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Timestamp: 2019-03-23 17:47:07+00:00

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Pau Calle
1. guÍa y RECURSOS Edición revisada y actualizada BIOLOGÍA
2. GUÍA Y RECURSOS BIOLOGÍA Biología. Guía y recursos es una obra colectiva creada y diseñada en el Departamento Editorial de Ediciones Santillana bajo la dirección de Herminia Mérega y Graciela Pérez de Lois, por el siguiente equipo: Intervinieron en Biología. Guía y recursos 1.a edición: Mónica H. Capurro. Eduardo M. Fernández. Guillermo E. Haut. Amalia B. López. Editora: Silvia A. Fernández. Editor sénior: Fernando D. Majas. Subdirectora editorial: Lidia Mazzalomo. Diagramación: María Laura Nassar. Fotografía: archivo Santillana. Corrección: Lía B. Reznik. Escáner y películas: Miriam Barrios, Orlando Del Giúdice, Mariano Fernández, Gastón García, Carlos Solís y Gabriela Scalamandré. Subgerente de Producción: Gregorio Branca. Edición revisada y actualizada María Gabriela Barderi s Mónica H. Capurro s Eduardo M. Fernández Guillermo E. Haut s Amalia B. López Editora: María Gabriela Barderi. Jefa de edición: Patricia S. Granieri. Dia gra ma ción: Diego Ariel Estévez. Co rrec ción: Lía B. Reznik y Susana Alvarez. Jefa de arte: Claudia Fano. Gerente de gestión editorial: Mónica Pavicich. Índice Recursos para la planificación ¿Cómo está organizado el libro del alumno? Mapas de conceptos Clave de respuestas Este libro no puede ser reproducido total ni parcialmente en ninguna forma, ni por ningún medio o procedimiento, sea reprográfico, foto-copia, microfilmación, mimeógrafo o cualquier otro sistema mecánico, fotoquímico, electrónico, informático, magnético, electroóptico, etcé-tera. Cualquier reproducción sin el permiso previo por escrito de la editorial viola derechos reservados, es ilegal y constituye un delito. © 2010, EDICIONES SANTILLANA S. A. Av. L. N. Alem 720 (C1001AAP), Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. ISBN: 978-950-46-2203-1 Queda hecho el depósito que dispone la ley 11.723. Impreso en Argentina. Printed in Argentina. Primera edición: marzo de 1999. Segunda edición: enero de 2010. Este libro se terminó de imprimir en el mes de enero de 2010 en Grafisur S.A., Cortejarena 2943, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, República Argentina. 2 10 12 18 Biología, citología, anatomía y fisiología, genética, salud y enfermedad : guía y recursos : edición revisada y actualizada / María Gabriela Barderi ... [et.al.]. - 1a ed. - Buenos Aires : Santillana, 2010. 48 p. ; 28x22 cm. ISBN 978-950-46-2203-1 1. Biología. 2. Enseñanza Secundaria. 3. Libro del Docente. I. Barderi, María Gabriela CDD 570.712
3. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 Recursos para la planificación Expectativas de logro 2 Introducción. El lenguaje de la Ciencia Identificar las principales caracterís-ticas de las ciencias fácticas o experi-mentales. Reconocer el campo de estudio de la Biología y sus ramas. Comprender la naturaleza de la Ciencia. Identificar las características propias del trabajo científico, su metodología y sus implicancias en la sociedad. Reflexionar críticamente sobre la pro-ducción y el desarrollo del conocimiento científico, reconociendo su carácter pro-visorio e histórico. Desarrollar el interés hacia la Biología como disciplina científica y su apren-dizaje. 1 Los sistemas biológicos 2 Multicelularidad y niveles Interpretar la energía y sus transforma-ciones como conceptos fundamentales de las Ciencias naturales. Comprender la noción de sistema termo-dinámicamente abierto en el contexto de los sistemas biológicos. Interpretar experiencias históricas de laboratorio sobre energía y calor. Clasificar los sistemas en aislados, abiertos y cerrados. Interpretar las formas en que se mani-fiestan las ondas electromagnéticas. Diferenciar las reacciones químicas anabólicas, o de síntesis, de las catabó-licas, o de degradación. Identificar las etapas que componen el proceso de la fotosíntesis. Diferenciar entre respiración aeróbica y anaeróbica. Fomentar la adquisición de una postura reflexiva y crítica frente a los aportes realizados por investigadores de dife-rentes épocas. Desarrollar el interés por participar en actividades y experiencias sencillas que permitan verificar los hechos y concep-tos estudiados. Valorar positivamente el trabajo en equi-po propio de la investigación científica. de organización Reconocer los distintos niveles de orga-nización de los seres vivos. Identificar a la célula como la unidad de estructura y función de los seres vivos. Identificar tejidos y células a partir de la observación de láminas, gráficos y fotografías. Distinguir las principales caracterís-ticas de los niveles de organización subcelulares y supraorgánicos. Analizar la diversidad de formas vivien-tes organizadas en grados de creciente complejidad y especialización. Comparar la división de los cigotos en distintos organismos e interpretar las diferentes formas de crecimiento. Reconocer las características funda-mentales de las células, los tejidos, los órganos y los sistemas de órganos. Analizar y comparar los tejidos vegeta-les y los animales. Practicar y aplicar técnicas para la observación microscópica de tejidos y células. Elaborar criterios personales sobre cuestiones científicas y tecnológicas básicas de nuestra época, mediante el contraste y la evaluación de informa-ciones obtenidas en distintas fuentes. Valorar el trabajo de científicos actua-les y de otras épocas. Contenidos Las Ciencias naturales y el conocimien-to científico. Características de la Ciencia. Objeto de estudio de la Biología. Ramas de la Biología. Análisis interdisciplinario y áreas-fron-tera. Características del conocimiento cien-tífico a partir de algunos ejemplos de la Biología. Trabajo de laboratorio y trabajo de campo. El perfil de un científico. El método científico. Reseña histórica de la Biología. Análisis de textos y resolución de pro-blemas. La termodinámica. Sistemas aislados, abiertos y cerra-dos. El Sol como fuente de energía de los sistemas biológicos. La biosfera como sistema termodiná-mico abierto. El flujo de la energía en la cadena trófica. Respiración y fotosíntesis. Leyes de la termodinámica. Proyecto Biosfera 2 como ejemplo de sistema biológico. La entropía y los sistemas biológicos: síntesis de nuevos compuestos quí-micos. Interpretación de gráficos y esquemas. Experimentación y control de variables sobre la fotosíntesis. Utilización de modelos para simular el efecto invernadero. La célula como unidad de estructura y función. Los niveles de organización de los seres vivos. Niveles subcelulares y supraor-gánicos. Los niveles de organización en relación con la biosfera, la geosfera, la hidrosfe-ra y la atmósfera. La multicelularidad y el inicio de la diferenciación. Diversificación celular y diferenciación de los tejidos. Órganos y sistemas de órganos. Tejidos vegetales y animales. Historia de las observaciones micros-cópicas. Cultivo de células. Preparación de cortes histológicos mediante la construcción y utilización de un micrótomo. Aplicación de técnicas para la observa-ción de tejidos y células con el micros-copio óptico.
4. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 3 Expectativas de logro Identificar las partes fundamentales de las células y analizar las funciones que cumplen. Identificar las biomoléculas y sus fun-ciones principales. Distinguir las similitudes y diferencias entre organismos procariontes y euca-riontes, y entre una célula vegetal y una célula animal. Interpretar el proceso de transporte a través de la membrana celular. Identificar los mecanismos de reproduc-ción celular. Planificar investigaciones sencillas de modo autónomo. Desarrollar actitudes de respeto en el trabajo cooperativo. Valorar el uso del microscopio para la observación biológica. Valorar el conocimiento científico como un proceso de construcción ligado a las características y necesidades de la sociedad en cada momento histórico y sometido a evolución y revisión con-tinua. Comprender las diferencias fundamen-tales entre los organismos anaerobios y los aerobios. Interpretar el concepto de metabolismo y la función que tienen las reacciones anabólicas y catabólicas para los seres vivos. Reconocer el papel de las enzimas en el metabolismo celular. Identificar la molécula de ATP como “moneda” de intercambio energético en las reacciones metabólicas. Interpretar gráficos, esquemas y ecua-ciones de procesos metabólicos clave, como la respiración aeróbica, la fermen-tación y la fotosíntesis. Reflexionar críticamente acerca del tra-bajo realizado por diferentes científicos e investigadores. Desarrollar el interés por la elaboración y la realización de experiencias y por el manejo adecuado del material de laboratorio. Interpretar el concepto de nutrición y reconocer los sistemas que intervienen en ella. Comparar y analizar las diferencias en los procesos de ingestión, digestión y egestión entre los organismos unicelu-lares y pluricelulares. Diferenciar la digestión intracelular de la extracelular. Analizar la relación que existe entre la digestión mecánica y química y su papel en la eficiencia del proceso diges-tivo. Reconocer la acción de las enzimas sobre los distintos tipos de nutrientes orgánicos. Identificar las patologías digestivas más comunes y reconocer modos de prevención. Utilizar los conocimientos sobre el fun-cionamiento del cuerpo humano para desarrollar y afianzar hábitos de cui-dado que propicien un clima individual y social saludable. Valorar la utilización de un vocabulario preciso que permita la comunicación, la reflexión, el debate de ideas y la partici-pación grupal. Contenidos La teoría celular. La célula como unidad de estructura y función de los seres vivos. Especialización celular. Biomoléculas: glúcidos o hidratos de carbono, lípidos o grasas, aminoácidos y proteínas, ácidos nucleicos. Organismos procariontes y eucariontes. Síntesis de proteínas y código genético. Orgánulos de las células animales y vegetales. Transporte a través de la membrana celular. Reproducción celular: mitosis y meiosis. Realización de trabajos de laboratorio sobre técnicas para la preparación de células y tejidos vivos. Tipos de microscopios. Proteómica y técnicas para el estudio de las proteínas. Las fases del metabolismo: catabolismo y anabolismo. Las enzimas. La energía y las moléculas de ATP. La respiración aeróbica: glucólisis, ciclo de Krebs y cadena respiratoria. La fermentación láctica y alcohólica. Síntesis del colesterol. La fotosíntesis. Aplicaciones industriales de las enzi-mas. Métodos de estudio del metabolismo. Realización de experiencias de labora-torio para el estudio de la glucólisis en las levaduras. Realización de investigaciones sobre los efectos del alcohol en el organismo, en especial sobre el sistema nervioso. La función de nutrición y el sistema digestivo. Ingestión, digestión y egestión. Evolución de las estructuras digestivas: de los poríferos a los vertebrados. Estructura y función del sistema diges-tivo humano. Ingestión y digestión en la boca. Etapas de la deglución. Digestión en el estómago. Digestión y absorción en el intestino. Hígado, vesícula biliar y páncreas. Absorción de agua y egestión. Sistemas digestivos especializados. Úlceras. Tecnologías para el diagnóstico de enfermedades digestivas. Formulación de problemas, diseño y desarrollo de exploraciones y experi-mentaciones referidas al funcionamien-to de los sistemas estudiados. Comunicación de resultados mediante informes, monografías y otras formas de presentación. 3 Células y biomoléculas: la vida en su mínima expresión 4 Metabolismo celular 5 El sistema digestivo
5. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 4 Identificar las etapas del proceso res-piratorio. Ubicar y reconocer los órganos que forman el sistema respiratorio y sus funciones. Valorar la importancia de la práctica de deportes para el desarrollo pulmonar. Interpretar el intercambio gaseoso ocu-rrido en los alvéolos pulmonares. Comprender y describir la mecánica res-piratoria. Reconocer las alteraciones y enfermeda-des comunes del sistema respiratorio. Plantear normas de cuidado y preven-ción de enfermedades. Valorar la utilización de un vocabulario preciso que permita la comunicación, la reflexión, el debate de ideas y la partici-pación grupal. Apreciar el trabajo cooperativo para el mejoramiento de la investigación y el aprendizaje de las ciencias. Concebir el organismo humano como un sistema complejo y coordinado. Identificar los componentes de la sangre y analizar sus funciones. Interpretar el origen y la formación de las células sanguíneas. Describir los pasos de la coagulación sanguínea. Analizar las características del corazón y de su funcionamiento. Describir el sistema linfático, las partes que lo componen y sus funciones. Analizar las características de los líqui-dos circulatorios en los animales. Describir los órganos que forman el sis-tema urinario y sus funciones. Comprender el mecanismo de formación de la orina. Comparar los órganos excretores y sus funciones en diferentes animales. Debatir la importancia de la donación de órganos. Valorar la importancia de la Medicina preventiva. Discutir y valorar críticamente el avan-ce de la Ciencia y los cambios que reper-cuten en la sociedad. Clasificar los esqueletos según su ubi-cación, su estructura o su función. Relacionar la forma y el tamaño de los organismos con su tipo de locomoción. Identificar las partes del esqueleto humano y las cavidades corporales. Interpretar imágenes microscópicas de distintas variedades de tejidos óseos. Relacionar la forma de los huesos con su localización y función. Comparar los diferentes tipos de articu-laciones y su función. Clasificar los músculos según su ubica-ción, las características de las células que los forman, y el tipo de estimula-ción o control nervioso. Identificar las palancas en el cuerpo humano. Analizar la fisiología de la contracción muscular. Identificar los músculos del cuerpo humano y su localización. Apreciar el trabajo cooperativo para el mejoramiento de la investigación y el aprendizaje de las ciencias. Valorar los avances alcanzados en dis-tintas áreas de la Medicina durante los siglos XIX y XX. Expectativas de logro Contenidos Concepto biológico de la función respi-ratoria. Composición del aire. Organización del sistema respiratorio humano. Características, importancia y función de los pulmones. Intercambio gaseoso: hematosis y nive-les de la difusión. Mecánica respiratoria. Volúmenes de aire y respiración pul-monar. Alteraciones de la mecánica respiratoria normal y enfermedades comunes del sistema respiratorio. Respiración aerobia y respiración anae-robia. La respiración en los animales: estructu-ras y órganos respiratorios. Respiración en las plantas. La tuberculosis. El trabajo de los neumonólogos. Construcción y utilización de un espi-rómetro. Utilización de la observación como méto-do de indagación científica. Componentes y funciones de la sangre. El mecanismo de coagulación. El sistema circulatorio en los vertebra-dos y en el ser humano. Características y funcionamiento del corazón, el ciclo cardíaco. Sistema cardiovascular humano. Circulación mayor y circulación menor. Características de las venas, las arte-rias y los capilares. Enfermedades cardiovasculares comu-nes. El sistema linfático. Líquidos y sistemas circulatorios en los invertebrados. La excreción y el sistema urinario. El nefrón y la formación de orina. Análisis de orina y enfermedades uri-narias. La insuficiencia renal y el sistema cir-culatorio. Tipos de órganos excretores en los ani-males. La diálisis y los trasplantes de riñón. Tecnología para el diagnóstico de enfer-medades cardiovasculares. Realización de un trabajo de campo sobre la presión arterial. Características de los esqueletos de homínidos primitivos. Funciones del esqueleto en el sostén corporal y el movimiento. Exoesqueletos y endoesqueletos. El esqueleto y las regiones corporales. Las cavidades corporales y el celoma. Clasificación de los huesos. La estructura de los huesos; crecimien-to en longitud y en grosor. Evolución del cráneo y huesos que lo forman. Evolución de la columna vertebral y del esqueleto apendicular; huesos que los forman. Las articulaciones. Los músculos: antagonismo y palan-cas. Fisiología de la contracción muscular. Distribución y tipos de los músculos esqueléticos. Estudio de la anatomía humana: pers-pectiva histórica. La naturaleza biónica. Observación y reconocimiento de los huesos en una radiografía. Disección de una articulación de vaca, de un pez óseo y de un pez cartilagi-noso. 6 El sistema respiratorio 7 Los sistemas circulatorio y excretor 8 El sistema ósteo-artro-muscular
6. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 9 El sistema nervioso 10 Los órganos sensoriales 11 El sistema endocrino 5 Interpretar el mecanismo de la coordina-ción nerviosa. Comparar la coordinación nerviosa en diferentes animales. Identificar las partes de una neurona y las funciones que cumple. Interpretar el proceso de formación y transmisión de un impulso nervioso. Comprender cómo se relacionan las neuronas a través de la sinapsis. Analizar la organización del sistema nervioso de los vertebrados. Identificar la constitución y las funcio-nes que cumplen las distintas divisiones del sistema nervioso. Comprender la ocurrencia de actos refle-jos y su modelo interpretativo. Analizar el efecto antagónico del siste-ma simpático y del parasimpático sobre algunos órganos. Conocer algunas enfermedades que afectan al sistema nervioso. Planificar y realizar trabajos grupa-les, asumiendo responsabilidades en el desarrollo de tareas. Identificar las características de los receptores sensoriales. Reconocer los tipos de receptores según la procedencia y la naturaleza del estímulo. Identificar las funciones que cumplen los órganos sensoriales en diferentes animales. Interpretar cómo se desencadenan las sensaciones gustativas. Identificar las tres clases de papilas gustativas, su localización en la lengua y su mecanismo de acción. Analizar la estructura del ojo humano y reconocer las funciones que cumplen sus distintas partes. Interpretar el proceso de formación y de elaboración de imágenes. Interpretar la fisiología de la audición y del equilibrio. Identificar los receptores de la piel. Analizar y debatir sobre los avances científico-tecnológicos que facilitaron los trasplantes de órganos. Valorar la ciencia como fuente de cono-cimiento sobre el entorno y como motor del desarrollo de la tecnología. Caracterizar las hormonas. Diferenciar entre glándulas de secre-ción interna y glándulas de secreción externa. Localizar las glándulas endocrinas en el cuerpo humano. Interpretar los mecanismos de acción hormonal. Identificar la acción reguladora de la hipófisis y su relación con todas las otras glándulas del cuerpo. Relacionar e integrar las funciones de los sistemas nervioso y endocrino. Comprender el mecanismo de control de retroalimentación o feedback. Identificar las hormonas que secreta y las funciones que cumplen las princi-pales glándulas endocrinas. Reconocer hormonas y feromonas en los animales y hormonas en vegetales. Desarrollar el interés por comprender la anatomía y fisiología humanas, y utili-zar los conocimientos para desarrollar y afianzar hábitos de salud e higiene. Valorar la existencia de un espacio de indagación y experimentación científica en el propio ámbito escolar. Expectativas de logro Contenidos Sistema nervoso y movimiento. Coordinación nerviosa en los animales. Ubicación y funcionamiento de las neu-ronas, los ganglios y los nervios. Estructura de una neurona. Generación del impulso nervioso. Sinapsis y transmisión del impulso ner-vioso; sinapsis química y eléctrica; velo-cidad del impulso nervioso. Organización del sistema nervioso de los vertebrados. Estructura y funciones del SNC y el SNS. El encéfalo. Las meninges y el líquido cefalorra-quídeo. La médula espinal y los nervios raquí-deos. El encéfalo y los nervios craneales. El acto reflejo y el arco reflejo. Las funciones nerviosas complejas en el cerebro humano; las áreas corticales. Estructura y funciones del SNA. Órganos y funciones de los sistemas simpático y parasimpático. Enfermedades del sistema nervioso. Camillo Golgi y Santiago Ramón y Cajal: reticularismo y neurismo. Técnicas para estudiar la actividad encefálica y diagnosticar sus altera-ciones. Observación e interpretación de esque-mas gráficos del encéfalo, las menin-ges, la médula espinal y los nervios raquídeos. Realización de un trabajo de laboratorio sobre la disección de un encéfalo de vaca o de cordero. La ecolocalización en murciélagos y delfines. Características de los receptores sen-soriales. Tipos de receptores según la proceden-cia del estímulo y según la naturaleza del estímulo. Quimiorreceptores, fotorreceptores, mecanorreceptores y termorreceptores. El olfato; células sensoriales encarga-das de captar los olores. El gusto; las papilas gustativas. La vista. Estructura del ojo humano; formación de imágenes en la retina. Visión estereoscópica y agudeza visual. La audición y el equilibrio. La constitución del oído; fisiología de la audición y del equilibrio. El tacto; los receptores de la piel. Características y estímulos que captan las terminaciones nerviosas sensitivas. El sistema Braille. Técnicas de implante coclear auditivo, queratoplastia y ojos biónicos. Identificación de los quimiorreceptores del gusto y de los mecanorreceptores y los termorreceptores de la piel, a partir de la realización de trabajos de laboratorio. Características y funciones de las hor-monas. Ubicación de las glándulas endocrinas en el cuerpo humano. Glándulas endocrinas, exocrinas y merocrinas. Clasificación de las hormonas y meca-nismos de acción hormonal. Ubicación y funciones que cumple la hipófisis. Procesos de neurosecreción y de neuro-transmisión. Función del hipotálamo; regulación neuroendocrina. Control de la secreción hormonal. Tiroides, paratiroides y glándula pineal. Glándulas suprarrenales. Las gónadas. El páncreas. Órganos con función endocrina en los vertebrados. Hormonas y feromonas de los inverte-brados. Las hormonas vegetales. Realización de un trabajo de campo sobre la frecuencia de las enfermedades endocrinas. Observación y análisis de una glándula endocrina. El bocio endémico. Hormonas, metabolismo y obesidad. Endocrinología e Ingeniería genética.
7. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 6 14 Reproducción 12 y sexualidad Inmunidad Identificar y describir las barreras defen-sivas del cuerpo humano. Interpretar la respuesta inmune inespe-cífica ante una infección. Reconocer los cinco tipos de inmunoglo-bulinas o anticuerpos. Interpretar los conceptos de inmunidad específica y de memoria inmunológica. Diferenciar la inmunidad adquirida acti-va de la pasiva. Identificar las diferencias más notorias entre las vacunas y los sueros. Interpretar el concepto de homeostasis. Interpretar la termorregulación como uno de los mecanismos que utiliza el cuerpo para lograr la homeostasis. Interpretar el concepto de osmorregu-lación. Valorar la gran importancia de la Medicina preventiva y de algunos de los métodos que utiliza en la lucha contra las enfermedades. Adoptar una actitud crítica y funda-mentada ante los grandes problemas que hoy plantean las relaciones entre ciencia y sociedad. Interpretar los movimientos involucra-dos en los tropismos positivos y negati-vos y en las nastias. Analizar las distintas respuestas de los animales frente a los estímulos. Clasificar los estímulos según su pro-cedencia. Diferenciar las taxias según el estí-mulo. Reconocer las diferencias entre compor-tamiento instintivo y adquirido. Analizar experiencias sobre comporta-mientos por ensayo y error. Interpretar el aprendizaje por discerni-miento o inteligencia. Comprender algunas características del comportamiento humano. Identificar comportamientos propios de sociedades animales. Realizar salidas de campo, trabajos de laboratorio e investigaciones científi-cas que ayuden a abordar los temas estudiados. Establecer una posición reflexiva y crí-tica frente a los aportes realizados por investigadores de diferentes épocas. Reconocer las diferencias entre los diversos ciclos de vida. Observar y analizar fotografías y esque-mas sobre reproducción en plantas y animales. Localizar los órganos de los sistemas reproductores humanos, masculino y femenino, y describir las funciones de los órganos genitales externos e internos. Identificar las cuatro etapas principales de la fecundación. Describir las características de la ovu-lación y del ciclo menstrual. Conocer los métodos anticonceptivos más comunes. Identificar el agente y los síntomas de las infecciones de transmisión sexual más frecuentes. Adoptar una postura crítica, reflexi-va y comprometida en los trabajos e investigaciones realizados en el ámbito escolar. Valorar las posibilidades de comunica-ción de las ideas que brinda el debate grupal. Conocer y prevenir las infecciones de transmisión sexual. Expectativas de logro Contenidos La inmunología celular. Las barreras primarias: piel, sudor, áci-dos grasos, mucus, lágrimas, saliva, jugos digestivos y bacteria de la flora intestinal. Los microorganismos patógenos y las infecciones. Las barreras secundarias. La fagocitosis. Inmunidad no específica o inespecífica. Las barreras terciarias y los anti-cuerpos. Tolerancia inmunológica. Respuesta inmunitaria. Las inmunoglobulinas. La inmunidad específica y la memoria inmunológica. Inmunidad humoral y tisular. Inmunidad activa e inmunidad pasiva, las vacunas y los sueros. La homeostasis. Mecanismos fisiológicos de regulación de la temperatura. Balance hídrico y osmorregulación. Trasplantes de tejidos. Grupos sanguíneos y transfusiones. Técnicas bioquímicas al servicio de la salud. Realización de un trabajo de labora-torio sobre la osmorregulación en el paramecio. Respuestas de las plantas a los estímulos. Los tropismos: fototropismos, hidro-tropismos, geotropismos y tigmotro-pismos. Nastias: tigmonastia y seismonastia. El comportamiento. Las taxias o taxismos: quimiotaxia, fototaxia y fobotaxia. Instinto y comportamiento innato. Sistema de actos y reflejos condicio-nados. Aprendizaje y comportamiento adqui-rido. Aprendizaje por ensayo y error, la impronta. Aprendizaje por discernimiento o inte-ligencia. Algunas características del comporta-miento humano. Etología o ciencia del comportamiento. Análisis de la respuesta a la estimula-ción mecánica de los zarcillos a partir de un trabajo de campo. Determinación de conductas de las lom-brices frente al estímulo luminoso a partir de un trabajo de laboratorio. Generación espontánea, teoría de la preformación y epigénesis. El descubrimiento del ADN. La importancia de la reproducción. Reproducción en organismos unicelu-lares procariontes y eucariontes y en pluricelulares. Ciclos de vida. Reproducción sexual en las plantas y en los animales. Reproducción asexual en las plantas y en los animales. Reproducción en el ser humano. El sistema reproductor masculino. El sistema reproductor femenino. Gametogénesis y fecundación. Ovulación y ciclo menstrual. Planificación familiar: los métodos anti-conceptivos. Infecciones de transmisión sexual (ITS). El descubrimiento del VIH e historia del sida. La reproducción asistida en el ser humano. Estudio de una muestra de polen de flores frescas. Observación de las dos variantes de reproducción en un organismo unice-lular. 13 Respuestas a los estímulos y comportamiento y homeostasis
8. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 y Genética 17 Promoción 15 y protección de la salud Desarrollo 7 Diferenciar los términos crecimiento y desarrollo. Identificar las etapas del desarrollo embrionario en los animales plurice-lulares. Comparar distintos tipos de huevos y de segmentación. Analizar y comparar las diferentes for-mas de desarrollo en los animales. Identificar los cambios que ocurren desde el comienzo del embarazo hasta su culminación con el parto. Interpretar el recorrido del cigoto desde el oviducto hasta su implantación en el útero. Analizar los cambios ocurridos en la gestación. Reconocer las principales característi-cas del recién nacido y sus reflejos. Valorar la importancia de la lactancia materna. Describir los cambios que ocurren durante la etapa de crecimiento y desa-rrollo desde el niño al adulto. Valorar el trabajo de científicos actuales y de otra época. Interpretar un árbol genealógico. Comparar las relaciones entre las inves-tigaciones realizadas por Mendel y las realizadas por Darwin. Describir e interpretar las observacio-nes realizadas por Mendel. Reconocer la terminología moderna uti-lizada para representar simbólicamente las características hereditarias. Usar adecuadamente términos como fenotipo, genotipo y alelos. Diferenciar entre dominancia completa y dominancia incompleta o codominan-cia. Interpretar las investigaciones realiza-das por los científicos sobre la herencia ligada al sexo. Comprender la teoría cromosómica de la herencia. Identificar y describir las característi-cas de las enfermedades cromosómicas y las terapias génicas. Adoptar un postura crítica, responsa-ble y constructiva en relación con las investigaciones relacionadas con el estudio del ADN y los alcances de la Genética. Analizar la definición de salud elabora-da por la OMS. Identificar los factores que inciden sobre la salud de una población humana. Identificar las principales etapas que van de la salud a la enfermedad. Reconocer las acciones de salud diri-gidas al individuo y las dirigidas al ambiente. Identificar y diferenciar las acciones de promoción, las de prevención primaria, las de prevención secundaria, las de recuperación, las de rehabilitación y las de reinserción social. Identificar las áreas fundamentales que comprende la salud pública, así como las acciones a las que apunta. Identificar los factores que influyen en el ciclo económico de la enfermedad. Analizar críticamente problemas de salud, en particular los que tienen mayor relevancia en nuestro país. Desarrollar y afianzar hábitos de cuida-do de la salud. Expectativas de logro Contenidos La muerte celular programada o apop-tosis. Crecimiento y desarrollo. La Embriología; teoría de la recapitu-lación. Desarrollo embrionario en los animales: la segmentación, la morfogénesis y la diferenciación. Anexos extraembrionarios. Desarrollo posembrionario: anamniotas y amniotas; ovíparos, ovovivíparos y vivíparos; desarrollo directo y desarrollo indirecto. Desarrollo embrionario en las esper-matofitas. Desarrollo en el ser humano. El embarazo y las primeras etapas pre-natales. La gestación de un nuevo ser humano. Nacimiento y alumbramiento. Etapa posnatal: principales característi-cas del recién nacido; reflejos. Etapas del crecimiento y desarrollo. Características de la adolescencia. La problemática del aborto. Tecnología al servicio del embarazo. Realización de un trabajo de campo sobre mediciones de altura y peso en diferentes niños y niñas. Debate acerca de la problemática del aborto. Las genealogías. La herencia antes de Mendel: la teoría de la evolución de Darwin; la técnica de la hibridación en plantas con flores. La primera ley de Mendel. Representación simbólica y terminolo-gía moderna. La Genética. La simbología utilizada por Mendel. La segunda ley de Mendel. La tercera ley de Mendel. Las mutaciones y el redescubrimiento de la Genética. Herencia cuantitativa. Dominancia incompleta y codomi-nancia. Las experiencias de Morgan y el liga-miento de los genes. Cariotipo y herencia ligada al sexo. Teoría cromosómica de la herencia y Genética molecular. Enfermedades hereditarias y terapias génicas. El Proyecto Genoma Humano. Realización de un estudio genealógico. Observación de cromosomas en las células de la raíz de la cebolla. Extracción de ADN. Principales programas que se desarro-llan en la OMS. Definición de salud. Componentes del nivel de salud. Recursos de infraestructura, materiales, humanos, financieros y administrativos de la política sanitaria del país. Principales etapas desde la salud hasta la enfermedad. Acciones de salud dirigidas al ambiente y al individuo. Protección de la salud a partir del individuo. Acciones de prevención primaria, secun-daria y terciaria. Medicina preventiva, asistencial y social. Protección de la salud a partir del ambiente. Áreas que comprende la salud pública. Administración pública y salud. Ciclo económico de la enfermedad. Intoxicaciones provocadas por arsé-nico. Los médicos sanitaristas. Realización de un trabajo cooperativo acerca de distintas problemáticas de salud relacionadas con el ambiente. Observación de fotografías de proble-mas ambientales y propuesta de solu-ciones a dichos problemas. 16 Herencia y crecimiento
9. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 8 18 Noxas 20 Drogodependencias Describir las cuatro etapas referidas al estudio y el conocimiento de las enfermedades, desde el punto de vista histórico. Identificar epidemias y endemias que afecten a nuestro país. Diferenciar las vías de transmisión de las noxas. Clasificar las enfermedades según cau-sas externas o internas. Describir los componentes de la cadena de infección de las enfermedades infec-tocontagiosas. Conocer las principales enfermedades infectocontagiosas e identificar sus agentes patógenos. Conocer algunos problemas sanitarios argentinos. Adoptar una actitud crítica y funda-mentada ante los grandes problemas sanitarios de nuestro país. Valorar la gran importancia de la medi-cina preventiva. Desarrollar y afianzar hábitos de cuida-do de la salud. Identificar las funciones de los alimen-tos. Analizar las principales características de los nutrientes y el porcentaje del peso corporal que estos representan. Interpretar las leyes de la alimentación. Analizar una tabla que muestra el requerimiento diario de nutrientes y de calorías de un adulto. Relacionar el déficit o el exceso de determinados nutrientes con la ocu-rrencia de trastornos o enfermedades nutricionales. Conocer los requerimientos normales de minerales y vitaminas, así como las principales enfermedades relacionadas con su déficit. Interpretar las recomendaciones para la preservación y el consumo de alimentos en buen estado. Valorar el intercambio de ideas como fuente de construcción de conocimien-tos. Participar en actividades y experien-cias sencillas que permitan verificar los hechos y conceptos estudiados. Desarrollar y afianzar hábitos de cuida-do de la salud. Identificar los mecanismos moleculares que intervienen en las adicciones, la euforia momentánea y los efectos del síndrome de abstinencia. Reconocer los órganos que resultan más afectados por el consumo de drogas. Conocer la acción farmacológica de algunas de las principales drogas. Analizar las consecuencias psíquicas de las adicciones. Analizar y debatir sobre las conse-cuencias y los riesgos que ocasionan el alcoholismo, el tabaquismo y las drogadicciones en general. Identificar los factores de desarrollo y las etapas de las drogodependencias. Reflexionar críticamente acerca de las medidas que la sociedad adopta para prevenir la drogadicción, controlar el narcotráfico y rehabilitar a los adictos. Valorar la utilización de un vocabulario preciso y claro para lograr una adecua-da comunicación de los conocimientos adquiridos. Desarrollar y afianzar hábitos de cuida-do de la salud. Expectativas de logro Contenidos Los virus y las enfermedades infeccio-sas: el virus de la influenza A. Conceptos epidemiológicos: epidemia, endemia y pandemia. Noxas o agentes patógenos; su clasifi-cación. Vías de transmisión directa e indirecta. Tipos de enfermedades según las cau-sas externas e internas. Nuevas enfermedades virales, antiguas enfermedades que reaparecen, super-bacterias, priones, enfermedades rela-cionadas con el agua y con los alimen-tos, depresión, estrés y violencia. Enfermedades infectocontagiosas; zoo-nosis y epizootias. Ciclo de vida y vías de transmisión del agente causal de la hidatidosis. Principales enfermedades infectoconta-giosas causadas por microorganismos. Enfermedades parasitarias causadas por metazoos. Problemas sanitarios argentinos. Mal de Chagas-Mazza. Toxoplasmosis y paludismo. Enfermedades hídricas. La prevención de enfermedades. Realización de un estudio sobre el dengue. Experimentación sobre la relación entre el tiempo de lavado de manos y la canti-dad de microorganismos. La alimentación y la nutrición en los seres vivos. Estructuras especializadas en la captu-ra del alimento de diferentes animales. Función de los alimentos. Dieta equilibrada. Los nutrientes: proteínas, lípidos, glú-cidos o hidratos de carbono, vitaminas, minerales, agua. Pirámide nutricional. Leyes de la alimentación. Nutrientes y calorías; requerimiento diario de un adulto según la actividad realizada. Enfermedades nutricionales: marasmo, osteoporosis, enfermedades coronarias. Importancia en la dieta de los minerales y de las vitaminas. Obesidad y desnutrición. Anorexia y bulimia. Métodos de conservación de los ali-mentos. Contaminación química y contamina-ción biológica de los alimentos. Fast food y slow food. Nuevos alimentos: probióticos, prebióti-cos y nutracéuticos. Análisis de la composición de alimentos envasados de consumo habitual, a par-tir de la lectura de las etiquetas. Investigación sobre la presencia de microorganismos en la leche. Los mecanismos de la adicción. Acción física de las drogas. Drogas legales o lícitas y drogas ilega-les o ilícitas. Acción neurofisiológica de las drogas. Consecuencias psíquicas de la adición. Tabaquismo y alcoholismo. Factores de desarrollo y etapas de la drogodependencia. La prevención de la drogadicción. La rehabilitación. Historia de las drogas. Las drogas en el deporte. Realización de una encuesta sobre el tabaquismo. Realización de un trabajo de labora-torio sobre la eficacia del filtro de los cigarrillos. Análisis, investigación y debate sobre el descubrimiento de la morfina, los alcaloides, las drogas naturales, las artificiales y el narcotráfico. 19 Nutrición. Enfermedades nutricionales y enfermedades
10. Integraciones multidisciplinarias Expectativas de logro: Analizar el origen de la vida desde un punto de vista interdisciplinario, incluyendo fuentes de energía y biomoléculas primordiales. Interpretar un árbol filogenético y describir el origen de las células procariotas y eucariotas. Desarrollar el interés por el debate y la especulación científica. Contenidos: Origen de la vida. Química prebiótica experimental: experiencia de Miller. Protocélulas. Las biomoléculas y fuentes de energía en el inicio de la vida. I 9 Milagros moleculares © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 Expectativas de logro: Analizar e interpretar gráficos sobre absorción de oxígeno por pigmentos respiratorios. Comparar los síntomas relacionados con las variaciones del nivel de oxígeno y dióxido de carbono en sangre. Valorar la utilización de gráficos y tablas para la organización de datos. Comprender la importancia de los pigmentos para la diversidad biológica del planeta. Contenidos: Pigmentos respiratorios en los animales. Tensión de carga y descarga. Porcentaje de saturación. La hemoglobina humana. Pigmentos fotosintéticos. Pigmentos florales. Leghemoglobinas y fijación del nitrógeno. II Expectativas de logro: Realizar una experiencia de laboratorio de estudio sobre la velocidad de conducción del impulso nervio-so. Investigar acerca de las consecuencias que trae para el ser humano la tetania. Desarrollar el interés por la realización de experiencias que permitan reafirmar o refutar las hipótesis planteadas. Contenidos: Placa neuromuscular. Ley del todo o nada. Intercambio iónico en la contracción. La miastenia gravis. Las proteínas actina y miosina. La acetilcolinesterasa. Cuando el inter-cambio III Expectativas de logro: Analizar los contaminantes del ambiente. Investigar sobre los contaminantes que se relacionan con las radiaciones y el aumento de la temperatura del agua. Interpretar las características y los efectos tóxicos de los compuestos quí-micos denominados “genotóxicos”. Investigar sobre los metales contaminantes. Desarrollar actitudes de respeto por el entorno que fomenten la conservación de la Naturaleza y el mantenimiento de la biodiversidad. Contenidos: Contaminación del agua. Contaminación del aire. Contaminación del suelo. Contaminación alimentaria. VI Expectativas de logro: Analizar y reflexionar acerca del Proyecto Genoma Humano. Resolver problemas relacionados con la Biotecnología adoptando una postura crítica. Adquirir curiosidad e interés por conocer los avances biotecnológicos. Contenidos: La Biotecnología moderna. Organismos transgénicos. ADN clonado. Técnicas biotecnológicas aplicadas a la industria alimentaria y farmacéutica. V Expectativas de logro: Analizar esquemas y gráficos sobre la influencia de la congelación en los seres vivos. Investigar acerca de las adaptaciones fisiológicas y etológicas del ser humano a las temperaturas. Valorar los avances tecnológicos y sus aplica-ciones médicas. Conocer adaptaciones extremas de los seres vivos. Contenidos: La criopreservación. La regla de Bergman. Proteínas anticongelantes. Glicerol y etilenglicol. Lípidos insaturados. Hibernación y migración. Nucleadores y crioprotectores coligativos. Relación con la fermentación. IV de gases es sinónimo de vida Contracción muscular e impulso nervioso Maestros de la criopreservación Biotecnología e Ingenería genética, ¿alternativas para un mundo mejor...? Contaminación ambiental y salud humana Expectativas de logro: Conocer algunos de los procedimientos básicas para el trabajo científico. Contenidos: Resolución de situa-ciones problemáticas. Selección de datos. Interpretación de datos. Elaboración de conclusio-nes. Reconocimiento de causas y consecuencias de los hechos. Identificación e interpretación de variables. Elaboración de autocuestionarios. Aprendizaje mediante gráficos. Registro de datos y confección de tablas. Interpretación de gráficos. Utilización de instrumentos ópticos para el trabajo de labo-ratorio. Análisis del microscopio óptico. Recursos para el trabajo científico Expectativas de logro: Poner en práctica la metodología científica en el desarrollo de las investiga-ciones propuestas. Contenidos: Selección de diferen-tes medios para la comunicación y exposición escolar. Realización de talleres acerca de enfermeda-des psicosomáticas. Realización de entrevistas a partir de la con-fección de cuestionarios orienta-dores. Interpretación y traducción de un texto científico. Realización de prácticas de laboratorio mode-lo. Elaboración de hipótesis e infe-rencia de resultados en modelos del cuerpo humano. Realización de un proyecto de investigación científica. Expectativas de logro: Leer, comprender y analizar críticamen-te las lecturas propuestas. Contenidos: Los extremófilos y sus sistemas enzimáticos. El origen de las células eucariotas y la endosimbiosis. Criobiología. Nanomedicina. Trasplantes de órganos. Las células madre. Genes y sida. Enfermedades emergentes. Contaminación ali-mentaria y microorganismos, aditivos químicos. Expectativas de logro: Aprender a usar los contenidos de la Web para la resolución de investigacio-nes sobre temáticas significativas para los adolescentes. Favorecer las dinámicas grupales y el traba-jo cooperativo. Contenidos: Alimentación salu-dable. Sexualidad responsable. Adicciones: drogas y alcohol. Talleres de la ciencia Documentos Webquests
11. La enseñanza de las Ciencias naturales en la escuela secundaria propicia una formación inte-gral: contribuye a potenciar las habilidades inte-lectuales, orienta a los alumnos hacia la com-prensión y explicación objetiva de los diversos hechos, fenómenos y seres naturales y favorece el desarrollo de la creatividad y la participación responsable. Para que los alumnos adquieran competen-cias científicas y comiencen a tener una postura crítica frente a los hechos de la vida diaria, com-prendan la sociedad en que viven y contribuyan con el bienestar de la comunidad, tomando deci-siones responsables, es necesario que desde la escuela se brinde la mayor cantidad de recursos de la mejor calidad posible. Por ello, corresponde seleccionar herramientas que transformen la escuela tradicional, basada en la repetición memorística de conceptos, en una escuela for-madora de alumnos creativos, reflexivos y con una postura crítica frente al conocimiento. Los textos que se desarrollan en el libro Biología y las actividades que allí se proponen están relacionados con la mejora de las compe-tencias científicas, apuntan al “hacer” y al “pen-sar”, a la práctica y a la teoría, y favorecen la optimización de las habilidades en el alumno. Los capítulos de este libro están organizados en: • una sección introductoria: El lenguaje de la Ciencia; • seis secciones temáticas principales: I. Del organismo a las moléculas, II. Funciones de nutrición, III. Funciones de relación y coordina-ción, IV. Funciones de regulación y defensa, V. La continuidad de la vida y VI. El cuidado de la salud; • una sección de Recursos para el trabajo científico y Talleres de ciencias; • una sección de Documentos; • una sección de Webquests. El lenguaje de la Ciencia En esta sección se trabaja con la investiga-ción científica; la clasificación de las Ciencias naturales; la Biología y sus ramas; la integración entre las disciplinas de las Ciencias naturales; el trabajo de campo y de laboratorio; el método científico aplicado a la Biología y una cronología de esta ciencia hasta la actualidad. Secciones temáticas Cada sección consta de: • una doble página de apertura; • tres o cuatro capítulos; • una doble página final, denominada integra-ción multidisciplinaria. Apertura de sección En la apertura se presenta a un científico importante que investigó sobre alguno de los temas que se estudian en la sección, se des-criben las fotografías de los copetes de cada capítulo y se formulan preguntas exploratorias. Además, figura un sumario de la sección. Los temas propuestos en las aperturas están vinculados con los conceptos impartidos en los capítulos de cada sección. Capítulos Los capítulos comienzan con una doble pági-na de apertura en la que se presenta el tema a través de investigaciones históricas o de impor-tancia tecnológica y social, controversias o temas de actualidad, a partir de trabajos científicos de publicación reciente. Las fotografías e ilustracio-nes describen o complementan la lectura inicial. Más abajo, con el título “Análisis del trabajo científico”, se presentan preguntas explorato-rias para indagar los conocimientos previos y analizar específicamente el tema presentado. 10 © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 ¿Cómo está organizado el libro del alumno?
12. Los capítulos se jerarquizan a través de múl-tiples recursos que facilitan el aprendizaje. Los temas de cada página se introducen a partir de situaciones problemáticas, ejemplos cotidianos y el análisis de imágenes y gráficos. En todos los capítulos hay uno o más aparta-dos, bajo la denominación “Fue noticia”, en los que se desarrollan aspectos históricos, biográ-ficos o anecdóticos de descubrimientos científi-cos clave del pasado remoto o reciente, incluso actuales, y que se presentan como notas perio-dísticas. En todos los capítulos hay temas selecciona-dos que se trabajan a partir de imágenes. Es la sección “Temas con imágenes”. Al finalizar el desarrollo de los contenidos, cada capítulo incluye cuatro páginas de trabajos prácticos que consisten en: • aplicación y análisis de lo aprendido; • investigación o búsqueda de información para profundizar determinados temas; • trabajos de campo para aplicar los conoci-mientos en el mundo natural; • resolución de problemas a través de la interpretación de enunciados, aplicación de algoritmos, análisis de gráficos, y compara-ción y contraste de posibles respuestas e interpretaciones; • opinión y debate en un espacio de traba-jo grupal, para propiciar la discusión y el intercambio de opiniones; • trabajos de laboratorio para la indagación y la examinación de los problemas plantea-dos a través de la observación de los fenó-menos naturales. Por último, los capítulos finalizan con páginas especiales: La primera puede ser alguna de las siguien-tes: “Historia de la ciencia”, “Ciencia, tec-nología y sociedad” o “Viajando por nuestro país”. En ellas se trabaja la información básica a través de los aspectos históricos, de las aplicaciones tecnológicas y los desarrol-los sociales, o de las problemáticas locales y regionales de distintas áreas de nuestro país. La segunda página especial se denomina “Ciencia en acción”, y explora aspectos prác-ticos de cada rama de la Biología, la investiga-ción científica y el trabajo multidisciplinario en distintos temas, y puede contribuir asimismo con la orientación vocacional y el desarrollo de actitudes científicas. Además, las dos páginas especiales cuentan con actividades que pueden ser análisis, debates, investigaciones, resolución de problemas, expe-riencias o trabajos de campo. Integración multidisciplinaria En esta doble página que cierra cada sección, se analiza un texto y se proponen muchas acti-vidades destinadas a asociar los conocimientos de la Biología con los provenientes de las demás disciplinas de las Ciencias naturales. Recursos para el trabajo científico y Talleres de ciencias Los recursos para el trabajo científico con-sisten en una explicación de diversas técnicas específicas que se utilizan en Biología para facili-tar el aprendizaje de los distintos temas. Los talleres de ciencias, por su parte, consis-ten en actividades encadenadas de producción y difusión escolar, simulación y elaboración de modelos y proyectos de investigación que permi-ten nuevas aplicaciones de los recursos. Documentos Esta sección permite trabajar con diversas fuentes bibliográficas y aplicar los conocimientos adquiridos a nuevas situaciones problemáticas. Incluyen textos, ilustraciones, gráficos, foto-grafías, fuentes bibliográficas, sitios de Internet y actividades para aplicar, analizar y resolver sobre la base del texto presentado. Webquests La última sección del libro intenta darle un buen uso a una herramienta muy utilizada por los jóvenes: Internet. A través de propuestas de trabajo guiadas por el docente, la Web puede convertirse en un recurso útil y provechoso. Por otra parte, se propicia el trabajo cooperativo, ya que todas las propuestas son grupales. 11 © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723
13. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 Mapa de conceptos: sección I 12 UNIVERSO formado por MATERIA ENERGÍA ENTROPÍA MITOSIS SISTEMAS BIOLÓGICOS BIOSFERA formado por aumentan BIOMAS SOL son COMUNIDADES POBLACIONES INDIVIDUOS SERES HETERÓTROFOS VIVOS LÍPIDOS FERMENTACIÓN POLISACÁRIDOS PROTEÍNAS AC. NUCLEICOS ÓRGANOS SIST. ÓRGANOS TEJIDOS CÉLULAS ORGÁNULOS BIOMOLÉCULAS MOLÉCULAS ÁTOMOS AUTÓTROFOS REINOS METABOLISMO RESPIRACIÓN AERÓBICA SÍNTESIS PROTEICA FOTOSÍNTESIS MEIOSIS CATABOLISMO ANABOLISMO ALCOHÓLICA LÁCTICA PROCARIOTAS EUCARIOTAS
14. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 S. CIRCULATORIO S. RESPIRATORIO S. EXCRETOR 13 Mapa de conceptos: sección II REABSORCIÓN FILTRADO DE METABOLITOS TÓXICOS PRESIÓN SANGUÍNEA EN VALORES FISIOLÓGICOS NORMALES TRANSPORTE INGRESO O2 OXIGENACIÓN EXCRECIÓN CO2 RIÑÓN GASES ALIMENTO CALOR VENTILACIÓN PULMONAR CORAZÓN VASOS INTERCAMBIO ARTERIAS VENAS DE GASES S. DIGESTIVO INGRESO Y PROCESAMIENTO DEL ALIMENTO DIGESTIÓN MECÁNICA QUÍMICA impulsa la MOLÉCULAS O CAPILARES AGREGADOS MOLECULARES ALIMENTICIOS TAMAÑO ADECUADO DEL ALIMENTO pasan a BOCA ESTÓMAGO INTESTINO SANGRE
15. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 Mapa de conceptos: sección III 14 SISTEMA ÓSTEO-ARTRO-MUSCULAR HUMANO MÚSCULOS TEJIDO MUSCULAR ESTRIADO MÓVILES FIJAS SEMIMÓVILES TEJIDO ÓSEO ESPONJOSO COMPACTO GANGLIOS NERVIOS CAVIDADES ÓSEAS POSTURA ERGUIDA Y LOCOMOCIÓN CONDUCTO CRÁNEO RAQUÍDEO MÉDULA ENCÉFALO ESPINAL BÍPEDA CENTRAL (SNC) PERIFÉRICO (SNP) RECEPTORES SENSORIALES RECIBEN INFORMACIÓN DEL MEDIO EXTERNO E INTERNO ÓRGANOS SENSORIALES FOTORRECEPCIÓN QUIMIORRECEPCIÓN TERMORRECEPCIÓN MECANORRECEPCIÓN SISTEMA NERVIOSO TEJIDO NERVIOSO CÉLULAS NERVIOSAS (NEURONAS) CÉLULAS DE LA GLÍA Y DE SCHWANN INTERCONECTADAS POR SINAPSIS PRODUCEN, PROCESAN Y TRANSMITEN INFOR-MACIÓN (IMPULSOS NERVIOSOS) SOMÁTICO AUTÓNOMO SIMPÁTICO PARASIMPÁTICO (SNA) ARTICULACIONES HUESOS
16. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 15 Mapa de conceptos: sección IV BARRERA 1.a SISTEMA INMUNITARIO HIPÓFISIS INMUNIDAD INNATA BARRERA 2.a INMUNIDAD ADQUIRIDA BARRERA 3.a TAXISMOS Y TROPISMOS REFLEJOS TIROIDES HORMONAS LEUCOCITOS PMN MACRÓFAGOS RECONOCEN ANTÍGENOS TIMO BAZO INNATOS IMPRONTA ACCIONES INSTINTIVAS APRENDIZAJE TIROXINA PARATIROIDES PARATHORMONA PINEAL MELATONINA MÉDULA SUPRARRENAL CORTEZA SUPRARRENAL CORTICOIDES ADRENALINA ANDRÓGENOS Y ESTRÓGENOS PIEL MUCOSAS JUGOS DIGESTIVOS FLORA INTESTINAL SUDOR LÁGRIMAS SALIVA ADQUIRIDOS COORDINACIÓN HEREDITARIA (PATRONES DE ACCIÓN FIJOS) LINFOCITOS “T” LINFOCITOS “B” TAXIAS ANTICUERPOS: INMUNO-GLOBULINAS IgA IgE IgM IgD SON LIPOSOLUBLES OPERAN SOBRE CÉLULAS “BLANCO”, ACTIVAN O INHIBEN SÍNTESIS PROTEICA TRANSPORTADAS POR LA SANGRE ANTERIOR O ADENOHIPÓFISIS POSTERIOR O NEUROHIPÓFISIS (ALMACÉN DE HORMONAS HIPOTALÁMICAS) HORMONA ANTIDIURÉTICA OCITOCINA HORMONA DEL CRECIMIENTO TIROTROFINA GONADOTROFINAS ADRENOCORTI-COTROFINA PROLACTINA GLÁNDULAS ENDOCRINAS ATRAVIESAN MEMBRANA DE CÉLULAS “BLANCO” HIDROSOLUBLES NO ATRAVIESAN MEMBRANA DE CÉLULAS “BLANCO”. son SISTEMA NEUROENDOCRINO HOMEOSTASIS COMPORTAMIENTO HIPOTÁLAMO producen GÓNADAS
17. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 Mapa de conceptos: sección V 16 REPRODUCCIÓN HERENCIA BIOLÓGICA ADN “FACTORES HEREDITARIOS” CROMOSOMAS EUCARIOTAS UNICELULARES Y MULTICELULARES PROCARIOTAS CONJUGACIÓN TRANSDUCCIÓN TRANSFORMACIÓN GENES AMBIENTE GENOTIPO ESPORAS MULTIPLICACIÓN VEGETATIVA FENOTIPO RECESIVIDAD DOMINANCIA CÉLULAS VEGETATIVAS MULTIPLICACIÓN CÉLULAR GAMETOS EXTERNA OVULÍPAROS CIGOTO INTERNA OVOVIVÍPAROS OVÍPAROS VIVÍPAROS EMBRIÓN ALELOS CRECIMIENTO DESARROLLO EMBRIONARIO MEIOSIS CICLOS DE VIDA FECUNDACIÓN ASEXUAL SEXUAL COMPLETA / INCOMPLETA CODOMINANCIA ALELOS MÚLTIPLES HAPLONTE DIPLONTE HAPLODIPLONTE TRANSPORTADOS POR GAMETOS PRESENTES EN TODAS LAS CÉLULAS DEL ORGANISMO INDEPENDIENTES POSICIÓN Y CANTIDAD DE VITELO HISTOGÉNESIS Y ORGANOGÉNESIS ISOLECITOS CENTROLECITOS HETEROLECITOS TELOLECITOS SEGMENTACIÓN MORFOGÉNESIS GASTRULACIÓN DIFERENCIACIÓN
18. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 NIVEL DE SALUD BIOLÓGICAS QUÍMICAS FÍSICAS PSÍQUICAS, SOCIALES Y CULTURALES PERÍODO CLÍNICO EPIDEMIOLOGÍA 17 Mapa de conceptos: sección VI ORGANIZACIÓN SALUD MUNDIAL DE LA SALUD (OMS) ACCIONES DE SALUD NOXAS O AGENTES PATÓGENOS INDIVIDUO PERÍODO PRECLÍNICO ILEGALES LEGALES RECURSOS MÉDICOS SANITARIOS PARTICIPACIÓN DE LA POBLACIÓN ALTERAN NEURO-TRANSMISIÓN ABUSO DEPENDENCIA / ADICCIÓN NECESIDAD DE REHABILITACIÓN DROGODEPENDENCIAS DROGAS DIETA FUNCIÓN ENERGÉTICA FUNCIONALES HEREDITARIAS SOCIALES CONGÉNITAS INFECTO-CONTAGIOSAS SEGMENTACIÓN PERÍODO DE INCUBACIÓN PRINCIPALES PROBLEMAS SANITARIOS ARGENTINOS NUTRICIONALES TRAUMÁTICAS MENTALES PROFESIONALES VITAMINAS MINERALES PROTEÍNAS GLÚCIDOS GRASAS NIVEL DE VIDA ORGANIZACIÓN PANAMERICANA DE LA SALUD ENFERMEDADES USO sobre AMBIENTE pueden ser producen CONSERVACIÓN FUNCIÓN PLÁSTICA ALIMENTOS
19. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 Clave de respuestas Esta clave de respuestas es solo una guía orientativa para evaluar la pertinencia de las soluciones elaboradas por los alumnos, ya que todas ellas dependerán, en mayor o menor medida, de lo que cada uno haya comprendido sobre el tema y de su modo personal de expresarlo y presentarlo. Las respuestas seleccionadas corresponden a las secciones iniciales y finales, a las actividades incluidas bajo el icono de la lamparita y a algunas secciones de los trabajos prác-ticos. No se incluyen en estas páginas respuestas que son de exclusiva elaboración personal o debates grupales, las investigaciones individuales ni los resultados de los trabajos de laboratorio y de campo. Capítulo 1. Los sistemas biológicos Página 25 1. Para explicar la experiencia de Benjamin Thompson, los caloristas propusieron que el calor que se desprendía al taladrar un cilindro hueco de bronce provenía del calórico que emanaban las virutas. Thompson, en cambio, sostu-vo que el calor se había producido por el movimiento de pequeñísimas partículas de materia. Esta última hipótesis es la que hoy tiene validez, aunque tardó más de medio siglo en ser aceptada. 2. La de Davy fue otra experiencia en contra el calórico, debido a que se había conseguido producir calor a partir del frotamiento de dos cuerpos, en este caso, dos trozos de hielo. 3. Es esperable que los alumnos asocien los conceptos pre-sentados en el texto, sobre todo aquellos referidos a las experiencias de Thompson y Davy, con la definición de termodinámica citada en este punto. La energía térmica es solo una de las tantas formas que puede adoptar la energía “que tiene la virtud de obrar”, es decir, “que tiene la virtud de realizar trabajo”. 4. Esta pregunta tiene por objetivo que los alumnos recupe-ren sus conocimientos previos acerca de la energía y sus transformaciones. Entre las formas de energía que pue-den citar no deberían faltar las energías térmica, mecá-nica, cinética, potencial, eléctrica, lumínica, etc. Entre los ejemplos de transformaciones energéticas en los seres vivos no deberían faltar el de energía lumínica en quími-ca, producto de la fotosíntesis, y el de energía química en cinética y térmica cuando se realiza cualquier actividad que implique movimiento. Página 27 En el interior del Sol se producen reacciones de fusión nuclear en las que se forma helio a partir de hidrógeno. Las radiaciones electromagnéticas que llegan a la Tierra provenientes del Sol son producto de estas reacciones y se presentan, fundamentalmente, en tres formas distintas según la longitud de onda: la radiación visible o luz, la radiación ultravioleta (UV) y la radiación infrarroja (IR). Distintos gases atmosféricos contribuyen a absorber estas radiaciones, que también se reflejan en gran parte hacia el espacio exterior. Principalmente, el CO2 y el vapor de agua de la atmósfera absorben los IR y los emiten en forma de calor hacia la superficie del planeta, permitiendo mantener una temperatura media de la Tierra de 15 °C, lo que se conoce como efecto invernadero. El aumento en la concentración de gases de invernadero por la con-taminación provoca un incremento de este efecto, y que, por consiguiente, este elevaría la temperatura media de la atmósfera y los océanos. Esto se conoce como calenta-miento global, cuyas consecuencias serían, entre otras, el aumento de nivel de los mares por derretimiento de los casquetes polares, y una variación en la dinámica atmos-férica que llevaría a sequías o inundaciones y desastres naturales de todo tipo. Por su parte, el ozono (que se gene-ra a partir del oxígeno), forma en la estratosfera una capa entre los 15 km y los 40 km de altura y actúa como filtro de los UV que llegan a la Tierra provenientes del Sol. El adelgazamiento de la capa de ozono también es motivo de preocupación a nivel mundial, ya que los rayos UV tienen efectos nocivos sobre todos los seres vivos. Página 28 “La biosfera es un sistema que no se puede desconectar del flujo de energía que proviene del Sol”. La energía radiante del Sol se transforma en energía química en los enlaces C-C, y esa energía va pasando a través de los distintos eslabones o niveles tróficos de los ecosistemas mediante las reacciones metabólicas de síntesis y degradación. Una piedra que cae: exergónico. Síntesis del almidón: endergónico. Río de alta montaña que corre: exergónico. Respiración celular: exergónico. Digestión: exergónico. Las reacciones químicas exergónicas están favorecidas ter-modinámicamente porque los reactivos tienen mayor ener-gía que los productos, y la diferencia se libera al ambiente. Página 30 Desde el punto de vista químico, las reacciones globales de fotosíntesis y respiración son opuestas (como se indica en el texto). En la fotosíntesis, se incorpora oxígeno y se degrada dióxido de carbono, mientras que en la respira-ción, se libera dióxido de carbono y se utiliza oxígeno. Pero, por otra parte, sin fotosíntesis no habría existido la respiración, porque el aporte atmosférico de este gas depende de la primera. En este sentido, respiración y fotosíntesis son procesos complementarios. Con respecto a la denominación “respiración inversa” para la fotosíntesis, se sugiere la siguiente lectura para el docen-te: Cañal, Pedro (1997). “La fotosíntesis y la ‘respiración inversa’ de las plantas: ¿un problema de secuenciación de los contenidos?”, en Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales, N.° 14, pp. 21-36, octubre 1997. Páginas 32 a 35 1. I-a; II-b; III-c; IV-c; V-b; VI-c. 2. Organismo unicelular: abierto (intercambia materia y ener-gía con el medio). Planta: ídem. Selva: ídem. Universo: aislado (no intercambia ni materia ni energía) 3. Fotosíntesis: reacción anabólica y endergónica. Síntesis de almidón: ídem anterior. Formación de proteínas celulares: ídem anterior. Respiración celular: catabólica y exergónica. Digestión: ídem anterior. Síntesis de glucógeno hepático: anabólica y endergónica. Una reacción se produce de manera espontánea si aumenta su entropía. En las reacciones anabólicas la entropía dismi-nuye, mientras que en las catabólicas la entropía aumenta. 4. Energía lumínica en química: fotosíntesis (biosíntesis de 18
20. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 12. Una ganancia neta de energía absorbida da como resul-tado el crecimiento, mientras que una pérdida mantenida conduce a la muerte. 13. a) En el tubo calentado hasta los 60 °C, la entropía será mayor que la del tubo calentado hasta los 30 °C. b) La relación entre la energía térmica y la entropía es directa: cuanto mayor es la energía térmica que posea un sistema, mayor será su entropía. c) La relación entre la energía térmica y la cinética es directa: la energía cinética de las moléculas es mayor en el sistema que se ha calentado hasta los 60 °C que en la del otro tubo. 14. a) y b) Porque estos procesos van en contra de la segunda ley de la termodinámica. 15. energía lumínica Página 36 1. El sistema Biosfera 2 intentó ser cerrado, pero resultó ser un sistema abierto. 2. El objetivo original del proyecto Biosfera 2 fue lograr un ecosistema cerrado autosustentable con vistas, en un futuro cercano, a establecer en Marte colonias humanas ecológicamente independientes de la Tierra. 3. Evidentemente, los ciclos de la materia que se suceden en la Naturaleza –en equilibrio– no se llevan a cabo dentro de esta burbuja. Esto puede deberse a que la cantidad de organismos allí colocados no es la adecuada, lo que provoca un desequilibrio ecológico. Puede ocurrir también que la cantidad de oxígeno producida por las algas no sea la suficiente como para abastecer a todos los seres vivos, y, en consecuencia, comiencen a actuar mecanismos de fermentación que pudran el agua. Estas son solo algunas de las posibles explicaciones. 4. En un ecosistema son muchísimas las variables que están en juego y a las que hay que contemplar. Todavía el hom-bre está lejos de manipularlas todas con la debida eficien-cia para imitar el ciclo y el flujo perfecto que cumplen la materia y la energía dentro del ecosistema. Página 37 1. Con esa frase se quiere significar que se está desafiando el principio de la termodinámica, ya que su tarea es crear nuevas sustancias, es decir, favorecer las reacciones de síntesis (endergónicas), que no están favorecidas ter-modinámicamente. 2. Los reactivos que intervienen en la síntesis pueden ser sustancias naturales previamente aisladas, purificadas e identificadas, o bien sustancias creadas de manera artifi-cial. El ejemplo citado en el texto, el adhesivo geckel (com-binación de las palabras gecko, salamanquesa, y mussel, mejillón), es un nuevo material totalmente sintético, pero inspirado en el mundo natural. 3. Un lugar de formación de químicos orgánicos es la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires; allí se estudian diversos tipos de polímeros naturales y sintéticos, y su aplicación, por ejemplo, en la industria o en la Medicina. Otras universidad nacionales cuentan también con licenciaturas en Química, como la Universidad Nacional de Córdoba y la Universidad Nacional de La Plata, que cuenta, entre otras, con una orientación específica en Química orgánica. la glucosa, enlaces C-C ricos en energía). Energía química en eléctrica: impulso nervioso (intercambio de cationes y potencial de acción). Energía lumínica en eléctrica: captación solar por paneles fotovoltaicos y transformación en energía eléctrica. Energía cinética en eléctrica: el movimiento de las aspas de un aerogenerador se transforma en electricidad. Energía química en cinética: la energía liberada en la respi-ración celular se utiliza en la contracción muscular. 5. A: cinética (hidráulica) en eléctrica. B: lumínica en química. C: química en cinética. D: cinética (eólica) en eléctrica. E: cinética (mareomotriz) en eléctrica. F: lumínica (solar) en eléctrica. 6. Características Procesos Fotosíntesis Sí H2O y CO2 No Glucosa y O2 El gráfico que muestra los efectos de la contaminación por basura ogánica es el B. Al haber mayor cantidad de mate-ria orgánica se consume más oxígeno en su degradación. a) Los organismos aeróbicos mueren porque disminuye el oxígeno. b) El aumento de dióxido de carbono en la atmósfera, produc-to de la contaminación industrial y de los vehículos, provoca un incremento del efecto invernadero, tal como se comentó en la respuesta correspondiente a la actividad de la página 27. 7. a) Cualquier transformación que se produzca en el Universo sigue las leyes de la termodinámica, es decir, tiende al equilibrio. La búsqueda de este equilibrio se realiza a través de la entropía, es decir que cuando un sistema está más desordenado, más cerca se halla de alcanzar este equilibrio, situación que se manifiesta en el ejemplo del texto. b) El texto hace referencia a la segunda ley de la ter-modinámica. En realidad, todos los sistemas abiertos tienden a aumentar su entropía. 8. Se muestra un esquema posible: Respiración aeróbica Dependencia de la luz Reactivos Productos ¿Consume o libera energía? ¿Proceso anabólico o catabólico? Ecuación general Glucosa y O2 Consume Anabólico 6 H2O + 6 CO2 m 6 C6H12O6 + 6 O2 H2O y CO2 Libera Catabólico 6 C6H12O6 + 6 O2 m 6 H2O + 6 CO2 Catabolismo Materia y energía Intercambio, transformación y utilización de Metabolismo Anabolismo es un proceso de es un proceso Endergónico y no favo-recido por la entropía Exergónico y favore-cido por la entropía ejemplo Fotosíntesis Respiración celular la energía liberada permite fabricar eso es lo que ocurre en la ejemplo moléculas simples se distingue a partir de moléculas complejas Respiración CO2 + H2O C6H12O6 + O2 (energía química) Fotosíntesis 19
21. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 Tejidos animales S E G Ú N S U O R I G E N E M B R I O N A R I O Epitelial Tapiza cavidades internas (tubo digestivo, vías respiratorias, etc.), secreta diversas sustancias. Muscular 3. Paramecio: reino Protista-nivel celular; orquídea: reino Plantae-nivel de órganos; mariposa: reino Animalia-nivel de sistemas de órganos; medusa: reino Animalia-nivel tisu-lar; tenia: reino Animalia-nivel de órganos; musgo: reino Plantae-nivel de órganos. 4. Árbol. Órganos: hojas, raíces, tallo, flores. Tejidos: meris-temático (tanto primario como secundario), epidérmico, parenquimático, colénquima y esclerénquima, xilema y floema. Brazo. Órganos: huesos, músculos, vasos san-guíneos y linfáticos, nervios. Tejidos: epitelial (epidermis –piel–, endotelio, en los vasos), sangre y linfa, conjuntivo, cartilaginoso (en articulación), óseo, muscular (estriado y liso, este último en los vasos), nervioso. Lombriz. Órganos: músculos, vasos sanguíneos, nervios, tubo digestivo, etc. Tejidos: epitelial, sangre, muscular, nervioso, etcétera. 5. a) Las fotografías se han sacado con un microscopio óptico. b) Tejido muscular estriado: contracción y relajación volun-tarias; permite el movimiento del esqueleto en asociación con los huesos. Meristema apical (raíz): permite el creci-miento de la raíz. Tejido cartilaginoso: sostén; constituye el esqueleto en algunos animales, como los peces cartilagi-nosos, o forma parte de las articulaciones y otras estruc-turas, en el resto de los vertebrados. Tejido óseo: forma los huesos de los vertebrados (excepto peces óseos); su dureza proporciona sostén. c) En todos los casos, las células son eucariotas. d) Excepto el meristema, corresponden a tejidos animales. 6. a) El prefijo hemo- significa “sangre”, y alude al grupo prostético que forma parte de la hemoglobina. El átomo de hierro que contiene el grupo hemo es el que le da el color rojo a la sangre y a los nódulos de las raíces de las leguminosas. b) La principal función de la sangre es el transporte de diversas sustancias por el organismo, entre ellas el oxígeno, de vital importancia para la respiración celular. Esta fun-ción de transporte de oxígeno es posible gracias a la hemo-globina. La fijación del nitrógeno gaseoso que llevan a cabo los nódulos radicales de las leguminosas es posible por una proteína similar a la hemoglobina, por lo que el transporte de gases es la función que se relaciona con ambas. c) La concentración de leghemoglobina en las raíces podría relacionarse con su función, que es el abastecimiento de oxígeno a las bacterias fijadoras de nitrógeno, que forman los nódulos, justamente, en esos órganos vegetales. d) Tanto las plantas como los animales superiores cuen-tan con tejido epidérmico, tejidos de sostén, tejidos de conducción y tejidos secretores o glandulares, aunque de diferentes características. Capítulo 2. Multicelularidad y niveles de organización Página 39 1. a) Según la historia geológica, la vida permaneció en el nivel celular unos 2.500 millones de años, entre los aproximadamente 3.900 millones de años, de cuando datan los primeros vestigios de actividad celular, hasta hace unos 1.500 millones de años, cuando aparecieron los primeros testimonios de colonias y filamentos. Hasta la aparición de los tejidos y los órganos transcurrieron 900 millones de años más. c) Si la historia total de la vida sobre la Tierra abarca casi unos 3.900 millones de años, la conquista del medio aeroterrestre (400 millones de años) representa poco más del 10%. 2. a) A lo largo de millones de años de historia evolutiva, la complejidad estructural crece, es decir, los organismos adquieren características más especializadas. b) Las bacterias son organismos unicelulares muy simples, procariontes (es decir, sin núcleo celular ni orgánulos), cuyo estilo de vida, a juzgar por el cuadro, es ventajoso. Desde su aparición sobre la Tierra hasta la actualidad, las bacterias han colonizado prácticamente todos los rincones del planeta. c) Según el gráfico, el éxito evolutivo depende más bien de la sencillez que de la complejidad estructural. Si un animal o una planta superior están muy especializados y adaptados a determinado ambiente, cuando este experimente alguna alteración drástica, no podrán hacerle frente y perecerán. 3. El aumento de la concentración de oxígeno determinó el desarrollo de sistemas circulatorios y respiratorios más complejos. Por otra parte, la acumulación de sales en el mar también permitió ese desarrollo, ya que los capara-zones de diversos microorganismos e invertebrados están compuestos de carbonatos de calcio, fosfatos, sulfatos de estroncio y magnesio, etcétera. Página 44 En la relación simbiótica que constituyen los líquenes, las algas aportan los nutrientes gracias a su capacidad de realizar fotosíntesis y las hifas de los hongos, la fijación al sustrato y la humedad necesaria para la supervivencia del conjunto. Páginas 48 a 51 1. I-d; II-a; III-b; IV-d. 2. Intervienen en la for-mación de nuevas células. D E R O L Producen sustancias que son almacenadas o expulsadas. Conducen sustancias por toda la planta. Hacen posible la fotosíntesis, reser-van agua, acumulan sustancias de reser-va, etcétera. Otorgan firmeza y flexibilidad. Cubren y protegen exter-namente los órganos. Embrionarios Tejidos vegetales Definitivos Físico-mecánicos Químicos MERISTEMAS COLÉNQUIMA Y ESCLERÉNQUIMA XILEMA Y FLOEMA CLORÉNQUIMA EPIDERMIS SECRETORES O GLANDULARES Transportan sustancias Endodérmico Sangre y linfa Epitelial Nervioso Mesodérmico Ectodérmico Transmisión de impulsos. Conjuntivo, cartilaginoso y óseo Relleno, sostén. Contracción, movimientos. O R I G E N Tapiza cavidades externas, secreta diversas sustancias. 20
22. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 dos constituyentes. Por lo tanto, los polímeros que forman parte de la matriz intercelular y que son degradados por las enzimas proteolíticas son las proteínas. 3. Los antibióticos que se agregan al medio de cultivo tienen por objetivo destruir posibles bacterias que lo contaminen. 4. Por ejemplo, el Sector Cultivo de Tejidos del Instituto de Virología del INTA “[…] tiene como objetivo producir cultivos celulares que se utilizan para diagnóstico e investi-gación de enfermedades infecciosas de interés productivo. En la actualidad cuenta con un banco de células certifi-cadas de 8 líneas, 48 líneas establecidas y 65 hibridomas, y está desarrollando nuevas líneas, para de esta manera poder abastecer a Institutos de INTA, universidades, ins-tituciones públicas y laboratorios privados nacionales y extranjeros. Los cultivos primarios son controlados antes de su utilización o congelamiento para establecer que están libres de contaminantes bacterianos, micológicos y de virus. Durante el año 2004 este sector suministró al SENASA todas las células necesarias y medios requeridos. […]” (Fuente: INTA, www.inta.gov.ar/virologia/investi-ga/ grupos/cult.htm; consultado en octubre de 2009). Capítulo 3. Células y biomoléculas: la vida en su míni-ma expresión Página 55 1. Respuesta de elaboración individual. 2. Schleiden y Schwann sentaron las bases de la teoría celular teniendo en cuenta los aportes de investigaciones previas, como las de Robert Brown. Schleiden reconoció la importancia del núcleo en la reproducción celular, aunque sus conclusiones no se ajustaban a lo que hoy se sabe sobre este mecanismo. Schwann realizó estudios de fisiología celular, introduciendo el término “metabolismo” para todas las transformaciones químicas que tienen lugar en las células; reconoció que todos los tejidos están formados por células; identificó las células del sistema nervioso responsables de la formación de la vaina de mielina, hoy denominadas en su honor como “células de Schwann”, y fue un pionero de la Embriología. 3. Las diferencias de tamaño observadas en las fotografías se deben a que se trata de diferentes tipos de células: células animales (eucariotas), pertenecientes a un organismo plu-ricelular, y células procariotas (bacterias), pertenecientes a organismos unicelulares. Los tamaños celulares varían entre menos de 2 μm en las bacterias, pasando por las 7,5 μm de un glóbulo rojo, hasta llegar a las 50 μm de algunas células vegetales, fibras musculares y neuronas. 4. En las célula vistas con el MET se distinguen claramente el núcleo y el nucléolo, cuya función es gobernar el fun-cionamiento celular, y mitocondrias, orgánulos encarga-dos de proveer la energía que requiere la célula mediante el proceso de respiración celular. 10. Helecho: epidermis foliar con cutícula (siempre que se halle en el estado inicial de momificación; si continúa la compresión de la columna sedimentaria, solo quedará un residuo carbonoso –carbonización–, o directamente la impronta. Insecto atrapado en ámbar: prácticamente todos los mencionados, dependiendo del estado de con-servación y la edad. Cráneo de mamífero: solo tejido óseo y los dientes. Entre los principales tejidos que se conser-van en el registro fósil figuran los que tienen minerales en su composición, como el óseo, y los que tienen partes orgánicas fosilizables, como los granos de polen, las epi-dermis con cutícula y el esclerénquima. Página 52 1. Inventar es crear con ingenio una cosa nueva, que antes no existía. En cambio, descubrir es “encontrar lo que esta-ba escondido”. 2. Inventos: microscopio, adjudicado a varios científicos, entre ellos Marcello Malpighi, Robert Hooke y Anton van Leeuwenhoek; técnicas histológicas para obtener sangre y primera aguja de biopsia, adjudicadas a Van Leeuwenhoek. Descubrimientos: alvéolos pulmonares, descubiertos por Marcello Malpighi; células de corcho, por Robert Hooke; estructura microscópica de protozoos, espermatozoides, eritrocitos, etc., por Anton van Leeuwenhoek. 3. El tejido observado por Hooke es el suberoso. Las célu-las muertas de dicho tejido, por la suberificación de sus paredes celulares, son las que justifican la observación de “cavidades” o “huecos”. 4. Las observaciones anteriores a Hooke se realizaban sobre el material colocado directamente en el microscopio. Las del corcho de Hooke, en cambio, se llevaron a cabo con un corte previo del material que se quería observar. 5. a) La técnica que sigue vigente en nuestros días es la de extracción y preparación del tejido sanguíneo, y la que se perfeccionó, la biopsia. Esta consiste en la extirpación y el examen, por lo general con el microscopio, de tejidos vivos del cuerpo con el objetivo de establecer un diagnóstico. Puede realizarse por medio de una aguja especial (inser-ción percutánea) o de un cepillo diminuto, por aspiración (una aguja conectada a una jeringa), por medio de un endoscopio, por raspado, etcétera. b) Malpighi, Marcello (1628-1694): médico y biólogo ita-liano, que utilizó por primera vez el microscopio para sus investigaciones. Hooke, Robert (1635-1701): físico y astrónomo inglés que perfeccionó gran cantidad de ins-trumentos, como el pluviómetro, el barómetro, el teles-copio, etc. En 1665, sus observaciones microscópicas de las células de corcho lo convierten en un pionero de la Histología. Publica, ese mismo año, su obra Micrographia. Leeuwenhoek, Anton van (1632-1723): comerciante de telas holandés; fabricó lentes perfectas que le permitieron diseñar varios microscopios de precisión. Realizó múlti-ples observaciones que le posibilitaron describir e inter-pretar diversas estructuras y mecanismos, como el de la circulación capilar. Sus investigaciones están contenidas en gran cantidad de cartas que dirigió a la Royal Society de Inglaterra. Luego de su muerte, fueron recopiladas en siete volúmenes que se publicaron con el nombre de Opera omnia seu Arcana naturae ope exactissimorum microscopiorum detecta. c) Malpighi y Hooke eran científicos de formación. Leeu-wenhoek fue vendedor de telas y luego conserje del ayun-tamiento de Delft, su ciudad natal. Página 53 1. El cultivo in vitro, en contraposición con el cultivo in vivo, es aquel que se realiza fuera del organismo de un ser vivo, en materiales de vidrio de laboratorio. 2. El término “proteolítico” significa “que destruye o desinte-gra proteínas”, es decir, se descomponen en sus aminoáci-núcleo citoplasma mitocondria nucléolo célula animal 21
23. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 5. Los orgánulos suelen requerir el uso de microscopios elec-trónicos para ser vistos. Hay que tener en cuenta que el microscopio óptico tiene una resolución de 0,2 Mm, mien-tras que el electrónico, de 0,001 Mm. Página 64 Los gametos tienen un juego de cromosomas (n), y las células somáticas, dos (2n); en el caso del ser humano, los gametos cuentan con 23 cromosomas (22 autosomas, o cromosomas somáticos, y uno sexual, que puede ser X o Y) y las células somáticas, con 46 (22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales, que puede ser XX o XY). El producto de la fusión de los gametos es un cigoto, con dos juegos de cromosomas (2n). Páginas 66 a 69 1. I-b y g; II-a, b, d y g; III-a f y g. 2. En todas las estructuras que se muestran en las foto-grafías se hace referencia especialmente a la queratina, proteína que tiene función estructural. Se trata de anexos tegumentarios de naturaleza córnea (queratinizados) de origen epidérmico. 3. Las sustancias liposolubles son transportadas por difu-sión simple: atraviesan directamente la bicapa lipídica pues se solubilizan en ella (A, la velocidad es mayor por unidad de tiempo debido a que el pasaje es directo). Las sustancias hidrosolubles se transportan a través de pro-teínas integrales específicas o de proteínas periféricas (carriers o permeasas) por difusión facilitada (B). Se trata de dos mecanismos de transporte pasivo, ya que se llevan a cabo a favor de un gradiente de concentración, sin gasto de energía. 4. a) La actina y la miosina son proteínas globulares de acción contráctil. b) Estas proteínas se encuentran en el tejido muscular, y su función es provocar la contracción del músculo. c) Los enlaces que se producen entre los aminoácidos que constituyen las proteínas se denominan “peptídicos”. d) Los polímeros son las proteínas, o polipéptidos, y los monómeros, los aminoácidos. e) La Amoeba proteus se desplaza por medio de la emisión de seudópodos, cuyo movimiento es posible gracias a la acción contráctil de los filamentos de actomiosina. 5. A, anafase: las cromátidas hermanas migran hacia los polos. B, metafase: los cromosomas se unen al huso en el plano ecua-torial de la célula. C, telofase: las cromátidas hermanas consti-tuyen los cromosomas de las células hijas. D, citocinesis: en la foto se observa el comienzo de la división de las células hijas. 8. El niño X es hijo de la madre M y hermano de B, H1 y H2, pero no son todos hijos de un mismo padre, ya que las bandas que no coinciden con las huellas de la madre no son las mismas en los tres casos. Página 70 1. Los diferentes tipos de microscopios se utilizan especial-mente en las carreras de Biología y de Medicina, y también en Bioquímica, Agronomía, Veterinaria, Odontología. En todos los casos, se emplean para observar estructuras tisulares y celulares. Por ejemplo, en Palinología (rama de la Biología), se usan para identificar las plantas a partir del estudio de las esporas y los granos de polen. 2. Debido a la gran cantidad de microfotografías que tiene este libro, aquí solo indicaremos las correspondientes a este capítulo. Página 54: la fotografía del copete corres-ponde a un organismo unicelular (heliozoo) visto con el MO; la central, a células animales vistas con el MET; las dos más pequeñas (bacterias y células sanguíneas), vistas con el MEB. Página 56: células vegetales vistas con el MET. Página 60: células eucariotas vistas con el MET y el MO y células procariotas con el MO. Página 64: migración de cromosomas vista con el MET. Página 66: ameba vista con el MO. Página 67: fases de la mitosis vistas con el MO. 3. En el país hay cuatro microscopios de efecto túnel STM, el primero de los cuales fue desarrollado en el INTI a fines de la década de 1980, marcando el inicio de la Nanotecnología en nuestro país. (Fuente: Sistema Nacional de Microscopía, www.microscopia.mincyt.gov. ar/index.htm; consultado en octubre de 2009). Página 71 1. La proteómica surge con posterioridad a la genómica, y completa de alguna manera los estudios realizados por esta última, al analizar la expresión del genoma y todas sus implicancias. 2. No, ya que, como se afirma en el texto, “el proteoma no solo difiere entre las células de un tejido y otro, sino que también varía según la interacción de las células con el ambiente. Por lo tanto, no basta con saber que la infor-mación genética contenida en los genes se expresa en una proteína; todavía queda por averiguar en qué cantidad y qué factores influyen en la expresión proteica”. 3. Las técnicas de electroforesis y espectrometría de masas son complementadas con las herramientas de la bioinfor-mática, que permiten identificar, modelizar, comparar y analizar proteínas de cualquier origen. 4. Entre las aplicaciones de la proteómica se pueden mencio-nar: la identificación de nuevos marcadores para el diagnós-tico de enfermedades; la identificación de nuevos fármacos; la determinación de mecanismos moleculares involucrados en la patogenia de enfermedades; el análisis de rutas de transducción de señales. (Más información: Medicina mole-cular, www.medmol.es; consultado en octubre de 2009). Capítulo 4. Metabolismo celular Página 73 1. Los principales aportes de Pasteur al estudio del metabo-lismo fueron la investigación de las propiedades ópticas de algunas sustancias orgánicas; el desarrollo de una téc-nica para evitar el avinagramiento del vino, basada en la aplicación de calor –hoy conocida como pasteurización; el estudio de las fermentaciones alcohólica, láctica y butírica y, sobre todo, el descubrimiento de que las fermentacio-nes son causadas por microorganismos y de que no todos requieren oxígeno (aerobiosis y anaerobiosis). 2. La fermentación es la respiración anaeróbica, es decir, aquella que se lleva a cabo sin la intervención del oxígeno. En el texto se mencionan tres tipos de fermentación: la alcohólica, que produce etanol; la láctica, que genera lac-tato, y la butírica, que origina ácido butírico. 3. Los organismos anaerobios son procariontes (bacterias y arquibacterias), y se encuentran en todos los rincones del planeta, aun en aquellos lugares imposibles de ser habita-dos por los organismos aerobios. Algunos son anaerobios estrictos, es decir, no solo no pueden utilizar el oxígeno sino que en casi todos los casos este gas les resulta un veneno. Es el caso de las bacterias que habitan los fondos oceánicos, las bacterias desnitrificantes de los suelos mal aireados (que privan a las plantas de nitratos), las meta-nobacterias, las intestinales, etc. Otros organismos son anaerobios facultativos, es decir, se convierten en aerobios cuando son expuestos al aire con oxígeno. 4. Los nutrientes esenciales para el organismo humano son los hidratos de carbono, las grasas, las proteínas, el agua, los minerales y las vitaminas. Respecto de los nutrientes con función energética –es decir, aquellos que permiten obtener energía para llevar a cabo las funciones vitales–, estos son prin-cipalmente los hidratos de carbono, sobre todo la glucosa. Los azúcares son las primeras moléculas que el organismo degrada para obtener energía; luego siguen las grasas y, en casos extre-mos, incluso pueden ser degradadas las proteínas. El oxígeno es el último aceptor de electrones de la cadena respiratoria. 22
24. © Santillana S.A. Prohibida su copia. Ley 11.723 5. La línea A indica un mayor crecimiento (mayor número de organismos por unidad de tiempo), por lo que corresponde a la aerobiosis (el rendimiento energético es mucho mayor en esta condición que en anaerobiosis). Página 76 El ATP es un nucleótido (adenosín trifosfato). Cuando pierde dos grupos fosfato se convierte en AMP (adenosín monofosfato). El ATP es la “moneda energética” de la célula. La obtención de energía por medio del ATP se basa en la transferencia de los grupos fosfato a una molécula aceptora, en la que una parte de la energía de enlace queda preservada. Por ejemplo: glucosa + ATP ----> gluco-sa- 6-fosfato + ADP (adenosín difosfato). El AMP se produce durante las reacciones de transferen-cia de energía. El GTP (guanosín trifosfato) interviene, por ejemplo, en el mecanismo que acopla la unión de la adrenalina a su receptor, con la activación de la adelinato ciclasa, y en la síntesis de glucosa a partir de piruvato (gluconeogénesis). Página 79 La fotorrespiración es el consumo de oxígeno que tiene lugar en las plantas de zonas templadas iluminadas, a causa de la oxidación de fosfoglicolato. A diferencia de la respiración que ocurre en las mitocondrias, este proceso no conserva energía y puede inhibir hasta un 50% de la producción neta de biomasa, por lo que muchas plantas, sobre todo las de climas cálidos, han desarrollado adap-taciones para la fijación del carbono. Las bacterias quimiosintéticas obtienen energía mediante la oxidación de compuestos inorgánicos reducidos: de nitrógeno (NH3, NO2 -), hierro ferroso (Fe2+), de azufre (SH2, S, S2O3 2-) o H2. De esta manera, al utilizar estos elementos intervienen en los ciclos biogeoquímicos de, por ejemplo, el nitrógeno o el azufre. Páginas 80 a 83 1. I-c; II-d; III-d; IV-c; V-c. 3. a) La glucólisis es la primera etapa de la respiración celu-lar. Esta es una reacción del catabolismo en la que se oxidan moléculas orgánicas o nutrientes (glucosa) y cuyo objetivo es la obtención de energía (ATP). b) El fuego de una llama representa una reacción de com-bustión; en ella, un combustible se quema y se obtiene energía, en forma de luz y calor. La respiración celular es una “combustión biológica”, ya que también se “quema” un combustible (glucosa) y se obtiene energía (ATP). c) Cuando hacemos ejercicio, nos acaloramos porque el cuerpo degrada más “combustible” para responder a la demanda de energía de los músculos en movimiento y, así, se genera más calor (no toda la energía que libera la respiración es usada, parte se transforma en calor). d) Los reactivos de la fotosíntesis son el dióxido de carbo-no y el agua, que constituyen, justamente, los productos de la respiración celular. e) Sí, igual que la mayor parte de los heterótrofos. f) Que los productos de una reacción pueden ser inmediata-mente utilizados como reactivos de la siguiente reacción, y la energía producida en los procesos catabólicos puede ser utilizada para la síntesis de nuevos materiales celulares. g) No, por ejemplo, las cianobacterias son aerobias estrictas. h) No, la respiración anaeróbica tiene un menor ren-dimiento energético que la aeróbica. i) Sí, porque amplían el espectro de absorción de la fotosín-tesis, al transferir a la clorofila a la energía que captan. j) Sí, todas las células presentan las dos fases del catabolismo. 4. La fosforilación oxidativa forma parte de una reacción catabólica (respiración) en la que hay una transferencia de electrones a tra-vés de varios aceptores (citocromos, coenzima Q, flavoproteínas) y, al final, hay ganancia de energía (ATP). La etapa clara de la fotosíntesis, o fase fotoquímica, forma parte de una reacción ana-bólica (fotosíntesis), en la que también hay una transferencia de electrones a través de varios aceptores (citocromos, ferredoxina, plastocianina), pero la ganancia de energía (ATP) es utilizada en la fase siguiente (biosintética) para sintetizar la glucosa. 5. a) Entre la manzana y el oxígeno del aire ocurre una reacción de oxidación, razón por la cual, una vez pelada, esta se pone oscura. El jugo de limón contiene vitamina C (ácido ascórbico), que actúa como antioxidante; por lo tanto, retarda la reacción, manteniendo el color original de la fruta por más tiempo. b) La levadura provoca el leudado del pan, debido a su acción biológica (fermentación). Este efecto puede apre-ciarse en una masa esponjosa, “aireada”. Las levaduras cesan su actividad y mueren una vez horneado el pan. El agregado de azúcar en el agua tibia favorece la reproduc-ción de las levaduras antes de hacer la masa. d) El yogur es producto de la acción fermentativa de bac-terias, mediante la cual la lactosa (el azúcar de la leche) se transforma en ácido láctico. A medida que el ácido se acumula, la estructura de las proteínas de la leche se va modificando. En la fabricación del yogur se emplean dos o más bacterias diferentes, principalmente Streptococcus ther-mophilus salivarius y del género Lactobacillus, como L. bulga-ricus, L. casei y L. bifidus. Las condiciones de temperatura y acidez en la fabricación del yogur deben ser cuidadosamente controladas. La temperatura requerida para el proceso es de aproximadamente 43 °C, con lo cual se logra el grado ópti-mo de acidez; luego se enfría hasta los 5 °C y se detiene la fermentación. Según la Organización Mundial de la Salud, el yogur es una leche fermentada que se obtiene por cultivos simbióticos de Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbrueckii subespecie bulgaricus, que contiene un mínimo de 100 millones de microorganismos vivos por gramo de yogur. Según el Código Alimentario Argentino, “se entiende por Yogurt o Yoghurt o Iogurte, en adelante Yogur, el produc-to incluido en la definición 1.1. cuya fermentación se realiza con cultivos protosimbióticos de Lactobacillus delbrueckii subespecie bulgaricus y Streptococcus salivarius subespecie thermophilus a los que en forma complementaria pueden acompañar otras bacterias ácido-lácticas que, por su acti-vidad, contribuyen a la determinación de las características del producto terminado”. (Fuente: ANMAT, www.anmat.gov. ar/CODIGOA/CAA1.HTM; consultado en octubre de 2009). e) Se refiere a la respiración celular anaeróbica o fermentación, en este caso, la fermentación alcohólica. Los “azúcares natura-les de la harina” se refieren al almidón, el principal componente de la harina, un hidrato de carbono complejo. El almidón es un polisacárido de glucosa, insoluble en agua fría, pero se hincha ligeramente con el aumento de la temperatura. Está constituido por dos tipos de cadena: la amilosa, polímero de cadena lineal, y la amilopectina, de cadena ramificada. Junto con el almidón están las enzimas alfa y la beta amilasa que lo degradan hasta azúcares simples: dextrina, maltosa y glucosa. Estos azúcares son el “alimento” de las levaduras durante la fermentación. Producto de esta fermentación son el dióxido de carbono y el etanol. La temperatura a la que se refiere el texto se relaciona con la actividad de los microorganismos. Temperatura de fermentación 15 °C 20 °C 25 °C 30 °C 35 °C 39 °C Género Saccharomyces (gramos de CO2 desprendido en 24 horas) 4 – 5,3 4,3 – 7,5 8,7 – 11,3 8,8 – 16,0 10,8 – 13,1 3,3 – 15,2 Fuente: http://usuarios.lycos.es/nachodiscosweb/articulo/levadura.htm Las levaduras tienen su óptimo de intensidad fermentativa aproximadamente a los 35 ºC, y se inactivan por completo a los 45 ºC. La fermentación es el doble de rápida a 30 ºC que a 20 ºC o, lo que es lo mismo, por cada grado que se eleva la temperatura las levaduras transforman el 10% más de azúcares en el mismo tiempo. 23
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