ojos de color blanco. A través de sus investigaciones logró determinar qué ese rasgo estaba ligado al cromosoma X. En sus trabajos, Morgan cruzó machos de ojos blancos con hembras de ojos rojos. En la F1, todos los individuos de ambos sexos tenían ojos rojos Cuando las moscas de la F1 se cruzaron entre sí, el 25% de los descendientes de la F2 presentaron ojos blancos y el 75% restante ojos rojos. Estos resultados permiten inferir que el rasgo de color de ojos está controlado por dos alelos, en donde el gen que determina el color rojo es dominante sobre el gen para el color blanco. Si se analiza el sexo y color de ojos de los individuos de la F2, se puede comprobar que todas las hembras son de ojos rojos, en tanto que los machos, sólo la mitad es de ojos de color rojo y la otra mitad, de color blanco. Las moscas de ojos blancos tienen alelos puros para ese rasgo, ya que originan solo progenie con ojos blancos. En cambio, las moscas hembras de ojos rojos pueden tener genes para ojos de color rojo o blanco, ya que la descendencia obtenida de ellas presenta las dos características. Con base en lo anterior, surge la teoría cromosómica de la herencia, la cual ha tenido aportaciones posteriores, y en la actualidad puede resumirse en los siguientes postulados:  Los genes que determinan los factores hereditarios del fenotipo se localizan en los cromosomas.  Cada gen ocupa un lugar específico o locus (en plural es loci) dentro de un cromosoma concreto.  Los genes se encuentran dispuestos linealmente a lo largo de cada cromosoma.  Los genes alelos se encuentran en el mismo locus de la pareja de cromosomas homólogos, por lo que en los organismos diploides cada carácter está regido por una par de genes alelos.

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Codominancia y alelos múltiples Los alelos múltiples son una condición en la que hay más de dos alelos alternativos probables que definen ciertos rasgos. Un ejemplo clásico son los alelos del sistema de grupos sanguíneos ABO (Tabla 3.2 y Fig. 3.13) y los del complejo de histocompatibilidad (HLA). Los alelos múltiples se originan por diferentes mutaciones en un mismo gen. Los 4 grupos sanguíneos, A, B, AB u O, son consecuencia de tres distintos alelos de un sólo gen (IA, IB e iO) presente en el cromosoma 9. Este gen codifica una glucoproteína específica que se localiza en la superficie de los glóbulos rojos o eritrocitos. A su vez, los alelos IA e IB son codominantes sobre iO que es recesivo, es decir, ambos son fenotípicamente detectables en heterocigosis, por lo que tienen sangre tipo AB.

Tabla 3.2 Grupos sanguíneos

Fig. 3.13 Codominancia y alelos múltiples

ACTIVIDAD 3.6 - ¿CÓMO SE TRANSMITE LA HEMOFILIA? En las familias reales puede observarse en sus genogramas un alto grado de consanguinidad, ya que era tradicional y beneficioso casarse entre los miembros de la realeza, un ejemplo de ello es la reina Victoria de Inglaterra. Analiza el siguiente genograma y determina cuál es el patrón genético que sigue la hemofilia apoyándote en la teoría cromosómica. Especificando por qué se presentan personas sanas, portadoras y enfermo/a. 113

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Además, el ambiente influye sobre muchos rasgos poligénicos. A la suma de los factores herencia-ambiente se le conoce como herencia multifactorial. Entre los padecimientos que se heredan en forma multifactorial se encuentran la mayoría de los defectos del nacimiento: labio y paladar hendido, defectos del tubo neural, luxación congénita de cadera, estenosis pilórica, cardiopatías, etc y muchos padecimientos sistémicos: lupus eritromatoso, diabetes mellitus, esquizofrenia, epilepsia, hipertensión arterial, psicosis maniacodepresiva.

ACTIVIDAD 3.7 - MENDELIANOS VS NO MENDELIANOS En tu libreta elabora un cuadro comparativo sobre los tipos de herencia mendeliana y no mendeliana.

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3.5 ¿QUÉ ES UNA MUTACIÓN? El botánico Hugo de Vries en el año de 1901, en sus estudios sobre herencia mendeliana en plantas, encontró que la herencia en la mayoría de las especies generalmente era ordenada y predecible. Sin embargo, pudo observar que cada cierto tiempo aparecía alguna variante que no estaba presente ni en los progenitores ni en ningún antecesor de estas mismas plantas. A partir de lo ocurrido de Vries planteo una hipótesis, donde determinó que estas variantes surgían como resultado de cambios súbitos en los genes y que la variante producida por un gen cambiado se transmitía luego a la progenie, como lo hace cualquier otra característica hereditaria. De Vries denominó mutaciones a estos cambios hereditarios repentinos, y mutantesa los organismos que exhibían estos cambios. Los conceptos propuestos por de Vries no resultaron tan erróneos, el concepto de mutación como fuente de la variación genética demostró ser de suma importancia, aunque la mayoría de sus ejemplos no eran muy válidos. ACTIVIDAD 3.8 - PROBLEMARIO DE HERENCIA NO MENDELIANA Resuelve en tu libreta los siguientes problemas de genética. Léelos con detenimiento y razona el patrón hereditario. 1. Un perro de pelo negro, cuyo padre era de pelo blanco, se cruza con una perra de pelo gris, cuya madre era negra. Sabiendo que el color negro del pelaje domina sobre el blanco en los machos, y que en las hembras negro y blanco presentan herencia intermedia, explicar cómo serán los genotipos de los perros que se cruzan y tipos de hijos que pueden tener respecto del carácter considerado. 2. ¿Qué proporción genotípica y fenotípica cabe esperar en un matrimonio entre un hombre daltónico y una mujer portadora? 3. Si ambos padres tiene sangre tipo A ¿Qué posibilidades hay de que tengan un hijo con tipo sanguíneo O? Fundamenta tu respuesta. 4. Se cruzan dos plantas de flores color naranja y se obtiene una descendencia formada por 30 plantas de flores rojas, 60 de flores naranja y 30 de flores amarillas. ¿Qué descendencia se obtendrá al cruzar las plantas de flores naranjas obtenidas, con las rojas y con las amarillas también obtenidas? Razona los tres cruzamientos. 5. Al cruzar una gallina normal con un gallo paticorto salieron todos los gallitos normales y todas las gallinitas paticortas. Posteriormente se realiza la F2 y se obtiene que la mitad de los gallos y la mitad de las gallinas salen paticortas. Tratar de explicar estos resultados.

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Con base a la siguiente información, analízala y resuelve en un cuadro de Punnett que resultaría para el color de los ojos humanos cuando ambos padres tienen los ojos de color miel. El siguiente recuadro representa la cantidad de alelos dominantes y recesivos que codifican diferentes colores en el iris humano. Tipos de Alelos 4 dominantes

Color de ojos Café oscuro/negro

3 dominantes 1 recesivo

Café claro

2 dominantes 2 recesivos

Color miel

1 dominante 3recesivos 4 recesivos

Color verde o azul oscuro Azul claro

Padre

_AB_

AaBb

_____

AB A Madre

AbBb

Abb

ab Elabora una tabla donde registres los resultados obtenidos en el cuadro de Punnett y anota la probabilidad para cada genotipo y fenotipo resultante. Además realiza otro cuadro de Punnett para los hijos de dos personas: una con ojos azul claro y otra con ojos café oscuro y contesta: ¿es posible que dos personas con ojos azul claro puedan tener un hijo con ojos color miel?

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Las mutaciones junto con la recombinación genética aumentan la variabilidad genética de las especies, lo que contribuye a su adaptación al medio ambiente y, en definitiva, a la evolución de las mismas. Si no existieran las mutaciones no existiría la gran biodiversidad planetaria. En un ambiente heterogéneo o cambiante, una variación determinada puede darle a un individuo o a su progenie una ligera ventaja, como así también un efecto negativo provocando la extinción de una especie. Para resumir entonces:"Una mutación es un cambio heredable en el material genético de una célula". De acuerdo al dogma central de la biología, el ADN es una molécula estable que contiene la información genética, sin embargo al cambiar dicha información, también lo hará la secuencia de aminoácidos en las proteínas formadas, provocando alteraciones que generalmente son corregidas a través de diferentes mecanismos de reparación; no obstante, pueden generarse cambios en la secuencia de bases. En la naturaleza las mutaciones ocurren al azar y espontáneamente, pero se conocen varios agentes externos, los mutágenos, que inducen varias clases de cambios heredables perjudiciales o benéficos y pueden ser: físicos (rayos ultravioleta, X, gamma), químicos (agentes alquilantes, oxidantes) y biológicos (virus y transposones). Podemos establecer dos grandes grupos de mutaciones en relación con el tipo de células en las que se producen: somáticas y germinales. Una mutación en una célula somática, puede provocar alteraciones en el organismo en el que se presente; pero desaparece en el momento en que muere el individuo en que se originó. Sin embargo, las mutaciones en las células germinales, óvulos y espermatozoides, pueden transmitirse como rasgos hereditarios diferenciadores a los descendientes del organismo en los que tuvo lugar la mutación.

TIPOS DE MUTACIONES Las mutaciones pueden darse en tres niveles diferentes: molecular (génicas o puntuales), cromosómico y genómico MUTACIONES GÉNICAS O PUNTUALES Las mutaciones a nivel molecular son llamadas génicas o puntuales y afectan la constitución química de los genes cambiando la secuencia de nucleótidos. 117

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Se originan por: Sustitución. Donde debería haber un nucleótido se inserta otro. Por ejemplo, en lugar de la citosina (C) se instala una timina (T). Inversión. Mediante dos giros de 180° dos segmentos de nucleótidos de hebras complementarias se invierten y se intercambian. Translocación. Ocurre un traslape de pares de nucleótidos complementarios de una zona del ADN a otra Deleción. Se pierde o elimina uno o más nucleótidos produciendo un error de lectura durante la traducción que conlleva a la formación de proteínas no funcionales. Inserción. Ocurre cuando se añade o agrega uno o más nucleótidos.

ACTIVIDAD 3.9 - MUTACIONES GÉNICAS En la siguiente tabla identifica y coloca en la columna izquierda el nombre de las diferentes mutaciones génicas o puntuales.

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ACTIVIDAD 3.10 – ERROR DE LECTURA La anemia falciforme es una enfermedad que se debe a una mutación en un nucleótido del gen que tiene información para la fabricación de la hemoglobina. A partir del alelo mutado se generan moléculas de hemoglobina anormales. La secuencia de ADN que se muestra a continuación pertenece al gen que tiene la información para fabricar un fragmento de la hemoglobina normal:

GTGCACCTGACTCCTGAGGAG CACGTGGACTGAGGACTCCTC a. Utilizando la tabla del código genético que construiste en la actividad de la página 79 escribe la secuencia de aminoácidos que se sintetiza a partir de la hebra inferior del ADN. Secuencia de ARNm:

Secuencia proteica:

Acuérdate que la hebra de ARNm obtenido a partir de “leer” la hebra inferior del ADN es de secuencia igual a la hebra superior, sólo que en vez de T tiene U. b. El fragmento de proteína que figura a continuación pertenece a la hemoglobina falciforme. Val-His-Leu-Trip-Pro-Val-Glu Compara esta secuencia con la anterior y determina cuál es el nucleótido que sufrió la mutación responsable de la anemia falciforme ¿De los tres tipos principales de mutación que existen ésta es de tipo? _______________________ ¿Y a la vez a cual subtipo pertenece? ____________________________ ¿Qué sucedió? _____________________________________________________

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MUTACIONES CROMOSÓMICAS El cambio afecta a un segmento de cromosoma (mayor de un gen), por tanto a su estructura. Estas mutaciones pueden ocurrir por: Deleción. Es la pérdida de un segmento cromosómico, que puede ser terminal o intercalar (Fig. 3.14). Cuando ocurre en los dos extremos, la porción que porta el centrómero une sus extremos rotos y forma un cromosoma anular (Fig. 3.15). Inversión. Cuando un segmento cromosómico rota 180° sobre sí mismo y se coloca en forma invertida, por lo que se altera el orden de los genes en el cromosoma (Fig. 3.16).

Fig. 3.14 Deleción

Fig. 3.15 Cromosoma anular

Fig. 3.16 Inversión

Fig. 3.17 Translocación

Translocación. Intercambio de segmentos entre cromosomas no homólogos, que puede ser o no recíproca (Fig. 3.17). Algunos tipos de translocaciones producen abortos tempranos. También se pueden formar portadores de trisomías como la del 21 (síndrome de Down); al translocarse todo el cromosoma 21 a otro cromosoma como el 14 (14/21), los gametos de esa persona llevarán el cromosoma translocado más uno normal, por lo que al fecundarse con el gameto contrario, el producto resultante tendrá tres cromosomas 21. 120

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Isocromosomas: Se origina durante la meiosis o mitosis, cuando la división del centrómero se produce según el plano transversal en vez de vertical. Como consecuencia, uno de los brazos del cromosoma original se pierde y los brazos del isocromosoma resultante son genéticamente idénticos entre sí pero en sentido inverso (Fig. 3.18).

Fig. 3.18 Isocromosomas

ACTIVIDAD 3.11 - MUTACIONES CROMOSÓMICAS Completa la siguiente tabla sobre enfermedades por mutaciones cromosómicas.

TIPO DE MUTACIÓN

ENFERMEDAD

CARACTERÍSTICAS

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MUTACIONES GENÓMICAS Son alteraciones en el número de los cromosomas propios de la especie. Este tipo de mutaciones también recibe el nombre de aberraciones o variaciones cromosómicas. Pueden ser: Euploidía Se da cuando la mutación afecta al número de juegos completos de cromosomas, es decir, afecta a todo el genoma. Se pueden clasificar por el número de cromosomas que se tengan en: monoploidía o haploidía: si las células presentan un solo juego de cromosomas; y poliploidía: si presentan más de dos juegos cromosómicos. Son causadas por errores en la separación (disyunción) de los pares de cromosomas homólogos durante la meiosis, no separándose ninguno de estos. Los organismos poliploides generalmente son más grandes y vigorosos presentando habitualmente gigantismo. Esto ha sido empleado en numerosas plantas cultivadas donde el tamaño de hojas, semilla, fruto o flor es económicamente importante, por ejemplo en alfalfa, tabaco, café, plátano, manzana, pera, lila y crisantemo. Aneuploidía Afecta al número de cromosomas individualmente y se debe al fenómeno de no disyunción ocurrido durante la meiosis cuando los cromosomas homólogos no se separan y ambos se incorporan a un mismo gameto (Fig. 3.19). Si este gameto fecunda a otro se originará un cromosoma triplicado (trisomía); de igual forma también habrá gametos que tendrán un cromosoma menos (Fig. 3.20) y, por ello, cuando fecunden a otro normal, el individuo tendrá un cromosoma menos (monosomía). Trisomías En el humano, se pueden presentar a nivel de cromosomas somáticos (autosomas), como la trisomía del cromosoma 21 que produce el síndrome de Down (47, XX + 21 ó 47, XY + 21).Asimismo, los cromosomas sexuales (gonosomas) pueden afectarse, como el caso delsíndrome de Klinefelter (47, XXY), donde sus células tienen un número anormal de cuerpos de Barr. Otros síndromes son el triequis o metahembras (47, XXX) y la polisomía XYY (47, XYY). 122

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Fig. 3.19 La no disyunción produce monosomías y trisomías

Fig. 3.20 Trisomías y monosomías en cromosomas sexuales

Monosomías La falta de un cromosoma produce una monosomía. En el humano, se presenta el síndrome de Turner (45, X). No presentan cuerpo de Barr como las mujeres normales, pues el único cromosoma X que tienen está activado. A continuación, se detallan las características de algunas mutaciones que se pueden dar en la especie humana.

ACTIVIDAD 3.12 MUTACIONES GENÓMICAS Realiza una investigación documental sobre los síndromes que aparecen en las siguientes tablas y completa la información ALTERACIONES EN LOS AUTOSOMAS SÍNDROME

TIPO DE MUTACIÓN

Síndrome de Down

Trisomía 21

Síndrome de Edwars

Trisomía 18

Síndrome de Patau

Trisomía 13 ó 15

CARACTERÍSTICAS Y SÍNTOMAS DE LA MUTACIÓN

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ALTERACIONES EN LOS CROMOSOMAS SEXUALES Síndrome de Klinefelter

44 autosomas + XXY

Síndrome del duplo Y

44 autosomas + XYY

Síndrome de Turner

44 autosomas + X

Síndrome de Triple X

44 autosomas + XXX

3.6 ¿CUÁLES SON LAS APLICACIONES MÁS IMPORTANTES DE LA GENÉTICA? Andrea es una chica de 40 años muy agraciada vive con su pareja que es Ricardo y planean tener un hijo, solo que no se atreven debido a que en las familias de ambos hay antecedentes de Síndrome de Down. ¿Si ellos fueran tus amigos, cómo podrías ayudarlos? CONSEJO GENÉTICO El Consejo Genético es el estudio que se realiza a través de la valoración clínica y estudios especializados para saber si existe riesgo de que en una familia se pueda repetir, o bien presentarse por primera vez, alguna malformación congénita (alteración del desarrollo anatómico que se presenta durante la vida intrauterina y se manifiesta al nacimiento) o cualquier enfermedad, independientemente de que la causa sea o no genética (hereditaria). Por lo que, la práctica del asesoramiento o consejo genético es muy importante en la prevención de enfermedades hereditarias y síndromes con malformaciones congénitas (que se presentan al nacimiento). Este Consejo Genético puede ser previo a/o después de. El primero es aquel que se imparte antes del nacimiento de un niño afectado y el segundo es el que se da cuando, dentro de una familia, existe el antecedente de uno o más casos con alguna alteración que puede ser hereditaria y en relación con la cual se consulta. 124

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El equipo que lo imparte está conformado por varios especialistas (gineco-obstetras, psicólogos, endocrinólogos, cirujanos, trabajadores sociales, etc), coordinados por un genetista. Para impartir consejo genético se deben tener en cuenta los aspectos médicos y psicológicos tanto del paciente como de su familia. El estudio deberá explicar cuál será la evolución del defecto de nacimiento o enfermedad por la que se consulta, sobre el manejo terapéutico, dietético o de rehabilitación y, sobre todo, informar sobre las medidas preventivas que pueden tomarse. Las causas más frecuentes para solicitar asesoramiento genético son: personas que sufren un padecimiento genético, parejas con un hijo afectado, familias con parientes afectados, aborto de repetición, consanguinidad y mismo grupo étnico. Algunos trastornos genéticos se pueden descubrir antes del nacimiento por medio de una serie de pruebas que constituyen el diagnóstico prenatal. Entre estos procedimientos está la amniocentesis, que consiste en tomar una muestra de líquido amniótico que se analiza por medio de un cariotipo, detectándose cualquier anomalía cromosómica numérica o estructural. La fetoscopía, que permite ver al feto por medio del endoscopio, y la ultrasonografía, que utiliza ondas de sonido de alta frecuencia para producir una imagen del feto en una pantalla, es de gran valor para el diagnóstico de algunas malformaciones fetales. Al confirmar el diagnóstico se toman las medidas terapéuticas y preventivas requeridas, tales como restricciones dietéticas, administración de enzimas, trasplantes de células, manipulación genética y tratamiento quirúrgico prenatal, entre otras. PROYECTO GENOMA HUMANO El Proyecto Genoma Humano (PGH) se inició en 1988 y se concluyó en el 2004. Consistió en obtener la secuencia completa de más de 3,000 millones de pares de bases del ADN del genoma humano, codificada en 23 pares de cromosomas contenidos en cada una de las células del cuerpo. Se estima que, en total, deben ser unos treinta mil genes. En los últimos años la localización de genes ha tenido un notable avance, pues en 1990 ya se habían localizado más de 600. Es importante hacer notar que para algunos cromosomas las investigaciones han resultado muy fructíferas, como es el caso del cromosoma X.

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ACTIVIDAD 3.13 - ¿POR QUÉ ES IMPORTANTE EL PROYECTO DEL GENOMA HUMANO? Realiza la lectura del artículo que se encuentra en el siguiente link http://www.alumno.unam.mx/algo_leer/Genoma.pdf; posteriormente realiza un mapa conceptual sobre el proyecto del genoma humano.

INGENIERÍA GENÉTICA Es un conjunto de técnicas cuyo objetivo principal es la creación de nuevas combinaciones genéticas basándose en la manipulación directa del ADN.

ACTIVIDAD ESPECÍFICA: TRANSGÉNICOS A partir de la proyección del documental “El Futuro de los Alimentos” y el siguiente artículo analiza para qué y cómo puedes utilizar los organismos transgénicos y qué repercusiones pueden tener en ti el consumirlos. Realiza un ensayo al respecto, considerando los aspectos bioéticos.

Prof. Daniel Ramón. Director del Instituto Agroquímica y Tecnología de Alimentos IATA-CSIF. Valencia. Fecha de Publicación: Abril de 1999

Alimentos transgénicos: objetivos y valores Alimento transgénico es aquel en cuyo diseño se han utilizado técnicas de ingeniería genética. Con ello se pretende obtener productos cuyas características respondan más adecuadamente a las exigencias del productor o del consumidor. Esta denominación se utiliza sólo en España, ya que en el resto de países de nuestro entorno se les incluye dentro del término más amplio de "nuevos alimentos" (en inglés "novel foods"). Los alimentos transgénicos no representan algo nuevo, ya que desde la antigüedad el hombre viene modificando el patrimonio genético de animales o plantas para crear nuevas razas de animales o variedades vegetales cuyo rendimiento industrial sea más adecuado. Mediante el cruce sexual, los ganaderos han obtenido durante siglos nuevas razas de vacuno que produjeran más leche y los agricultores han conseguido variedades vegetales de mayor interés agronómico. Al llevar a cabo estos cruces, los mejoradores combinan de forma aleatoria los miles de genes de los genomas de dos cepas parentales intentando encontrar un genoma resultante que reúna los 126

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genes beneficiosos de ambos progenitores. Se trata por lo tanto de una técnica basada en el azar en la que la probabilidad de encontrar la combinación genética adecuada es muy baja. Pero conviene recordar que ha funcionado, y que la inmensa mayoría de alimentos animales o vegetales de nuestra dieta están constituidos por especies obtenidas mediante esta estrategia. Por contra, y como comentamos al principio, en el diseño de los alimentos transgénicos se utilizan técnicas de ingeniería genética. En estas, a partir del genoma de un individuo donador se aísla el gen que interesa expresar, se modifica in vitro y se introduce, ya sea en el genoma del propio individuo, ya sea en el genoma de un organismo receptor que puede ser un animal, un vegetal, o un microorganismo. Recordemos que el término transgénico hace referencia a la expresión de un gen proveniente de una especie de forma distinta. Así, sólo aquellos alimentos transgénicos en los que se hayan expresado genes de otras especies tendrían una denominación correcta. Las diferencias entre los alimentos de la biotecnología tradicional y los alimentos transgénicos son sólo técnicas. Por un lado, las técnicas de ingeniería genética son mucho más precisas que el cruce sexual, por lo tanto se pueden obtener resultados mucho más adecuados en un menor tiempo. Además, la ingeniería genética implica direccionalidad, o lo que es lo mismo, mayor control sobre el producto final frente al azar del cruce sexual. Finalmente, son mucho más potentes al permitir transferir genes de una especie a otra, o incluso de un reino a otro. Sin duda, esta última característica tiene repercusiones de índice ético o social. Se han comercializado unos pocos alimentos transgénicos, aunque muchos otros están en fase de experimentación o comercialización. Pueden ser transgénicos que portan múltiples copias del gen de la hormona de crecimiento de la trucha y ganan tamaño mucho más rápido con el consiguiente beneficio para el productor. La ingeniería genética permite expresar determinados genes en determinados tejidos. Así, se han expresado genes que codifican proteínas de alto valor añadido en la glándula mamaria de diferentes mamíferos. Son fármacos de alto valor añadido como el activador del plasminógeno o el factor antihemofílico, con lo que un rebaño de tamaño medio podría producir la suficiente cantidad de estos productos para poder atender la demanda de todos los enfermos actuales durante un año. Un beneficio espectacular para el consumidor. También se han aplicado técnicas de ingeniería genética en el caso de los alimentos fermentados. Se han construido bacterias lácticas o levaduras transgénicas que portan genes de otros organismos. Los resultados son quesos en los que es posible controlar, e incluso acortar, los tiempos de maduración sin pérdida de calidad, o vinos con un incremento de aroma afrutado, una característica organoléptica muy apreciada por el consumidor centroeuropeo. Basta echar un vistazo a los periódicos nacionales durante los últimos tres meses para comprender que, a pesar de sus enormes posibilidades, existe un debate social en torno a la comercialización de los alimentos transgénicos. Los miedos asociados a su ingesta son mucho 127

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mayores que los asociados al uso de cualquier otro producto de la ingeniería genética. ¿Por qué? Podemos encontrar varias razones pero la más importante es que con los alimentos transgénicos el consumidor siempre tiene la opción de escoger. Podemos decidir entre consumir tomate transgénico o uno convencional, pero no sobre inyectarnos insulina transgénica, ya que no existe la alternativa contraria. A este hecho sumemos que alimentación es algo más que la necesidad fisiológica de obtener energía: alimentación es cultura. En este contexto deben entenderse todos los recelos en torno a la ingesta de estos productos. ¿Cual es la situación actual? Hay una disputa entre dos polos: las compañías multinacionales productoras y los grupos de presión (fundamentalmente organizaciones ecologistas) con sus mensajes contrarios. Esta controversia unida a la falta de divulgación científica adecuada confunden al consumidor que se pregunta: ¿son seguros los alimentos transgénicos? Desde un punto de vista científico la respuesta es clara: son al menos tan seguros como aquellos convencionales de los que proceden. Partamos de la base en que en alimentación, como en cualquier otra faceta de la vida, es imposible hablar de riesgo cero. Por eso los riesgos deben definirse por comparación con situaciones conocidas. Todos los alimentos transgénicos han tenido que pasar una serie de pruebas de laboratorio encaminadas a demostrar su inocuidad sanitaria. Como ejemplo baste decir que la compañía productora del tomate FlavrSavt TM, el primer alimento transgénico comercializado, tardó cuatro años en realizar todas las pruebas exigidas por la agencia estatal FDA (Food and DrugAdministration) hasta obtener el permiso de comercialización. Así ha sido con todos los alimentos que se han comercializado hasta la fecha, y así seguirá siendo, ya que la legislación americana y europea lo contempla. Las pruebas requeridas se basan en determinar la composición nutricional del alimento transgénico y detectar su posible alergenicidad o toxicidad. Todas estas pruebas no se exigen al resto de alimentos, aunque así debiera ser. Desde distintos frentes se ha postulado el riesgo que para el medio ambiente supone la construcción de estos alimentos, sobre todo la de los vegetales transgénicos. A menudo se habla de la posible transferencia de los genes exógenos desde la variedad transgénica a variedades silvestres. Esta transferencia se produce frecuentemente en la Naturaleza, en algunas especies convencionales más que en otras. Por eso podemos afirmar que, por ejemplo en Europa, la transferencia de genes es imposible si utilizamos maíz transgénico y probable si utilizamos soja transgénica. Resulta por lo tanto evidente que el control sobre este tipo de experimentos debe ser riguroso. Y de hecho así lo es al deberse aplicar las distintas reglamentaciones que legislan al respecto. En 1992, el Gobierno estadounidense declaró a través de la FDA que no necesitaba desarrollar una legislación especial para los alimentos transgénicos, al considerar que la existente para la comercialización de variedades obtenidas por métodos genéticos convencionales cubría todos los 128

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aspectos necesarios. Conviene destacar que con ello el legislador americano decidió evaluar sólo el producto final en cuanto a su inocuidad sanitaria, obviando la técnica usada (cruce sexual vs ingeniería genética) para su diseño. La Comunidad Europea sin embargo decidió desarrollar una legislación específica para estos productos que considera tanto el alimento final como las técnicas utilizadas. El pasado mes de Julio se aprobó el Reglamento para la comercialización de los nuevos alimentos, que entre otros, incluye los alimentos transgénicos. En esta normativa se diseña un entramado burocrático por el que cada alimento transgénico deberá superar antes de su comercialización la aprobación por parte de un comité de expertos científicos nombrado por la Comisión Europea, así como el visto bueno de comités de cada uno de los países miembros. En Japón o Canadá también disponen de legislación para la comercialización de los alimentos transgénicos bastante similar, en cuanto a la aprobación por parte de comités, a la europea. Una de las cuestiones más consideradas en la reglamentación europea es la del etiquetado. ¿Deben ser etiquetados los alimentos transgénicos? Esta cuestión implica una pelea por intereses. Las compañías productoras son, en general contrarias a dicho etiquetado ya que temen una bajada en las ventas. Pero el consumidor tiene todo el derecho a estar informado. Las autoridades americanas han decidido etiquetar sólo aquellos alimentos transgénicos cuya composición varíe con respecto al convencional equivalente, o aquellos que contengan genes de reserva ética (un gen de animal expresado en un vegetal con el consiguiente problema para los vegetarianos), organismos modificados genéticamente vivos (un yogurt producido con una bacteria láctica transgénica), o la aparición en su composición de un producto con un efecto tóxico probable en una subpoblación (aparición de fenilalanina y riesgo para la fenilcetonúricos). La legislación europea es muy similar, pero ha sido objeto de un amplio debate, de forma que en estos momentos se prevé la modificación de dicho reglamento en lo concerniente al etiquetado y se prevé la obligatoriedad del etiquetado para todos los alimentos transgénicos. Curiosamente algunas compañías han decidido asumir, sin necesitarlo, el riesgo del etiquetado. Por ejemplo, Zeneca en Inglaterra decidió etiquetar una sopa obtenida a partir de tomates transgénicos, a pesar de la decisión del gobierno británico que le eximía del mismo. Acompañaron esta decisión con una campaña publicitaria explicando al consumidor la modificación genética introducida en el tomate transgénico, y el producto se ha vendido sin problemas. En este mismo país algunas cadenas de supermercados han anunciado públicamente que etiquetarán todos los alimentos transgénicos que se vendan en sus estanterías, independientemente de que así lo determinen los comités pertinentes. En resumen, el etiquetado es una cuestión de defensa e información del consumidor. La etiqueta es exigible, pero la etiqueta debe ser informativa. Y para ser informativa hace falta introducir al consumidor en términos como biotecnología, ingeniería genética y nutrición. 129

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Se han realizado encuestas en varios países como Estados Unidos y Japón, así como en varios estados miembros de la Comunidad Europea. En general, los europeos somos los menos proclives a la comercialización de los alimentos transgénicos, aunque existen distintos criterios. Los países nórdicos, Austria y Luxemburgo, mantienen las posturas más contrarias. Existen una serie de criterios comunes entre todos los encuestados que se pueden resumir en: a) el consumidor acepta en mayor grado los alimentos transgénicos de origen vegetal y fermentado, y en mucha menor medida los de origen animal; b) se muestran más proclives a aceptar los alimentos transgénicos cuyo diseño favorece al consumidor, y menos los que favorecen al productor, y c) hay una exigencia mayoritaria del etiquetado. Los alimentos transgénicos son una realidad incuestionable. Los científicos que trabajamos en estos temas no podemos obviar sus claras repercusiones sociales y debemos hacer frente a nuestra obligación de informar a la sociedad sobre sus presuntos riesgos y sus enormes posibilidades. RUBRICA PARA EVALUAR UN ENSAYO Institución educativa:

Asignatura:

Nombre del docente: Nombre del alumno: Año/grupo:

Bloque/tema:

Fecha:

Autoevaluación:

Coevaluación:

Evalúa el profesor:

Nombre de quien evalúa:

INDICADORES Introducción

Fuentes de información

CRITERIOS EXCELENTE MUY BIEN (4) (3) La introducción La introducción incluye el propósito, incluye el propósito, objetivos, objetivos, exposición exposición general general del tema y del tema, y subdivisiones subdivisiones principales, aunque a principales de forma algunos les falta clara y precisa. desarrollado. Las fuentes de Las fuentes de información son información son variadas y confiables, variadas y aunque algunas no confiables. Son todas se relacionan relevantes y actualizada, tienen con el tema. Las otras relación con el tema fuentes si contribuyen al desarrollo del tema. contribuyendo al desarrollo del mismo.

BIEN (2) La introducción tiene el propósito, objetivos, exposición general del tema y subdivisiones principales, aunque le falta desarrollo a varios de ellos. Las fuentes de información son escasas y/o no son actuales. La información recopilada tiene relación con el tema, por ser escasa no permite el desarrollo del tema.

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PUNTAJE DEFICIENTE (1) La introducción está incompleta, ya que le faltan elementos.

Las fuentes de información son pocas o no hay. Si utiliza fuentes, éstas no son confiables por lo que no contribuyen al desarrollo del tema.

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Organización y Las ideas se coherencia del presentan en orden contenido lógico, claro y objetivo. Hay coherencia y fluidez en la transición de éstas. El orden de los párrafos refuerza el contenido. Las ideas no se repiten ni hay lagunas.

Las ideas tienen cierto orden lógico, claridad, objetividad y coherencia, la transición de las ideas entre los párrafos les faltan más fluidez, reforzando poco el contenido. Hay algunas lagunas e ideas que se repiten.

Las ideas no tienen orden lógico, claridad, objetividad ni coherencia, las transiciones entre párrafos carecen de fluidez. Las ideas se repiten y hay muchas lagunas.

Cohesión

Tiene algunos errores en la estructura y/u orden de las oraciones, y en la puntuación.

Son frecuentes los fragmentos y oraciones incompletas. Tiene demasiados errores de puntuación.

Corrección (gramática

Conclusión

Creatividad

Las ideas se presentan en orden lógico, claro y objetivo, hay coherencia y fluidez en la transición de éstas. Aunque el orden de los párrafos a veces no refuerza el contenido. Las ideas no se repiten ni hay lagunas. La estructura o el La estructura o el orden de las orden de las palabras palabras (sintaxis) (sintaxis) en las en las oraciones es oraciones es lógico. lógico. Hace uso Tiene muy pocos correcto de los errores de los signos signos de de puntuación puntuación. No tiene errores Tiene muy pocos ortográficos, de errores ortográficos, acentuación o de de acentuación y/o conjugación de conjugación de verbos. verbos.

Tiene varios errores ortográficos, de acentuación y/o conjugación de verbos.

Tiene muchos errores ortográficos, de acentuación y/o conjugación de verbos. Es muy buena y Es buena y clara Es aceptable, le falta Es deficiente o no lo clara, parte del parte del propósito y claridad y hace poco elaboro, y si lo propósito y del logro del logro de los énfasis en el presenta le falta de los objetivos del objetivos del tema. La propósito y logro de fluidez entre el tema. La transición transición entre el los objetivos,. Muy cuerpo y la del cuerpo del tema cuerpo del tema y la poca fluidez en la conclusión del tema. a la conclusión conclusión le falta un transición entre el tiene fluidez. poco de fluidez. cuerpo del tema y la conclusión. Es original pero le Es original y Es común, por lo que Es muy común y creativo contribuye falta creatividad, pero contribuye en cierta deficiente, por lo a la clarificación y si contribuye a la medida a la que no contribuye a desarrollo del tema. clarificación y clarificación y la clarificación y desarrollo del tema. desarrollo del tema. desarrollo del tema TOTAL:

COMENTARIOS: BIBLIOGRAFÍA: (Rodríguez, 2007) Compendio de estrategias bajo el enfoque de competencias.

CLONACIÓN La clonación es la acción de reproducir a un ser de manera perfecta en el aspecto fisiológico y bioquímico de una célula originaria, es decir que, a partir de una célula de un individuo se crea otro exactamente igual al anterior. Un clon es el conjunto de individuos que desciende de otro por vía vegetativa o asexual. La clonación existe en la naturaleza 131

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paralelamente a la reproducción sexual. Los descendientes de los microorganismos que iniciaron la vida, eran idénticos a sus padres. En 1997, IanWilmut, anunció que había clonado una oveja llamada Dolly. Esta oveja se convirtió en el primer mamífero clonado. En la clonación de Dolly se obtuvo un óvulo de oveja, se elimina su núcleo, se sustituye por un núcleo de célula de oveja adulta procedente del tejido mamario y se implanta en una tercera oveja que sirve como mamá de "alquiler" puesto que será la que lleve el embarazo (Fig. 3.21).

Fig. 3.21 Clonación de la oveja Dolly

TERAPIA GÉNICA Es un tratamiento que reemplaza genes defectuosos por otros sanos. En el futuro, las enfermedades hereditarias podrán detectarse y curarse a tiempo gracias a este procedimiento. En 1990, se inició el primer estudio clínico de terapia génica humana, con una niña que recibió una transfusión de leucocitos procesados mediante ingeniería genética, para contener el alelo normal; en la actualidad la niña tiene un sistema inmune funcional En 1994 se iniciaron estudios experimentales para combatir la fibrosis quística, una enfermedad pulmonar hereditaria. Con técnicas de ingeniería genética se incluyó en un virus el gen normal. El virus se introdujo en los pulmones por medio de un aerosol bucal para que penetrara a las células que con esta información pudieran sintetizar la proteína que al faltar produce la enfermedad. 132

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CÉLULAS MADRE Célula madre o stemcell se define como una célula progenitora, autorenovable, capaz de regenerar uno o más tipos celulares diferenciados. En animales superiores, se clasifican en dos grupos: Células madre embrionarias ó pluripotenciales que derivan de la masa celular interna del blastocisto del embrión (7-14 días), y son capaces de generar todos los diferentes tipos celulares del cuerpo. Células madre órgano-específicas ó multipotenciales, es decir, capaces de originar las células de un órgano concreto en el embrión, y también en el adulto. Un ejemplo de células madre órgano-específicas, es el de las células de la médula ósea, que pueden generar todos los tipos celulares de la sangre y del sistema inmune. También existen en más órganos como piel, grasa subcutánea, músculo cardíaco y esquelético, cerebro, retina, páncreas, etc. Se cultivan tanto en in vitro (en el laboratorio), como in vivo (en un modelo animal) utilizándolas en la reparación de tejidos dañados. A pesar de todo, la aplicación de estas técnicas de trasferencia de células madre de adulto para el recambio y reparación de tejidos enfermos está todavía en sus comienzos. Se ha comprobado que células madre de adulto pueden reprogramarse (transdiferenciarse), y dar lugar a otros tipos celulares que hasta ahora se pensaba que eran incapaces de generar. Es decir, ya no serían multipotenciales, si no pluripotenciales. En la línea germinal se pide su prohibición en todo aquello que sea recomponer un programa genético humano. Los trabajos con embriones humanos con fines puramente experimentales se consideran un atentado a la dignidad de la especie humana. Por todo ello, es preciso que los conocimientos y avances en Ingeniería Genética se consideren patrimonio de la humanidad, y que los organismos internacionales creados para ello sean capaces de vencer las reticencias que crean los intereses políticos y económicos, logrando una legislación adecuada y justa, que recoja las voces razonables de todos los sectores sociales.

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IMPLICACIONES BIOÉTICAS EN LA GENÉTICA Los avances vertiginosos de la genética y otras ciencias nos hacen preguntarnos si el ser humano está listo para manejarlos correctamente. La ética y las leyes no han avanzado al mismo ritmo que la ciencia, por lo que es imperioso el desarrollo de la Bioética y de una legislación adecuada para que estos nuevos conocimientos generen un desarrollo positivo y no se conviertan en una forma de control y exterminio. Frente a los múltiples beneficios que ofrece este campo, se encuentran algunos problemas que causa la aplicación de la Ingeniería Genética: Sanitarios. Pueden aparecer nuevos microorganismos patógenos que causen enfermedades desconocidas, o que el uso de fármacos de diseño provoque efectos secundarios no deseados. Ecológicos. Al liberar nuevos organismos en el ambiente puede provocarse la desaparición de especies contra las que se lucha, con consecuencias aún desconoci-das, ya que cumplen una función en la cadena trófica de la naturaleza. Se puede pensar en posibles nuevas contaminaciones debidas a un metabolismo incontrolado. Sociales y políticos. Las aplicaciones de la biotecnología en el campo de la producción industrial, agrícola y ganadera, pueden crear diferencias aún más grandes entre países ricos y pobres. El sondeo génico en personas puede llevar a consecuencias nefastas en la contratación laboral, por ejemplo, y atenta contra la intimidad a que tiene derecho toda persona. Éticos y morales. La experimentación en la especie humana puede atentar contra su misma dignidad. En el campo de la Terapia Génica es defendible este procedimiento cuando se utilice en células somáticas para corregir enfermedades.

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ACTIVIDAD 3.14 - ¿CÓMO SE OBTIENE LA INSULINA? El propósito de esta actividad es identificar los avances de la manipulación genética. 1. Lee con atención los siguientes textos  Científicos argentinos han creado una vaca transgénica que produce insulina en su leche. El ADN de las vacas se ha modificado para que generen leche con el precursor de la insulina. De él se extrae una molécula idéntica a la del ser humano; mediante un proceso químico, se purifica y se transforma en un medicamento inyectable. Así, se ha conseguido que el fármaco final sea igual a la hormona que los humanos sanos producen naturalmente. Y además, es muy rentable: con ella, sólo en Argentina los precios de la insulina bajarían 30%. Fuente: “Vacas clonadas para producir insulina”. Consultado el 6 de julio de 2010.  Los científicos han utilizado bacterias como la Escherichia coli encontrada en el tracto del intestino humano para la trasformación celular, combinando ADN bacteriano con ADN humano donde de una célula humana del páncreas se extraen el gen que codifica la hormona insulina, el cual es cortado con enzimas específicas llamadas de restricción, posteriormente de una bacteria se extrae uno de sus plásmidos y se corta con la misma enzima de restricción que el gen humano, a continuación al plásmido de la bacteria se le inserta el gen de la insulina humana, finalmente el plásmido con ADN recombinante se regresa a la bacteria, la cual al reproducirse, reproduce a su vez el gen humano y al llevarse a cabo el metabolismo bacteriano produce insulina humana entre sus propios metabolitos. 2. Investiga cómo se obtenía anteriormente la insulina y responde las siguientes preguntas en tu cuaderno. 3. De las dos técnicas descritas ¿cuál consideras es la mejor?, ¿Por qué? __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ 4. ¿Si fueras diabético usarías insulina con este origen? ________________________________________________________________________________ 5. Elabora una conclusión sobre la terapia génica. __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ 135

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Criterios Analiza las aplicaciones actuales de la genética mediante la investigación y elaboración de un ensayo. Ponderación Logros:

MATRIZ DE VALORACIÓN DE COMPETENCIAS Pre-formal Receptivo Resolutivo Autónomo Analiza las Analiza las Investiga las aplicaciones Analiza las aplicaciones aplicaciones actuales de la aplicaciones actuales de la actuales de la genética actuales de la genética genética sin mediante la genética mediante una la investigación mediante la investigación elaboración y la investigación muy de un elaboración y elaboración completa y ensayo. de un de un ensayo. elaboración resumen. de un ensayo. Puntos 20 Puntos 40 Puntos 80 Puntos 100 Aspectos a mejorar :

EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA

FORMATIVA

SUMATIVA

Examen diagnóstico Lluvia de ideas ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE:  Problemario  Actividades de la Guía metodológica  Línea de Tiempo  Cariotipo y diagnóstico  Investigación documental  V de Gowin de actividades experimentales ACTIVIDAD ESPECÍFICA:  Ensayo Examen departamental tipo CENEVAL o PISA Laboratorio (evaluación V-Gowin) Actividades de aprendizaje Actividad específica por unidad

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30% 20% 20% 30%

Estratégico Analiza las aplicaciones actuales de la genética mediante la investigación y elaboración de un ensayo crítico y reflexivo. Puntos 100

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BIBLIOGRAFÍA BÁSICA De Erice E. y González A. (2009). Biología, La ciencia de la vida. Editorial McGraw Hill, 1ª.Edición, pp. 399. Audesirk, T, Audesirk, G y Byers, B.E. (2008). Biología, Ciencia y Naturaleza. Editorial Prentice Hall, 2ª. Edición, México, pp. 704. Valdivia. B, Granillo. P, Villarreal M. S. (2006). Biología, La Vida y sus Procesos. Editorial Publicaciones Culturales, México, pp. 407. Nelson, Gideon E. (2002). Principios de Biología. Editorial Limusa Willey. 3ra. Reimpresión de la Segunda Edición, México.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA Claybourne, Ana. (2006). El Gran Libro de los Genes y el ADN. SEP/Usborne. Colección Astrolabio. México. Gómez Roig, E. (2004). Los Transgénicos. SEP/Libros del Escarabajo. Colección Espejo de Urania. México. Walter, R. (2004). Genes y ADN. SEP/Altea. Colección Espejo de Urania. México. Cherfas, Jeremy (2003). El Genoma Humano. SEP/Planeta. Colección Espejo de Urania. México. Gómez Roig, E. (2003). La Clonación 1. SEP/Libros del Escarabajo. Colección Astrolabio. México. Noguera Solano, R. y Ruiz Gutiérrez, R. (2000). Laboratorio de Historia de la Biología y Evolución, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México. García, H. (1997). Genética para el Futuro. Colección Esto es Química ¿y qué?, Facultad de Química, UNAM. México. VIDEOS RECOMENDADOS  Película GATACA 137

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 Película La Isla TIC’s Action Bioscience http://actionbioscience.org/esp/genomica/index.html Proyecto Biósfera. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/ Embryos http://www.embryos.org My Heritage http://www.myheritage.es/genealogia Genograma http://chato.cl/blog/2001/01/genograma_arbol_genealogico.html Mutaciones http://www.botanica.cnba.uba.ar/Pakete/Dibulgeneral/LasMutaciones/Mutaciones.htm

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BLOQUE 4 Evolución de los Seres Vivos

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BLOQUE DE APRENDIZAJE: EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS TIEMPO: 18 hrs UNIDAD DE COMPETENCIA: Investiga las principales teorías sobre el origen y evolución de los seres vivos para explicar la diversidad, a través de la comparación de los cambios genéticos, que han manifestado a través del tiempo.

Declarativos Analiza el concepto de evolución de los seres vivos mediante el video “Darwin y el árbol de la vida”. Explica las distintas teorías sobre el origen de la vida. Argumenta las distintas teorías evolutivas.

SABERES Procedimentales Redacta una reseña sobre el video proyectado. Debate en forma grupal el tema expuesto en equipo sobre las teorías del origen de la vida. Ilustra las ideas de Lamarck, Darwin-Wallace y Neodarwinismo en equipo mediante un cartel. Debate en forma grupal el tema expuesto en equipo sobre las teorías evolutivas. Interpreta un mapa mental de las evidencias de la evolución. Diseña una línea de tiempo sobre la evolución de una especie.

COMPETENCIAS Genéricas/Atributos Disciplinares

Actitudinales/V alorales Participa de forma colaborativa en equipos diversos. Asume una postura de respeto hacia los diferentes puntos de vista, interculturalidad y creencias. Reflexiona las implicaciones de la actividad humana como un aspecto modificante en la evolución de los seres vivos.

5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información. 6.2. Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias. 6.4. Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética. 8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.



CRITERIOS DE DESEMPEÑO Argumenta las diferentes teorías acerca del origen de la vida mediante una investigación documental.



Argumenta las características de las diferentes teorías evolutivas para determinar los factores que influyen en los cambios genéticos con base en la adaptación de las especies mediante la elaboración de carteles.



Analiza, reflexiona y compara los cambios genéticos que se han manifestado en los seres vivos como origen de la biodiversidad a través de una línea del tiempo.

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ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA      

Lluvia de ideas Análisis de medios Clase Magistral Debate Base orientadora de la acción (BOA) Asesoría metodológica y temática del bloque.

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE      

Exposición Debate Mapa mental Cartel Ejercicios de Guía metodológica Línea de tiempo

RECURSOS DIDÁCTICOS    

    

Guía metodológica Video “Darwin y el árbol de la vida”. Libros y Revistas electrónicas. Artículos de divulgación en revistas científicas. Presentaciones en Power Point. Ilustraciones y animaciones. Pintarron. Plumones. Equipo multimedia

EVIDENCIAS Y/O PRODUCTOS 



Actividades de la guía didáctica del alumno Cartel sobre las ideas de Lamarck, Darwin-Wallace y Neodarwinismo en equipo Mapa mental de las evidencias de la evolución Línea de tiempo sobre la evolución de una especie

EXPLORANDO TUS CONOCIMIENTOS 1. Escribe 5 palabras que se te vienen en mente al leer la palabra “Evolución” ___________________________________________________________________ _____________________________________________________________ 2. ¿Evolucionan todas las cosas? ________________________________________________________________ 3. Escribe 3 personajes relacionados con la evolución ___________________________________________________________________ _____________________________________________________________ 4. ¿Existen pruebas de que la evolución existe? ¿cuáles? ___________________________________________________________________ _____________________________________________________________ 141

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4.1 ¿QUÉ ES LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA? En el sentido más amplio, la evolución consiste en una serie de cambios que se presentan a lo largo del tiempo involucrando a todo cuanto existe y es objeto de estudio por parte de la ciencia. Desde esta perspectiva, todo lo que existe en el universo es objeto de su propio proceso evolutivo. Así entonces, la evolución biológica es un cambio en las propiedades de las poblaciones de organismos que va más allá de su vida individual. Los cambios evolutivos son aquellos que se heredan a través del material genético, de una generación a otra. La evolución biológica puede ser imperceptible o trascendente; desde cambios sutiles en la proporción de diferentes alelos dentro de una población (tal como los que determina el grupo sanguíneo) hasta las alteraciones sucesivas que marcan el desarrollo desde el organismo más primitivo hasta los seres vivos más complejos. La evolución es el gran principio unificador de la Biología, sin ella no es posible entender las propiedades distintivas de los organismos, sus adaptaciones al medio ambiente; ni las relaciones de mayor o menor proximidad que existen entre las distintas especies. La historia de la vida es una historia de extinción y muerte, con unos pocos supervivientes. El 99.9% de las especies que han existido alguna vez sobre la Tierra están actualmente extintas. La evolución es un concepto asombroso y convincente, más crucial actualmente para el bienestar humano, la ciencia y para nuestra comprensión del mundo. Las pruebas que la sustentan son abundantes, crecientes, sólidamente conectadas y fácilmente disponibles en museos, libros y revistas, y en un cúmulo de estudios científicos evaluados por expertos de todo el mundo.

4.2. ¿CÓMO SE ORIGINÓ LA VIDA? La cuestión sobre el origen de la vida y por ende de los seres vivos es, de hecho, una de las más antiguas en filosofía. A través de los años han surgido diversas teorías que tratan de explicar cómo surgió la vida en nuestro planeta y cómo ésta ha cambiado a través del tiempo.

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ACTIVIDAD 4.1 BIOGENISTAS VS ABIOGENISTAS Realiza una investigación documental acerca de las 4 teorías más relevantes acerca del origen de la vida y a partir de ésta, en trabajo por equipo, completa la siguiente línea del tiempo anotando el año, autor, teoría (experimento) y fundamento en la fecha correspondiente en el lado que corresponda a la corriente ideológica de la teoría. Abiogenistas Biogenistas Siglo II

Siglo XVII

Siglo XVIII

Siglo XIX

Siglo XX

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ACTIVIDAD 4.2 EXPERIMENTANDO EL ORIGEN DE LA VIDA A partir de una investigación documental elabora por equipo un mapa mental de los experimentos de las teorías que explicaron el origen de la vida. Posteriormente preséntalo en plenaria grupal.

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ACTIVIDAD 4.3 LA EVOLUCIÓN QUÍMICA 1. Convierte el siguiente esquema en fórmulas químicas condensadas correspondientes a cada átomo o molécula que se describe.

Lípidos

Alcoholes Ácidos grasos

Hidrocarburos

Proteínas

Aminoácidos

Carbohidratos

Monosacáridos Bases nitrogenadas

Formaldehido

Metano

Agua

Carbono

Hidrógeno

Ácidos nucleícos

Ácido fosfórico

Ácido cianhídrico

Amoníaco

Oxígeno

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Nitrógeno

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2. Responde las siguientes preguntas ¿Qué relación existe? ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ ¿Cuál fue la tendencia de esta evolución molecular? ______________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

4.3 ¿CÓMO SE ORIGINARON LAS CÉLULAS EUCARIONTES? Carl Woese en 1980 denominó protobionte o progenote al antepasado común de todos los organismos actuales (eubiontes) y representaría la unidad viviente más primitiva, pero dotada ya de la maquinaria necesaria para realizar la transcripción y la traducción genética. De este tronco común surgirían en la evolución tres modelos de células procariontes: arqueas, urcariotas y bacterias Los primeros organismos debieron haber sido muy simples: procariontes (sin núcleo verdadero), anaerobios (que no necesitan oxígeno) y unicelulares, muy parecidos a las bacterias fermentadoras actuales. Estas células primitivas tendrían un aparato genético, pero todas las sustancias necesarias para sobrevivir las obtendrían del medio. Es decir, debieron ser organismos heterótrofos (incapaces de producir su alimento) o consumidores de moléculas que encontraban en el medio. Por el aumento de células en el ambiente, el alimento (o moléculas) fue escaso, por lo que los organismos se volvieron altamente competitivos, capaces de sintetizar su propio alimento y producir su propia energía. Así surgieron las células autótrofas como algunas bacterias quimiosintéticas que pueden utilizar el ácido sulfhídrico, y posteriormente las bacterias fotosintéticas, capaces de transformar la energía solar. 147

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Una vez que surgieron los organismos fotosintetizadores -que tienen la característica de liberar oxígeno-, la atmosfera reductora (son oxígeno) de la Tierra primitiva cambió de manera paulatina a la atmosfera oxidante (con oxígeno) como la actual. Este paso de atmosfera reductora a oxidante, propicio el desarrollo de organismos aerobios (que necesitan oxígeno). La liberación del oxígeno permitió a su vez, la formación de la capa de ozono.

TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA El siguiente paso en la evolución celular fue la aparición de las eucariontes hace unos 1,500 millones de años. Lynn Margulis, en su teoría endosimbiótica (fig. 4.1 y 4.2), propone que se originaron a partir de una primitiva célula procarionte, que perdió su pared celular, lo que le permitió aumentar de tamaño, esta primitiva célula en un momento dado, englobaría (fagocitosis) a otras células procarióticas más pequeñas que tuvieran estructuras primitivas para metabolizar el CO2 atmosférico; y otras capaces de absorber la luz solar e iniciar el proceso fotosintético estableciéndose de esta manera una relación endosimbiótica conocida con el nombre de urcariota. La incorporación intracelular de estos primitivos procariontes a la primitiva célula urcariota, le proporcionaría dos características fundamentales de las que carecía:  La capacidad de un metabolismo oxidativo, con lo cual la célula anaerobia pudo convertirse en aerobia.  La posibilidad de realizar la fotosíntesis y por tanto ser un organismo autótrofo capaz de utilizar como fuente de carbono el CO2 para producir moléculas orgánicas. Para comprender mejor esta teoría es pertinente definir el término simbiosis. Se trata de una asociación prolongada de individuos (coexistencia) de diferente clase en una unidad morfológica con ventajas mutuas y significativas. Por tanto, el término endosimbiosis se refiere a una relación simbiótica al interior de la célula, con algunas particularidades metabólicas que no se encontraban en los individuos separados y esta asociación se transmite de generación en generación. Los fundamentos de la teoría endosimbiótica son: Las mitocondrias y cloroplastos, organelos presentes en las células eucariontes, tienen dimensiones y morfología parecidas a la de las bacterias. 148

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Estos organelos poseen ADN, ARNm, ribosomas, ARNt, componentes esenciales para su duplicación independiente del núcleo celular. La importancia de estas observaciones radica en sugerir que estos organelos fueron organismos unicelulares capaces de autoreplicarse y sintetizar la totalidad de sus proteínas por si mismos. Poseen ADN circular al igual que las bacterias actuales.

ACTIVIDAD 4.4 EL INCIO DE LAS CÉLULAS EUCARIONTAS Con base en el video: “El origen de la vida”, realiza una historieta acerca de la Teoría Endosimbiótica

Fig. 4.1. Esquema de la posible secuencia de eventos que originaron a las diversas células eucariontes

Fig. 4.2 Proceso de Endosimbiosis

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4.4. ¿CÓMO EXPLICA LA EVOLUCIÓN LA DIVERSIDAD DE LOS SERES VIVOS? Aristóteles desarrolló su Scala Naturae, o Escala de la Naturaleza, para explicar su concepto del avance de las cosas vivientes desde lo inanimado a las plantas, luego a los animales y finalmente pone al hombre en la "cumbre de la creación". En la Edad Media se aceptaba la tradición judeocristiana, es decir lo que decía el Génesis del Antiguo Testamento, con su especial creación del mundo construido literalmente en seis días. A través de la historia se postularon dos líneas del pensamiento acerca de la evolución biológica. Éstas comprenden las teorías fijistas apoyadas hasta el siglo XVIII, que pretendían darle forma científica a la explicación bíblica sobre la crea-ción (también llamadas creacionistas). Afirmaban que no hay procesos de cambio, que las características de los seres vivos permanecieron invariables y que el número de especies en la Tierra siempre fue igual, desde que éstas fueron creadas. George de Cuvier (1769-1832) postuló la teoría del catastrofismo, que dice que los seres vivos fueron creados por Dios, pero algunos desaparecieron como consecuencia de diferentes cataclismos (el más reciente, el diluvio universal), acaecidos en épocas remotas que acabaron con la fauna y flora existentes. Las que sobrevivían permanecían invariables y tras cada catástrofe se producía una nueva creación divina. De esta manera explicaba la existencia de organismos extintos que se conocían sólo por sus restos fósiles. La otra línea de pensamiento se basa en las teorías transformistas que establecen que las especies derivan unas de otras por una transformación a través del tiempo, que las especies no han aparecido de la noche a la mañana y que deben tener antecesores. George de Buffon (1707-1788) propuso que las especies (pero solo las no creadas por acción divina...) pueden cambiar. Esto fue una gran contribución al primitivo concepto de que todas las especies se originaban de un creador perfecto y por tanto no podían cambiar debido a su origen. En 1795, James Hutton, expuso la teoría del uniformismo, que planteaba que ciertos procesos geológicos operaron en el pasado de la misma forma que lo hace hoy en día llegando a establecer la edad de la Tierra en 4,500 millones de años.

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Fig. 4.3. Representación del tiempo biológico en horas.

Durante el siglo XIX El británico Charles Lyell refinó las ideas de Hutton, y concluyó que el efecto lento, constante y acumulativo de las fuerzas naturales había producido un cambio continuo en la Tierra, su libro “Los Principios de la Geología” tuvo un profundo efecto en Charles Darwin y Alfred Wallace.

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Robert Thomas Malthus (1766-1834) escribió el libro “Ensayo sobre el Principio de Población”, donde menciona que mientras las poblaciones humanas crecen en una proporción geométrica (por ejemplo, 4, 8, 16, 32, etc.), los alimentos crecen en una progresión aritmética (por ejemplo, 2, 4, 6, 8, etc.) lo que trae como consecuencia las guerras y la muerte por hambruna. Darwin pensó que en el reino animal pasaba lo mismo, que los animales tenían que competir entre los de su misma especie y con los de distintas especies para sobrevivir, deduciendo la “lucha por la existencia” (principio del pensamiento maltusiano). Dentro de las teorías más relevantes para explicar el proceso evolutivo están:  Teoría de los caracteres adquiridos - Jean Baptiste Lamarck  Teoría de la selección natural - Charles Darwin y Alfred Rusell Wallace  Teoría neodarwinista – Theodore Dobzhansky

Fig, 4.4. Louis Pasteur

Fig. 4.5. A. I. Oparin

Un punto crucial de las teorías darwiniana y lamarkista es que no explican adecuadamente las variaciones que presentan los individuos y que tienen que ser forzosamente heredadas; en caso contrario, únicamente afectaría a un grupo numeroso de organismos, pero no al total de la especie. Mendel, publicó en 1866 sus descubrimientos sobre las leyes de la herencia, sin embargo, Darwin nunca tuvo conocimiento de tales investigaciones lo que le impidió comprender la relación existente entre la selección natural y “los efectos del uso y del desuso”. 152

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ACTIVIDAD - EL EFECTO, LA CAUSA Y EL CUELLO DE LAS JIRAFAS 1. Lee detenidamente los siguientes textos. Haz un mapa mental de cada uno. A. - "En relación a las costumbres, es curioso observar el resultado en la forma particular y la talla de la jirafa (Camelo pardalis): sabemos que este animal, el más grande de todos los mamíferos, vive en lugares en los que la tierra , casi siempre árida y sin hierba, le obligan a comer hojas de los árboles ya esforzarse continuamente por llegar. De esta costumbre (de esforzarse por llegar) resulta, después de un largo tiempo, en todos los individuos de su raza, que sus patas delanteras se han vuelto más largas que las traseras y que su cuello se ha alargado de tal manera que la jirafa, sin levantarse sobre las patas traseras, eleva su cabeza y alcanza seis metros de altura " Autor_____________________________

B. - "La jirafa, por su elevada estatura y por su cuello, patas delanteras, cabeza y lengua muchos alargados, tiene toda una estructura admirablemente adaptada para comer en las ramas más altas de los árboles. La jirafa puede así obtener comida al que no llegan otros ungulados que viven en el mismo lugar, y esto debe ser un ventaja en tiempos de escasez. ... Al originarse la jirafa, los individuos que llegaran más alto y que en tiempos de escasez fuesen capaces de llegar aunque fuera un poco más arriba que los demás, se salvarían con más frecuencia. Estos se reproducirían entre sí y dejarían descendencia que habría heredado las mismas características corporales, mientras que los individuos menos favorecidos por los mismos conceptos, tendrían tendencia a desaparecer" Autor_______________________________

2. Interpreta las relaciones lógicas de ambos texto argumentativos y distingue el modelo explicativo de Darwin del de Lamarck.

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TEXTO B

AUTOR del texto

RELACIONES LÓGICAS: ¿Cuál es la causa? ¿Cuál es la consecuencia?

RAZONES que se dan para explicar el hecho

HECHO que se expone

TEXTO A

En resumen, podemos considerar las ideas de Darwin en cuatro puntos:  Las especies se originan unas de otras por una serie de variaciones y mutaciones aleatorias, las cuales han ocurrido a lo largo del tiempo.  El proceso evolutivo es continuo y gradual en todos los individuos, esto es, no ocurren saltos ni interrupciones, en donde una forma pase a otra muy distinta.  Todos los organismos semejantes están relacionados por medio de su historia evolutiva, donde se observan antepasados comunes.  La selección natural condiciona el curso del proceso evolutivo, es decir, la evolución de las especies no está forzada ni dirigida por una presión ajena a dicho proceso, sino que es un resultado aleatorio.

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MECANISMOS DE LA VARIABILIDAD Después de varias discusiones entre los científicos sobre la evolución, parecía que se había comprendido como se había generado el proceso evolutivo en el ámbito de la selección natural, pero surgía una pregunta ¿Cómo se producía la variedad en la descendencia? Esto se debía a la presencia de flora y fauna muy parecida, que existía en diferentes partes del mundo; un ejemplo se dio en la variedad de tortugas y pinzones existentes en las islas Galápagos observadas por Darwin. Apoyándose en los experimentos de Mendel sobre genética, se vio que las características de los padres son transmitidas a los hijos, pero que estos adquieren características diferentes, esto se debe a los mecanismos generadores de variabilidad. Los mecanismos más importantes son: Reproducción sexual. Esta se da con la unión de los gametos masculino y femenino que origina a un individuo con características semejantes, pero diferentes a sus padres, es decir, se combinan, no se mezclan los caracteres paternos y maternos, a través de los genes. Mutaciones. Son cambios que son producidos en el material genético de los padres, y los hijos reciben dicha información ya alterada con lo cual se favorece al nuevo individuo ofreciéndole ventajas. Las mutaciones sólo son heredables cuando afectan a células reproductoras Microevolución. Es el proceso por el cual, a partir de una especie ya existente, se origina otra, y puede ocurrir por: Aislamiento geográfico: Esto se da cuando dos poblaciones de organismos similares quedan aisladas por barreras geográficas, evolucionan de forma distinta. Por ejemplo, las poblaciones de mamíferos de Australia al quedar aisladas evolucionaron de modo distinto a las del resto del mundo. Tendencias evolutivas diferentes: Es cuando en algunos individuos de una población se producen variaciones genéticas, que pueden dar origen a otra línea evolutiva. No interviene, pues, la selección natural. Por ejemplo, el elefante africano tiene orejas más grandes que el asiático, porque vive en regiones más cálidas y las orejas le permiten eliminar mayor cantidad de calor. 155

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Fig. 4.6. Sinopsis del proceso evolutivo

ACTIVIDAD – FÓSIL VIVIENTE Se ha descubierto que existen una cuantas especies que son iguales a como eran hace millones de años. Dentro del campo de la biología se les denomina pancrónicas; aunque comúnmente son llamadas “fósiles vivientes”. Una especie de este tipo es el celacanto, un pez que tiene fósiles de una antigüedad de 80 m.a., pero que actualmente se le encuentra en aguas profundas cercanas a Madagascar. En el pasado habitaron prácticamente todos los océanos. Tomando en cuenta la teoría de la evolución por selección natural, encuentra las razones que expliquen por qué el celacanto no ha cambiado en 80 m.a.

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ACTIVIDAD – LA SELECCIÓN NATURAL DE DARWIN Y WALLACE Elabora un mapa conceptual de la Teoría de la Selección Natural de Darwin que incluya por lo menos los siguientes conceptos: sobrepoblación, lucha por la existencia, variaciones, cambio gradual, poblaciones, adaptaciones, sobrevivencia del más apto, selección natural, medio ambiente, transmisión de rasgos heredables, especiación, extinción.

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TEORÍA NEODARWINISTA En 1937, Theodore Dobzhansky publica su libro "Genética y el Origen de las Especies" donde incorporó a la teoría de Darwin, los postulados de las leyes de Mendel además de los conocimientos que ya se tenían sobre genética, bioquímica y paleontología, haciendo una síntesis y resultando en la Teoría Sintética de la Evolución o Neodarwinista. Ésta se basa en los cambios evolutivos que se llevan a cabo en las poblaciones, y no en los individuos (hay que recordar que Darwin únicamente observó las variaciones en los organismos). Un organismo nace, crece y con el tiempo muere, a través de su vida los individuos pueden sufrir cambios, pero su constitución genética permanece constante. Por otro lado, la constitución genética de una población puede variar de una generación a otra mediante procesos internos (mutaciones y recombinación génica) y procesos externos (selección natural y aislamiento reproductivo). Sus afirmaciones básicas son:    

Tal y como sostuvo Darwin, la evolución ocurre por selección natural. La variabilidad genética en una población se debe a la existencia de mutaciones. La selección natural actúa sobre las poblaciones y no sobre individuos aislados. La evolución ocurre a lo largo de miles y millones de años. Los cambios que se producen en las especies son pequeños y graduales.

4.5 ¿CUÁLES SON LAS EVIDENCIAS DE LA EVOLUCIÓN? La teoría de la evolución se basa en una serie de pruebas aportadas por diferentes disciplinas científicas y que infieren que todos los seres vivos actuales son el resultado de la evolución. Actualmente la comunidad científica no duda del hecho de la evolución, aunque hay diferentes hipótesis sobre cómo ha tenido lugar. Aunque hoy en día no hay que "demostrar" la evolución, en otras épocas sí que se ponía en duda y datos paleontológicos, anatómicos y embriológicos han sido utilizados como pruebas del hecho evolutivo. Son pruebas que permiten establecer relaciones de parentesco entre diferentes seres vivos. También los estudios de comparación de proteínas y ácidos nucléicos que aportan nueva luz sobre las relaciones entre los organismos. 158

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ACTIVIDAD 4.8 LAS PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN I. Evidencias embriológicas

Distintas etapas embrionarias de algunos vertebrados

La comparación de embriones de diferentes grupos de vertebrados ha sido considerada una prueba más de la evolución. 1. Escribe los argumentos que crees que usan los evolucionistas para apoyar sus ideas. ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________

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3. ¿Crees que la embriología comparada puede servir para establecer la noción de antepasado común? ¿Por qué ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________

II. Evidencias anatómicas: Órganos homólogos, las extremidades de los vertebrados Investiga el nombre de cada uno de los huesos que constituyen las extremidades delanteras de los vertebrados mostrados en la siguiente imagen. Ilumina de diferente color cada hueso y escribe su nombre. Observa y responde: 1. ¿Por qué se puede decir que las extremidades de los vertebrados tienen la misma organización? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 2. Describe, a partir del modelo de organización general, las transformaciones que resultan de la adaptación al vuelo de los vertebrados.

___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 3. Formula una hipótesis que explique las semejanzas que has constatado en la organización de las extremidades de los vertebrados ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________

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III. Evidencias anatómicas: órganos análogos Observa detenidamente los animales de la siguiente imagen.

1. ¿Qué tienen en común ambos animales?

___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 2. Si comparas las extremidades traseras de la rana y el saltamontes, ¿podrías decir que tienen la misma función? y ¿tienen el mismo origen? ¿por qué?

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IV. Evidencias anatómicas: órganos vestigiales. 1. ¿Qué semejanzas encuentras entre los vestigios de las extremidades posteriores de la ballena y del pitón? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

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2. Formula una hipótesis para explicar las coincidencias observadas entre estos dos organismos (cuidado de no utilizar argumentos "lamarkistas" en su explicación)

Haz una investigación documental extensa en tu libreta de cuáles son los órganos vestigiales que presenta el ser humano

V. Evidencias paleontológicas Razona qué esperaríamos encontrar en el registro fósil si no hubiera cambio, si no hubiera evolución y compara tus reflexiones con el registro fósil que muestran las figuras. __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ _______ 164

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Diferentes géneros de animales parecidos a los caballos actuales

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VI. Evidencias bioquímicas. El citocromo C es una pequeña proteína (aproximadamente de unos 110 aminoácidos) que interviene en el transporte de electrones de la cadena respiratoria de los vegetales y animales. Esta molécula está presente en la mayoría de los organismos. Se pueden establecer ciertas comparaciones entre la secuencia de aminoácidos correspondientes a especies muy diferentes. En el siguiente cuadro se presentan las diferencias entre las secuencias de aminoácidos del citrocromo C obtenidas de diferentes animales, plantas y microorganismos. Los números se refieren al número de aminoácidos diferentes en el citrocromo C de la especie comparada.

1. De acuerdo con el cuadro, el organismo que está evolutivamente más cercano al hombre es _____________________, con una diferencia de ______________________ y el más lejano es ________________________, con una diferencia de 45 aminoácidos en la cadena del citocromo C. 2. ¿Cuál par de especies está mas estrechamente relacionada entre sí? ¿Por qué? A. Humano – Carpa B. Cascabel – Polilla C. Levadura - Coliflor D. Oveja – Chimpancé E. Caracol – Chirivía ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 166

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VII. Evidencias biogeográficas Según la Biogeografía existen siete grandes regiones en las que se presenta homogeneidad adaptativa florística, faunística y obviamente climatológica: a) Región Paleártica: Europa y zonas nórdicas de Asia. b) Región Neártica: Norteamérica. c) Región Neotropical: Sudamérica. d) Región Etiópica: África. e) Región Oriental: Asia tropical. f) Región Austral: Australia, Nueva Zelanda y Nueva Guinea. g) Región Oceánica: Islas oceánicas.

Puede decirse que la Biogeografía es la ciencia que conjunta muchas evidencias e igualmente aporta pruebas propias y muy actuales, lo que le da un gran peso en el proceso de comprobación de la Evolución. En la figura puedes observar seis regiones biogeográficas y algunos animales característicos, con base en él completa el siguiente cuadro con la información que se te pide: 167

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ESPECIACIÓN La especiación es el proceso de generación de nuevas especies a partir de una y es el resultado de la adaptación. Esto requiere que se produzcan barreras reproductoras entre las especies incipientes. Cuando una población queda separada por barreras geográficas (como el mar, el desierto, un río o una cordillera), ésta se adapta progresivamente a las nuevas condiciones ambientales por medio de la selección natural, modificando algunas de sus características. Si las condiciones ambientales perduan por muchas generaciones, se habrá generado en la población una serie de cambios que la harán diferente de la población original. Se desarrollará una raza, una subespecie o una variedad y si la duración del aislamiento geográfico es mayor; cuando las dos poblaciones vuelven a estar en contacto, la ausencia de fertilización indica que cada una es una especie diferente. Se considera que una nueva especie puede originarse por este mecanismo cada millón de años. También pueden producirse nuevas especies por poliploidía y es una especiación extraordinariamente rápida ya que la producción de cromosomas se produce durante una generación. Este fenómeno es poco común en animales pero muy frecuente en vegetales. De hecho, muchas de las plantas domésticas (trigo, algodón, tabaco, manzano, álamo) se obtuvieron del cruzamiento de diversas variedades que, por lo general, producen híbridos poliploídes. FÓSILES Los fósiles constituyen una prueba para el estudio de la evolución de la vida. Un fósil no sólo se refiere a huesos, dientes, tejido o conchas conservadas en forma de roca sino que también se usa para designar toda huella o prueba dejada por algún ser vivo en el pasado. Permiten interpretar el ambiente que habitaron, sus características fisiológicas y su relación evolutiva con otras especies, sus depredadores y la probable causa de su muerte. Los fósiles índice sólo se encuentran en rocas de una época especifica por lo tanto pueden determinar de manera indirecta la edad geológica de las rocas de un estrato dado. Técnicas de fechación en fósiles. Básicamente son dos los métodos usados para calcular la edad de los fósiles: la datación relativa y la datación radiométrica.

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Fig. 4.6 Diferentes tipos de Fósiles

Tabla 4.1 Vida media de algunos elementos

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ACTIVIDAD 4.9 CÓMO SE ORIGINARON LAS BALLENAS Describe las transformaciones que resultan de la adaptación a la vida acuática de los vertebrados como la ballena. Esta es la línea evolutiva de la ballena azul. Explica cómo evolucionó y las adaptaciones que tuvieron que llevarse a cabo para llegar a la especie actual. Describe lo que sucedió en cada especie

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_____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________

Datación relativa. La corteza terrestre se forma por capas de rocas super-puestas. Las capas más profundas son las más antiguas, y las más superficiales las más recientes. Así, los fósiles encontrados en capas profundas son más antiguos que los hallados en capas superficiales. Esto permite calcular relativamente, por simple comparación, la edad aproximada de los fósiles, siempre y cuando sea posible calcular la edad de un estrato. Este método es muy impreciso, aunque se usa en combinación con la datación radiométrica (fig. 4.7). 172

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Datación radiactiva. Permite medir tiempos geológicos que se asignan en base a la velocidad de desintegración de los isótopos radioactivos. Cada isótopo se transforma en otro en un tiempo determinado llamado vida media que es el lapso en que la mitad de los isótopos de una muestra se transforman en isótopos de otro elemento (Tabla 4.1 y fig. 4.8).

ACTIVIDAD 4.10 TIPOS DE FOSILES Realiza un mapa conceptual a partir de una investigación documental sobre los tipos de fosilización que existe.

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Fig. 4.7. Datación relativa

Fig. 4.8 Datación radiactiva del C14

ACTIVIDAD 4.11 - UN CRONÓMETRO PARA EL PASADO En esta actividad se explicará cómo se obtienen las cantidades restantes de elementos radiactivos a través del tiempo para el fechamiento de fósiles. Tomemos como ejemplo el carbono 14, el cual se desintegra aproximadamente 10% cada 1 000 años. Para realizar algunos cálculos, comencemos con una cantidad de 100 unidades de este isótopo radiactivo. De acuerdo con lo anterior, en los primeros 1 000 años se habrá desintegrado 10% de las 100 unidades, es decir, 10 unidades. Así, quedarán 100 - 10 = 90 unidades de este elemento 1 000 años después. Las cantidades para el siguiente periodo de 1 000 años (del año 1 000 al 2 000) se calculan como sigue: Cantidad desintegrada = 10% de 90 unidades = _____________ unidades

Cantidad sobrante después de 2 000 años = 90 - 9 = ___________ unidades

En la siguiente tabla se han organizado los resultados anteriores junto con los cálculos de otros dos periodos de 1 000 años. Comprueba los valores dados y calcula, usando el mismo procedimiento, las cantidades faltantes en la tabla. 1. ¿Qué porcentaje de carbono 14 se encontrará después de 10 000 años? _____ 2. Si en un fósil se observa que su cantidad de carbono 14 se ha reducido 35%, ¿qué edad aproximada tendrá este fósil? ______________________________ 174

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3. Si en un fósil se observa que su cantidad de carbono 14 se ha reducido 20%, ¿qué edad aproximada tendrá este fósil? (Sugerencia: continúa los cálculos de la tabla siguiente hasta llegar a este porcentaje.) ____________________________

ACTIVIDADES DE CIERRE DE BLOQUE 1. ¿Qué hubiera sucedido si la atmósfera primitiva hubiera contenido oxígeno? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 2. ¿Por qué evolucionaron las células de consumidoras a productoras? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 3. ¿Cuál es el efecto de la fotosíntesis sobre la atmósfera primitiva?

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___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 4. ¿A qué se debe la aparición de los organismos multicelulares? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 5. ¿Por qué es importante el estudio de la Química para el conocimiento de los seres vivos? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 6. Sugiere pruebas específicas que apoyen la idea de que las modificaciones provocadas por la acción directa del medio no se heredan ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 7. ¿En qué se diferencian y en qué se asemejan la selección artificial y la selección natural? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ 176

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8. ¿Cómo puede explicarse la extinción, o la desaparición en un lugar, de una especie animal o vegetal por acción de la selección natural? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 9. ¿Cómo explica la selección natural las diferencias en coloración o forma entre especies próximas que ocupan medios distintos, o entre razas de una misma especie que se encuentran en medios diferentes? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 10. ¿En qué punto la teoría larmarkiana de la adaptación no está de acuerdo con las pruebas de que hoy disponemos? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 11. Una vez ocurrida una mutación, ¿qué debe ocurrir al gen para que el carácter quede permanente en el grupo? _______________________________________________________________________________________ 12. Explica el papel del aislamiento geográfico en el origen de las especies. ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 13. Identifica a qué evidencias corresponden los siguientes ejemplos: 177

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− La familia de las cactáceas en los desiertos de América y la familia de las Euforbiáceas en los desiertos asiáticos y africanos desarrollan tallos carnosos con tejidos almacenadores de agua y espinas protectoras contra la pérdida de la misma, y a pesar de no tener ningún parentesco, se asemejan estructuralmente. _______________________________________________________________________________________ − Los osos pardos (Ursus arctos), desde hace 1.5 millones de años estuvieron ampliamente distribuidos en el hemisferio norte, desde los bosques caducifolios hasta la tundra, siendo su dieta básicamente vegetariana y ocasionalmente carnívora. Se dice que de esta especie tan difundida, se separó un grupo, el cual estuvo sometido a la presión selectiva de un ambiente adverso en las zonas más al norte, lo que produjo una nueva especie: el oso polar (Ursus maritimus), el que difiere del Ursus arctos, en el color de su pelaje, dentadura tipo netamente carnívora, cabeza y hombros aerodinámicos y cerdas rígidas en las plantas de los pies, que lo aíslan del frío y le dan tracción en el suelo helado.

_________________________________________________________________________________ − La familia de los cetáceos, incluye a ballenas, delfines y marsopas y sus rasgos externos son semejantes a los de los tiburones y a otros peces grandes, pero los cetáceos son animales de sangre caliente, pulmonados y en el interior de sus aletas hay huesos que indican una mano tetrápoda. _________________________________________________________________________________ 14. ¿Por qué los marsupiales están diseminados por Australia y apenas viven en otras partes? _______________________________________________________________________________________

ACTIVIDAD ESPECÍFICA Elabora un mapa conceptual integrador que resuma los eventos del origen de la vida, origen de las células eucariontes, de la evolución a la pluricelularidad y de la evolución por selección natural. La rúbrica para su evaluación es la misma que para el bloque de Célula (página 88)

178

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EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA

FORMATIVA

SUMATIVA

Aplicación de examen diagnostico y lluvia de ideas. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE:  Exposición por equipo.  Participación en el debate sobre las teorías del origen de la vida y evolutivas.  Cartel sobre las ideas de Lamarck, Darwin-Wallace y Neodarwinismo en equipo.  Mapa mental de las evidencias de la evolución.  Ejercicios de la guía didáctica. ACTIVIDAD ESPECÍFICA:  Línea de tiempo sobre la evolución de una especie. Examen departamental tipo CENEVAL o PISA 30% Laboratorio (evaluación V-Gowin) 20% Actividades de aprendizaje 20% Actividad específica por unidad 30%

MATRIZ DE VALORACIÓN DE COMPETENCIAS Criterios: Analiza, reflexiona y compara los cambios genéticos que se han manifestado en los seres vivos como origen de la biodiversidad a través de una línea del tiempo

Ponderación: Logros:

Pre-formal:

Receptivo:

Busca información sobre los cambios que han manifestado los seres vivos.

Compara los cambios manifestados en los seres vivos.

Puntos: 30

Puntos: 60

Resolutivo:

Autónomo:

Argumenta Registra los los diferentes factores factores que evolutivos influyen en determinantes los cambios en los seres que sufren vivos. los seres vivos Puntos: 80 Puntos: 100 Aspectos a mejorar :

Estratégico: Propone cambios evolutivos en los seres vivos con base en las condiciones medio ambientales actuales. Puntos: 100

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Audesirk , T. y Byers, B. (2008). Biología. Ciencia y Naturaleza. Segunda Edición. Pearson- Prentice Hall. 179

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Chamizo, J. A. (2006). La ciencia. Revista ¿Cómo ves? Dirección general de Divulgación de la Ciencia. Universidad Nacional Autónoma de México. Año 12. No. 128-135. Oram, R.F. (1987). Biología. Sistemas Vivientes. CECSA México. pp. 285-315. Tellería J. J.L.; (1991); Zoología evolutiva de los vertebrados; Editorial Síntesis, España; 168 páginas.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA ActionBioscience.org. (2004) La Selección Natural: Cómo Funciona la Evolución. Una entrevista con Douglas Futuyma en ActionBioscience.org. http://www.actionbioscience.org/esp/evolution/futuyma.html Bada, J.L. y Lazcano, A. (2003) Sopa Prebiótica, Nueva visita al Experimento de Miller en Astroseti.org (reproducido con permiso de Science Magazine). http://www.astroseti.org/sopa.php Eldredge, N. (2000) Las Especies, la Especiación y el Medio Ambiente en ActionBioscience.org http://www.actionbioscience.org/esp/evolution/eldredge.html Evolutionibus (2004) El neodarwinismo y la Teoría Sintética http://www.terra.es/personal/cxc_9747/neodarwinismo.html Major, T. (2005) Creación vs Evolución: Darwin y la Evolución en ApologeticsPress.org http://www.apologeticspress.org/espanol/articulos/405 Ingman, M. (2001) El ADN Mitocondrial Esclarece la Evolución Humana en ActionBioscience.org http://www.actionbioscience.org/esp/evolution/ingman.html

TIC’s Proyecto Biósfera. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/

RECURSOS DIDÁCTICOS    

Video Cosmos de Carl Sagan Video La Eva Genética – Discovery Channel Video Las Galápagos Video Darwin y el árbol de la vida – BBC de Londres 180

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BLOQUE 5 Biodiversidad y Medio Ambiente

181

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BLOQUE DE APRENDIZAJE V: BIODIVERSIDAD Y MEDIO AMBIENTE TIEMPO: 45 hrs. UNIDAD DE COMPETENCIA: Interrelaciona el medio ambiente y su biodiversidad con el flujo de materia y energía de cada ecosistema para ubicarlos y valorar el equilibrio de la biosfera a través de una visita guiada a áreas naturales y la elaboración de un mapa mental integrador.

Declarativos Explica la clasificación taxonómica de los organismos de acuerdo a las reglas de Linneo. Describe los niveles taxonómicos propuestos por Woese: Tres dominios y seis reinos. Fundamenta que la ecología es el estudio de las relaciones de la biodiversidad con su medio ambiente. Explica la estructura y función de los ecosistemas haciendo énfasis en el flujo de la materia y la energía. Distingue los diferentes tipos de ecosistemas, sus recursos naturales y considera la importancia de los ecosistemas locales. Identifica las causas y efectos de los problemas ambientales en los ecosistemas

SABERES Procedimentales Identifica a los seres vivos utilizando las reglas de la nomenclatura taxonómica binomial de Linneo a través de claves dicotómicas. Clasifica a los seres vivos de acuerdo a Carl Woese en tres dominios y seis reinos, señalando su importancia ecológica, médica y económica. Elabora una presentación en power point de cada reino con características, imágenes e importancia.

Actitudinales/Valorale s Valora la importancia médica, económica y social de los seres vivos para su aprovechamiento racional. Organiza grupos y mesas de debate sobre las causas y consecuencias del deterioro ambiental y las alternativas para el manejo responsable de la biosfera Fomenta la conservación de la flora y fauna de su región/comunidad.

Realiza actividades experimentales para identificar características generales de los seres vivos reportando los resultados en una V de Gowin.

COMPETENCIAS Genéricas Disciplinares 3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas de riesgo. 6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. 8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.

Distingue los factores bióticos y abióticos de un ecosistema, a través de visitas guiadas a áreas naturales de su comunidad.

2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas. 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes 11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de impacto ambiental. 13. Relaciona los niveles de organización química, biológica, física y ecológica de los sistemas vivos.

CRITERIOS DE DESEMPEÑO

182

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

Elabora un mapa mental integrador de los ciclos biogeoquímicos y la relación con el equilibrio ecosistémico



ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA  Aplicación de preguntas generadoras

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE  Elaboración de presentaciones en power point.

 Presentaciones



de power point de los diferentes reinos

 Clave

dicotómica

 Visita

guiada.

 Actividades

experimentales.  Debate

en plenaria.

Investigación documental

 Resolución

de actividades de guía metodológica.

 Reporte

escrito de visita

guiada.

RECURSOS DIDÁCTICOS  Guía

metodológica

 Manual

de practicas

 Software

educativo

 Pizarrón

EVIDENCIAS Y/O PRODUCTOS  Portafolio electrónico con las presentaciones de power point.  Reporte

escrito de problema ambiental.

 Plumones

 Reporte

 Papel

 Mapa mental integrador.

Bond

 Cañón  DVD

 Mapa mental integrador

 Laboratorio

 Reportes

 Artículos

de actividades experimentales utilizando la metodología de la V de Gowin.

Analiza la estructura y las relaciones entre los componentes de los ecosistemas en un mapa mental integrador. Realiza actividades experimentales sobre biodiversidad y medio ambiente, aplicando la V de Gowin. Valora la importancia de la interrelación de los seres vivos con su medio ambiente a través de visitas guiadas a áreas naturales.

de divulgación científica

 Videos  Libreta

de apuntes, lápices, plumas.

183

de visita guiada

 Reportes

de actividades experimentales utilizando la V de Gowin.

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184

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EXPLORANDO TUS CONOCIMIENTOS 1. ¿Cuántos y cuáles son los reinos de los seres vivos? ______________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 2. Escribe el nombre científico de un organismo (que no sea el hombre, Homo sapiens) _________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 3. ¿Qué es la Biodiversidad? _________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 4. Sabias que México es un país megadiverso ¿por qué? _________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 5. Dibuja una cadena alimenticia

185

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5.1 ¿CÓMO SE CLASIFICAN A LOS SERES VIVOS? La diversidad biológica o biodiversidad se refiere a la enorme variedad de organismos vivos que existen en nuestro planeta, se cree que existen alrededor de diez millones de organismos diferentes de los cuales solo se conocen científicamente 15 % (1.5 millones). Existe la necesidad de ordenar y organizar el elevado número de seres vivos para facilitar su conocimiento y análisis. La Sistemática se encarga de estudiar las semejanzas o diferencias entre los organismos, ubicándolos en diferentes categorías. Asimismo utiliza datos comparativos para responder preguntas en relación con el nivel taxonómico, el proceso evolutivo y la filogenia (origen de los organismos). Existen varios tipos de clasificación: Sistema artificial. Un sistema estrictamente utilitario, considera el beneficio, daño, hábito, color, forma u otros caracteres de los seres vivos. Se basa exclusivamente en caracteres externos de los organismos. Sistema natural. Esta clasificación considera características morfológicas similares entre los organismos (homologías), también utiliza otros estudios como los citológicos, embriológicos, ecológicos y paleontológicos. Sistema filogenético. Señala que la variedad de formas de vida del planeta se relaciona con los procesos evolutivos de los seres vivos y por compartir ancestros comunes. La Taxonomía se encarga de clasificar a los seres vivos y ubicarlos en grupos específicos llamados taxones, así como también les asigna la nomenclatura adecuada. Por lo tanto, la Taxonomía biológica se encarga de elaborar inventarios de la biodiversidad a nivel mundial o regional, proporciona métodos que facilitan la identificación de los organismos, elabora un sistema de clasificación que sea aceptado mundialmente, estudia las implicaciones evolutivas y por último proporciona un nombre exclusivo para cada grupo de seres vivos o fósiles. NIVELES TAXONÓMICOS. La unidad de clasificación de los seres vivos es la especie, que puede definirse como el conjunto de individuos similares estructural y funcionalmente, que sólo pueden cruzarse entre sí y tienen un antecesor común. Las categorías taxonómicas forman un orden jerárquico o posición taxonómica, es decir, una serie de niveles en los que la 186

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categoría mayor abarca a todas las demás. Hay ocho categorías principales: especie, género, familia, orden, clase, división o Filo, reino y dominio (Tabla 5.1). Cada categoría, desde especie hasta dominio, es cada vez más general e incluye organismos cuyo antepasado común era cada vez más remoto en su relación evolutiva. En tal sentido, el botánico sueco Carlos Linneo (1707-1778) desarrolló un método de clasificación que aún se utiliza. Este naturalista seleccionó rasgos físicos como tamaño y forma, que permitían una clasificación con base en las relaciones estrechas de los organismos; por ejemplo clasificó a las plantas con flores, considerando el número de similitudes y el tipo de estructura de sus sistemas reproductores. A Linneo se deben las agrupaciones de los organismos por sus semejanzas en categorías taxonómicas; por ejemplo, todas las especies con caracteres semejantes las agrupo en la categoría superior llamada género y todos los géneros similares en familia, y así sucesivamente. Avena

Roble blanco

Elefante

Águila calva

Mosca de la fruta

Dominio

Eukaria

Reino

Plantae

Animalia

División o Magnoliophyta Filo

Anthophyta

Chordata

Arthropoda

Clase

Liliopsida

Dicotyledoneae

Mammalia

Aves

Insecta

Orden

Poales

Fagales

Proboscidea

Falconiformes

Diptera

Familia

Poaceae

Fagaceae

Elephantidae

Falconidae

Drosophilidae

Género

Avena

Quercus

Elephas

Haliacetus

Drosophila

Especie

Avena sativa

Quercus alba

Elephas maximus

Haliacetus leucocephalus

Drosophila melanogaster

Tabla 5.1 Posición taxonómica de algunas especies de plantas y animales

Linneo también estableció la nomenclatura binomial para designar a las especies, regla que hasta la actualidad es universalmente aceptada. Presenta las siguientes características:

187

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1. Debe escribirse en latín y en letras cursivas cuando se imprime y subrayado cuando se escribe a mano o a máquina. 2. El primer nombre que es el género, se escribe con la primera letra en mayúscula y las demás en minúscula. 3. El segundo nombre, que es la especie, va en minúsculas. 4. Después del nombre científico, se debe colocar entre paréntesis el apellido del autor que lo descubrió. Ejemplo: Nombre científico: Hippodamiia convergens (Guérin-Méneville) Nombre común: catarina Por lo general es un nombre que describe al organismo; por ejemplo: El perro doméstico lleva por nombre Canis familiaris; donde Canis refiere a que el organismo pertenece al grupo de los carnívoros y familiaris indica que es un animal domesticado que sirve de compañía a la familia.

ACTIVIDAD 5.1 – NOMBRE Y APELLIDO Investiga la posición taxonómica de tres especies e ilústralas con una imagen. No se te olvide utilizar las reglas de nomenclatura científica Dominio: Reino: Phylum: Clase: Orden: Familia: Género: Especie: Nombre común:

188

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Dominio: Reino: Phylum: Clase: Orden: Familia: Género: Especie: Nombre común: ___________________________________________________________________________________ Dominio: Reino: Phylum: Clase: Orden: Familia: Género: Especie: Nombre común: ¿Cuál de las tres especies investigadas está menos estrechamente relacionadas con las otras dos? 189

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¿Por qué? ______________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________

5.2 LOS VIRUS, ¿VIVO O NO VIVO? Los virus son parásitos intracelulares que no poseen metabolismo ni organización celular por lo que se les sitúa en el límite entre lo vivo y lo inerte. Son tan pequeños (entre 20 y 300 milimicras: µm) que sólo se pueden ver a través de un microscopio electrónico. Algunos tienen formas geómetricas regulares (icosaedro, helicoidal, etc.) algunos parecen bastones, cristales, filamentos, esferas y otros poseen una cabeza redonda, provista de una pequeña cola (Fig. 5.1). Un virus es básicamente un agregado de material genético —ya sea ADN o ARN— dentro de una cubierta proteica llamada cápside, la cual, a su vez, está conformada de fragmentos denominados capsómeros. Algunos tienen una capa lipoproteica denominada envoltura viral (Fig. 5.1).

Fig. 5.1. Estructura del bacteriófago T4 y del virus VIH

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ACTIVIDAD 5.2 ADEMAS DE ENFERMARTE ¿QUÉ MAS HACEN LOS VIRUS?

Realiza una investigación documental sobre los virus y destaca su importancia económica, científica y médica a través de un mapa conceptual.

191

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Los virus no se consideran dentro de los seis reinos de la vida, ya que carecen de muchas características propias de los seres vivientes. Los virus tienen diferentes células hospederas ya que infectan a los animales incluido el hombre; a las plantas y los bacteriófagos que afectan a las bacterias. Cada tipo es independiente del resto, es decir, que los virus de plantas no pueden infectar animales ni bacterias y viceversa. Los virus son específicos de un cierto tipo celular siendo muy selectivos con sus hospederos y con las vías de entrada para infectarlos. Los métodos de entrada son muy especializados, y es una de las formas en las que los virus detectan a sus víctimas.

ACTIVIDAD 5.3 - ¿EXISTE ALGO MÁS SENCILLO QUE UN VIRUS? Consulta algunas referencias electrónicas y de tu biblioteca, contesta las siguientes preguntas: ¿Qué es un Prión? ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ¿Qué es un Viroide? ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ Menciona algunas vacunas que previenen contra enfermedades de tipo viral. ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ Comenta brevemente sobre el virus del papiloma humano y cuáles son sus consecuencias. ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ 192

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ACTIVIDAD 5.4 - CICLO VIRAL Investiga e indica en la figura de abajo, el nombre de cada paso del proceso de replicación de un bacteriófago:

1. _____________

2. ________________ 6. ______________

3. _____________ 5. ______________

4. _________________

193

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REPLICACIÓN DE LOS VIRUS. Los virus tienen un solo propósito: replicarse. Para llevarlo a cabo, tienen que apoderarse de la materia, la energía y la maquinaria de la célula hospedera adecuada introduciendo su material genético en la misma, fusionando la cubierta viral con la pared o la membrana de la célula y liberando sus genes dentro de ella. Si es un virus ADN, su material genético se inserta en el ADN de la célula hospedera. Si es un virus ARN (retrovirus), debe primero cambiar su ARN en ADN, poder insertarse. Después, los genes virales se copian muchísimas veces, los virus emplean las enzimas del hospedero para producir cápsides y otras proteínas virales. Los nuevos genes virales y las proteínas se ensamblan en partículas virales. Los nuevos virus se liberan de la célula hospedera sin destruirla o, eventualmente, el número de virus es tan grande que rompen la pared celular del hospedero para salir e infectar a otras células.

5.3 ¿CUÁL ES EL SISTEMA ACTUAL DE CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS? PROPUESTA DE 3 DOMINIOS – 6 REINOS. La clasificación propuesta por Carl Woese es, en este momento, aunque no es la más actual, la que prevalece y está en uso para la clasificación de los seres vivos en los diferentes niveles taxonómicos. Esta clasificación toma en cuenta muchas características fundamentales como: características anatómicas, funcionales, bioquímicas, inmunológicas y genéticas (hibridación del ADN o ARNr de los organismos), sus relaciones con otros organismos que tienen características en común y diferencias importantes, así como la evolución y la filogenia de cada especie. Propuso un nuevo taxón superior al reino que llamó dominio. Todos los seres vivos se agruparían en 3 dominios: Archaea (arqueobacterias), Bacteria (eubacterias) y Eukarya (protistas, hongos, animales y plantas) (fig. 5.3) Los caracteres que colocan a una especie en un sitio y no en otro van cambiando a medida en que se descubren nuevas características y se requiere de una nueva interpretación que permita su correcta clasificación. La correcta identificación de las características de los organismos, garantiza que la especie recién encontrada esté en una correcta posición taxonómica.

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Fig. 5.3. Árbol evolutivo de los seis reinos de seres vivos

DOMINIO ARCHAEA REINO ARQUEOBACTERIA Las arqueobacterias (del gr., arkhaios = antiguo; bakterion = bastón) se encuentran actualmente restringidas a hábitats marginales por lo que son extremófilas, o sea que viven en condiciones extremas, aunque no todas lo son. Presentan formas unicelulares procariontes. Sus paredes celulares carecen del peptidoglucano presente en todas las eubacterias. Las arqueas se nutren de varias sustancias para obtener energía, incluido hidrógeno, dióxido de carbono y azufre. Su nombre proviene de su hábitat: Termoacidófilas. Viven en ambientes calientes y ácidos que incluyen las aguas sulfurosas termales, las chimeneas termales del suelo marino y los alrededores de los volcanes. Estas bacterias prosperan en temperaturas por encima de 80oC y un pH de 1 a 2. Algunas de éstas bacterias, no sobreviven en temperaturas más bajas, como 55 oC. Muchas son anaerobios estrictos, lo cual significa que mueren en presencia de oxígeno. 195

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Halófilas. Viven en ambientes muy salados. La concentración de sal en tus células es de 0.9%, los océanos tienen un promedio de 3.5% de sal y las concentraciones de sal en el Gran Lago Salado y en el Mar Muerto pueden ser mayores que el 15%. Las halófilas tienen varias adaptaciones que les permite vivir en ambientes salados. Las halófilas generalmente son aeróbicas y algunas poseen una forma particular de fotosíntesis que usa una proteína en vez del pigmento clorofila. Metanógenas. Estos organismos son anaerobios obligados, lo cual significa que no pueden vivir en presencia de oxígeno. Usan dióxido de carbono durante la respiración celular y liberan metano como producto de desecho las metanógenas se encuentran en plantas de tratamiento de aguas negras, pantanos, ciénagas y cerca de respiraderos volcánicos. Las metanógenas prosperan hasta en el tracto gastrointestinal humano y en los estómagos de rumiantes; y son responsables de los gases que libera el tracto digestivo. Sicrófilas. Viven a temperaturas muy bajas. Se han encontrado en lagos congelados en la Antártida (hasta -7°C).

DOMINIO BACTERIA REINO EUBACTERIA Organismos procariontes, tienen pared celular compuesta de peptidoglicano y no poseen organelos membranosos ni formas multicelulares. Se clasifican en dos divisiones: Cyanobacteria o Cyanophyta (autótrofas) y Schizophyta o Eubacteria (heterótrofas). Las cianobacterias o cianofitas (algas azul-verdes) de hábitat acuático. Contienen clorofila además de otros pigmentos como xantofila, caroteno y ficocianina, esta última les proporciona el color azul. Los pigmentos no están contenidos en cloroplastos como en las células eucarióticas sino que forman parte de un sistema de membranas localizadas hacia el borde de la célula (fig. 5.4) Las cianobacterias se reproducen por fisión binaria o por fragmentación. Entre los géneros más representativos de estas algas están: Oscillatoria, Anabaena, Nostoc, Spirulina y Lyngbya.

196

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Fig. 5.4. Morfología de una cianobacteria

Las eubacterias son organismos unicelulares aparentemente simples. No poseen núcleo verdadero sino un cromosoma circular. El citoplasma tiene un aspecto granular fino debido a la presencia de una gran cantidad de ribosomas y algunas bacterias tienen ADN menores extracromosómicos autónomos llamados plásmidos. La membrana celular es una bicapa lipídica como la de eucariontes rodeada por una pared celular de péptidoglicano. Algunas bacterias infecciosas tienen una capa viscosa que rodea a la pared celular llamada cápsula, que la protege del ataque de linfocitos del sistema inmune del hospedero, y, además, les sirve para deslizarse (fig 5.5). Existen cientos de especies de bacterias, pero todas ellas tienen una de las cuatro formas existentes: cocos, bacilos, vibrios y espirilos (fig. 5.6). Pueden presentar nutrición autótrofa (fotosintética y quimiosintética) o heterótrofa (saprofita y parasitaria). De acuerdo a su respiración, las bacterias pueden ser: aerobias y anaerobias (facultativas, obligadas y estrictas). La mayoría de las bacterias se reproducen asexualmente por fisión binaria. Muchas bacterias, en especial los bacilos, se reproducen por esporulación que consiste en formar endosporas cuando las condiciones no son favorables permaneciendo latentes por mucho tiempo. Una forma de reproducción sexual es la conjugación en la que se transfieren plásmidos a través de un pelo sexual (pilli), hueco, especial y largo resultando en nuevas combinaciones genéticas (fig. 5.7). 197

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Fig. 5.5. Morfología de una eubacteria

Fig. 5.6. Formas de las bacterias Fig. 5.7 Reproducción bacteriana

DOMINIO EUKARYA A este dominio pertenecen los reinos protista, fungi, plantae y animalia cuya principal característica es estar constituidos por células eucariontes. REINO PROTISTA En este reino se agrupan tanto organismos unicelulares como pluricelulares, con mínimas características similares a los organismos pertenecientes a los reinos Fungi, Plantae y Animmalia. La mayor parte de sus rasgos no son compatibles con ellos, ésta es la razón por la que se colocan en un reino aparte. Los protistas se dividen en tres grandes grupos: las algas protistas, protistas fungales y protozoarios, (fig. 5 . 8 ). Incluye una variedad de tipos de eucariontes (unicelulares, coloniales, multicelulares) y variedades nutricionales (heterótrofos, autótrofos o una combinación de ambos). 198

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ACTIVIDAD 5.5 - AYUDARON A CREAR EL OXÍGENO ATMOSFÉRICO Y ¿AHORA A QUE SE DEDICAN? Importancia evolutiva. Hace unos 2 mil millones de años, las cianobacterias ayudaron a formar y cambiar el medio ambiente inicial de la Tierra, creando el oxígeno atmosférico lo que permitió el desarrollo de formas de vida más complejas. Ahora realiza una investigación documental acerca otras importancias de las bacterias: IMPORTANCIA ECONÓMICA

IMPORTANCIA MÉDICA

199

IMPORTANCIA ECOLÓGICA

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ACTIVIDAD 5.6 - RECONOCIENDO A LOS PROTISTAS Realiza una investigación documental del reino protista y completa la siguiente tabla Clasificación

Algas

Protistas fungales

Protozoarios

Características generales

División UNICELULARES : 

Euglenofitas



Diatomeas

 Dinoflagelados PLURICELULARES: 

Rojas o Rodofitas



Cafés o Feofitas



Verdes o Clorofitas



Myxomycota (mohos plasmodiales)



Oomycota (mohos acuáticos)



Acrasiomycota (mohos celulares)



Chytridiomycota (mohos acuáticos quitridios)



Sarcodinos



Mastigóforos



Ciliophora



Sporozoarios

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Dibujo

Importancia

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ACTIVIDAD 5.7 - ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA DE LOS PROTISTAS Dibuja un protista e identifica las estructuras que lo compone y la función de cada una de ellas.

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Tienen un núcleo formado por varios cromosomas y limitado por una envoltura nuclear. Poseen organelos como mitocondrias, cloroplastos y corpúsculos basales (fig.5.9). Casi todos los protistas se reproducen asexualmente por fisión binaria, pero algunos lo pueden hacer sexualmente por medio de la conjugación.

REINO FUNGI Cuando escuchas la radio, ¿cómo es que siempre puedes identificar a tu grupo favorito? Quizás es por las características comunes de la banda, como sus instrumentos o la voz del cantante principal. Los organismos en el mismo reino también comparten características comunes que los identifican. Algunos de los organismos más antiguos de la Tierra pertenecen al reino de los hongos. Cuando ves la palabra hongo, puede ser que te imagines a los hongos que venden en el mercado o los que crecen en tu jardín.

Fig. 5.8. Ejemplos de protozoarios

Fig. 5.9. Morfología de la Euglena

¿Y qué es un hongo? Un hongo es un organismo constituido por células eucariontes con paredes celulares de quitina. Varía en tamaño, desde unicelular (levadura) hasta pluricelulares (grandes setas).

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Los hongos son heterótrofos, secretan enzimas digestivas a su alrededor que degradan la materia orgánica que después absorben. Los hongos necesitan humedad, poca luz. La mayoría son saprofitos, consumen los restos y los desperdicios de otros organismos y otros son parásitos. La mayoría de los hongos están constituidos de filamentos ramificados, o tubos, llamados hifas. Éstas crecen y se ramifican formando redes complejas llamadas micelios. La reproducción asexual puede ocurrir por fragmentación de las hifas, también pueden producir esporas sexuales y asexuales. Las estructuras reproductoras son características que se usan para clasificar los hongos.

ACTIVIDAD 5.8 – DESCRIBIENDO A LOS HONGOS Dibujja un hongo unicelular en donde identifiques las estructuras que lo componen y la función de cada una de ellas

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REINO PLANTAE Las plantas han existido sobre la superficie terrestre desde hace más de 400 millones de años. En la actualidad se han clasificado alrededor de 300,000 especies de plantas. El reino Plantae, agrupa a todos los seres vivos eucariontes, pluricelulares, con nutrición autótrofa y cuyas células presentan pared celular de celulosa.

ACTIVIDAD 5.9 - IDENTIFICANDO A LAS PLANTAS

BRIOFITAS O PLANTAS NO VASCULARES

Elabora un cuadro sinóptico de la clasificación del reino Plantae donde incluyas a todas las divisiones o phyla

Son plantas no vasculares porque carecen de xilema y floema, que son los tejidos vasculares por donde corren el agua, sales minerales y las sustancias nutritivas. Este grupo incluye las hepáticas y los musgos. No tienen raíces, tallos, ni hojas verdaderas. Viven en ambientes húmedos, casi todas viven agrupadas, lo que les permite retener humedad. Las estructuras parecidas a raíces llamadas rizoides anclan la planta a la tierra. Las briofitas favorecen la fertilidad de los suelos, donde pueden crecer otras especies de plantas.

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ACTIVIDAD 5.10 - ¿POR QUÉ SE LES LLAMA PLANTAS NO VASCULARES? Consulta un libro de biología de tu biblioteca y esquematiza la estructura de un musgo o una hepática.

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TRAQUEOFITAS O PLANTAS VASCULARES

Grupos de plantas más complejos; el agua y los minerales van desde la tierra a todas las partes de la planta a través de un tejido conductor especializado: el xilema. Los alimentos y otras sustancias elaboradas se transportan por el floema. Ambos tejidos están formados por células rígidas, que como resultado, también sirven de sostén estructural a la planta. Tienen hojas duras cubiertas por materiales cerosos como la cutina y adaptadas para retener agua. La mayor parte de las plantas vasculares están adaptadas a una vida terrestre. Este grupo se divide en dos grandes categorías: plantas sin semilla que incluyen a las pteridofitas (helechos) y por el otro las plantas con semilla que comprenden a las coniferofitas (coníferas) y a las antofitas (plantas con flores). TRAQUEOFITAS INFERIORES O PLANTAS SIN SEMILLA (CRIPTÓGAMAS) Los helechos o pteridofitas son el grupo más conocido de las traqueofitas inferiores, sin embargo, no es el único, también se encuentran en este nivel de complejidad otras plantas afines, como son los licopodios, las selaginelas y los equisetos. Los helechos crecen en tierras húmedas, en bosques, en campos abiertos, en árboles y en riscos. Crecen en bosques pluviales tropicales, donde algunas especies arborescentes alcanzan hasta 25 m de alto. Presentan un tallo más o menos desarrollado y generalmente reducido a un rizoma subterráneo, y unas hojas o frondas de diferentes tamaños con venas ramificadas llamadas pínnulas. En el envés de las frondas se disponen los esporangios agrupados en soros. En el interior de los esporangios están las esporas que son liberadas al exterior para su germinación. TRAQUEOFITAS SUPERIORES O PLANTAS CON SEMILLA (FANERÓGAMAS) Estas plantas se reproducen al formar semillas y son las más abundantes con más de 200,000 especies. Viven en la mayoría de los ambientes terrestres y en ambientes acuáticos. Una semilla es una estructura que se compone de un embrión vegetal, de alimento para el embrión y de una cubierta externa. La mayoría están adaptadas para la vida en tierra. El alimento almacenado en las semillas le suple la energía para las etapas tempranas de crecimiento. Se dividen en dos grupos: coniferofitas (gimnospermas) y antofitas (angiospermas). 206

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GIMNOSPERMAS (PLANTAS SIN FLORES) Las gimnospermas tienen semillas desnudas, las cuales no están rodeadas de un fruto. En este grupo se encuentran las cicadofitas (cícadas), ginkgofitas (ginkgos) y principalmente las coniferofitas (coníferas). Las coníferas viven en latitudes frías y a grandes alturas, adaptadas a condiciones secas y frías: son perennifolias (hojas verdes todo el año), lo cual les permite seguir realizando la fotosíntesis y crecer lentamente en épocas difíciles; hojas aciculadas (forma de aguja) y escamosas cubiertas de una cutícula gruesa que impide la evaporación. Producen una resina en su savia que es "anticongelante", lo que les permite seguir transportando nutrientes a temperaturas por debajo del punto de congelación. Las coníferas son plantas que producen conos: la estructura que contienen las semillas de la planta. Crecen como árboles o arbustos, en grupos grandes y densos que forman extensos bosques. Entre las coníferas más conocidas se encuentran los géneros: Pinus (pinos), Abies (oyamel), Taxodium (ahuehuete), Cupressus (cedro), y Juniperus (táscate). DIVISIÓN ANGIOSPERMAS (PLANTAS CON FLORES) Son más diversas que las gimnospermas. Existen 215,000 especies aproximadamente. La flor, que es una característica de este grupo, aumenta las posibilidades de la planta de tener una reproducción exitosa. Una parte de la flor es el ovario que contiene los óvulos. Después de ser fecundado, el óvulo se transforma en semilla y el ovario que lo rodea madura hasta convertirse en una estructura llamada fruto. Las angiospermas incluyen diversas formas biológicas. Se encuentra en gran diversidad de hábitats. Se dividen en dos clases: monocotiledóneas y dicotiledóneas.

ACTIVIDAD 5.11 - PARA ADORNO, REGALO, COMIDA… Y A TI ¿CÓMO TE GUSTAN LAS FLORES? Trabaja en pareja. en un papel bond y realiza un mapa mental, con imágenes, recortes o dibujos, indicando la importancia económica, médica, e industrial de las plantas angiospermas, puedes citar ejemplos que utilices en tu vida cotidiana, apóyate de libros de biología y utilizando las TIC. Comparen los mapas de todo el grupo. 207

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ACTIVIDAD 5.12 ANTES DE LA NAVIDAD ¿QUÉ SUCEDE CON LOS PINOS? Consulta páginas de internet y esquematiza el ciclo de vida de un pino, y menciona la importancia económica de las coníferas

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ACTIVIDAD. 5.13. ANATOMÍA DE UNA FLOR Material en equipos: cinco flores diferentes, lupa, hojas recicladas. Observa e identifica las estructuras de las flores que llevaste a clase, dibuja y señala cada parte, guiándote del siguiente esquema.

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REINO ANIMALIA Los animales son organismos eucariontes, pluricelulares y heterótrofos. Sus células carecen de pared celular y se organizan en tejidos. Obtienen sus nutrientes principalmente mediante la ingestión. Son móviles en muchos estadios de su vida. Presentan funciones desarrolladas de coordinación y movimiento, debido a que la mayoría posee un sistema nervioso. Existen unos 30 phyla de animales pero sólo 9 son importantes por el número de especies que los integran: poríferos, cnidarios, platelmintos, nematodos, anélidos, moluscos, artrópodos, equinodermos y cordados. CARACTERÍSTICAS TAXONÓMICAS DE LOS ANIMALES La diversidad de este reino es enorme, y su clasificación se basa en las siguientes características que comparten: ACTIVIDAD 5.16 CONOCIENDO AL REINO ANIMALIA Realiza una investigación documenta sobre las características importantes de la clasificación del reino animal y complementa la siguiente tabla |CARACTERÍS TICA

DEFINICIÓN

IMAGEN

Durante el desarrollo embrionario el embrión adquiere capas celulares, a partir de las cuales se forman todos los tejidos, órganos y sistemas.   

Ectodermo: capa externa da origen a epidermis, sistema nervioso, recubrimiento de boca y nariz Mesodermo : capa intermedia, origina pared interna del tubo digestivo, uretra, pulmones, hígado, páncreas. Endodermo: capa interna, origina esqueleto, músculos, dermis, sangre, mesenterio sistema excretor y reproductor.

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Simetría

Celoma

Es la cavidad general del cuerpo, delimitado por mesodermo, y que contiene las vísceras (ser humano y lombriz de tierra); se llaman acelomados si su cuerpo es sólido sin otra cavidad que la del tubo digestivo (esponjas y gusanos planos); pseudocelomados sí tienen órganos internos dentro de un espacio corporal no delimitado, pero éste no es de origen mesodérmico (lombriz intestinal).

Metamerismo

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Cefalización Está conformado por las estructuras que dan sostén al cuerpo. Puede ser externo o exoesqueleto (calamar, erizo de mar) o puede ser interno o endoesqueleto como en el humano.

Cordón Nervioso Central

Característic as únicas

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PHYLUM PORIFEROS (ESPONJAS) Las esponjas viven adheridas a rocas o en el fondo marino. Varían en tamaño desde 1 cm hasta más de 2m de diámetro. Presentan una gran variedad de formas: redonda, oblonga, de vaso, otras forman crecimientos costrosos, aplastados adheridos a rocas. Su color varía, no tienen poder de locomoción, no reaccionan a los estímulos y no tienen un medio aparente para capturar alimento. Sus cuerpos están llenos de poros que utilizan para la circulación del agua. Presentan una abertura principal (ósculo) que utilizan para la excreción. Tienen una cavidad interna llamada espongiocele (fig. 5.18). Sus esqueletos están formados por espículas (de calcio o sílice) o de fibras proteicas de espongina. Son diblásticos, pero el ectodermo es interno y el endodermo es externo. Su alimento consiste en organismos microscópicos, desechos orgánicos y detritos (desechos orgánicos muy finos). Su reproducción es asexual y consiste en la gemación en la cual la esponja origina yemas sobre alguna parte de su cuerpo que eventualmente forman adultos maduros. También presentan reproducción sexual. PHYLUM CNIDARIOS O CELENTERADOS La mayoría son marinos y su distribución es cosmopolita. Son los más simples de todos los metazoarios. Poseen simetría radial. Tienen los cinco tejidos básicos: epitelial, muscular, nervioso, conectivo y reproductor. Son diblásticos, poseen una capa no germinal de material gelatinoso entre el endodermo y el ectodermo de nominada mesoglea. Poseen nematocistos (estructuras urticantes,) que les sirven de ataque y defensa. Poseen una red nerviosa a través de su cuerpo que los hace sensibles a los estímulos. Presentan una cavidad con funciones digestivas conocida como celenterón con una boca por la cual ingresan los alimentos y se excretan los desechos y materiales digeribles (Fig. 5.19). Clasificación. Los celenterados se clasifican en tres grupos distintos: hidrozoarios (hidras, Obelia y Physalia), escifozoarios (medusas) y antozoarios (anémonas y corales).

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Fig. 5.19. Tipos biológicos de cnidarios

Fig. 5.18. Anatomía de una esponja

PHYLUM PLATELMINTOS (GUSANOS PLANOS) Todos son tribásticos, acelomados y con simetría bilateral. Existen parásitos y los hay de vida libre. Todas las formas tienen sistema nervioso, excretor y reproductor, sin embargo, no tienen sistema digestivo. Se dividen en tres clases turbelarios (planarias y nudibranquios), trematodos (fasciola) y cestodos (solitaria, equinococo) (Fig. 5.20).

PHYLUM NEMATODOS (GUSANOS REDONDOS) Son vermes cilíndricos y delgados con los extremos puntiagudos. Presentan sexos separados y dimorfismo sexual. Carecen de aparato respiratorio y circulatorio, aparato excretor poco desarrollado; el sistema nervioso consta de un anillo periesofágico de que parten nervios longitudinales en dirección anterior y posterior. Tienen boca y ano. Los hay parásitos y de vida libre, estos últimos, son comunes en la tierra, en el fango y en los organismos descompuestos (Fig. 5.21).

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Fig. 5.20. Ejemplos de platelmintos

Fig. 5.21. Anatomía de un nematodo

PHYLUM ANÉLIDOS (GUSANOS ANILLADOS) El cuerpo de los anélidos se compone de secciones llamadas segmentos. Viven en el suelo, en riachuelos de agua dulce, en charcas y en los océanos. El plano corporal es un “tubo dentro de un tubo”, siendo el tubo interno el tracto digestivo. El tracto digestivo es completo y tiene dos aberturas: la boca y el ano. Tienen un sistema circulatorio cerrado donde la sangre siempre está dentro de los vasos. Tienen un par de nefridios para la excreción en cada segmento del cuerpo. Poseen pequeñas cerdas o quetas que utilizan para la locomoción. Han desarrollado el primer celoma (cavidad interna) verdadero. Poseen simetría bilateral. Los anélidos se dividen en tres clases: poliquetos (gusanos marinos), oligoquetos (lombriz de tierra) e hirudíneos (sanguijuelas) (Fig. 5.22).

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PHYLUM MOLUSCOS Es un grupo de invertebrados de cuerpo blando que poseen un manto que, a menudo, secreta una concha dura de calcio. Presentan un pie ventral musculoso que utilizan para moverse. El tracto digestivo está completo. Dentro de la boca de muchos moluscos hay una estructura llamada rádula, que se usa para raspar el alimento. Los moluscos son un grupo numeroso de organismos que se encuentran en hábitats que van desde los mares hasta los desiertos. Se clasifican en cinco clases distintas: anfineuros (quitón), escafópodos (colmillo de elefante), pelecípodos o bivalvos (almeja, ostra, ostión), gasterópodos (caracol de jardín) y cefalópodos (pulpo, calamar y nautilo) (fig. 5.23).

Fig. 5.22. Ejemplos de anélidos

Figura 5.23. Ejemplos de moluscos

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PHYLUM ARTROPODOS. Los artrópodos incluyen alrededor de 1 millón de especies que ocupan prácticamente todo tipo de hábitat, desde el fondo de los mares hasta las cumbres más altas de las montañas. Poseen un exoesqueleto segmentado formado de quitina. El cuerpo está dividido en tres partes: cabeza, tórax y abdomen. Presentan apéndices articulados pares para la locomoción o natación, que pueden sufrir modificaciones para convertirse en órganos masticadores o copuladores. Han desarrollado el más alto grado de cefalización de todos los invertebrados, a excepción de los cefalópodos. El cordón nervioso es ventral al tubo digestivo. Presentan ojos compuestos con una visión tipo mosaico. Han dado origen a los únicos invertebrados voladores. Además, presentan simetría bilateral, son celomados (poseen un celoma reducido), un sistema circulatorio abierto y sexos separados. Clasificación. Basándose en la especialización de los segmentos, los artrópodos se dividen en 4 subphyla: quelicerados (arañas, escorpiones, garrapatas), crustáceos (cangrejo, cochinilla), unirramios, (milpiés) y Hexápodos (insectos).

SUBPHYLUM QUELICERADOS El cuerpo se compone de dos partes: cefalotórax y abdomen. Los quelicerados tienen seis pares de apéndices en el cefalotórax. El primer par son quelíceros, modificados como pinzas o colmillos; el segundo par, los pedipalpos, funcionan como órganos de alimentación, los cuatros pares restantes son patas ambulatorias. Presentan ojos simples llamados ocelos. La clase arácnida incluye arañas, escorpiones, ácaros y garrapatas. Son principalmente terrestres. Casi todos son carnívoros. (Fig. 5.24)

SUBPHYLUM CRUSTÁCEOS La mayoría de los crustáceos son marinos, aunque hay algunos dulceacuícolas, mientras que otros, como las cochinillas, viven en lugares húmedos de la tierra.

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El cuerpo de la mayoría de los crustáceos es segmentado compuesto de dos partes: cefalotórax y abdomen. En la mayoría el exoesqueleto se endurece con compuestos de calcio, además de la quitina. Presentan dos pares de antenas. Las langostas, los camarones, los cangrejos, las pulgas de agua y las cochinillas son ejemplos de crustáceos (Fig. 5.25)

Fig. 5.24. Ejemplos de quelicerados

SUBPHYLUM UNIRRAMIOS El subphylum Uniramia contiene la mayor cantidad de especies y el mayor número de organismos. Reciben este nombre debido a que sus apéndices no están ramificados. Son de hábitat terrestre. Tienen un par de antenas, que son apéndices sensoriales, y mandíbulas, que son partes bucales para masticar y romper el alimento. 218

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Los quilópodos presentan un cuerpo alargado formado por múltiples segmentos. Incluye a los ciempiés que poseen un par de patas en cada segmento y a los milpiés con dos pares de partas por segmento (Fig. 5.26)

Fig. 5.25. Ejemplos de crustáceos

SUBPHYLUM HEXAPODOS O INSECTOS Los insectos se encuentran en casi todos los ambientes habitables de la Tierra. Es el grupo más grande de artrópodos terrestres. Su cuerpo se divide en tres: cabeza, tórax y abdomen. La cabeza tiene dos ojos compuestos y ojos simples, incluyen un par de antenas y varios pares de piezas bucales (5.27). Presentan tres pares de patas. En ocasiones tienen uno o dos pares de alas articuladas en el tórax, por lo que son los únicos invertebrados que pueden volar. Presentan metamorfosis, proceso por el cual el animal pasa de etapa de larva a adulto (5.28). 219

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Fig. 5.26. Ejemplos de quilópodos

Fig. 5.28. Metamorfosis incompleta y completa

Fig. 5.27. Anatomía del saltamontes

PHYLUM EQUINODERMOS Son los únicos que poseen un pie ambulacral en forma de tubo que usan para la locomoción, aprensión y para abrir las conchas de moluscos con los que se alimentan. Son los únicos que poseen un exoesqueleto de espinas calcáreas y un endoesqueleto de placas dérmicas. Tienen branquias dérmicas y pedicelarios que las protegen. Poseen un sistema nervioso radial sin cerebro. Presentan ano en posición dorsal y una boca ventral. Brazos generalmente múltiplos de cinco y poseen glándulas digestivas denominadas ciegos hepáticos. Las larvas tienen simetría bilateral y son parecidas a las de los cordados más primitivos. Tienen la simetría radial más avanzada. Son triblásticos. Carecen de cabeza y segmentación (Fig. 5.29). Los equinodermos se clasifican en cinco clases: asteroideos (estrella de mar), ofiuroideos (estrella serpiente), equinoideos (erizo de mar), crinoideos (lirio de mar) y holoturoideos (pepino de mar).

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Fig. 5.29. Anatomía de una estrella de mar

PHYLUM CORDADOS Los cordados evolucionaron a lo largo de unos 500 millones de años.; presentan una gran variedad de formas, evidencia de su gran capacidad de adaptación. Presentan un endoesqueleto de tejido vivo en el cuál se insertan los músculos y también proporciona protección a órganos internos vitales. Poseen un sistema nervioso dorsal tubular. Tienen hendiduras branquiales faríngeas, o vestigios de ellas. Un corazón situado en la parte ventral y un sistema circulatorio cerrado. Son eucelomados (con celoma verdadero) con simetría bilateral, cefalización y metamerismo (segmentación del cuerpo). Tienen notocorda que es una varilla delgada y flexible que da sostén al cuerpo y un cordón nervioso dorsal que corre a lo largo de la superficie superior del cuerpo Los cordados inferiores están formados por organismos menos evolucionados, que muestran algunos de los rasgos característicos de los cordados, y que son ejemplos de posibles eslabones que vincularían a vertebrados e invertebrados. Estos están clasificados en tres subphyla: hemicordados (gusano bellota) (Fig. 5.30), urocordados (ascidias) y cefalocordados (anfioxo) (Fig. 5.31). Los cordados superiores constituyen el subphylum vertebrados constituido por animales con espina dorsal.

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5.4. ¿CÓMO SE RELACIONA LA BIODIVERSIDAD CON EL MEDIO AMBIENTE? La Ecología es una ciencia del siglo XX que nació como una respuesta al progresivo y acelerado proceso de deterioro y desequilibrio medio ambiental que padece la biosfera de nuestro planeta. El término Ecología fue propuesto por el biólogo alemán Ernst Haeckel en 1869, proveniente del griego oikos (casa) y logos (tratado); es la parte de la Biología que estudia las interrelaciones de los organismos entre sí y con su medio. Si bien la Ecología, como ciencia tiene apenas poco más de un siglo de vida, los fenómenos y procesos estudiados por los ecólogos han sido observados y estudiados desde hace varios siglos. Pero muchos de los conceptos de Ecología son anteriores al término en un siglo o más. Al estudiar las relaciones entre los organismos y el ambiente en que viven, la Ecología sistematiza el conocimiento que genera, utilizando diferentes niveles de organización o integración. Cada nivel tiene conceptos y atributos particulares, y el nivel mínimo que compete a la ecología es el de organismo. Un individuo es un solo organismo de una especie determinada. Por ejemplo: un tiburón, un alga, una hormiga, un junco. Los organismos no viven aislados, cuando habitan al mismo tiempo en un mismo lugar forman una población. Así, un cardumen de atunes es un ejemplo de población. La comunidad es el conjunto de poblaciones vegetales y animales de diferentes especies que interactúan en un hábitat al mismo tiempo. El ecosistema, constituye la unidad básica de la ecología y es un complejo formado por una serie de factores fisicoquímicos y los seres vivos que interactúan constantemente ocupando un área determinada; un conjunto de ecosistemas forma un bioma caracterizado por un tipo vegetal determinado o cualquier otro aspecto del paisaje. Por último, el término biosfera o ecósfera se aplica al sistema biológico amplio, prácticamente autosuficiente, que abarca a todos los organismos vivos del planeta y sus interacciones con el medio físico. ACTIVIDAD 5.16 LA IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LA ECOLOGÍA Dibuja un diagrama en que se ilustre la relación que hay entre la Ecología y las materias que integran tu plan de estudio ACTIVIDAD 5.17 LA HISTORIA DE LA ECOLOGÍA Investiga en equipo el desarrollo histórico de la “Ecología” y preséntenlo en la línea de tiempo trabajada anteriormente, donde señalen nombre del científico, año y su aportación.

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ADAPTACIONES AL AMBIENTE Para entender qué es una adaptación biológica, debe tenerse claro, que solo los seres vivos pueden desarrollarla a través de procesos evolutivos de selección natural, que van heredándose de una generación a otra para incrementar sus expectativas de sobrevivencia al medio físico, químico y biológico que le rodea. Hay tres tipos de adaptaciones al ambiente: Morfológicas o estructurales. Cambios externos que permiten que un organismo se confunda con el medio o imite formas, sonidos o colores de animales más peligrosos. Por ejemplo, camuflaje, mimetismo, adaptaciones anatómicas, agresivas. Fisiológicas o funcionales son aquellas que guardan relación con el metabolismo y funcionamiento interno de diferentes órganos o partes del individuo. Por ejemplo, hibernación, diapausa, estivación, poiquilotermia y homeotermia. Conductuales. Son cambios de conducta de los organismos que permiten ajustarse a su ambiente o trasladarse periódicamente a otro, cuando las condiciones ambientales son desfavorables. Por ejemplo, migración. ACTIVIDAD 5.18 - ADPTACIÓN AL MEDIO AMBIENTE

Realiza una investigación documental sobre los tipos de adaptaciones al ambiente (morfológicas, fisiológicas y conductuales) y escribe dos ejemplos de cada una ¿Por qué la ballena, puede estar expuesta a grandes diferencias de presión, hasta de 800 metros, al parecer sin inconveniente?

¿Qué tipo de adaptación han desarrollado los osos polares, y por qué?

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GUÍA METODOLÓGICA DE BIOLOGÍA Por qué muchas aves nidifican entre las rocas, y a qué tipo de adaptación corresponde?

POBLACION La población es el conjunto de individuos de la misma especie que habitan en un área determinada, que comparten cierto tipo de alimentos y que, al reproducirse, intercambian información genética.

ACTIVIDAD 5.19 CARACTERISTICAS DINÁMICAS DE A POBLACIÓN Haz una investigación sobre las características dinámicas de la población: densidad, distribución de edades, distribución espacial, proporción de sexos, tasa de natalidad, tasa de mortalidad, curva de sobrevivencia, tasa de crecimiento, potencial biótico, migración

POTENCIAL BIÓTICO Y RESISTENCIA AMBIENTAL Cuando el índice de crecimiento en condiciones favorables es máximo (potencial biótico) las poblaciones tienen la capacidad máxima de aumentar el número de individuos. En cambio, la resistencia ambiental es la suma de factores denso-dependientes y denso-independientes que contribuyen a disminuir el nacimiento y sobrevivencia de los organismos de una población Los factores denso-dependientes o intrínsecos son los que afectan y surgen dentro de la misma población. Por ejemplo: alimento, enfermedades, la rapacidad, lucha por recursos limitados, etc. Los factores denso-independientes o extrínsecos son los que afectan a la población y provienen del exterior. Por ejemplo: factores climáticos, el fuego, terremotos y la depredación. El balance de los ecosistemas surge del balance interno que existe entre el potencial biótico de cada especie con la resistencia ambiental del hábitat (Fig. 5.30).

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Fig. 5.30 Balance

de los ecosistemas

ACTIVIDAD 5.20 - CURVAS DE CRECIMIENTO POBLACIONAL La gráfica siguiente representa las curvas de crecimiento de dos poblaciones: A y B.

En cuál de las poblaciones de la gráfica se evidencia el potencial biótico? ¿Por qué? _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________

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Menciona dos causas que determinaron en ambas poblaciones la reducción del número de organismos._________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ¿Qué le podría ocurrir a la población B en el transcurso de los próximos años? __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ Explica en la población A, las relaciones que se establecen entre la natalidad, la mortalidad y las migraciones a partir del año 2002________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ ACTIVIDAD 5.2 -1 FACTORES LIMITANTES DEL MEDIO VS RESISTENCIA AMBIENTAL

Explica y ejemplifica el siguiente planteamiento “La incidencia de los factores limitantes del medio ambiente sobre la población, incrementa la acción de la resistencia ambiental”____________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 227

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ACTIVIDAD 5.22 CURVA DE SOBREVIVENCIA La siguiente gráfica representa la curva de sobrevivencia de las poblaciones. Describe la gráfica y específica en qué casos ocurre una curva convexa, una curva cóncava y una línea recta

ACTIVIDAD 5.23. LIMITE AMBIENTAL La siguiente gráfica representa el comportamiento de una población de gaviotas en una zona costera de Cuba.

Sitúa en la gráfica el límite máximo ambiental. 1. Explica el comportamiento de esta población de gaviotas del año 2000 al 2005. ______________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________

2. Explica que le sucederá a los ecosistemas de las zonas costeras de Cuba, si se vierten en los mismos desechos tóxicos industriales. ______________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________

3. Argumenta 3 medidas que pueda aplicar el hombre para proteger el equilibrio de los ecosistemas.costeros. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

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RELACIONES ENTRE POBLACIONES Entre los individuos de una comunidad se establecen múltiples y diversas interacciones. La relación que se establece entre los individuos de una misma especie y una misma población, se denomina intraespecífica ACTIVIDAD 2.24 - RELACIONES INTRAESPECÍFICAS Investiga en que consiste cada una de las relaciones intraespecíficas, describe un ejemplo e ilústralo en cada caso. Asociación familiar:

Asociación gregaria:

Asociación colonial:

Asociación estatal:

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HÁBITAT Y NICHO ECOLÓGICO El hábitat de un organismo es el lugar donde vive, su área física, alguna parte específica de la superficie de la tierra, aire, suelo y agua. Puede ser vastísimo, como el océano, o las grandes zonas continentales, o muy pequeño, y limitado por ejemplo la parte inferior de un leño podrido, pero siempre es una región bien delimitada físicamente. En un hábitat particular pueden vivir varios animales o plantas. En cambio, el nicho ecológico es el estado o el papel de un organismo en el ecosistema. Depende de las adaptaciones estructurales del organismo, de sus respuestas fisiológicas y su conducta. Puede ser útil considerar al hábitat como la dirección de un organismo (donde vive) y al nicho ecológico como su profesión (lo que hace biológicamente). El nicho ecológico no es un espacio demarcado físicamente, sino una abstracción que comprende todos los factores físicos, químicos, fisiológicos y bióticos que necesita un organismo para vivir. Para describir el nicho ecológico de un organismo es preciso saber qué come y qué lo come a él, cuáles son sus límites de movimiento y sus efectos sobre otros organismos y sobre partes no vivientes del ambiente. Una de las generalizaciones importantes de la ecología es que dos especies no pueden ocupar el mismo nicho ecológico. Una sola especie puede ocupar diferentes nichos en distintas regiones, en función de factores como el alimento disponible y el número de competidores. Algunos organismos, por ejemplo, los animales con distintas fases en su ciclo vital, ocupan sucesivamente nichos diferentes. Un renacuajo es un consumidor primario, que se alimenta de plantas, pero la rana adulta es un consumidor secundario y digiere insectos y otros animales. En contraste, tortugas jóvenes de río son consumidores secundarios, comen caracoles, gusanos e insectos, mientras que las tortugas adultas son consumidores primarios y se alimentan de plantas verdes como apio acuático.

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ACTIVIDAD 5.25 HABITAT Y NICHO ECOLÓGICO Busca tres ejemplos de especies donde describas su hábitat y nicho ecológico. Ilústralo con imágenes.

CONCEPTO DE COMUNIDAD Comunidad es el conjunto de poblaciones de animales y plantas que ocupan un área determinada con interdependencia mutua entre los individuos que la constituyen, manteniendo un cierto equilibrio dinámico. La variedad de poblaciones que conforman una comunidad determina su diversidad, así como las relaciones de dominancia y cobertura. L a relación entre organismos de comunidad se denomina interespecífica

diferentes especies dentro

de la

ACTIVIDAD 5.26 RELACIONES INTERESPECÍFICAS

Considerando la tabla de abajo rellena los espacios vacíos con los símbolos +, - ó 0 de las especies A y B de acuerdo a la descripción de la interacción. Realiza una investigación donde documentes un ejemplo de cada una de las relaciones interespecíficas.

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ECOSISTEMA Un ecosistema está formado por dos tipos de factores: abióticos, son los factores inertes, es decir, todos los componentes físicos y químicos de un ecosistema, como son energía solar, temperatura, agua, presión atmosférica, sustrato, gases atmosféricos y sales minerales; y bióticos, son los organismos de un ecosistema, se dividen en tres grupos productores, consumidores y descomponedores o desintegradores. ACTIVIDAD 5.27 ¿CÓMO ESTA CONFORMADO UN ECOSISTEMA? Realiza una investigación documental de los factores abióticos y bióticos y a partir de lo investigado elabora en tu libreta un mapa conceptual de los factores que constituyen a los ecosistemas. ¿Cómo se relaciona los factores bióticos y abióticos? _____________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ¿Qué impacto ocasiona el desequilibrio de alguno de los factores en el ambiente? Plantea un ejemplo. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________

5.5 ¿CUÁL ES LA DINÁMICA DE LOS ECOSISTEMAS?

Los ecosistemas se auto conservan y se autorregulan. Los mecanismos de control, por un lado, son los que regulan el almacenamiento y la liberación de elementos nutritivos, y por el otro, la producción y descomposición de sustancias orgánicas, desarrollándose diferentes ciclos de materiales y múltiples transferencias de energía.

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ACTIVIDAD 5.28 PARQUE NACIONAL TORTUGUERO Lee detendamente la siguiente lectura El Parque Nacional Tortuguero está situado en la región noreste de Costa Rica, en pleno mar de las Antillas, en la desembocadura del río Tortuguero, una de las zonas más lluviosas del país, donde las precipitaciones pluviales oscilan entre los 3,000 y los 5,000 mm anuales. Su extensión abarca 21,000 hectáreas de tierra firme, así como las aguas territoriales costarricenses frente a ellas. Ya una crónica holandesa del año 1592 citaba la región de Tortuguero como zona tradicional de desove de las tortugas marinas. Durante siglos enteros esa zona, debido a su aislamiento, conservó prácticamente inalterados todos sus valores naturales. En los años cincuenta de este siglo fue cuando se dejó sentir la presión humana con más fuerza, pues se recolectaban miles de huevos semanalmente para venderlos. La creación del área como parque nacional puso fin a todos los desmanes, y ya, en los últimos años, los hombres de ciencia han comprobado que es notable el incremento de la población de tortugas de diferentes especies que van a desovar en esas playas. Tortuguero constituye una inmensa llanura empantanada. Sólo en su parte occidental están los cerros de Sierpe, que alcanzan 300 metros de altitud. Para poder visitar el parque hay que hacerlo navegando en barca por los cientos de canales y lagunas pantanosas que lo forman. Sólo desde el aire se puede uno dar idea del conjunto de esta inmensa selva lluviosa tropical. En Tortuguero se localizan diferentes tipos de vegetación. Por ejemplo, en las playas hay numerosos cocoteros y palmeras que crecen prácticamente al borde del mar. En los suelos pantanosos se encuentra el cativo, especie de acacia, que llega a alcanzar 60 metros de alto. A su lado proliferan nísperos, gavilanes y cedros machos. Bosques de menor altura se localizan en el borde de las áreas pantanosas y en las márgenes de los cursos de agua. En ellos crecen árboles como el sangrillo, el pumpunjoche y el guácimo blanco. Los bosques de palmas o yolillales ocupan grandes extensiones y se dan en suelos que están inundados la mayor parte del año. En la parte occidental de Tortuguero, en zonas no pantanosas, se localizan los bosques de cedro macho y de gavilán, acompañados de guacimos y tabacones. Entre los tesoros zoológicos que albergan estas veintiún mil hectáreas protegidas destaca el manatí, uno de los mamíferos más amenazados de extinción. Este inofensivo animal, de movimientos lentos, se alimenta fundamentalmente de grandes cantidades de plantas acuáticas flotantes. Otra especie muy interesante es el gaspar, un pez de agua dulce, de unos dos metros de longitud, considerado auténtico fósil viviente, cuyos antepasados vivieron hace más de 90 millones de años. Los bosques de Tortuguero están recorridos por el ¡aguar, máximo depredador del parque, la danta o tapir, el oso hormiguero gigante y el manigordo, así como monos de diversas especies. Numerosos caimanes viven en la orilla de los canales y aves de los más vistosos colores y variados tamaños anidan en ese espléndido lugar. Actualmente se han identificado unas 350 especies, entre las que destacan tucanes, zopilotes, pájaros fragata, pelícanos, garcillas, gavilanes, halcones, guacamayos, oropéndolas y colibríes. Aunque toda esta rica y variada fauna es importante, lo que destaca en Tortuguero es la zona de de-sove de las tortugas marinas.

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Tres especies abandonan el mar para desovar en sus playas: la tortuga verde, la de carey y la caguama o caballera. La más abundante de todas es la verde, que además se ¡unta en grandes grupos para reproducirse. Cada año, de agosto a noviembre, miles de tortugas se concentran para desovar en una sección comprendida entre la boca del río Tortuguero y la desembocadura del Parismina. La tortuga verde realiza la puesta cada dos o tres años y en cada ocasión desova cuatro o cinco veces. Se han realizado estudios sobre la migración de las especies que visitan Tortuguero y se ha comprobado que se distribuyen por todo el Caribe Occidental, desde la parte oriental de Venezuela hasta Yucatán, Jamaica, Cuba y Florida. Esta migración de la tortuga verde se debe a que Costa Rica no tiene praderas submarinas donde las tortugas encuentran la base de su alimentación. La tortuga de carey es una de las más pequeñas de la especie marina. Se le persigue para obtener de ella el carey, sustancia traslúcida, de bellísimo color pardo oscuro, utilizado en joyería, que cubre el caparazón del animal. A diferencia de la tortuga verde, la de carey no anida en forma masiva en Tortuguero. La especie se aparea en julio y agosto en dos bancos de fondo rocoso, frente a la desembocadura de Tortuguero. La tortuga caballera se caracteriza por el tamaño grande de su cabeza y porque se alimenta principalmente de erizos, cangrejos y estrellas de mar. Su presencia en las playas de Tortuguero es esporádica y no se puede considerar como habitual. El desove de las tortugas constituye uno de los fenómenos biológicos más interesantes que se pueden observar en Tortuguero. Una vez leído el texto, contesta las siguientes preguntas: 1.

¿Cuál es el área que ocupa la comunidad de los individuos referidos en el texto? ______________

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Transcribe el nombre de una barrera geográfica que se cita en el texto. ______________________

_____________________________________________________________________________________

¿Cuál es el mamífero amenazado en Tortuguero? _______________________________________

_____________________________________________________________________________________ 4. Transcribe el nombre de cinco especies de la comunidad que se alberga en los bosques de Tortuguero. ___________________________________________________________________________

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5. ¿Cuál es el mayor depredador de tortugas? ______________________________________________ 6. Transcribe el nombre de una población en Tortuguero. _________________________________ 7. ¿Qué fenómeno biológico destaca en Tortuguero? _____________________________________

8. ¿Cuál es la especie dominante de tortugas en la región citada en el texto?__________________

9. ¿Para qué se persigue a la tortuga de carey? _________________________________________ _________________________________________________________________________________

10. ¿Si una de estas dos comunidades se extingue que sucedería? ___________________________ _____________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________

CADENA ALIMENTICIA El alimento da a los organismos la energía necesaria para la realización de cada una de sus funciones y actividades vitales. La energía que las plantas almacenan pasa a los demás organismos mediante la alimentación (Fig. 5.31 y 5.32) . Los organismos dependen directamente unos de otros para obtener la energía, los organismos se alimentan y a su vez sirven de alimento a otros lo cual forma una cadena trófica o cadena alimenticia, que es una relación lineal y unidireccional entre los organismos que participan en ella. Pueden estar formadas por cuatro o cinco eslabones de grupos de seres vivos, de tal forma que cada uno se alimenta del anterior. 235

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Se define nivel trófico como el peldaño que incluye a todos los organismos de un ecosistema determinado que se alim enta de una fuente alimenticia parecida

Fig. 5.31 Flujo de materia y energía en el ecosistema

Fig. 5.32 Flujo de materia y energía en los ecosistemas

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ACTIVIDAD 5.29 EL ESLABÓN DÉBIL DE LA CADENA Ilustra una cadena alimenticia ubicando a cada organismo en su nivel trófico

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REDES ALIMENTICIAS El mundo real es mucho más complicado que una simple cadena alimenticia. Aún cuando muchos organismos tienen dietas muy especializadas (como es el caso de los osos hormigueros), en la mayoría no sucede así. Todas las cadenas alimenticias se interrelacionan con otras cadenas para formar redes o tramas tróficas, las cuales son muy complejas por la cantidad de organismos que intervienen en ellas. Entre más grande sea la cadena más sensible será a cualquier cambio, es decir, cuando sucede alguna alteración en algún eslabón repercute en los demás, lo cual puede desde alterar la cadena hasta perderse por completo.

Fig. 5.33 Redes alimenticias

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ACTIVIDAD 5.30 ¿QUIÉN SE COME A QUIÉN? Elabora una red alimenticia utilizando dibujos de 12 organismos. Recuerda la posición de cada uno de acuerdo al nivel trófico al que pertenece y traza la dirección de la flecha hacia quién es comido.

1. ¿Quiénes están en la base de la red alimenticia?

2. Si en un ecosistema, todos los herbívoros murieran por una epidemia ¿Qué pasará con los vegetales? _______________________________________________________________________ 3. ¿Qué pasará con los animales carnívoros?__________________________________________ 4. ¿Qué pasaría en la atmósfera si no existieran organismos productores?___________________ ________________________________________________________________________________

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PIRÁMIDES ALIMENTICIAS El estudio de diversas comunidades indica que la transferencia neta de energía entre los niveles tróficos tiene una eficiencia aproximada del 10 por ciento, aunque la transferencia entre niveles, dentro de las diferentes comunidades varía en grado apreciable. Esto significa que, en general, la energía almacenada en los consumidores primarios (herbívoros) representa Fig. 5.34 Ley del 10 por ciento solo el 10 por ciento de la energía almacenada en el cuerpo. A la vez , el cuerpo de los consumidores secundarios posee el aproximadamente el 10 por ciento de la energía almacenada en los consumidores primarios , en otras palabras, de cada 100 calorías de energía solar captada por el pasto solo alrededor de 10 calorías se convierten en herbívoros y únicamente una caloría en carnívoros. Esta ineficiente transferencia de energía entre niveles tróficos se conoce como “la ley del 10 por ciento” (Fig. 5.34). Hay tres tipos de pirámides alimenticias: por número de biomasa (Fig. 5.35), de individuos (Fig. 5.36) y de energía (Fig. 5.37)

Fig. 5.35. Pirámide de biomasa

Fig.5.36. Pirámide de número de individuos

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Fig.5.37. Pirámide de energía

FLUJO DE ENERGÍA ATRAVÉS DEL ECOSISTEMA

    

En resumen, en el flujo de materia y energía se puede generalizar que: La fuente primaria de energía (en la mayoría de los ecosistemas) es el sol. El destino final de la energía en los ecosistemas es perderse como calor. La energía y nutrientes pasan de un organismo a otro a través de la cadena alimenticia a medida que un organismo se come a otro. Los descomponedores extraen la energía mantenida en los restos de los organismos. Los nutrientes inorgánicos son reciclados.

5.6 ¿CÓMO SE EQUILIBRAN LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS? La energía y los elementos químicos de la materia viva circulan en la tierra formando parte de diferentes moléculas y procesos. Estos elementos químicos se mueven desde el agua, el aire y el suelo hasta los seres vivos, y de éstos al medio abiótico, para formar ciclos biogeoquímicos.

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ACTIVIDAD 5.31 DEL RIO A MI BOTELLA A partir de la imagen del ciclo del agua, une los conceptos utilizando flechas en el esquema y descríbelo paso a paso

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ACTIVIDAD 5.32 ¿PARA QUE SIRVE EL CARBONO? A partir de la imagen del ciclo del carbono, une los conceptos utilizando flechas en el esquema y descríbelo paso a paso

Ciclo del carbono

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ACTIVIDAD 5.32 ¿PARA QUE SIRVE EL AZUFRE?

A partir de la imagen del ciclo del azufre, une los conceptos utilizando flechas en el esquema y descríbelo paso a paso

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ACTIVIDAD 5.33 ¿PARA QUÉ SIRVE EL FOSFORO? A partir de la imagen del ciclo del fósforo, une los conceptos utilizando flechas en el esquema y descríbelo paso a paso

Ciclo del Fósforo

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ACTIVIDAD 5.34 REPASANDO LOS CICLOS BIOGEOQUIMICOS Utiliza los esquemas de los diferentes ciclos biogeoquímicos para responder a las siguientes preguntas 1. ¿De donde proviene el CO2 que utilizan las plantas en la fotosíntesis?

2. ¿Cómo han alterado las actividades humanas el ciclo del carbono y cuáles son las consecuencias para el clima futuro?

3. Explica cómo llega el gas nitrógeno del aire a la plantas

4. Rastrea una molécula de fósforo de una roca rica en fosfato al ADN de un carnívoro- ¿Qué hace que el ciclo del fósforo sea fundamentalmente diferente de los ciclos del carbono y del nitrógeno?

5.7 ¿CUÁLES SON LAS GRANDES DIVISIONES DE LA BIÓSFERA? ACTIVIDAD - 5.35 BIOMAS Realiza una investigación documental a cerca de los biomas y contesta en tu libreta las siguientes preguntas: 1. ¿Qué diferencia existe entre el bioma desierto y el ecosistema desierto? Escribe un ejemplo 2. ¿Por qué se encuentran biomas similares en grandes latitudes y en grandes altitudes? 3. ¿Esperarías encontrar exactamente las mismas especies de animales y plantas en la región de la tundra de Alaska y en la región de la tundra de los Andes? ¿Por qué?. 4. Haz escuchado el comercial que dice “Apaga la luz porque se inunda Tabasco”. Explica el porqué de esta afirmación

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La cualidad más relevante del ecosistema estriba en su independencia energética, su autarquía, ya que se conjugan todos los eslabones necesarios para constituir un ciclo energético completo. El ecosistema ocupa entre todas las categorías de organismos ecológicos un lugar principal porque representa la unidad de convivencia energéticamente autárquica más pequeña. Sin embargo es posible construir, en un plano abstracto, unidades ecológicas superiores de mayor cuantía. Es así como todos los ecosistemas de estructura y organización semejante se agrupan bajo el concepto de bioma. Los biomas son las comunidades típicas de las grandes regiones climáticas. Un bioma no es un lugar, es una categoría. Cuando hablamos de la selva, no nos referimos a la selva amazónica o a la selva africana sino a todas las selvas del orbe. Un bioma es una comunidad de plantas y animales con formas de vida y condiciones ambientales similares e incluye varias comunidades y estados de desarrollo. Se nombra por el tipo dominante de vegetación. El conjunto de todos los biomas viene a integrar por último la biosfera. No suele haber línea de demarcación precisa entre biomas adyacentes, sino que, por el contrario, cada uno se superpone en una vasta zona de transición llamada ecotonía. Los biomas no se distribuyen en forma aleatoria sino, por el contrario, con una cierta regularidad tanto en el plano horizontal (latitud) como en el vertical (altitud).

BIOMAS TERRESTRES Son extensas regiones geográficas, formadas por los diversos ecosistemas terrestres donde viven comunidades de plantas y animales (bióticos), que poseen características y adaptaciones apropiadas para el ambiente en que se desenvuelven, y cuya distribución está determinada por el clima, suelo, altitud, presión atmosférica, es decir por factores fisicoquímicos llamados abióticos. En el siguiente cuadro comparativo se dan a conocer algunas características abióticas y bióticas de los biomas terrestres.

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Tundra

Al sur de la tundra; en zonas de las altas montañas: Siberia, Canadá, centro de EUA, en México Chihuahua, Durango, Michoacán (Sierra Madre Occidental)

Países centrales de Europa, centro de Canadá, EUA y en México en laderas de la Sierra Madres y el eje volcánico transversal

Bosque Tropical

Regiones cercanas a casquetes polares: Alaska, Norte de Canadá, Norte de Groenlandia y Siberia

Bosque de Coníferas

Localización

Bosque Caducifolio

Bioma

Se encuentra en las regiones ecuatoriales o cercanas a él, en la cuenca del Amazonas de América del Sur, Congo, y en México; Sur de Veracruz, parte de Chiapas y Tabasco.

Clima Polar frío todo el año, nevadas intensas y cortos periodos de verano. Las temperaturas medias oscilan entre - 15ºC y 5ºC 300 mm. de lluvia anual Frío o templado y húmedo, con inviernos largos, alcanzan temperaturas 10 a 20°C en verano y -15ºC y +5ºC en invierno. De 250 a 500 mm. de lluvia anual Templado con las cuatro estaciones del año bien marcadas y alternancia de lluvias, periodos secos, tormentas, etc. La temperatura media anual es de 23'C, Entre 500 y 1000 mm. de lluvia anual Todas las regiones cercanas al ecuador tienen en común el ser calurosas, tienen una temperatura que oscila entre los 20-25ºC. De los 2000-10000 mm. de lluvia anual

Biomas Terrestres Suelo

Flora

Fauna

Permanentemente helado, solo unos centímetros se deshiela en verano, la capa más profunda siempre es helada llamada Permafrost

Líquenes, musgos, y algunas coníferas enanas

Tundra Sur Caribú, y en la norte Reno, en ambas, foca, osos polar, lobo blanco, pingüino y aves

Relieve accidentado, el suelo es de color grisáceo y muy ácido, debido a la lenta descomposición del material vegetal de la superficie.

Árboles de conífera como el Pino y el Abeto, cuyas hojas en forma de aguja son perennes (siempre verdes) lo que les permiten soportar bien las heladas y perder poca agua.

Roedores. herbívoros: venados, alces, jabalíes, zorro plateado, marta y visón

Los suelos son ricos porque la meteorización es alta y la actividad biológica también, su color es café forestal.

Las especies de árboles que forman el bosque son muy numerosas: Hayas, Robles, Castaños, Avellanos, Nogal, Olmos, etc.

Castores, Ardillas, Puerco Espín, Lobos, Alces, Ciervo, Gato montés. Musaraña y Linces.

El suelo es de tipo pantanoso débil y pobre, debido a que la mayor parte de los nutrientes se encuentran en los seres vivos y no en el suelo. Si este ecosistema es destruido, su recuperación es casi imposible de lograr, ya que el suelo desnudo se hace costroso. No es apto para la agricultura (en tres o cuatro cosechas pierde sus nutrientes).

Árboles de 10-20 mts. Caoba, Cedro. Ébano, Teca, etcétera con mucha humedad y escasa luminosidad. Arbustos, plantas herbáceas, epífitas (p/e. orquídea), hojas que chorrean para evitar el exceso de agua y el lavado de nutrientes. Helechos, lianas y enredadera.

Del nivel o estrato superior: monos, aves canoras, serpientes e insectos, en los estratos más bajos: batracios, y reptiles, en las aguas superficiales gran diversidad de peces.

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Praderas, Estepa y Pampas

Se ubica en regiones tropicales, en zonas centrales de África, América y Australia.

Es cálido con largos periodos de sequía. temperaturas medias de 23º C 600 mm. de lluvia anual

Se localiza en África, Asia, Australia, Chile, Perú, Suroeste de EUA y en el noroeste de la República Mexicana en Sonora

Desértico puede alcanzar una temperatura hasta de 58º C por la mañana y por la noche en algunas zonas han llegado hasta -5ºC o 6ºC. Un promedio de 200 mm. de lluvia anual

Desierto

Ucrania hasta Mongolia, América del Norte (pradera) y en la del Sur (pampa)

Es semidesértico con largos periodos de sequía. Su temperatura oscila entre 20 a 29 °C. Entre los 250 y 600 mm. de lluvia anual

Sabana

GUÍA METODOLÓGICA DE BIOLOGÍA Acumula mucho humus formado por la gran cantidad de materia orgánica que aportan las hierbas al suelo, (se descomponen rápidamente). El suelo negro de la pradera (chernoziem) está entre los mejores para cultivar maíz y trigo. Arcilloso e impermeable. Presenta alternancia de una estación húmeda y otra seca y árida, lo que facilita la propagación de incendios. El fuego agiliza el crecimiento de las hierbas y frena el desarrollo de los árboles, acelerando la mineralización del suelo y plantas que se adaptan a esas condiciones. Los suelos pueden ser de color: marrón claro, gris o amarillentos. Son de tipo calcáreo y altamente salino, siendo poco productivos. La arena es un sustrato común, contribuyendo a la sequedad ya que drena rápidamente la escasa precipitación.

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Su vegetación es predominan los pastizales, plantas herbáceas y matorrales

Gacela, Coyote, Lobo, Antílope, Linces y algunos roedores

Los árboles están dispersos los más frecuentes son Acacias y Baobabes; plantas herbáceas hierbas, pastos y gramíneas

Representados por: Antílopes, Cebras, Jirafas, Rinocerontes, Elefantes, Búfalos y grandes mamíferos carniceros, avestruz.

Se desarrollan cactus, nogales, yucas, etc.

Mamíferos: zorra, coyote, lobo, algunos reptiles, roedores y aves de rapiña.

ACTIVIDAD 5.36 EL MUNDO A COLORES Investiga y colorea en el planisferio los Biomas terrestres del mundo. Utiliza un código de colores para identificarlos.

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ACTIVIDAD 5.37 MEXICO A COLORES Investiga y colorea en el mapa los Biomas que existen en México. Utiliza un código de colores para identificarlos.

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ACTIVIDAD 5.38 BIOMAS ACUATICOS Investiga e ilustra las características de un manglar, un estuario y un arrecife de coral.

ESTUARIO

MANGLAR

ARRECIFE DE CORAL

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ACTIVIDAD ESPECÍFICA Haz una investigación documental sobre los siguientes problemas ambientales documentando su definición así como sus causas y consecuencias: contaminación del aire, suelo y agua, efecto invernadero, extinción de especies, deterioro de la capa de ozono, sobrepastoreo, deforestación, calentamiento global, introducción de especie exóticas, tráfico de especies, caza, pérdida de biodiversidad, lluvia ácida, incendios forestales. A partir de lo investigado, por equipo, construir un mapa mental de la crisis ambiental interrelacionando las causas y consecuencias de estos problemas. Usa sólo los nombres de los problemas Elabóralo en un pliego de papel y exponlo al grupo.

RUBRICA PARA EVALUAR MAPAS MENTALES Institución educativa:

Asignatura:

Nombre del docente: Nombre del alumno: Año/grupo:

Bloque/tema:

Fecha:

Autoevaluación:

Coevaluación:

Evalúa el profesor:

Nombre de quien evalúa: PONDERACIÓN CRITERIOS

PUNTAJE BIEN (2)

DEFICIENTE (1)

Seleccionan la idea principal e incluyen casi todas las palabras e ideas subordinadas para desarrollar el tema

Tienen cierta dificultad para seleccionar la idea principal e incluyen algunas de las palabras e ideas subordinadas para desarrollar el tema.

Seleccionan con mucha dificultad la idea principal y palabras e ideas subordinadas son incorrectas.

Ubican la idea principal en el centro. Las palabras e ideas subordinadas se Ubicación y presentan en forma agrupación radial y se agrupan de acuerdo a su naturaleza y jerarquía.

Ubican la idea principal en el centro. Presentan pequeños errores (1 o 2) al agrupar las palabras e ideas subordinadas de acuerdo a su naturaleza y jerarquía.

Ubican la idea principal al centro pero presentan de 3 a 4 errores al agrupar las palabras e ideas subordinas de acuerdo a su naturaleza y/o jerarquía.

No ubican la idea principal al centro y/o presentan 5 o más errores al agrupar las palabras e ideas subordinadas de acuerdo a su naturaleza y/o jerarquía.

Logra establecer Conexiones conexiones adecuadas entre las e intergrupos palabras e ideas claves, a través de flechas o usando un

Algunas de las palabras e ideas (1 o 2) no están conectadas correctamente. Utiliza flechas y/o

Varias de las palabras e ideas están conectadas incorrectamente. Solo hace uso de flechas o de código de

La mayoría de las palabras e ideas están mal conectadas. Solo hace uso de

Contenidos

EXCELENTE (4) Identifican fácilmente la idea principal e incluyen todas las palabras y/o ideas subordinadas, para desarrollar adecuadamente el tema.

MUY BIEN (3)

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código de símbolos.

Agrupación, jerarquía Agrupación, y ramas se presentan jerarquía y por código de colores ramas distintos. por colores

Imágenes del mapa

código de símbolos. símbolos.

flechas o de código de símbolos.

Agrupación, jerarquía y ramas la mayoría se presentan por código de colores distintos.

Agrupación, jerarquía y ramas se presentan por código de 2 o menos colores.

Utiliza más del 90% Utiliza más del 70% de imágenes que son de imágenes, y la de gran colorido. mayoría son de gran colorido en el mapa.

Agrupación, jerarquía y ramas solo algunas se presentan por código de colores distintos.

Utiliza menos del Utiliza más del 50% 50% de imágenes de imágenes, en el en el mapa. Con mapa y estas son de muy poco color o poco colorido. sin él.

TOTAL: COMENTARIOS:

REFERENCIAS: (Landsberger, 2005)

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Banchs, J, Biosca, A. et al. (2003). El Mundo de la Ecología. Ed. Océano País España Barnes, H. (1989). Zoología de los Invertebrados. Ed. Interamericana. México. Bernal, J.D. (1994). La Ciencia en la Historia. Nueva Imagen UNAM. México. pp 1226 Biagi. (1980). Enfermedades Parasitarias. Quinta reimpresión, La Prensa Médica Mexicana, México, 376 pp. Cervantes M. y Hernández M. (2005). Biología General. Publicaciones Cultural. México. pp. 427-477. Coello, Joseph y Tola José. (1998). Atlas Mundial del Medio Ambiente. Preservación de la Naturaleza. Ed. Cultural S. A. País España. Cronquist, A. (1986). Botánica Básica; CECSA, México; 655 pp. Curtis H. y Barnes N.S. (2000) Biología. Editorial Médica Panamericana. Colombia. pp. 715-736. Libro Electrónico Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente: Tema 5: Principales ecosistemas >> Biomas terrestres. www.tecnun.es/asignaturas/ecologia/hipertexto/05PrinEcos/120BiomTer.htm Marten, G. (1992). Ecología Humana. Conceptos Básicos del Desarrollo Sustentable.

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El Mundo de los Insectos



Biodiversidad



Sexo en el arrecife



Planeta Tierra



Video La Marcha de los Pingüinos



Huella ecológica en la web



Videojuego en línea Honoloko

TIC’s Action Bioscience 255

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http://actionbioscience.org/esp/biodiversidad/index.html Revista electrónica Biodiversitas http://www.biodiversidad.gob.mx/Biodiversitas/resultados.php Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad http://www.conabio.gob.mx 2010 Año internacional de la Biodiversidad http://www.cbd.int/2010/welcome/ La Vida entre Reinos http://redescolar.ilce.edu.mx/redescolar/proyectos/reinos_pri2006/index.htm LibroBOTÁNICAOnLine http://www.forest.ula.ve/~rubenhg/ Naturaleza Mexicana http://www.wwf.org.mx/wwfmex/ecosistemas.php Proyecto Biosfera - Ministerios de Educación y Ciencia http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/ Secretaria del Medio Ambiente http://www.sma.df.gob.mx Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología: Revista Ciencia y Desarrollo http://www.conacyt.mx/comunicacion/revista

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BLOQUE 6 Introducción a la Anatomía y Fisiología Humana

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BLOQUE DE APRENDIZAJE VI: INTRODUCCIÓN A LA ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA HUMANA TIEMPO: 25 horas UNIDAD DE COMPETENCIA: Identifica la organización del cuerpo humano y la función que desempeñan los sistemas en el mantenimiento de la homeostasis del mismo, para tomar decisiones en el cuidado de su cuerpo a través del uso de modelos anatómicos. SABERES Declarativos

Procedimentales

Identifica la estructura y función de los tejidos del cuerpo humano. Identifica la estructura y función de los órganos y sistemas del cuerpo humano.

Describe la estructura y función de los tejidos del cuerpo humano a través de modelos y observación al microscopio de muestras histológicas.

Explica las medidas de higiene y prevención de la salud

Elabora reportes de laboratorio a través de una V de Gowin. Identifica órganos y sistemas en un pollo. Construye modelos anatómicos para identificar los órganos de los respectivos sistemas Relaciona la estructura y función de los diferentes órganos y sistemas a través de mapas mentales Aplica y difunde medidas de higiene y salud para prevenir enfermedades a través del uso de medios de comunicación.

Actitudinales/ Valorales Se desempeña activa y responsablemente en trabajos individuales y por equipo. Muestra actitudes de respeto al trabajo y opiniones de sus compañeros. Reflexiona de manera crítica e informada sobre las medidas de higiene y salud para tener una buena calidad de vida. Promueve y difunde a través de periódicos murales, conferencias y trípticos la importancia de tomar medidas para prevenir enfermedades. 



258

COMPETENCIAS Genéricas/Atributos Disciplinares 3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas de riesgo.

9. Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos.

5.2 Ordena información de acuerdo a categorías jerarquías y relaciones.

12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece.

5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información. 8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.

CRITERIOS DE DESEMPEÑO Identifica la estructura de los órganos y sistemas del cuerpo humano a través de modelos anatómicos. Relaciona la estructura y función de los diferentes órganos y sistemas a través de mapas mentales.

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 

ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Clase magistral. Actividades experimentales



Ilustraciones



Mapas mentales



ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE Elaboración de mapa mental Construcción de modelos Investigación documental. Elaboración de material de difusión Reporte de laboratorio en V de Gowin Resolución de actividades de la guía metodológica

RECURSOS DIDÁCTICOS 

Guía metodológica



Videos



Láminas



Rotafolio



EVIDENCIAS Y/O PRODUCTOS Actividades de la guía metodológica de biología.



Investigaciones documentales



Modelo anatómico humano



Reporte de laboratorio (V de Gowin)



Presentaciones en power point



Modelos de los sistemas del cuerpo humano.



Computadora



Mapa mental



Cañón



Material de difusión



Apoyo bibliográfico



Laboratorio experimental



Muestras biológicas e histológicas



Estuche de disección

EXPLORANDO TUS CONOCIMIENTOS 1. Menciona cinco sistemas que conforman tu cuerpo ________________________________________________________________________________________

2. ¿Cómo se llama la cubierta de tu cuerpo que te brinda protección? ________________________________________________________________________________________

3. ¿Qué función realizan tus músculos? ________________________________________________________________________________________

4. ¿Qué órganos forman el sistema circulatorio? ________________________________________________________________________________________

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6.1 INTRODUCCIÓN La anatomía es la rama de la medicina que estudia la forma y estructura del cuerpo así como sus partes constitutivas, mientras que la fisiología estudia la función de las diferentes estructuras corporales.

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El cuerpo humano no es simplemente un agregado de órganos, sino una unidad organizada y bien coordinada que funciona como un todo integrado. Esta unidad morfológica y fisiológica se logra por medio de un elevado nivel de organización estructural y numerosos mecanismos de control relacionados entre sí. Las influencias personales, sociales y culturales en la vida de un individuo no son ajenas al funcionamiento fisiológico del cuerpo, los médicos estiman que entre el 40% y 70% de todas las alteraciones funcionales (enfermedades) tienen origen psicosomático atribuible a la vida personal y social de cada individuo. El cuerpo humano esta integrado por diferentes sistemas, estos sistemas están formados a su vez por órganos, que son agrupaciones de diferentes tejidos especializados con una función establecida. Se reconocen cuatro tipos fundamentales de tejidos: el epitelial, el conjuntivo, el muscular y el tejido nervioso.

ACTIVIDAD 6.1 ¿CUÁLES SON LOS TEJIDOS? Realiza una investigación documental y completa la siguiente tabla sobre los tejidos TEJIDO

FUNCIONES

 Forma membranas que cubren el cuerpo y revisten cavidades  Forma glándulas endocrinas (hormonas) y glándulas exocrinas (sudor)

Epitelial

Unión y sostén de otros tejidos

Muscular

Nervioso

IMPORTANCIA

Forma tendones (unión), cartílago, hueso (soporte), sangre y linfa (transporte) y el estroma de los ovarios (sostén)

Contracción por la presencia de actina y miosina Forma el sistema nervioso. La neurona es la unidad estructural y funcional, forma encéfalo y médula espinal (sistema nervioso Central) y tejido nervioso (Sistema nervioso periférico)

6.1. ¿CÓMO FUNCIONA EL SISTEMA TEGUMENTARIO? El órgano más grande del cuerpo es la piel, en un adulto cubre un área total de más de 1.5 metros cuadrados. La piel se conoce como tegumento y se compone de uno o más tejidos que protegen al cuerpo del ambiente. 261

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ACTIVIDAD 6.2 LAS PARTES DE LA PIEL Escribe los nombres correspondientes a cada estructura que señalan las líneas de la siguiente figura esquemática. Haz una investigación documental y escribe la función de cada parte.

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6.2. ¿CÓMO FUNCIONA EL SISTEMA MUSCULAR? El sistema muscular está constituido por células que reciben el nombre de miocitos, la unión de un gran número de miocitos forman las fibras musculares que al unirse a su vez forman órganos llamados músculos (Fig. 6.1). La diversidad de movimientos que se efectúan se debe a la combinación de contracción y relajación de los músculos esqueléticos (miosina y actina), cuya finalidad es la locomoción. La contracción de un músculo se debe a la atracción de sus fibras por estímulos que cambian sus cargas de tipo eléctrico que al encontrarse de diferente carga se atraen dando como resultado el acortamiento del conjunto, los músculos jalan no empujan, por lo tanto para que exista un movimiento completo es necesario que existan músculos antagónicos; por ejemplo para “doblar” el brazo, es necesario que existan músculos en su región anterior y para volver a extenderse se necesita que se contraigan músculos localizados en su región posterior.

Fig. 6.1 Organización y contracción de la fibra muscular

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ACTIVIDAD 6.3 ¿CÓMO FUNCIONAN LOS MÚSCULOS? Realiza una investigación documental sobre las funciones del sistema muscular y elabora un mapa mental a partir de la información obtenida.

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6.3. ¿CÓMO FUNCIONA EL SISTEMA ÓSEO? El sistema óseo está constituido por células que reciben el nombre de osteocitos, constituidos de calcio y fósforo que forman a los huesos (fig. 6.2).

6.2. Estructura de un hueso

Los huesos se clasifican en (Fig. 6.3): 

Huesos largos (húmero, cubito, radio, fémur, tibia, peroné



Huesos cortos (falanges)



Huesos planos (huesos del cráneo, omoplatos, huesos de la cadera)



Huesos

irregulares

(vértebras,

huesos del carpo y metacarpo)

6.3. Tipos de huesos

Las funciones del sistema óseo son: 

Servir como una estructura sólida que constituye un armazón que da soporte y forma.



Proteger a órganos muy delicados, formando cavidades como el cráneo y toráx.



Producir elementos formes de la sangre como son los glóbulos rojos y blancos, en el interior de la médula ósea. 265

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

Almacén de calcio y fósforo.



Participar en la conducción sensorial, como las vibraciones sonoras en el oído.

La unión de los diversos huesos van a formar una estructura que sirve de armazón, de soporte a la cual se le denomina esqueleto; el humano está constituido por la unión de diversos huesos en número promedio de 204, al esqueleto se le van a unir una gran cantidad de diversos músculos que le van a dar movimiento. A los huesos localizados sobre la línea media del cuerpo se les denomina esqueleto axial (huesos del cráneo, columna vertebral, hueso del pecho y sacro) y a los huesos localizados a los lados de la línea media del cuerpo se les denomina esqueleto apendicular (huesos de los brazos y piernas, huesos de la cadera).

ACTIVIDAD 6.5 ¿CÓMO SE UNEN LOS HUESOS? Escribe los nombres correspondientes a cada estructura que señalan las líneas de la siguiente figura esquemática. Haz una investigación documental y escribe la función de cada parte de la articulación.

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ACTIVIDAD 6.4 QUÉ HUESOS TENEMOS Escribe el nombre de los huesos que reconozcas en esqueleto e ilumina el esqueleto axial y apendicular de diferente color.

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6.4. ¿CÓMO FUNCIONA EL SISTEMA DIGESTIVO? El sistema digestivo o tubo digestivo tiene aproximadamente 10 a 12 mts de longitud, se extiende desde la boca hasta el ano (Fig. 6.4). Las funciones del sistema digestivo son: Ingestión. Los alimentos son introducidos al tracto digestivo por la boca. Digestión. Es el proceso mediante el cual el alimento que ingiere un organismo es descompuesto en moléculas lo suficientemente pequeñas como para que entren en las células. Entre estas moléculas se encuentran los monosacáridos, los aminoácidos, ácidos grasos, hierro y otros minerales. Puede ser: Mecánica, es cambiar el estado físico del alimento en partículas diminutas para facilitar la digestión química mediante el movimiento conocido como perístalsis; y Química, es el resultado de la hidrólisis de los alimentos mediante la acción enzimática y el pH. Absorción. Es el paso de nutrientes, a través de las microvellosidades intestinales a la sangre o a la linfa para ser llevados a todo el cuerpo (Fig. 6.5). Eliminación. Los materiales no digeribles deben ser expulsados del cuerpo.

Fig. 6.5 Estructura interna del intestino delgado

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Figura 6.4. Sistema digestivo

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ESTRUCTURA

FUNCIÓN

Cavidad bucal

Es el lugar de entrada de los alimentos al organismo. Está provisto de 32 dientes encargados de triturar el alimento, también son insalivados.

Faringe

Conduce el bolo alimenticio hacia el esófago, donde la epiglotis evita que el alimento pase al tracto respiratorio.

Esófago

Conduce el bolo alimenticio hacia el estómago.

Estómago

Es un órgano cavitario musculoso en forma de J en donde el bolo alimenticio es transformado por acción de los jugos gástricos en quimo.

Intestino delgado

Es un tubo de aprox. 7 m de largo, en él se vierten el jugo pancreático y la bilis para formar el quilo. Asimismo, tiene en su interior una serie de microvellosidades encargadas de pasar los nutrientes a la sangre.

Intestino grueso

Es un tubo grueso de aprox. 150 cm de largo. Por él se absorbe el agua y expulsa las sustancias no absorbidas por las vellosidades intestinales.

Recto

Almacena los residuos

Ano

Expulsa las heces fecales Tabla 6.1. Órganos principales del sistema digestivo

ESTRUCTURA Páncreas (jugo pancreático) Hígado (bilis) Glándulas salivales (saliva)

FUNCIÓN Desdobla las proteínas intactas, convierte las dextrinas en maltosa y desdobla las grasas neutras. Emulsifica las grasas neutras y participa en la absorción de los productos de la descomposición de las grasas neutras. Producen y secretan amilasa salival (ptialina)

Glándulas del intestino Glucólisis y proteólisis delgado (enzimas) Tabla 6.2. Glándulas anexas del sistema digestivo

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ACTIVIDAD 6.6 LA RUTA DE LOS ALIMENTOS A partir de las Tablas 6.1 y 6.2 y con la información proporcionada en esta guía, realiza un dibujo que incluya la ruta del alimento, los órganos por donde pasa, las glándulas anexas y las funciones de la digestión.

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6.5. ¿CÓMO FUNCIONA EL SISTEMA RESPIRATORIO? Se llama sistema respiratorio al conjunto de estructuras del organismo que permite la captación del oxígeno del aire y la eliminación del dióxido de carbono producido en su interior (intercambio gaseoso). Este proceso se conoce como respiración. Los pulmones son los órganos más importantes de este sistema y se encuentran protegidos por una membrana de doble capa llamada pleura. Se encuentran alojados en las partes laterales de la cavidad torácica, cubiertos principalmente por las costillas. El pulmón derecho es mayor que el izquierdo consta de tres lóbulos, mientras que el otro solo tiene dos. Durante la inhalación la cavidad torácica se expande, esto sucede cuando el diafragma y los músculos intercostales se contraen levantando las costillas hacia arriba y hacia fuera. La exhalación se produce cuando los músculos se relajan, la relajación hace que las costillas se muevan hacia abajo y hacia adentro disminuyendo el tamaño de la cavidad torácica y obligando al aire a salir de los pulmones. ÓRGANO Nariz

ESTRUCTURA

FUNCIÓN

Fosas nasales

Humedece calienta y purifica el aire

Faringe

Conducto común al aparato digestivo y respiratorio

Conduce el aire hacia la laringe y expulsa moco y partículas

Laringe

Formada por cartílagos y cuerdas vocales

Produce tonos de voz e interviene en el proceso de la tos.

Tráquea

Tubo flexible con paredes de cartílago cubiertos con membranas mucosas Tubos flexibles cartilaginosos

Conducto aéreo que da origen a los bronquios

Bronquíolos

Tubos flexibles cartilaginosos

Conducen el aire hacia los alvéolos

Alveolo

Unidad funcional del sistema respiratorio

Intercambio gaseoso

Bronquios

Conducen el aire hacia los pulmones

Tabla 6.3. Órganos conductores del sistema respiratorio

El aire que queda en los pulmones después de la exhalación impide que los alvéolos se colapsen. Durante la respiración normal se introducen 500 ml de aire, de los cuales 350 ml llegan a los alvéolos. 272

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ACTIVIDAD 6.7 LOS ÓRGANOS DEL SISTEMA RESPIRATORIO Escribe el nombre del órgano que corresponda e ilumínalo de diferente color

La frecuencia respiratoria que oscila de 18 a 26 respiraciones por minuto, es controla por el centro respiratorio del bulbo raquídeo, cada contracción es estimulada por impulsos que provienen de células nerviosas. El centro respiratorio ajusta la frecuencia respiratoria y el volumen para cumplir con las necesidades del cuerpo.

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6.6. ¿CÓMO FUNCIONA EL SISTEMA CIRCULATORIO? Las funciones básicas del sistema circulatorio son la oxigenación celular (parte de la respiración celular), nutrición, regulación de la temperatura corporal, transporte de hormonas e interviene en la regulación ácido-base y en la concentración de líquido intracelular y extracelular. El corazón, es un órgano situado en el interior del tórax entre ambos pulmones está integrado por músculo estriado cardiaco, este órgano funciona como bomba y presenta dos cavidades superiores llamadas aurículas y otras dos inferiores, los ventrículos. Entre la aurícula y el ventrículo derecho hay una válvula llamada tricúspide; entre la aurícula y ventrículo izquierdo esta la válvula mitral. Las gruesas paredes del corazón forman el miocardio, la contracción del corazón está determinada por impulsos eléctricos, que provienen de un tejido especializado a manera de marcapasos natural situado en la aurícula derecha, llamado nodo sinusal, estos impulsos eléctricos producen el latido del corazón que nos da la frecuencia cardiaca que puede ser de 60-100 latidos por minuto. El corazón presenta dos movimientos o latidos, uno de contracción o sístole, y otro de relajación o diástole. Esto genera la presión arterial que es más alta durante la sístole y disminuye durante la diástole. Los vasos sanguíneos, están constituidos por arterias, venas y capilares. Las arterias salen del corazón, son gruesas y elásticas y nacen en los ventrículos, aportan sangre a los órganos del cuerpo, por ellas fluye rápidamente la sangre a presión debido a la elasticidad y resistencia de sus paredes, dando la presión arterial que puede ser de 120/70mmHg. Las arteriolas son las últimas ramas del sistema arterial, son pequeñas y con una poderosa pared muscular. Actúan como válvulas de control a través de las cuáles se manda sangre hacia los capilares. Los capilares son sumamente delgados que penetran por todos los órganos del cuerpo. En estos se realiza el intercambio gaseoso, también se intercambian líquidos, nutrientes, electrolitos, hormonas y otras sustancias entre la sangre y las células. Las vénulas reciben la sangre de los capilares antes de llamarles venas.

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Las venas transportan sangre de los tejidos hacia las aurículas del corazón, la presión del sistema venoso es muy baja, sus paredes son delgadas y poco elásticas, contienen válvulas para facilitar el retorno sanguíneo. La sangre está contenida en el cuerpo en cantidad de unos 4 a 6 litros. En ella se distingue una parte líquida, el plasma y una parte sólida, las células sanguíneas o elementos formes (eritrocitos, leucocitos y plaquetas). ACTIVIDAD 6.8 - A CORAZÓN ABIERTO Identifica y escribe el nombre de cada estructura sobre el esquema del corazón

Circulación sanguínea La sangre procedente del organismo (circulación sistémica) llega a la aurícula derecha a través de dos venas principales: la vena cava superior (cabeza, cuello, tórax y extremidades superiores) y la vena cava inferior (tronco y extremidades inferiores). Cuando la aurícula derecha se contrae, impulsa la sangre a través de la válvula tricúspide, hacia el ventrículo derecho. La contracción de este ventrículo conduce la sangre hacia los pulmones. La válvula tricúspide evita el reflujo de sangre hacia la aurícula, ya que se cierra por completo durante la contracción del ventrículo derecho. En su recorrido a través de los pulmones (circulación pulmonar), la sangre se oxigena, regresando al corazón por medio de las cuatro 275

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venas pulmonares que desembocan en la aurícula izquierda. Cuando esta cavidad se contrae, la sangre pasa al ventrículo izquierdo y desde ahí a la aorta (todo el cuerpo) gracias a la contracción ventricular. La válvula mitral evita el reflujo de sangre del ventrículo hacia la aurícula izquierda. ACTIVIDAD 6.9- DE LOS PIES A LA CABEZA Basándote en la lectura anterior, en el siguiente esquema ilumina las flechas. De color rojo las que indican el flujo de la sangre oxigenada y de azul la de sangre desoxigenada. Indica con una llave la circulación sanguínea (sistémica y pulmonar).

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ACTIVIDAD 6.10 LOS COMPONENTES DE LA SANGRE Realiza una investigación documental sobre los componentes de la sangre. A partir de ésta elabora un mapa conceptual

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6.7 ¿CÓMO FUNCIONA EL SISTEMA LINFÁTICO? El sistema linfático consta de una red de capilares linfáticos que conducen linfa y de tejido linfático formado por nodos linfáticos, los órganos linfáticos como el timo, bazo y tonsilas (amígdalas).

ACTIVIDAD 6.11 - ¿A QUÉ SE DEDICA EL SISTEMA LINFÁTICO? Realiza una investigación documental sobre las funciones principales del sistema linfático y completa la siguiente tabla FUNCIÓN EXPLICACIÓN EJEMPLO

Limpiar y regresar los desechos celulares a la sangre

Transportar grasas del intestino al torrente sanguíneo

Dar la respuesta inmunológica

6.8. ¿CÓMO FUNCIONA EL SISTEMA EXCRETOR? El sistema urinario está formado por: riñón, uréter, vejiga urinaria y uretra. Los riñones (Fig. 6.6) son órganos con forma de frijol que mantienen la homeostasis al eliminar los productos nitrogenados, principalmente la urea, el exceso de agua del cuerpo y al mantener el pH de la sangre. Cada riñón contiene aproximadamente un millón de unidades filtradoras llamadas nefronas (Fig. 6.7) que son las células funcionales, que se encargan de filtrar desechos, reabsorber agua y sales minerales y la formación de orina. La orina que se produce en el riñón pasa a los cálices menores y de éstos a los cálices mayores, y a la vejiga urinaria por medio del uréter. La eliminación final de la orina se realiza a través de la uretra. 278

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6.7. Estructura de una nefrona

6.6. Estructura del riñón

ACTIVIDAD 6.12 - A PONERSE EN EQUILIBRIO

Realiza una investigación documental y completa el siguiente cuadro comparativo. Finalmente escribe una conclusión del tema.

___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________

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6.9. ¿CÓMO FUNCIONA EL SISTEMA NERVIOSO? El cuerpo humano es una maravilla en complejidad y coordinación; si se piensa un poco en él se advertirá que lleva acabo muchas actividades, a veces simultáneamente, algunas voluntarias y otras no. Por ejemplo, al estar leyendo esta página se realizan procesos muy complejos en el cerebro. Asimismo, se pueden percibir sonidos que se producen alrededor o sentir frío o calor al palpar un libro con los dedos. En el interior del cuerpo el corazón late, la sangre circula, el estómago realiza la digestión y los pulmones transportan aire. Todas estas actividades se realizan simultáneamente y requieren de un centro de control que las coordina: el sistema nervioso. El sistema nervioso cumple con dos funciones básicas que son la coordinación de las diferentes acciones del cuerpo y la coordinación de las respuestas del cuerpo al mundo externo. Hay, en el sistema que nos ocupa, estructuras que reciben información proveniente del medio tanto interno como externo (receptores). Así como también estructuras que envían mensajes a partes del cuerpo que producen una respuesta específica (efectores). Esta información y mensajes van en forma de señales eléctricas (impulso nervioso). LAS NEURONAS La neurona es la unidad fundamental del sistema nervioso (Fig. 6.8), te ayuda a obtener información del ambiente, interpretarla y reaccionar ante ella, conduce los impulsos eléctricos que permiten a las células, tejidos y órganos recibir y responder a los estímulos. Evento que ocurre gracias a los neurotransmisores que son sustancias químicas que se difunden a través de la sinapsis (pequeña hendidura entre el axón de una neurona y la dendrita de otra neurona). Cada neurona está constituida por cuatro regiones: dendrita, cuerpo celular o soma, axón y botones sinápticos.

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6.8. Componentes de una neurona

El sistema nervioso se divide para su estudio en sistema nervioso central y sistema nervioso periférico. SISTEMA NERVIOSO CENTRAL Consta de encéfalo y médula espinal. Es la parte del sistema nervioso que recibe y procesa la información de los receptores. Inicia respuesta, almacena recuerdos, genera pensamientos y emociones. El sistema nervioso central consiste principalmente en neuronas de asociación. Los órganos que protegen al sistema nervioso central son el cráneo, que protege al encéfalo, y la columna vertebral, que protege a la médula espinal; las meninges (duramadre, aracnoides y piamadre), que son membranas de tejido conectivo; y el líquido cefalorraquídeo, que es un líquido claro parecido a la linfa que actúa fundamentalmente como amortiguador. La médula espinal (Fig. 6.9) es un cable neural que se extiende dentro del canal de la columna vertebral, desde la base del encéfalo hasta la cadera. En el centro de la médula espinal se localizan cuerpos de neuronas formando un área en forma de mariposa que es llamada la sustancia gris. Está rodeada por haces de axones llamados sustancia blanca. La médula espinal tiene como funciones conducir señales desde y hacia el encéfalo y controlar las actividades reflejas.

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6.9. Médula espinal

ACTIVIDAD 6.13 - ESTRUSTURA DEL SNC Ilumina y escribe el nombre y la función de las estructuras que se muestran en el encéfalo y Médula espinal

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SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO Consta de nervios periféricos que unen al encéfalo y a la médula espinal con el resto del cuerpo, incluyendo los músculos, los órganos de los sentidos y los órganos de los sistemas digestivos, respiratorio, excretor y circulatorio. En los nervios periféricos existen axones de neuronas sensitivas y motoras. Las neuronas sensitivas llevan información sensitiva hacia el sistema nervioso central que proviene de todas las partes del cuerpo; y las neuronas motoras llevan respuestas o señales desde el sistema nervioso central a los órganos y músculos.

6.9. Sistema nervioso autónomo

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ACTIVIDAD 6.14 - OIR, OLER, VER, SENTIR Y DEGUSTAR Realiza una investigación documental sobre los órganos de los sentidos y completa el siguiente cuadro. En la columna de estructura realiza el dibujo del órgano y coloca sus partes. ÓRGANO GUSTO

ESTRUCTURA

FUNCIÓN

OLFATO

TACTO

VISTA

OIDO

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TIPO DE RECEPTOR

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La porción motora del sistema nervioso periférico puede subdividirse en dos partes: el sistema nervioso somático controla los movimientos voluntarios al activar los músculos esqueléticos y el sistema nervioso autónomo controla las respuestas involuntarias al influir sobre órganos, glándulas y músculo liso. Consta de dos divisiones, el sistema nervioso simpático y el parasimpático; estos dos sistemas hacen contacto sináptico con los mismos órganos, pero producen efectos opuestos (Fig. 6.10). ORGANOS DE LOS SENTIDOS Desde el nacimiento se entra en contacto con el mundo que nos rodea en diferentes formas. A través del sistema nervioso y los órganos de los sentidos se reciben los estímulos como sensaciones de color, luz, sonido y dolor. Los órganos de los sentidos son el gusto, el olfato, el tacto, la vista y el oído. Las señales del mundo exterior son captadas por los receptores de los sentidos como estímulos que se envían al encéfalo. En el cuerpo humano se presentan 3 tipos de receptores que se clasifican como: Quimiorreceptores. Estimulados por substancias químicas que se encuentran en el aire, en el agua y en los alimentos. Mecanorreceptores. Responden a las vibraciones, la presión y otros estímulos mecánicos. Fotorreceptores. Son estimulados por la luz. 6.10. ¿CÓMO FUNCIONA EL SISTEMA ENDOCRINO? Junto con el sistema nervioso, controla muchas de las funciones del cuerpo, por medio de mensajeros químicos llamados hormonas. Una hormona es una sustancia química producida por una célula que afecta el metabolismo de otra célula. Algunas funciones del organismo pueden ser activadas o inhibidas mediante las hormonas, las cuales son segregadas en cantidades muy pequeñas, se liberan al espacio intercelular, viajan por la sangre, afectan tejidos que pueden encontrarse lejos del punto de origen de la hormona y su efecto es directamente proporcional a su concentración.

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Estas hormonas son producidas en unas estructuras repartidas por todo el cuerpo y denominadas glándulas (Fig. 6.11). Las diferentes glándulas que están presentes en el cuerpo humano producen una serie de compuestos que pueden ser vertidos al exterior y se denominan Glándulas Exocrinas (exo: externo) o al medio interno, a la sangre, y se les llama, Glándulas Endocrinas (endo: interno). Existen también Glándulas Mixtas, es decir, que producen compuestos que vierten al exterior y otros que vierten al interior.

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ACTIVIDAD 6.15 - SISTEMA ENDOCRINO Ubica cada glándula y escribe su nombre en la línea. Colorea cada glándula de distinto color

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6.11. ¿CÓMO FUNCIONA EL SISTEMA REPRODUCTOR? La reproducción es el mecanismo biológico por el cuál se perpetúa la especie humana. A través de este proceso se transmiten los caracteres de la especie de generación en generación. En los humanos, la reproducción es de tipo sexual, lo que quiere decir que existen dos sexos con características morfológicas y fisiológicas diferentes. El sistema reproductor es el encargado de producir las células sexuales o gametos, proceso que se activa a partir de la pubertad y que conduce también a la aparición de los caracteres sexuales secundarios, por la producción de hormonas sexuales. SISTEMA REPRODUCTOR MASCULINO. En el cuerpo del hombre, las características sexuales primarias incluyen: las gónadas llamadas testículos, encargados de la espermatogénesis, y la elaboración y secreción de hormonas sexuales; y un sistema de órganos sexuales accesorios que en conjunto contribuyen a la formación y transporte del líquido seminal. Así, los espermatozoides producidos en los testículos, y el líquido seminal secretado por los conductos y glándulas, se mezclan para formar el semen. Pene Escroto

Testículos Epidídimo Conductos deferentes Vesículas seminales Próstata Glándulas de Cowper Uretra

Órganos Genitales Externos Órgano copulador. Presenta gran cantidad de terminaciones nerviosas. Deposita los espermatozoides en el sistema reproductor femenino Bolsa que recubre y aloja los testículos. Órganos Genitales Internos Órgano par. Produce el gameto masculino: el espermatozoide y hormonas sexuales (testosterona) Se encarga de la maduración y almacenamiento de los espermatozoides Transporta los espermatozoides desde el epidídimo a la uretra. Secretan líquido seminal que es una substancia que contiene fructuosa (fuente de energía) y prostaglandinas (ayudan al transporte de los espermas) Glándula que produce líquido prostático, que neutraliza la acidez vaginal y permite la supervivencia del espermatozoide. Secretan moco para lubricar la uretra peneana y la vagina Conduce el semen desde el conducto deferente y la orina desde la vejiga al meato urinario

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ACTIVIDAD 6.16 - IDENTIFICANDO LA ESTRUCTURA DEL SISTEMA REPRODUCTOR MASCULINO Esquematiza el sistema reproductor masculino, señalando cada una de sus partes.

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ACTIVIDAD 6.17 - ¿POR DONDE SE CONDUCEN LOS ESPERATOZOIDES? Realiza una investigación documental y explica qué sucede en la siguiente figura de los túbulos seminíferos.

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SISTEMA REPRODUCTOR FEMENINO Las características sexuales primarias de la mujer, incluyen: las gónadas llamadas ovarios, encargados de la ovogénesis, y la elaboración y secreción de hormonas sexuales; y un conjunto de órganos que posibilitan la fecundación de los óvulos por los espermatozoides, contienen y nutren al feto durante la gestación y lo expulsan en el acto del parto. Mientras que las características sexuales secundarias, caracterizan a una mujer en su exterior. Desde luego se hallan bajo el influjo constante de las hormonas sexuales femeninas.

Monte de Venus Labios mayores Labios menores Clítoris Himen

GENITALES EXTERNOS (VULVA) Protuberancia de tejido adiposo y piel gruesa que se sitúa por delante de la sínfisis del pubis Pliegues de piel cubiertos de vello Repliegues de piel sin vello, con muchas terminaciones nerviosas y glándulas. Órgano eréctil situado en la confluencia superior de los labios menores, con muchas terminaciones nerviosas. Membrana delgada y rosada que bloquea parcialmente la entrada a la vagina. GENITALES INTERNOS

Ovarios

Trompas de Falopio

Órgano par en el que se producen y maduran los óvulos, el gameto femenino. También produce hormonas sexuales femeninas (progesterona y estrógenos) Conducen los óvulos desde el ovario hasta el útero. Ocurre la fecundación.

Útero

Contiene el endometrio que se engruesa para anidar al óvulo fecundado y en él se desarrolla el embrión

Vagina

Órgano de la copulación y conducto del parto; vía de excreción del flujo menstrual.

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ACTIVIDAD 6.18 - IDENTIFICANDO LA ESTRUCTURA DEL SISTEMA REPRODUCTOR FEMENINO Dibuja el aparato reproductor femenino con cada una de sus estructuras.

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ACTIVIDAD 6.19- CICLO MENSTRUAL Y OVÁRICO 1. Ilumina las curvas de la hormona folículoestimulante (FSH ó HFE) y de la hormona luteinizante (LH

ó HL) del día 1 al 28. Ya que estas hormonas tienen influencia en el ciclo ovárico, ilmina los folículos ováricos (a-a3), el folículo ovulando (a4), los cuerpos lúteos (b-b1), y el cuerpo blanco en desarrollo.

2. Ilumina las curvas de estrógenos y progesterona del día 1 al 28. Ya que estas hormonas influyen

en el ciclo del endometrio uterino, ilumina la barra horizontal que se encuentra debajo del endometrio en las fases proliferativa y secretora (i y j) del día 4 al 28. Entonces ilumina la barra horizontal debajo del endometrio en deterioro (h) del día 28 al 4 (nota que las áreas por iluminar se encuentran a ambos lados de la gráfica). Después ilumina las estructuras (k1 – l) notando cómo se desarrollan en el endometrio hasta el inicio de la menstruación. La estructura (l) deberá iluminarse de color rojo; observa también que el epitelio en degeneración y las glándulas (k1 y k2) sobreponen sus colores a las arterias espirales rotas (l) en la menstruación (l1 y k2).

3. Los días marcados en esta lámina representan promedios. Los períodos varían de persona a

persona y de ciclo a ciclo. Las curvas del ciclo hormonal reflejan los niveles relativos de hormonas en el plasma sanguíneo. Estas curvas son significativas por la manera en que se relacionan unas con otras y no como indicadores de cifras absolutas.

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ANTICONCEPCIÓN El criterio para recomendar y utilizar un método anticonceptivo en los jóvenes y adolescentes es muy diferente del empleado para las personas de mayor edad. En la vida sexual de los jóvenes hay que tomar en cuenta diversos factores como la frecuencia de actividad sexual, el desarrollo físico y emocional, el tipo de pareja (sí es estable o no), así como la actividad y la motivación para la utilización de los métodos anticonceptivos. Hay diferentes métodos anticonceptivos que pueden ser utilizados por jóvenes y adolescentes. Es el médico quien deberá orientarlos y guiarlos, para que de manera conjunta se tome una decisión adecuada a cada situación. Solo los llamados anticonceptivos de barrera como el condón y espermicidas como las espumas, jaleas y óvulos, no requieren de la consulta médica para su prescripción. Los métodos anticonceptivos se clasifican en temporales como los métodos de barrera, que pueden ser: condón femenino y masculino, capuchón, diafragma y dispositivos intrauterinos (DIU); los métodos químicos como jaleas, cremas, espumas o supositorios; y los métodos hormonales como las pastillas, inyecciones, parche cutáneo e implantes. Muchos de los anticonceptivos temporales pueden ser en realidad una mezcla o combinación de dos o más métodos y cada uno de ellos tiene las indicaciones de uso para obtener buenos resultados y alcanzar su máxima efectividad. Y los definitivos como su nombre lo refiere están indicados en aquellas personas con paridad satisfecha, en el caso de la mujer es la obstrucción tubárica bilateral y en el hombre la vasectomía. ACTIVIDAD 6.20 - CUERPO HUMANO Se conformarán equipos de cuatro integrantes. Utilizando los conocimientos acerca de la estructura y funcionamientos de cada uno de los órganos y sistemas del cuerpo humano realiza un mapa conceptual integrador donde señales la interrelación que existe entre los diferentes órganos de los diferentes sistemas. Realízalo en varios pliegos de papel bond y señala con un mismo color los órganos pertenecientes a cada sistema. Se sugiere que elaboren un mapa conceptual por cada sistema (como el mapa del sistema digestivo de la página 279), para que después los juntes e interrelaciones. Debes incluir todos los órganos y sistemas del cuerpo. Al final, en plenaria se presentará el mapa conceptual. 294

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TIPO

MÉTODO

DESCRICPCIÓN

VENTAJAS

DESVENTAJAS

ACTIVIDAD 6.21 ¿QUÉ TANTO CONOCES DE LOS METODOS ANTICONCEPTIVOS? Realiza una investigación documental y completa el siguiente cuadro de los métodos anticonceptivos

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ACTIVIDAD 6.22 SISTEMAS DEL CUERPO HUMANO Completa la tabla escribiendo el nombre de los órganos y las funciones que realiza cada sistema del cuerpo humano SISTEMA

ÓRGANOS

FUNCIÓN

Tegumentario

Muscular

Óseo

Digestivo

Respiratorio

Circulatorio

Linfático

Excretor

Nervioso

Endocrino

Reproductor

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ACTIVIDAD 6.23 - DISEÑANDO MI PLAN DE SALUD Con base en los conocimientos adquiridos y a partir del análisis de tu estilo de vida, diseña tu plan de salud, que incluya hábitos higiénicos, dietéticos, actividades físicas, psicológicas y sociales en tu vida cotidiana.

EVALUACIÓN

DIAGNÓSTICA

FORMATIVA

SUMATIVA

A través de esquemas impresos de cada uno de los sistemas del cuerpo humano se le indicará al alumno que identifique y escriba las estructuras que los componen. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE:  Resolución de las actividades de la Guía Metodológica  Elaboración de modelos anatómicos  Investigación documental  Reportes de laboratorio en V de Gowin  Construcción de mapas mentales.  Elaboración de material de difusión. ACTIVIDAD ESPECÍFICA:  Portafolio de evidencias Examen departamental tipo CENEVAL o PISA Laboratorio (evaluación V-Gowin) Actividades de aprendizaje Actividad específica por unidad

30% 20% 20% 30%

MATRIZ DE VALORACIÓN DE COMPETENCIAS Criterios

Pre-formal

Receptivo

Resolutivo

Autónomo

Estratégico

Relaciona la estructura y función de los diferentes órganos y sistemas del cuerpo humano a través de mapas mentales Ponderación Logros:

Identifica la estructura y la función de los diferentes sistemas del cuerpo humano a través de mapas mentales.

Relaciona la estructura y función de algunos órganos de los sistemas del cuerpo humano a través de mapas mentales

Relaciona la estructura y función de los órganos y algunos sistemas del cuerpo humano a través de mapas mentales

Relaciona la estructura y función de los órganos y sistemas del cuerpo humano a través de mapas mentales

Relaciona como la estructura de órganos y sistemas del cuerpo humano trabajan de manera conjunta desempeñando una función coordinada.

Puntos 5

Puntos 10

Puntos 20 Puntos 30 Aspectos a mejorar : 297

Puntos 30

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BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Atlas Visual del Cuerpo Humano (2009). Arquetipo Grupo Editorial. Reimpresión. Audesirk , T. y Byers, B. (2008). Biología. Ciencia y Naturaleza. Segunda Edición. Pearson- Prentice Hall. Tortora, Gerald y J. Anagnostakos, J. (2011). Introducción al Cuerpo Humano. Fundamentos de Anatomía y Fisiología, séptima edición. Ed. Médica Panamericana. Tortora, Gerald y J. Anagnostakos, J. (2011). Principios de Anatomía y Fisiología. 11ª edición. Ed. Médica Panamericana. Tres Guerras Jesús: (2009) Anatomía y Fisiología del Cuerpo Humano. Ed. Mc. Graw Hill/ Interamericana. España. BIBLIOGRAFÌA COMPLEMENTARIA

Atlas visual de las ciencias. (2007). Revista On Line de Educación. www. Grupo Docente.com. Editorial océano. Geneser, Finn. (2000). Histología, Tercera Edición, Ed. Médica Panamericana. Gilroy, Anne M. Prometeheus: (2011) Atlas de Anatomía Fichas de autoevaluación. Ed. Médica Panamericana. Kardong, Kenneth V. (1999). Anatomía Comparada, función, evolución. Primera Edición en español, Ed.McGraw-Hill/Interamericana. España. Nelson, Gideon E. (2002) Principios de Biología. 3ra. Reimpresión de la Segunda Edición, Editorial Limusa Willey. México. Villee, Claude A. (2000) Biología. Octava Edición. Editorial Mc Graw-Hilll, VIDEOS RECOMENDADOS  Atlas del Cuerpo Humano. Discovery Channnel. Vol. 4 La piel (DVD en español)  Atlas del Cuerpo Humano. Discovery Channnel. Vol. 5 Glándulas y Hormonas (DVD en español)  La Increíble Máquina Humana. National Geographic  Cuerpo humano. Planeta de Agostini.  Universo Interior. Video Shark. TIC’s http://kidshealth.org/teen/en_espanol/cuerpo/lungs_esp.html 298